Состав покрытия для защиты поверхности свариваемого изделия от налипания брызг расплавленного металла при дуговой сварке плавлением

Изобретение относится к однопроходной сварке металлов штучными покрытыми электродами, а именно к составам покрытия для защиты поверхности свариваемых изделий и технологического оборудования от брызг расплавленного металла при дуговой сварке плавлением. Состав включает концентрат сульфитно-спиртовой барды, мыло, кальцинированную соду, каолин, воду и 40% раствор метилового спирта при следующем содержании компонентов, мас.%: сульфитно-спиртовая барда 10,5, мыло 3,7, кальцинированная сода 3,7, каолин 8,5, вода 68, 40% раствор метилового спирта 5,6. Технический результат - обеспечение легкого нанесения покрытия и его хорошей жидкотекучести при отрицательных температурах. 3 табл.

 

Изобретение относится к однопроходной дуговой сварке металлов покрытым плавящимся электродом, а именно к покрытиям для защиты поверхности свариваемых изделий и технологического оборудования от брызг расплавленного металла.

Разбрызгивание электродного металла сопровождается набрызгиванием его на поверхность свариваемых деталей при сварке покрытыми электродами. Согласно результатам проведенных исследований по определению трудоемкости отчистки поверхности свариваемых изделий от брызг расплавленного металла, было установлено, что при сварке электродами диаметром 3 мм время на зачистку (вручную с помощью зубила и молотка) составляет 35% от времени сварки, а электродами диаметром 4 мм - 42% от времени сварки.

Следовательно, проблема борьбы с набрызгиванием при ручной дуговой сварке покрытыми электродами не менее актуальна, чем при сварке в CO₂. В литературе данных по снижению набрызгивания на поверхность свариваемых изделий при ручной дуговой сварке покрытыми электродами путем применения защитных покрытий нет. Был проведен анализ известных защитных покрытий.

Известно, что покрытие для защиты поверхности от налипания брызг расплавленного металла содержит на 1 л воды концентрат сульфидно-спиртовой барды 40-50 г, кальцинированную соду 30-40 г, декстрин 80-100 г, отходы абразивного производства (термостойкий наполнитель) 100-150 г (см. патент РФ №2117562, В23К 35/36, 20.08.98).

Недостатком покрытия является то, что при хранении покрытия происходит постоянное осаждение термостойкого наполнителя - отходов абразивного производства, что требует перемешивания перед применением.

Наиболее близким по технической сущности является покрытие для защиты поверхности от налипания брызг расплавленного металла, содержащее следующие компоненты, г на 1 л воды: сульфитно-спиртовая барда - 60...110; мыло - 25-45; кальцинированная сода - 15...25; каолин 25-50 (см. SU 923784 A, B23K 35/36, 30.04.1982).

Описанное покрытие имеет низкие технологические характеристики, выражающиеся в замерзании защитного покрытия при отрицательных температурах, а следовательно, возникает трудность в нанесении покрытия на свариваемую поверхность.

Недостатком известного покрытия является трудность нанесения на поверхность свариваемых изделий при отрицательных температурах.

Задача - разработать состав покрытия, обеспечивающий легкое нанесение и хорошую жидкотекучесть при отрицательных температурах.

Поставленная задача достигается тем, что в покрытие для защиты поверхности от брызг расплавленного металла при дуговой сварке плавлением, содержащее воду, концентрат сульфитно-спиртовой барды, мыло, кальцинированную соду, каолин, дополнительно введен 40% раствор метилового спирта при следующем содержании компонентов, мас.%:

а) мыло 3,7;

б) каолин 8,5;

в) сульфитно-спиртовая барда 10,5;

г) кальцинированная сода 3,7;

д) 40% раствор метилового спирта 5,6;

е) вода 68.

Компоненты покрытия выполняют следующие функции:

1) сульфитно-спиртовая барда - защитные функции;

2) каолин обеспечивает термостойкость;

3) мыло поверхностно - активное вещество увеличивает смачиваемость;

4) кальцинированная сода - активное вещество увеличивает смачиваемость;

5) 40% раствор метилового спирта - функциональная добавка, позволяющая применять покрытие при отрицательных температурах.

Из указанных компонентов было изготовлено три состава покрытия, которые испытывали при низких температурах.

