Состав защитной пасты
Патент 1334548
Авторы
Классы МПК
Состав защитной пасты
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к сварочному производству, в частности к дуговой сварке плавлением замкнутых швов торцовых соединений неплавя1лимся электродом, и может быть использовано при герметизации ампул и сварке труб с трубными дисками в энерго машиностроении. Цель изобретения - повышение качества сварного соединения путем ограничения бокового провисания сварного шва. Для этого перед сваркой отвешивают ингредиенты защитной пасты (П) требуемого состава, смешивают их и разводят смесь до консистенции густой сметаны с помощью растворителя. Полученную массу П помещают в полость заглушки и уплотняют при помощи ручного пресса. Излищки П с кромок корпуса ампулы и заглушки удаляют ножом. Затем П просушивают при комнатной температуре для испарения растворителя. Применение П ограничивает боковое провисание шва за счет повыи ения ее термостойкости и снижения смачиваемости металлом сварочной ванны. При этом в качестве порошка П используют тугоплавкие соединени я свариваемого металла, например оксиды, карбиды, нитриды с дисперсностью 0,256 dvsKc 0,56, где 6 - допуск на боковое провисание шва, мкм; dwaKc - максимальный диаметр частиц nopousKa. мкм. В качестве растворителя используют быстроиспаряюшийся спирт, например этиловый, при следующем соотношении ингредиентов, мае %: порошок из тугоплавких соединений свариваемого металла 75-85, поливинилбутераль 5-15, быстроиспаряющийся спиртовой растворитель 8-18. 2 ил., 7 табл. SS ОЭ СО 4 О1 4 00
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУЬЛИН (51) 5 В 23 К 35/36
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (46) 23.02.93. Бюл . 1 =- 7 (21) 3903063/27 (22) 31.05.85 (72) H. В. Лебедев, Б. Р. Рябиченко и B. P. Татаринов (56) Авторское свидетельство СССР № 360187, кл. В 23 К 35/362, 1971.
Авторское свидетельство СССР
¹ 270469. кл. В 23 К 35/362, 1967. (54) СОСТАВ ЗАЩИТНОЙ ПАСТЫ (57) Изобретение относится к сварочному производству, в частности к дуговой сварке плавлением замкнутых швов торцовых соединений пепл авящимся электродом, и может быть использовано при герметизации ампул и сварке труб с трубными дисками в энерго машиностроении. Цель изобретения — повышение качества сварного соединения путем ограничения бокового прависания сварного шва. Для этого перед сваркой отвешивают ингредиенты защитной пасты (П) требуемого состава, смешивают их и разводят смесь до консистенции густой сметаны с помощью растворителя. Полученную массу П помещают в полость заглушки и уплотняют при помощи ручного пресса. Излишки П с кромок корпуса ампулы и заглушки удаляют ножом.
Затем П просушивают при комнатной температуре для испарения растворителя. Применение П ограничивает боковое провисание шва за счет повышения ее термостойкости и снижения смачиваемости металлом сваро ной ванны. При этом в качестве порошка П используют тугоплавкие соединения свариваемого металла, например оксиды, карбиды, нитриды с дисперсностью 0,256 (d». (0,5б, где 6 †- допуск на боковое провисанне шва, мкм; 4»-. максимальный диаметр частиц порошка, мкм.
Б качестве растворителя используют быстроиспаряющийся спирт, например этиловый, при следующем соотношении ингредиентов, мас %; порошок из тугоплавких соединений свариваемого металла 75 — 85, поливинилбутераль 5 — 15, быстроиспаряющийся спиртовой растворитель 8 — 18. 2 ил., 7 табл.
1334548
Изобретение относится к сварке, в частности к дуговой сварке плавлением замкнутых швов торцовых соединений неплавящимся электродом, и может быть использовано при герметизации ампул и сварке труб с трубными досками в эиергомашиностроении.
Целью изобретения является повышение качества сварного соединения путем ограничения бокового провисания сварного шва за счет повышения термостойкости и снижения смачиваемости пасты.
