Состав керамической подкладки для односторонней сварки

Авторы патента:

Жданов Николай Николаевич (RU)

Воронов Александр Владимирович (RU)

Гиниятуллин Ильназ Мунирович (RU)

Шибаев Дмитрий Ильич (RU)

Уваев Вильдан Валерьевич (RU)

Гайдай Виталий Васильевич (RU)

Хафизова Сария Абдулловна (RU)

Гордиенков Юрий Степанович (RU)

Маслов Владимир Алексеевич (RU)

Воробьев Антон Борисович (RU)

B23K37/06 - для принудительного формирования расплавленного металла (шва), например для удержания его на требуемом участке пространства

B23K35/36 - подбор неметаллических составов, например покрытий, флюсов (B23K 35/34 имеет преимущество); выбор материалов для пайки или сварки в сочетании с подбором неметаллических составов (выбор материалов для пайки или сварки B23K 35/24)

Владельцы патента RU 2632730:

Акционерное общество "Казанский химический научно-исследовательский институт" (RU)
Публичное акционерное общество "Ижорские заводы" (RU)

Изобретение может быть использовано для получения высококачественного корня шва при односторонней автоматической сварке. Керамическая подкладка содержит компоненты в следующем соотношении, мас.ч: алюмокремнезоль марки КЗ-АЛ 27,0-30,0; акриловая дисперсия 3,0; тальк 3,0; жидкое стекло 10,0-12,0; борат цинка 2,0-4,0; каолин 16,0-19,0; перлит 3,0-4,0; окись хрома 2,0-3,0; гидроксид алюминия 18,0-20,0; кварцит 3,0-4,0; окись магния 3,0-4,0. Керамическая подкладка обладает высокой термостойкостью и однородностью структуры, обеспечивает отсутствие дефектов обратной стороны шва, в частности прожогов, шлаковых включений и пор. 2 табл., 5 пр.

Изобретение относится к области сварки, а именно к составам керамических подкладок для односторонней сварки, применяемых для получения высококачественного корня шва при односторонней автоматической сварке.

Известен состав подкладки для односторонней сварки (а.с. СССР №625885, М.Кл.² В23К 36/22, опубл. 30.09.78, Бюл. №36), содержащий 15-36% плавикового шпата, 19-22% кремнезема, 13-16% ферросилиция, 1-6% окись алюминия, 1,5-3,0% ставролитового концентрата, рутил.

Недостатком данного изобретения является низкая термостойкость подкладки, что делает ее непригодной для использования при автоматической сварке.

Известен состав подкладки для формирования обратной стороны сварного шва (а.с. SU №1798095, МПК⁵ В23К 35/36, В23К 27/06, опубл. 28.02.1993, Бюл. №8), содержащий глину и 3-7% перлита, 20-22% стеклобоя и 10-17% нефелинового концентрата, а в качестве основного компонента используют 35-40% кембрийской глины и 18-22% глины ДН 2.

Недостатком известного изобретения является то, что значительное количество стеклобоя снижает температуру плавления подкладки, что препятствует образованию качественного корневого шва при автоматической сварке.

Известен состав подкладки для формирования обратной стороны сварного шва (а.с. SU №1016127, МПК⁵ В23К 37/06, опубл. 07.05.1983), изготавливаемый следующим образом: смесь хрома, циркония, кремния, графита, полукокса и кокса формуют, обжигают в матрице при 600°С под давлением 250 кг/см² и подвергают уплотнению под давлением 300 кг/см² при 2500°С.

Недостатком известного изобретения является сложная технология изготовления и высокая температура плавления подкладки, в результате при сварке образуется непровар, не формируется корневой валик.

Наиболее близким по технической сущности является огнезащитный состав (заявка RU №2006131930, МПК В27К 3/36, опубл. 10.03.2006, бюл. №7), содержащий жидкое стекло, кремнегель, асбестоцементные отходы, отличающийся тем, что дополнительно содержит магнезит и тальк при следующем соотношении компонентов, мас.%: жидкое стекло 15-20, кремнегель 35-45, магнезит 5-10, тальк 5-10, асбестоцементные отходы 25-30.

