Состав покрытия для защиты поверхности от налипания брызг расплавленного металла

(54) СОСТАВ ПВЕРХНОСТИ ОТЛЕННОГО МЕТАЛЛ(57) Изобретев частности к ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ КРЫТИЯ ДЛЯАЛИПАНИЯ БАие относится к сваркесоставу покрытия для защиты поверхности от налипания брызг расплавленного металла. Цель изобретения - повышение качества металла сварного шва и улучшение сварочно- технологических свойств покрытия. Введение, мас.7.,пенополистирола 11- 14, хромистого серпентинита 31-34 и растворителя из ряда декалин и тетралин в кол-ве 47-50 в состав покрытия для защиты поверхности от налипания брызг расплавленного металла на основе обезжелезенного циркона повышает качество металла сварного шва, При этом исключается образование в нем пор, уменьшается содержание серы в металле сварного шва до 0,0257, а также обеспечивается стабильное горение дуги и устойчивое ее возбуждение в процессе сварки. 2 табл.С:13233Изобретение относится к сварке,в частности к составу покрытия длязащиты поверхности от налипания брызграсплавленного металла,Цель изобретения - повышение ка 5честна металла сварного шва и улучшение сварочно-технологических свойствпокрытия.Пенополистирол представляет собойвспененный полимерный материал, Применяется в качестве легких заполнителей элементов силовых конструкций,демпфируюпрх материалов, для теплои звукоизоляции, в производстве товаров широкого потребления, 15Может использоваться пенополистирол ПСБ-Л, ПСБ-А с фракционным составом гранул й 0,10 мм, так называемая"полистирольная пыль", являющаяся отходом при производстве поропластов.Полистирол (С Н,.-СН-СН ), как углеводородный материал, состоит иэ,:С 89,8; Н 8; Б 0,18; И 0,21;О 1 8. В исходном состоянии представ 2 фляет собой бесцветные плотные гранулы,5структурное строение которых обеспечивает наличие в них вспенивающегоагента предельного углеводорода изопентана (1=27,9.С), При нагревании гранул жидкий изопентан превращается в газ который создает растягивающее усилие на полимерную пленку,Как только полимерная пленка достигает температуры текучести, гранулапод действием испаряющегося изопентана начинает резко увеличиваться вобъеме. В качестве теплоносителя используют перегретый пар, получаемыйв паровом автоклаве АГН с рабочим давлением пара 2,0 атм, что соответству- щет температуре подвспенивания 124125 С. Время подвспенивания 60-70 с.Покрытие содержит растворитель,например декалин, тетралин,При совместном введении в составпокрытия пенополистирола и растворителя образуется за счет физическогоразрушения пенополистирола раствор,обладающий ярко выраженнымивяжущими свойствами. Процесс растворенияотносится к механическим процессам,когда происходит физическое разрушение макромолекулярных связей междузвеньями полимера под воздействием вещества (растворителя) с низкой молекулярной массой. Макромолекулярныезвенья полимера при этом отделяютсядруг от друга и в дальнейшем диффундируют в фазу растворителя, где и на 07 2гходятся, Механизм взаимного перемешивания макромолекул (звеньев) полимера и молекул растворителя подчиняется известным законам диффузии. Процесс растворения начинается с момента контакта растворителя с полистирольной основой полимера. С этого момента начинается разрушение связей между звеньями полимера и их диффузия в объем растворителя. Образующиеся макро- молекулярные связи придают клеющие свойства системе пенополистирол - растворитель, а при высыхании происходит сцепление звеньев уточняющих связей. Это позволяет получить качественное покрытие для защиты поверхности от налипания брызг расплавленного металла с хорошими адгезионными и когезионными свойствами. Хромистый серпентинит совместно с цирконом обезжелезенным служит наполнителем противосварочного покрытия. Хромистый серпентинит, сопутствующий хромитовым рудам, содержит в своем составе не более 20 Сг Оэ, Это бедная хромитовая руда, запасы которой значительны. Серпентинитовая порода состоит в основном из серпентина светло-зеленого цвета с вкрапленностью хромшпинелида, равномерно распределенных в общей массе, а также отдельных массивных скоплений шпинелида и брусита. В промышленности хромистую серпентинитовую породу используют в насадках регенератов и других элементах нижнего строения мартеновских печей при интенсификации выплавки стали методом продувки ванны кислородом. Использование хромистого серпентинита в составе покрытия путем частичной замены дорогостоящего и дефицитного циркона обезжелезенного позволяет обеспечить высокую термостойкость покрытия.