Раствор для подготовки алюминия под сварку

Раствор для подготовки алюминия под сварку

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОН)З СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А, SU„„1019020 з 5 с 23 G 1/12; С 23 г 7/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОВРЕТЕНИЙ И ОТНРЫтж

1 т

1 (: "c",: y.: . .д

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3305165/22-02 .(22) 19.06.81 (46) 23А5.83. Бюл. М 19 (72) В.Я. Елизаров, С.М. Абрамов, 6. Н. Огурцова, В.С. Соколов и

А.В. Яептухин (53) 621.7.025:621.9.047{088.8) (56) 1.,Сварка в машиностроении.

Справочник под ред. А.И.Акулова. .Т. 2, М., 1978, с. 221-229.

2. Ямпольский А.И..Травление металлов. М.-Л., "Машиностроение", 1964, с. 93. (54) (57) РАСТВОР ДЛЯ ПОДГОТОВКИ АЛОМИНИЯ ПОД СВАРКУ, содержащий ортофосфорную кислоту, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повы шения качества сварного соединения, он дополнительно содержит однозаме" щеннмй фосфат алюминия и гидрат окиси аммония при следующем соотношении компонентов, г/л:

Ортофосфорная кислота 5-70

Однозамещенный фосфат аломиния 8

Гидрат окиси аммойия 16-100

1019020

Изобретение относится к очистке металлических поверхностей из алюминия и его сплавов от загрязнений и оксидных пленок и может быть использовано при производстве сварных соеди. нений.

Особенностью свойств алюминиевых сплавов является весьма высокая чув" ствительность к чистоте свариваемых и наплавляемых поверхностей. При на10 личии окисных пленок и поверхностных ,загрязнений сказываются несплавления и газовые поры, снижающие прочность и работоспособность конструкций.

Тщательная очистка наплавляемых и свариваемых деталей является необходимым условием получения качественных сварных соединений.

Известен раствор для очистки аломиниевых поверхностей, содержащий ще- 20 лочь последующее осветление в растР ворах азотной кислоты с последующей зачисткой металлическими щетками производят непосредственно перед началом сварки или наплавки 1 1 1.

Однако травление в щелочи не всегда дает качественное удаление окисных пленок и нередко приводит к неравномерному растраву очищаемых поверхностей в связи с тем, что в щелочных 30 растворах окислы обладают намного большей коррозионной стойкостью, чем металлический алюминий. Растравленные поверхности легко загрязняются шлаками и отложениями, что может при« 35 вести к недопустимым нарушениям заданных размеров деталей.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является раствор, содержащий ортофосфорную кислоту Н РО (уд.в. 1,6 гlсм3) 30 м.:./л, .хромовыи ангидрид С -03 ?О г/л., Очистку провоДят при температуре до 100 С в течение 15-30 мин, после о чего производят осветление от травильных шламов в азотной кислоте с обя45 зательной механической зачисткой кромок непосредственно перед началом .сварки 2 $

8 связй с низкой химической стойкостью окисных пленок и высокой коррозионной устойчивостью алюминиевых сплавов в кислотных растворах этот раствор позволяет быстро и достаточно . полно удалять окислы беэ растрава алюминиевых деталей. Однако окисные 55 пленки очень быстро образуется вновь и покрывают всю очищенную поверхность, Причем эти пленки из-эа малой толщины и светло-серого цвета плохо различимы визуально и при последующей механической зачистке неизбежно остаются неудаленными на кромках, подлежащих сварке или наплавке, что зачастую является причиной образования дефектов в сварном шве или в направленном слое.

Цель изобретения — повышение качестна сварного соединения.

Поставленная цель достигается тем, что раствор для подготовки алюминия под сварку, содержащий ортофосфорную кислоту, дополнительно сЬдержит однозамещенный фосфат аломиния и гидрат окиси аломиния при следующем соотноше нии компонентов, г/л:

Ортофосфорная кислота (Н ЗРО ) 5-70

Одноэамещенный фосФат алюминия

РЮ(Н2РО 1.)з 1-8

Гидрат окиси аммония .(ЙН ОН 10-100

Очистку проводят при 90-100 С в течение 10"30 мин.

Фосфорная кислота в комплексе с ионом аммония переводит слаборазличимые окисные пленки в мягкие фосфатные пленки контрастного черного цвета, которые тонким налетом покрывают всю обработанную поверхность. Этот черный налет легко удаляется при зачистке металлическими щетками. При этом обеспечивается четкий визуальный конт-. роль качества зачистки и подготовки всей поверхности под сварку; даже мельчайшие частички оставшейся пленки черного цвета видны невооруженным гла. зом и в лупу 2-19, что позволяет осу- ществлять более полное удаление оксид" ных пленок непосредственно перед началом сварки или.наплавки.

* Однозамещенный фосфат алюминия

Р@Н2РОд)5находится в растворе в виде топкой взвеси, при этом снимает и сорбирует на себя поверхностные загрязнения в виде жировых включений, отводит из растворов хлорсодержащие примеси и различные окисляющие агенты. При этом моющий раствор становит" ся более эффективным.