Недостатком данного огнезащитного состава является быстрое отверждение готовой смеси, что приводит к возникновению значительных внутренних напряжений при сушке состава и образованию трещин.

Технической задачей заявляемого изобретения является создание состава керамической подкладки для односторонней сварки, устраняющей возможные дефекты, образующиеся с обратной стороны сварного шва - образование прожогов, шлаковых включений, пор.

Технический результат достигается тем, что состав керамической подкладки для односторонней сварки, включающий жидкое стекло, кварцит, окись магния, дополнительно содержит связующее, состоящее из смеси алюмокремнезоля марки КЗ-АЛ и акриловой дисперсии; функциональные добавки - борат цинка, каолин, тальк, перлит, окись хрома, гидроксид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.ч:

- алюмокремнезоль марки КЗ-АЛ - 27,0-30,0;

- акриловая дисперсия - 3,0;

- тальк - 3,0;

- жидкое стекло - 10,0-12,0;

- борат цинка - 2,0-4,0;

- каолин - 16,0-19,0;

- перлит - 3,0-4,0;

- окись хрома - 2,0-3,0;

- гидроксид алюминия - 18,0-20,0;

- кварцит - 3,0-4,0;

- окись магния - 3,0-4,0.

Отличительным признаком заявляемого изобретения является наличие связующего, состоящего из смеси алюмокремнезоля марки КЗ-АЛ и акриловой дисперсии, обеспечивающего с сочетанием функциональных добавок - талька, бората цинка, каолина, перлита, окиси хрома, гидроксида алюминия огнестойкость и жаропрочность керамической подкладки для односторонней сварки.

Алюмокремнезоль марки КЗ-АЛ (ТУ 2145-138-00209600-2012, ОАО «КазХимНИИ», г. Казань) представляет собой водные коллоидные системы с наноразмерным гидроксидом кремния, модифицированным алюминатом натрия. Низкое содержание оксида натрия в результате модификации ионом алюминия повышает устойчивость к растрескиванию подкладки.

Акриловая дисперсия, являющаяся термостойкой, повышает устойчивость керамической подкладки для односторонней сварки к растрескиванию и скалыванию при механических повреждениях.

Тальк наряду с окисью хрома, окисью магния и каолином, повышает термостойкость и однородность структуры керамической подкладки, способствует повышению пластичности состава керамической подкладки для односторонней сварки.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

В перемешивающее устройство поочередно вводят следующие компоненты, мас.ч: алюмокремнезоль марки КЗ-АЛ - 24,0; акриловая дисперсия - 11,0; тальк - 4,0; жидкое стекло - 10,0; борат цинка - 6,0; каолин - 17,0; перлит - 4,0; окись хрома - 3,0; гидроксид алюминия - 12,0; кварцит - 4,0; окись магния - 5,0. Тщательно перемешав, состав заливается в металлические формы. Отформованные образцы сушатся на воздухе, затем в сушильном шкафу и отжигаются в муфеле при постепенном повышении температуры от 1100 до 1300°С, после чего остывают вместе с муфелем в течение 10-12 часов.

Пример 2

По способу, указанному в примере 1, изготавливают состав при следующем добавлении компонентов, мас.ч: алюмокремнезоль марки КЗ-АЛ - 25,0; акриловая дисперсия - 7,0; тальк - 2,0; жидкое стекло - 8,0; борат цинка - 4,0; каолин - 15,0; перлит - 5,0; окись хрома - 2,0; гидроксид алюминия - 25,0; кварцит - 3,0; окись магния - 4,0.

Пример 3

По способу, указанному в примере 1, изготавливают состав при следующем добавлении компонентов, мас.ч: алюмокремнезоль марки КЗ-АЛ - 30,0; акриловая дисперсия - 3,0; тальк - 3,0; жидкое стекло - 10,0; борат цинка - 4,0; каолин - 16,0; перлит - 4,0; окись хрома - 2,0; гидроксид алюминия - 20,0; кварцит - 4,0; окись магния - 4,0.

