Электрод для электродуговой сварки

 

Сущность изобретения: электрод включает металлический стержень и двухслойное покрытие. Наружный слой покрытия является газошлакообразующим. изготавливается из традиционных материалов. Внутренний слой, прилегающий к стержню, является сгорающим и представляет собой источник дополнительной энергии. Сгорающее покрытие выполнено из композиции, состоящей из пластифицированной нитроцеллюлозы и целлюлозы с содержанием нитроцеллюлозы до 50%. В качестве пластифицированной нитроцеллюлозы предлагается использовать порог на основе нитроцеллюлозы. 1 з.п. ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСГИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 23 К 35/365. 35/02

ГОСУДАРСТВЕНЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕ НТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Ь

ЬЭ (Я 4

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4929971/08 (22) 22.04.91 (46) 07.07.93. Бюл. М 25 (71) Казанский научно-исследовательский институт химических продуктов (72) В.В.Волков и Г,Н.Марченко (56) Авторское свидетельство СССР

М 1679721, кл. В 23 К 35/02, 1989.

Авторское свидетельство СССР

М 616102, кл. В 23 К 35/40, 1976, (54) ЭЛЕКТРОД ДЛЯ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ

СВАРКИ (57) Сущность изобретения: электрод включает металлический стержень и двухслойИзобретение относится к сварке материалов электродуговым методом и может быть использовано в машиностроении и строительстве, Цель изобретения — повышение устойчивости горения дуги и снижение энергоемкости процесса электросварки, Электрод состоит из металлического стержня, сгорающего покрытия и газошлакообразующего покрытия. Наружное покрытие выполняет известные функции и изготавливается из традиционных материалов, Внутреннее покрытие покрывает металлический стержень по всей рабочей длине, выполнено иэ композиции: пластифицированная нитроцеллюлоза — целлюлоза с содержанием НЦ не более 50,ф — и является дополнительным источником энергии, выделяющейся при его сгорании в процессе сварки.

Пластифицированная НЦ играет роль формообразующего материала и обеспечивает мгновенное воспламенение компоэи„„5U „„1825701 А1 ное покрытие, Наружный слой покрытия является гаэошлакообразующим, изготавливается иэ традиционных материалов.

Внутренний слой, прилегающий к стержню, является сгорающим и представляет собой источник дополнительной энергии. Сгорающее покрытие выполнено из композиции, состоящей из пластифицированной нитроцеллюлозы и целлюлозы с содержанием нитроцеллюлоэы до 507. В качестве пластифицированной нитроцеллюлозы предлагается испольэовать порог на основе нитроцеллюлоэы. 1 э.п. ф-лы. ции от искры, возникающей при поднесении электрода к свариваемой конструкции.

Целлюлоза является основным источником дополнительной тепловой энергии и регулятором скорости сгорания всей композиции, материалом, обеспечивающим прекращение горения при вынужденной или случайной приостановке процесса сварки. Предлагается использовать хлопковую или древесную целлюлозу, являющуюся сырьем для изготовления НЦ.

Испытания изготовленных в опытных условиях композиций нитроцеллюлоза-целлюлоза показали, что при изменении содержании НЦ от 5 до 50"-,ь скорость горения меняется от 1 до 100 м в секунду, что дает возможность регулирования скорости горения покрытия применительно к требованиям, определяемым заданной скоростью сварки. При содержании НЦ. превышающем 50 . скорость горения композиции резко возрастает, покрытие полностью cro1825701 рает мгновенно и не может выполнять поставленной задачи.

Размеры внутреннего покрытия определяются диаметром стержня и заданными условиями процесса сварки и подбираются 5 для каждой партии электродов, состава и энергетических характеристик композиции.

Изготовление внутреннего покрытия производится по технологии пироксилинового пороха, включающей операции смешения нитроцеллюлозы с наполнителем, добавки растворителя, получения пластичной массы, нанесения покрытия ча металлический стержень прессованием в непрерывном шнековом аппарате и удаления растворителя провяливанием и сушкой.

Испытания предложенного электрода по сравнению с прототипом проведены в условиях механического цеха на электросварочной установке, снабженной вольт- 20 метром и амперметром.

Электрод изготовлен иэ металлического стержня диаметрол1 5 мм; внутреннее покрытие изготовлено из пластифицированной этилацетатом композиции, состоящей из 10 НЦ (содержание азота 13,4%) и 90% древесной целлюлозы ЦА. Толщина покрытия — 2 MM. Наружное покрытие изготовлено иэ стандартного материала.

При использовании электрода-прототипа процесс сварки проводился при следующих параметрах;

Напряжение возбуждения дуги, В 40

Рабочее напря- 35 жение, В 24

Средний рабочий ток, А 182

При испытаниях преложенного электрода процесс сварки характеризовался следующими параметрами;

Напряжение возбуждения дуги, В 39

Рабочее напряжение, В 24 45

Средний рабочий ток, А 152

При испытаниях электрода-прототипа в

100 опытах, выполненных сварщиком 3 разряда при -16 С на открытом воздухе, зафик- 50 сировано 14 случаев непредусмотренного прерывания дуги. Аналогичные испытания предлагаемой конструкции дали 4 случая непредусмотренной сварщиком остановки процесса, 55

При испытаниях наблюдалось некоторое опережение процесса сгорания внутреннего покрытия по сравнению с расплавлением электрода, однако измерения длины оголенного участка стержня показали, что опережение носит постоянный характер (длина участка 5++ 2 мм).

Проведенные исследования подтвердили достижение поставленной цели — повышение устойчивого горения дуги (вероятность непредусмотренного затухания снизилась с 14 до 4%) и снижение энергоемкости процесса сварки на 26%).

В настоящее время отрабатывается технология изготовления электродов предложенной конструкции, по завершении которой запланирован выпуск опытной партии изделий, Использование товарной нитроцеллюлозы и целлюлозы для изготовления электродов не будет рентабельным (цена 1 т HLI, 1,5 — 2000 руб., целлюлозы 600—

800 руб.). Но в производстве НЦ образуется значительное количество отходов целлюлозы и нитроцеллюлозы, которые в настоящее время не используются, а уничтожаются сжиганием. Использование этих отходов, безусловно, экономически целесообразно.

Кроме того, на заводах-изготовителях и организациях-потребителях имеется большое количество отслуживших ресурс порохов, состоящих преимущественно из пластифицированной нитроцеллюлозы с различными добавками для регулирования скорости горения. Такие пороха также уничтожаются сжиганием и их использование в композиции с целлюлозой в качестве источника дополнительной энергии в предлагаемой конструкции электрода обеспечит производство рентабельной продукции и исключит трудоемкие и опасные операции слкигания большиx количеств пороха, Формула изабре гения

1. Электрод для элекродуговой сварки, включающий MåTàëëè÷åñкий стержень и двухслойное покрытие, один из слоев которого выполнен иэ газошлакообразующего материала, а другой — из сгорающего, о тл и ч э ю щи и с ятем,что, с целью повышения устойчивости горения дуги и снижения энергоемкости процесса, покрытие из сгорающего материала расположено между газошлзкообразующим покрытием и стержнем и выполнено из кол1позиции, состоящей из пластифицированной нитроцеллюлоэы и целлюлозы, с содержанием нитроцеллюлозы не более 50%.

2. Электрод по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что в качестве пластифицированной н итроцелл юлозы используют порох на основе нитроцеллюлозы.