Все это позволяет в значительной степени снизить количество дефектов в сварных соединениях алюминия.

Предлагаемый раствор апробируют при изготовлении опытных промышленных образцов.

П р и и е р. Предлагаемый раствор используют яа участке сварки алюминиевых труб (CA8"9 ) со стальными нвко1019020

3 нечниками (Ст. 12X18H10T.). Нержавею-.щий стальной наконечник имеет алитированный слой, полученный погружением . в расплав алюииния под слоем флюсов . (криолит: + ИаС3 + KCR . Алитированный слой перед выполнением нвплавки абра= батывают,.раствором следующего состава, г/л: .

НуРОр 5-70

А К(Н РО,1)

НН:ОН . 10-100

Вода -. До 1 л при температуре до. 100оС в течение

10-30 мин с последующей промывкой холодной водой и сушкой при 60-70 С. И

По очищенному этим раствором алитированному слов выполняют наплавку руч.. ной аргонодуговой .сваркой,наплавленную кромку обтачивают: на токарном станке. Свариваемая труба САВ-9 имеет ано- 2О дированное покрытие, полученное злект- ° рохимическим оксидированием в серной кислоте с -последующим хроматным напол" нением пленок s 5-:1-03-нож растворе двухромовокислого калия (К2С О. }, д

Оксидная пленка имеет лимонно-желтый цвет., Перед "сваркой анадированную пленку удаляют -с конца на расстоянии 2 мм химическим травлением. Для травления используют ортофосфорную кислоту (Н РО )ГОСТ 6552-58; аммиак (гидрат .окиси аммония ) ИМ ОН, однозамещенный фосфат .алюминия TY 6-09-858"71; хромовый ангидрид (СФ О фГОСТ 3776-68.

Иодготовку кромок под сварку прова 35 дят. двумя методами .

Йо первому методу конец трубы обра"

/ батывают раствором состава: Н Рф

35 мл/л; C&>20 r/ë: НуО до 1 л, при .

90- 100@С в течение 15-30 мин.

Затеи промывают в .горячей воде и осветляет в 15-183-.ном растворе.азот .ной.кислоты ори Ф0-50 С, промывают в холодной воде, сушат при 60"70©С.

Перед сваркой концы зачищают металли чщскЬй щеткои до блеска. г. 4

По второму методу (предлагаемый способ ) вначале конец тр>бы обраба" тывают в фосфорнокислом растворе укаэанного в первом методе состава, :затеи вместо осветления -в азотной

-кислоте конец обрабатывают чистовым раствором состава, г/л:

НуРОу 5-70

Аа(Н2РО+), ° 1-8

ИНИОН 1 0-1 00

Вода До 1.л при 90-100оС в течение 10-30 мин, затеи промывают в холодной воде и су" шат при 60-70оС обдувкой горячим воздухом. Перед сваркой кромку зачищаат металлической щеткой до полного удале-ния черной пленки.

Приготовления раствора (в пересчете на 1,0 л).

Навеску порошка однозамещенного, фосфата аяюминиъ 3-8 r растворяют в 20-50 мл ортофосфорной кислоты с по степенныи разбавлением 120-150 мл дистиллированной воды при перемешивании до полного исчезновения взвеси. Прак" тическое время растворения 0 5-2,0 ч . рй кисло1-о раствора 0,4-1,0, зат м доливают 20-100 мл аммиака до рН 5,25,6. Полученный раствор разбавляют дистиллированной водой до 1,0 л. Готовый к употреблению раствор должен иметь рй 5,5-6,0.

Образцы труб с кромками, обработанными двумя методами, сваривают с не" ржавеющими стальными наконечниками ручкой или полуавтоматической аргонодуговой сваркой, проволока ф 1,62.0 мм, блок питания ТИР-300, сила то-. ка не более 55 А.

Качество получейных стыков контролйруют рентгенографированием на установке УРС-55, металлографическим исследованием шлифов, осмотром, в лупу

10 изломов по плоскости сплавления, определением прочности на разрыв..

Результаты обработки изделий .в известном и предлагаемом растворах

:,приведены в таблице..!

t а! о

1 0! S

I Y

1 Я

Y

1 tQ

s а (1О о о

{0 в !» и! о о в г

Ч 2 о а о

° {

2 а в (0 2 (0 Z о г а о

С Х

Y (0

1

Э

Э

z а о

М

С0

У о

Х 2

s а чо о с

fg а

1

Iо (Q

I- й!

tЭ О

Е 1Э >з

С ({(1

У о

z 2

S чо о с (1

V Y

s в а в

I 1 (- т о(-о

Я Х

2 Х S (- {0 Ч

Y (- O в о

Вi- S в>с

eVS

Iо (Я

61 х (в v

e !"

Э >

cZ o

2

Iо

fQ

2 CL аш о с оР оМ

ВО!

2zvm

I Э

1 IY оМ

CD

{Ч о Р

О О ч .{:) д 6

О °

CD ae е»

1 х о о

«

m (0 О

Ш Y

М °

О Ф л

f0 х

S ((0

CL

Щ х

s в

S Z

s в

{ 2

s z с о

«

-«

С7 м

LA

« м (LA

«

{,Г\ м

CD м

О!