Способ изготовления покрытия. Компоненты покрытия (мыло, каолин, сульфитно-спиртовая барда, кальцинированная сода) перемешиваются, заливаются водой с последующим добавлением 40% раствор метилового спирта. Полученная масса механически перемешивается до получения однородной суспензии.

В таблице 1 приведены данные по влиянию количества 40% раствора метилового спирта в покрытии на температуру замерзания покрытия.

В таблицах 2 и 3 приведены данные по величине набрызгивания при ручной дуговой сварке покрытыми электродами с применением защитного покрытия и без него. Проанализировав полученные данные, можно сделать вывод, что покрытие обладает хорошей защитной способностью.

Таблица 1
Количество 40% раствора метилового
спирта (в граммах) в покрытии на 1000 г воды	60	80	100
Температура замерзания, °С	-3	-6	-10

Таблица 2
Экспериментальные данные по величине набрызгивания
Марка электрода	Сварочный ток, А	Масса собранных капель, граммы	Масса срезанных капель, граммы	Общий вес капель, грамм
Масса капель, г., размером >1,6 мм	Масса кепель г., 1 мм<разм.<1,6 мм	Масса капель г., размером <1 мм	Всего, грамм	Масса капель г., размером >1,6 мм	Масса капель г., 1 мм<разм.<1,6 мм	Всего, грамм
ОК 53.70 ЭСАБ	80	0	0,021	0,05	0,71	0,14	0,085	0,225	0,296
	100	0,448	0,176		0,624	0,367	0,043	0,41	1,034
120	0,154	0,22		0,374	0,54	0,183	0,914	1,288
МР3 ЭСАБ	80		0,018	0,010	0,028				0,028
	100	0,038	0,027	0,015	0,08	0,079		0,079	0,159
120	0,11	0,03	0,035	0,175	0,225	0,038	0,263	0,438
LB 52U	80	0.178	0.072	0.05	0,122	0.452	0.05	0,502	0,624
	100		0,014	0,025	0,039	0,713	0,127	0,84	0,874
120	0,035	0,076	0,105	0,181	1,279	0,243	1,522	1,703
МР 3	80	0,054	0,036	0,04	0,13	0,269		0,296	0,426
	100	0,3	0,214	0,08	0,594	0,077	0,013	0,09	0,684
120	0,04	0,037	0,08	0,167	0,340	0,232	0,572	0,739

Таблица 3
Экспериментальные данные по величине набрызгивания с применением защитного покрытия
Марка электрода	Сварочный ток, А	Масса собранных капель, граммы	Масса срезанных капель, граммы	Общий вес капель, грамм
Масса капель, г., размером >1,6 мм	Масса капель г., 1 мм <разм.<1,6 мм	Масса капель г., размером <1 мм	Всего, грамм	Масса капель г., размером >1,6 мм	Масса капель г., 1 мм <разм.<1,6 мм	Всего, грамм
ОК 53.70 ЭСАБ	80	0,2	0,03		0,23		0,018		0,348
	100	0,318	0,047	0,025	0,39	0,143		0,143	0,533
120	0,066	0,034	0,018	0,118	0,294	0,045	0,339	0,457
МР-3 ЭСАБ	80		0,02	0,025	0,045				0,045
	100	0,073		0,03	0,103	0,021	0,015	0,036	0,139
120	0,022		0,020	0,042	0,152	0,013	0,165	0,207
LB52U	80	0,210	0,075	0,025	0,310				0,31
	100	0,301	0,085	0,034	0,42	0,052		0,052	0,572
120	0,316	0,033		0,349	0,309	0,031	0,34	0,689
МР-3	80	0,09	0,03		0,12				0,12
	100	0,106	0,036	0,02	0,162	0,241	0,05	0,291	0,453
120	0,327	0,44	0,05	0,817	0,014	0,08	0,094	0,911

Состав покрытия для защиты поверхности свариваемого изделия от налипания брызг расплавленного металла при дуговой сварке плавлением, содержащий концентрат сульфитно-спиртовой барды, мыло, кальцинированную соду, каолин и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит 40% раствор метилового спирта при следующем содержании компонентов, мас.%:

сульфитно-спиртовая барда	10,5
мыло	3,7
кальцинированная сода	3,7
каолин	8,5
вода	68
40% раствор метилового спирта	5,6