На фиг. I показана схема заполнения отверстия в заглушке защитной пастой; на фиг. 2 — узел 1 на фиг. I, На чертеже приняты следующие обозначения: I — корпус ампулы; 2 — заглушка; 3 -- защитная паста; 4 -- сварной шов;
5 — пленка связующего вещества (поливинилбутераль); Ь вЂ” допуск на боковое провисание шва, мкм; дмзкс — максимальный диаметр частиц порошка, мкм.
Перед сваркой отвешивали ингредиенты защитной пасты требуемого состава, смешивали их и разводили смесь .до консистенции густой сметаны с помощью раствори теля. Полученную массу защитной пасты 3, помещали в полость заглушки 2 и уплотняли при помощи ручного пресса. Излишки защитной пасты 3 с кромок корпуса ампулы 1 и заглушки 2 удаляли ножом. Затем защитцуЮ пасту просушивали при комнатной температуре для испарения растворителя. В процессе сварки тугоплавкий порошок, входящий в защитную пасту, не смачивается расплавленным металлом и поэтому легко отделяется от поверхности шва.
Г1ри d " ) 0,56 возможно затекание расплавленного металла между частицами тугоплавкого порошка на глубину более половины допуска на боковое провисание шва (фиг. 2). При d4.
При уменьшении количества тугоплавкого порошка в защитной пасте менее 75Я ухудшаются ее технологические характеристики: в процессе сварки поливинилбутераль разлагается и тугоплавкий порошок осыпается, при этом боковое провисание шва увеличивается свыше допустимых пределов, а в сварном шве появляются инородные включения, В случае увеличения количества тугоплавкого порошка в защитной пасте более
85О ухудшаются ее электрические и технологические характеристики: снижается вероятность возбуждения дуги; увеличивается время перехолного процесса при зажигании луги и боковое провисание шва; а также появляются включения в шве.
Г!ри наличии в составе защитной пасты поливинилбутераля менее 5Я заметно ухудшаются ее электрические характеристики, особенно вероятность возбуждения дуги. Кроме того, ухудшаются технологические показатели, а именно сцепление частиц порошка в застывшей массе, и увеличивается количество включений в сварном шве..
В случае наличия в защитной пасте поливинилбутераля более 15Я происходит ухулшение ее технологических (увеличивается провисание сварного шва) и эксплуатационных показателей (существенно воз растает количество нерастворенного поливинилбутераля в смеси, а также время высыхания разведенной пасты). При наличии в составе защитной пасты растворителя менее ЙЯ ухулшаются ее технологические характеристики: увеличивается свыше допус.тимых прелелов боковое провисание шва за счет вылувания аргоном несоединенных час20 тиц тугоплавкого порошка, при этом в сварном шве появляются включения порошка. В случае увеличения количества растворителя свыше 18Я заметно возрастает время высыхания разведенной пасты, кроме того, получающаяся масса бывает очень жидкой и ею трудно заполнить полость заглушки.
Испытания проводили при сварке торцовых швов ампул. Сварку осуществлялн на сварочной установке CA--281 с использованием защитных паст для различных метал30
Перед сваркой отвешивали ингредиенты защитной пасты требуемого состава и разводили ее до консистенции густой сметаны с помощью растворителя. Полученную массу помещали в полость заглушки и уп35 лотняли при .помощи ручного пресса..Излишки защитной пасты удаляли ножом. Затем защитную пасту просушивали при комнатной температуре для испарения растворителя.
Лример I. Сваривали торцовой шов ампулы диаметром 6,0 )< 0,3 мм из сплава
ВТ4. По техническим требованиям допуск о на внутреннее боковое провисанне шва для данного изделия составляет 0,06 MM. В качестве тугоплавкого порошка защитной пасты
45 использовали карбид титана (Ti, С, Т;. =
3170 С), имеющего максимальный диаметр частиц 30, 20, 10 мкм (в соответствии с ГОСТ 3584 — 73 выпускаются порошки следующих дисперсностей: 180, 160, 125, 100, 80, 63. 56, 40 мкм). Кроме того, 50 выпускаются микропорошки дисперсностей
30, 20, 10, 5 мкм. Образць. сваривали на следующем режиме: ток дуги 6 Л, скорость сварки 20 м ч, длина дуги мм.
После сварки удаляли защитную пасту 3 (см. фиг. 1 и 2) из полости заглушки 2 и при помощи микроскопа МБС- -2 замеряли лиаметр отверстия заглушки после сварки.