Состав хромистого серпентинита следующий, вес, : БО 24-27; Сг О 15-20; Ре Оэ 5-6; СаО 0,5-1; А 1 Оз 3-4; МеО - остальное. Наличие в составе хромистого серпентинита высокотемпературных окислов обеспечивает его высокую термостойкость; Покрытие не впитывает в себя влагу из воздуха, что предохраняет металл шва от пористости. Повышается также стойкостьсварного шва по сравнению с прототипом против пористости от ржавчины в результате попадания кремния в металл шва по реакции (БО)+2 Ре 3 ., - 2(РеО) + БдД, Кроме того, дополнительный положительный .эффект, улуч 3 13233 шающий качество металла сварного шва, проявляется в том, что находящийся в составе хромистого серпентинита МяО активирует процесс десульфурации металла шва, обеспечивая более полный переход серы из металла в шлак по реакции РеБ+МдО -МяБ+РеО, Оптимальное содержание вводимых ингредиентов в предлагаемом покрытии определено экспериментальным путем. 10Введение пенополистирола и растворителя из ряда декалин и тетралин наиболее целесообразно в диапазонах 11 - 14 и 47 - 50 мас.% соответственно. При меньшем содержании пенополи стирола, например 9 мас. , не обеспечивается необходимая прочность покрытия (когезия). Меньшее содержание растворителя, например 45 мас, , не обеспечивает требуемого качества нане 20 сенного покрытия. При содержании растворителя более 50 мас, , например 52 мас. , сварочная ванна насыщается газами, образующимися при сгорании органической составляющей. Это приво дит к образованию пор. Введение хромистого серпентинита менее 31 мас. , например 29 мас. , приводит к повышенному содержанию в покрытии циркона, что удорожает его. Кроме того, снижаВ ется стойкость шва против пористости от ржавчины. При введении хромистого серпентинина более 34 мас.%, например 36 мас. , ухудшается стабильность горения дуги.35Конкретные составы покрытия для защиты поверхности от налипания брызг расплавленного металла приведены в табл. 1.Предлагаемое покрытие готовят в 40 следующей последовательности, Вначале путем соединения пенополистирола и растворителя получают клеящее вещество, в которое при непрерывном перемешивании добавляют хромистый 45 серпентинит и обезжелезенный циркон до получения однородной смеси, Нанесенное покрытие обладает хорошей свя 07зуемостью, хорошо защищает металл отэлектродных брызг.Оценка свойств покрытий приготовленных составов проведена при автоматической сварке в среде углекислогогаза образцов из стали в Ст 3 сп проволокой СвГ 2 С диаметром 2 мм постоянным током обратной полярности.Сварку осуществляют при следующих режимах: сварочный ток 450 " 500 А, напряжение 42 - 44 В, скорость сварки28 м/ч. Определяют (визуально) наличие пор в металле шва, качество наносимых покрытий (наплывы, залысины,подтеки), содержащие серы в металлешва, характер возбуждения и горениядуги, В тех же условиях испытываютизвестный состав покрытия.Полученные результаты испытанийприведены в табл 2.Таким образом, предлагаемые составы 2 - 4 покрытий обеспечивают повышение качества металла шва, стабильное горение дуги и устойчивое ее возбуждение, хорошее качество нанесенияпри снижении содержания обезжелезенного циркона в несколько раз,Формула и з о б р е т е н и яСостав покрытия для защиты поверхности от налипания брызг расплавленного металла, содержащий растворитель и обезжелезенный циркон, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества металла сварного шва и улучшения сварочно-технологических свойств покрытия, состав покрытия дополнительно содержит пенополистирол, хромистый серпентинит, а растворитель введен из ряда декалин и тетралин, при следующем соотношении компонентов, мас.%:Пенополистирол 11" 14 Растворитель из рядадекалин, тетралин 47-50 Хромистый серпентинит 31-34 Обезжелезенный циркон Остальное1323307 Таблица 1 2 Компоненты Содержание, 7, в составе з 5 14 12 16 Пенополистирол Растворитель из рядадекалин, тетралин 48 50 52 33 34 36 47 45 Хромистый серпентинит 29 31 Обезжелезенный циркон Остальное Остальное Остальное Остальное Остальное Таб лица 2 Состав Качество нане- Характер возбужде- Пористость Содержание Я в месения покрытия ния и горения дуги талле шва, 7 0,030 Неудовлетворительное Хорошее и Нет То же Нет Есть Неудовлетворительное Удовлетворительное Прототип Хорошее 0,031 Возбуждение лег- Есть кое, горит ста- бильно Составитель Н.Герщанова Редактор Э.Слиган Техред И.Попович Корректор Л,ПилипенкоЗаказ 2908/16 Тираж 975 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5