{Ч

1 л

CV

{4

1 л!

3 о

С1

QO

1

1 ! ( (1

I (!

If ! .(1

1! (0

Х

Э

Х в

m (о

fD

{0. %

fg z ч аХЭ

fQ — а а аu

Э о «к

1 {C S

O e cQ

Z Z Э

S a. в вч

I- Ó fQ

CC K

f0 (0 с х х о

2 С

CL C (fD а

1- Ч

m fg

f0 а

Г .л

1о

s o

Ы Х в о к

C C {0

{C

fQ (О с х

õ xо

2 {

{C

Э

L, ч с

fQ (0 з

-о к а (0 О

z x

S ((.(S а

Э

lY

fg а

° Ц

К S (0 (9

z Э а э ч т е

«

К S

f0 {0

Х Э а ({D Ч

:! (0

fg

Х

Е

З с о

1X

E

«

ы

CD л !

О О

CD

О1

CD О

СО

CD с.С(1

Э с

Ш о

Э о

z о с

fQ

1О О о л в о

Х с

fQ

О IО. О о

Э о.

z с

{О (о о

Iz

Э

fQ

% а

Э ч

o .

Е

1

I

I

I

I

1 в

z о с

X о

Ы (С\ о

CL л= с4

Р(« . (( о"

CV х

9ь(«С о

0= т

Х с!

{4)

О

{ (! о

1

I

1

{О

fg (» о о

Z S Х 2 E аЧ аХ

U e Э K {f(omose(zuvzaY (CD

{«.! { 4 А

3 О

{ (I

1 О

l ! 4 о т

1 (1

1 C I1{{i CD C ок (Ce

Х (ва

I 0(Э

Iv з

I

1 I Ю

1 ({

fig

l ! I

1 (LA

I М

1

1

1

1 CI ,{ (о

1 ICL

1 к(l { Л:

1019020.Ф о

Ф с х о г еф

{{ Ф ( (С 2 .

+ о о е(Я

X X

: 1019020! ° ож ам в» е.

Ф ФР.

T О:о.

3Й.3 в

З З Х а CLIO

Q !O CL

С ЕЙ!3 о . а °

Э 3."дР ЗФ

З Э 3 »

X /

5 lA о

X З З )С.

CCO 3O

r аcLg

О C IOLCI

C) в

cI

l:

Ю

»

СЧ LA

»

»

-1

LA в .Ю. C)

СЧ !

3»» вО е ф 5 к»о

Ю CL CL

CLQC

v3»

3 -2 Ф

T в g, е . a з:

3=. Хе ю а1» о =га.о, I

Ю Ф

Ю

«л3

Ф о

3ф),Ф

Ц

Щ

3о

Ю.Я с

ФЛ\ 33Ъ3 3 1».!3 Е!33 .8, 3.и1, С в 4Ц

"e4 I-»

Ю V

В .. О,.Х

Ю ф cl. K е4

33 О . IL., 4" О . Ф1 e4 Ф3 :М .й И

Х -«g)Rй . «С 4 ! !

t!!. I

I!

I.1

1

1

I.1 1

1,3.

I

3. !

- 1

I..I.

1 I

1

I I

1

1 I

I ..

1019020 10

Применение растворов с содержани..ответственного оборудования, к каем ингредиентов в заявленных преде- честву сварных соединений которого лах (2. 3 и 4 ) приводит к.резкому предъявляют повышенные требования

1 возрастанию качества сварных соеди- в химической,,энергетической и атомнений, брак снижается. до 5"73 и в s ной промышленности, например при дальнейшем определяется лишь статис- сварке .тонкостенных алюминиевых труб

> тическими факторами. предназначенных для специальных тепУвеличение содержания ингредиен- лообменников. тов больше. чем в заявленных преае- При использовании предлагаемого лах, не дает повышения качества и to раствора прочность и долговеч ос чность и долговечность снижения брака. сварных соединений повышается на

Более того, после обработки воз 20-503, повышается надежность. и исклюрастает толщина черной пленки отложе чаются аварийные разрушения, упрощаний, удаление которой затрудняется ется контроль качества сборки и свар-.

Сама пленка в этом случае может 1$ ки, уменьшается брак и затраты на способствовать образованию дефек- ремонт, сокращаются простои и выпуск тов. Таким образом, дальнейшее дополнительной продукции и электроувеличение содержания компонентов, . энергии, снижаются загрязнения окружа-., в растворе нецелесообразно. ющей среды. рр . Зкономия от использования предла"

Этот раствор может быть ис" . гаемого раствора составит около пользован при изготовлении особо 10 0 тыс.руб. в год.

Составитель В. Олейниченко

Реоактор Н. Гунько. Техреду Ж.Кастелевич . Корректор С Шекмар

Заказ 36 1/22 Тираж 956 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11ЧОЦ Иосква Ж-36 Раушская наб. д. 4/

° еэвюю ю ею мюйюВФВеваеа А юайЙ юее ° ААейе »ум » филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, й