Были провелены также металлографические и микпорентгеноспектральные в ха1384548
1 а 6 л и и а 1
Наличие вклкчеций и снарНОМ ШВЕ
BeËÈ×ÈHÇ
ООКОВОГО провисания шва, MKM
Дисиерсность по рошка, д никс > MKM
73 включения Отсутствуют
10
Отдельные включения
П р и м е ч а н и е: 6 = 0,06 мм = б0 мкм
Та блица 2
Наличие вклю° чений в сварДисперсность по
Величина бокового ном шве провисарошка, с1 иакс> мкм ния шва, мкм
102 включения отсутствуют
89
0,256 < 1„,„,(0,5у
30
59 отдельные включения
П р и м е ч а н и е: О = О, 10 мм = 100 мкм рактеристическом излучении исследования сварных IHBoB на наличие в ННх включе0,256 (d„,„„(0,58 20
Цз приведенных в табл. 1 данных следует, что получение требуемого допуска на боковое усилие шва и отсутствие включений в сварном шве обеспечивается при использовании тугоплавкого порошка дисперсностью 20 мкм, т.е. при выполнении соотношения 0,256 (с1"- (0,5б.
Пример 2. Сваривали торцовой шов ампулы диаметром 8,0 Х 0,3 из стали 12X18HIOT.
Допуск на боковое провисание шва б данного изделия составляет 0,10 мм. В качестве тугоплавкого порошка защитной пасты исИз данных табл. 2 следует, что получение требуемого допуска на боковое провисание шва и отсутствие включений в сварном соединении достигается при использовании порошка полутораокиси хрома дисперсний. Результаты и1оие.н.HHI.Ix исследований предстаилеHI)I и табл. 1 пользовали полутораокись хрома (Сг.О1.
Т.. = 2440 С) следукнцих дисиерсностей;
56, 40, 30, 20 мкм.
Образцы сваривали ца следующем режиме: ток дуги 12 А, скорость сварки
15 м ч, длина дуги I мм. 11огле сварки удаляли из полости заглушки защитную пас3р ту и определяли величину бокового провисания шва. Результаты визуальных, металлографических, микрорентгеносиектральных исследований сварных соединений представлены в табл. 2. ностью 30 и 40 мкм, т е, ири выполнении соотношения 0,25(I (<1..- (О,, 11
3) Сваривали торцовой IIIOH ампул диаметром 9,0 )< 1,0 мм из сплава lг -+ 1,!;; Vi IIn !
334548
113 3
Вели((и ил боко!)ого
ПРОВИ< 3ния вша, !!3.1)и (ис пк.)к)— чений н свлр-!!<13 ШВЕ
Дисперс1(ОС Т Ь (IO
POtIII, i
мкк< м«м
ВКП<)ЧЕНИЯ ОТс у т < т в уч<) т
61 3
122
О> 25 1 С <1 >,><<к< -0 )15
104
87 E0
30
Отде.г! ь)! ы< иклк>ч(ния
1(< им = 1 0 (!Км техническим требованиям допуск на боковос
flpoBEtc3tIHe tIIB3 <) для данного изделия cocr3 l3ëßeT О, 4 и м . Б !<ли(стн(ту Сопл л вкого порошкл защитной плсты 3!с(1о чьзовл.ч(3 нитрид циркоиия (7г М, Т». =- 2982 С) следующих д(<сперсно< тс!<; 80, 63, 56, 40, 30 мкм.
lI p и 4 L It i) EI и е <) = 0
Р!з приведенных н тлбл. 3 данных следует, что ItoBy>1(IIH(требуемоГО допуска на бокоВОС ffpoBI < ание IIIB3 и ОгсvTcTBHe Вклк)ч(иий 13 свлрщ>м соединении достигается при и< пользовании тугопллвкого порошка дисперсностью 63, 56, 40 мкм. T.e. При Bbl. полнении соотношения 0.25о (
Результлты приведенные В табл. -3, поЛУЧЕНЫ ПРИ СЛЕДУIOI((HX COOTHOIIICII(fHX ИНГРЕдиентов в смеси, м(3(. о: !