Пример 4

По способу, указанному в примере 1, изготавливают состав при следующем добавлении компонентов, мас.ч: алюмокремнезоль марки КЗ-АЛ - 27,0; акриловая дисперсия - 3,0; тальк - 3,0; жидкое стекло - 12,0; борат цинка - 2,0; каолин - 19,0; перлит - 3,0; окись хрома - 3,0; гидроксид алюминия - 18,0; кварцит - 3,0; окись магния - 3,0.

Пример 5

По способу, указанному в примере 1, изготавливают состав при следующем добавлении компонентов, мас.ч: алюмокремнезоль марки КЗ-АЛ - 35,0; акриловая дисперсия - 5,0; тальк - 3,0; жидкое стекло - 5,0; борат цинка - 4,0; каолин - 25,0; перлит - 2,0; окись хрома - 2,0; гидроксид алюминия - 12,0; кварцит - 2,0; окись магния - 5,0.

Рецептуры составов керамических подкладок для односторонней сварки приведены в таблице 1.

Результаты сравнительных испытаний керамических подкладок, изготовленных по примерам 1-5, приведены в таблице 2.

Наилучшие результаты по комплексу свойств показали керамические подкладки, изготовленные из составов керамических подкладок для односторонней сварки, рецептуры которых представлены в примерах 3 и 4. Заявленные пределы содержания акриловой дисперсии обусловлены тем, что увеличение (пример 1 и 2) заданных пределов приводит к снижению температуры плавления. Также увеличение пределов содержания каолина (пример 4 и 5) приводит к образованию трещин и образованию пористости.

Данные, представленные в таблице 2, показывают, что состав керамической подкладки для односторонней сварки по предлагаемому изобретению обладает всем необходимым комплексом физико-механических свойств.

Керамическая подкладка для односторонней сварки, содержащая жидкое стекло, кварцит, окись магния, связующее, состоящее из смеси алюмокремнезоля марки КЗ-АЛ и акриловой дисперсии, а также функциональные добавки в виде бората цинка, каолина, талька, перлита, окиси хрома и гидроксида алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.ч:

алюмокремнезоль марки КЗ-АЛ	27,0-30,0
акриловая дисперсия	3,0
тальк	3,0
жидкое стекло	10,0-12,0
борат цинка	2,0-4,0
каолин	16,0-19,0
перлит	3,0-4,0
окись хрома	2,0-3,0
гидроксид алюминия	18,0-20,0
кварцит	3,0-4,0
окись магния	3,0-4,0

Предлагаемое изобретение относится к области сварки и может быть применено в оперативном ремонте тонкостенных металлических деталей авиационной техники в процессе ее эксплуатации.

Задатчик угла наклона сварочной головки // 2597847

Изобретение относится к области электродуговой сварки и может быть использовано в конструкциях задатчиков угла наклона сварочной головки. Задатчик содержит корпус, гравитационно-чувствительный элемент, выполненный в виде маятника, преобразователь угла поворота в напряжение, выполненный в виде потенциометра, регулируемое сопротивление и цепь формирования выходного напряжения, отражающего зависимость угла наклона сварочной головки от положения сварочной ванны на линии шва, включающая в себя сопротивление и стабилитрон, при этом упомянутый маятник закреплен на оси преобразователя угла поворота в напряжение.

Установка для односторонней автоматической сварки полотнищ // 2555288

Установка предназначена для односторонней сварки стыковых соединений полотнищ, предварительно собранных из листовых заготовок. Полотнище (1), подаваемое рольгангом (3), неподвижно в зоне сварки.

Способ сварки крупноразмерных металлических обечаек // 2492038

Изобретение относится к нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности и может найти применение при изготовлении оборудования для переработки нефти, в частности при сборке крупноразмерных металлических резервуаров типа сепараторов, отстойников, емкостей для хранения и подготовки нефти.

Способ изготовления ребристых панелей // 2483848

Изобретение относится к технологии изготовления металлических изделий из отдельных листовых элементов и может быть использовано для дуговой сварки металлических конструкций.

Подкладка для формирования сварного шва // 2444422

Изобретение относится к технологии сварки, а именно к подкладке для формирования сварных швов при сварке листовых деталей. .