1Ороп)ок тугопл3 вки х соединений 77
Поливинилбутераль 13
Растворитель (спирт
Зт И 10 B f>f H T < X H H I(« . K H H ) ()
Термостойкость злп(итных пасг с ра.)лич. ным составом ингредие1(чов определяли по количеству термических ииклов, которые выдержйвает столбик из пасты диаметром 6 мм и длиной .!О мм до рлзру(пения при нагреве его до 600"C и охллжденим до комнатной температуры.
Прочность сцепления порои!ка тугопллвких соединений определяли с помощьк) механических испытаний нл сжатие указанного столбика из пасты после испарения растворителя в нем при ко;(натной температуре.
Смачнваемость за)нитной пасты, которая зависит от соотношения содержания в ней поливинилбутераля и растворителя при постоянном количе<.тве порошка тугопллвких сое
Режим сварки образцов был слс,((э<)11!им: ток дуги 22 А, скорость (Варки !5 м.ч, длина дуги 1 мм.
После сварки удаляли 33»IHTI
5 полости заглуп!ки If ГlpoB<)дили Ви 3у331 н(1<, IHeT3. lf o! P3
Результаты исследо Влип Й пр«13с.:1< и ы п табл. 3. динений, Oпр<деляли по уэглу раст(клиl H Гtл
Ук33 > ни ь1е своиствс 331! Ilf ГI«) и 1> >1< f>l б«1ли Определены при постоя tlflolf лисll(. рс!«>к-ги порошка карбида титана
Данные приведены В табл..! — 6.на к<)ик40 р< тных состаВах за!цитных !)3c 1..
Злек! рические харлктерис1ики предлагаемой защитной пасты о11ределяли по результатам обработки осциллограмм процесса, снятым на шлейфовом осциллографе )! ! э.
При изучении электрическ;<х характеристик
45 определяли следующие плрлмстры: B(p< ячность возбуждения дуги из тридцит13 зл>киганий при различных соотношениях ингредиентов В смеси; время псрсхо.чиого lt роцесса при возбуждении ду<о(3о! о рлзрядл:, максимальную величину напря>кеиия горе1<ия дуги, а также стабильность зтой величины в процессе сварки, Каж((ь(Й из перечисленных параметров оценивали по системе баллов, а их сумма давала один из трс х показаталей, приведенных в табл. 7.
55 При определении зксплуа ацнон(п (х рактеристик предлагаемой защитной пасты оценивали следующие показатели: наличие в
-застывшей массе пасты нерас Вореги)ого поливинилбутераля; времй высыханий рлзвеI;334548 денной защитной пасты после заполнения лах приведена в табл. 7 (исследованы полости заглушки. Оценка показателей в бал- порошки, указанные в табл. 4 -6), Та блица 4
Свойства защитной пасты на основе порошка карбида титана дисперсностью toss„, = 20 мкм
Свойства пасты
Провисание шва, мкм
Состав пасты
СмачиваеПоливинилбуте
ПрочСпирт этиловы
Термостойкость ность столбираль, мас. 7 ка пасты, Н грева
20-600 С
15,5
40 включения от- 2 сутствуют
10
74,5
70
59
45
110
15,5
77 отдельные ..включения
180 включения от- 4 сутствуют
60
190
10
7.7
18 60
18,5 67
100
77
40
175
4,5 отдельные включения
95 включения от- 4 сутствуют
10
2 30 t.50
4,5 10
85,5 отдельные включения
Таблица
Свойства защитной пасты на основе порошка окиси хрома дисперсностью d„« = 30 мкм
Свойства пасты
Состав пасты
Провиса- Наличие вклю ние шва, чений в свар
Спирт мкм ном шве этиловый
СмачиваеПрочность
Поливинилбуте
Порошок окиси мость, угол расстолбика раль, мас,7 хрома мас.% текания, град клов пасты, Н грева
-600 С
74,5 отдельные 2 50 110
15,5 10 109 включения
92 включения от- 8 45 80
10
15 сутствуют
Порошок карбида титана, мас.Е технический, мас . 7.. технический, мас.7
Наличие вклю— чений в сварном tuse количество циклов наермостой ость,коичество мость, угол растекания, град.
1334848
Продолжение табл. 5
Свойства пасты
ПровисаСоставы пасты ние шва, мкм
СмачиваеСпирт этиловый
Порошок окиси технихрома мас. 7. ческий, мас.7, циклов нагрева
20-600 С
104 отдельные включения
7,5
15,5
2 / 50
98 включения от- 6 сутствуют
90
77
13 10
120
77
130
112 отдельные включения
160
89 включения от- 4 сутствуют
4,5 10
85,5
60, 160
102 отдельные включения
Таблица 6
Свойства эащитной пасты на основе порошка нитрида циркония дисперсностью d„,», = 56 мкм
Наличие включений в свар ном шве
Состав пасты
Свойства пасты ровисаие шва, мкм
Спирт этиловы
СмачиПрочность столбика пасты,H ваемость, угол технический, мас.% растекания,град
74,5
142
15,5 !0 включения от- 2 сутствуют
120
75
121
52
140 отдельные включения
15,5
7,5
77
115 включения от- 4 сутствуют
40
Порошок нитрида циркония, мас.X
Поливинилбутераль, мас. 7.
5 18
4,5 18,5
Поливинилбутераль, мас.7.
Наличие включений в свар ном шве
Термостой кость,ко личество ермостой ость ко ичество иклов на рева 2000
Прочность столбика пасты, мость, угол растекания, град
l834548
Свойства пасты
Провисаwe шва, мкм
Нлличис включений в свар
Hoм швe
Состав пасты
Спирт этиловый
Смачиваемость, угол технический, мас. 7. растекания,град
104
77
60
77
135
140
4,5 18,5
152
170 отдельные включения
10
132 включения от- 3 сутствуют
80
4,5 10
149
85,5
100 отдельные включения
Таблица ?
Порошок тугоплавких соединений, мас,7
Поливинилбутераль; мас.%
Эксплуатационные характеристиЭлектрические ха рактеристики ки
74,5
15,5, 10 неуд. хор. неуд.
10 то же удовл. удовл.
15,5
7,5 неуд. неуд.
15 удовл. удовл.
13
10 хор. хор.
18 удовл. удовл.
4,5
18,5 неуд. неуд. удовл.
10 удовл. то же удевл.
4,5
85,5
Из приведенных в табл. 4 — 7 данных следует, что состав защитной пасты обладает удовлетворительными свойствами в приведенных пределах соотношений ингредиентов.
Порошок нитрида циркония, мас.7
Поливинилбутераль, мас.%
Растворитель (этиловый спирт), мас,%
Продолжение та бл. 6
Термостой 1рочность кость,ко- столбика личество пасты, Н циклов на грева 20
600
Технологические характеристик неуд. неуд. то же
Предложенный состав защитной пасты позволяет . получать сварные соединения замкнутых торцовых швов в заданных допусках на их боковое провисание, увеличивает стабильность горения дуги как в про-.
1ЗЗ45М
Составитель Н. Гершанова
Техрел И. Верес Корректор 14. Зрдейн
Заказ 1099 Тира ж Подписное
ВНИИПИ Гос1двpствеииого комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, iK 35, Раугпская наб., д. 4/5
Г!роизвплсч пенно-полиграфияссK(ò прслприягие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 цессе возбуждения, так и в стационарном режиме, а также умень1пает трудоемкость операций по загрузке и извлечению пробок защитной пасты из полости заглушки.
Формулп изобретения
Состав защитной пасты преимущественно для сварки плавлением. замкнутых швов торцовых соединений, например ампул, содержащий порошок из тугоплавких .соединений, поливинилбутераль и спиртовой растворитель, отличпюи4ийгя тем, что, с целью повышения качества сварного соединения путем ограничения бокового провисания сварного шва за счет повышения термостойкости и снижения смачиваемости пасты, в качестве тугоплавких соединений используют соединения свариваемого металла из ряда оксиды, карбиды и нитриды с дисперсностью 0,256 (д -. (0,56, где 6 — - допуск на боковое провлсание шва, мкм,.d»-. — максимальный диаметр частиц порошка, мкм, а в качестве спиртового растворителя — этиловый спирт при следующем соотношении компонентов мас. %:
Г1орошок тугоплавких соединений свариваемого материала из ряда (оксидь1, карбиды и нитриды) 75 — 85
Поливинилбутераль 5 — -15
Спиртовой растворител11 (этиловый спирт) 8 — !8