Устройство для формирования сварного шва // 2425744

Изобретение относится к сварочной технике, а именно к устройствам, используемым при сварке под флюсом продольных швов листовых полотнищ. .

Способ изготовления сложных осесимметричных сварных конструкций // 2409457

Изобретение относится к способам изготовления осесимметричных сварных конструкций, которые представляют собой обечайки переменного сечения с фигурными пазами для сборки с ответными деталями сложной конфигурации и внутренними привариваемыми элементами для крепления этих деталей.

Устройство для дуговой сварки стыковых швов полос в непрерывных металлургических агрегатах // 2374057

Способ сварки плавлением // 2288823

Изобретение относится к сварке плавлением с присадочным или без присадочного материала. .

Порошковая проволока // 2632505

Изобретение относится к сварочным материалам и может быть использовано при наплавке под флюсом для восстановления изношенных деталей и получения износостойкого защитного покрытия на деталях горнорудного оборудования, работающего в условиях абразивного износа.

Порошковая проволока // 2632311

Изобретение относится к области металлургии, а именно к порошковой проволоке, которая может быть использована в энергетической, химической и нефтяной отраслях для восстановления и упрочнения посадочных поверхностей валов, запорной и дросселирующей арматуры, торцевых уплотнений контактных пар.

Состав электродного покрытия // 2630059

Изобретение может быть использовано для сварки металлоконструкций из углеродистых и низкоуглеродистых сталей и сварки заполняющих и облицовочного слоев шва стыков труб высокой прочности.

Флюс гель для пайки алюминия и способ его получения // 2627538

Изобретение может быть использовано для пайки алюминия и его сплавов. Флюс в виде геля содержит солевые компоненты и связующее в виде 2-4%-ного раствора полиизобутилметакрилата в уайт-спирите при следующем соотношении компонентов, мас.

Флюс для пайки алюминия // 2627311

Изобретение может быть использовано при пайке алюминия и его сплавов. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, вес.%: хлорид лития 31-33, фторид алюминия 2-4,5, хлорид бария 18-19, фторид калия 1,5-3, хлорид олова-3-10, хлорид калия остальное.

Флюс-добавка // 2625509

Флюс-добавка предназначен для примешивания к плавленым флюсам и может быть использован при электродуговой сварке сталей под флюсом. Флюс-добавка содержит компоненты в следующем соотношении, мас.

Флюс для сварки и наплавки // 2625153

Изобретение может быть использовано для электродуговой сварки под флюсом, в частности для сварки и наплавки легированных сталей. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: пылевидный ковшевой шлак производства рельсовой стали 30,0-50,0, пылевидные отходы производства алюминия 5,0-25,0, жидкое стекло 39,0-65,0, стронций-бариевый карбонатит 1,0-10,0.

Флюс-добавка // 2623982

Изобретение может быть использовано при электродуговой сварке сталей под флюсом. Флюс-добавка содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: стронций-бариевый карбонатит 60-75, натриевое жидкое стекло 25-40.

Шихта порошковой проволоки // 2623981

Шихта порошковой проволоки // 2634526

Изобретение может быть использовано при наплавке порошковой проволокой рабочих поверхностей деталей металлургического оборудования, к которым предъявляются повышенные требования по твердости и износостойкости. Шихта порошковой проволоки содержит, мас.%: углерод 1,0-3,6, азотированный феррохром 8,0-20,0, молибден 5,0-21,0, вольфрам 1,0-8,0, ванадий 2,0-6,0, алюминий 1,0-4,5, никель 3,2-20,0, пыль электрофильтров алюминиевого производства 1,0-15,0, железо - остальное. Изобретение обеспечивает повышение механических свойств наплавленного металла, в частности износостойкости и твердости, за счет увеличения количества остаточного аустенита, карбонитридной фазы и эффекта дисперсионного твердения высоколегированного аустенита при отпуске, а также предотвращение образования холодных трещин в процессе многослойной наплавки за счет увеличения количества стабилизированного аустенита в процессе наплавки. 2 табл.