Состав покрытия для защиты поверхности от налипания брызг расплавленного металла

(21) (22) (46) (71) инст (72) триальныйэг идрто" Тетраэтиловыи эфкислоты (СНО) Бд,гласно МРТУ 8-09-30ся в производстве эжидкости. Связующиеэтиловый эфир орток ортокремниевойыпускаемой со, используелсилоксановойвойства тетрасварке, втий для зания брызг тносится Изобретениечастности к со вам локр от налип ты поверхнос еталла. ения явл расплавленного Целью изобре шение качества н тся повы" го металл евой кисло аплавленн ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБ К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ В.Т.Катренко, А,Г.Турчанин, В.Д.Кассов и А.А.Кузнецов(56) Авторское свидетельство СССР В 1007882, кл. В 23 К 35/36, 1981.Евдокимов Н,И, и др. Защита поверхности металлов от брызг при свар ке. - "Автоматическая сварка",1970, У 10, с.39-42.(54) СОСТАВ ПОКРЫТИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПОВЕРХНОСТИ ОТ НАЛИПАНИЯ БРЫЗГ РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА(57) Изобретение относится к сварке, в частности к составам покрытий для защиты поверхности от налипания брызг расплавленного металла. Цель изобретения - повышение качества наплавленного металла; Состав покрытия ддя защиты поверхности от налипания бры расплавленного металла содержит г ролизованный тетраэтиловый эфир о кремниевой кислоты 37-402, щавелевую кислоту 0,4-1,77, вермикулит вспучен ный 54-58%, и алюминиевую пудру - остальное. Гидролизованный тетраэтиловый эфир ортокремниевой кислоты(С НО) 83., применяемый в качестве связующего, частично склонен к поли- конденсации. Щавелевая кислота (НС 012 НО) способствует дальнейшей поликонденсации частично гидролизованного тетраэтилового эфира ортокремниевой кислоты, что приводит к увеличению вязкости покрытия и равномерности распределения в нем алюминиевой пудры. Это обеспечивает хорошее качество нанесения покрытия и отсутствие дефектов сварки. Вермикулит вспученный образует со связующим эластичные структуры, которые повышают прочность покрытия и его качество, устраняя образование в нем трещин, Щавелевая кислота за счет увеличения смачивающей способности связующего к наполнителю (алюминиевая пудра и вермикулит вспученный) способствует увеличению прочности а покрытия. Вермикулит вспученный повышает термостойкость покрытия. Окись фвф кремния, содержащаяся в связующем, ф взаимодействуя с железом защищаемо- р го металла, образует кремний, который, взаимодействуя с окислами желе-за (ржавчиной), восстанавливает ихЭааф и тем самым повышает стойкость сварного шва против пористости от ржавчины. 2 табл.50 55 3 14616проявляет будучи частично гидролизованным. Экспериментально установлено,что наиболее ярко его вяжущие свойст"ва проявляются при степени гидролиза40-507 При степени гидролиза менее407 связующие свойства тетраэтилового эфира ортокремниевой кислотыуменьшаются из-за низкого содержания гидроксильной группы ОН, При сте Опени гидролиза более 507 связующие .свойства падают вследствие образования ЯОп, не обладающего связующимэффектом. Частично гидролизованныйтетраэтиловый эФир ортокремниевой кис 15лоты склонен к поликонденсации.Щавелевая кислота Н С 04 2 НОГОСТ 5873-68 ) применяется в производстве полиэфиров,Щавелевая кислота способствует 20дальнейшей поликонденсации частичногидролизованного тетраэтилового эфи-ра ортокремниевой кислоты, что приводит к увеличению вязкости покрытия,и тем самым, равномерности распределения в нем алп 1 миниевой пудры. Получение нерасслаивающейся суспензииобеспечивает хорошее качество наносимых покрытий (без наплывов, залысин, подтеков), стабильно высокое ка- ЗОчество металла шва без дефектов сварки,Щавелевая кислота является нетолько катализатором поликонденсациичастично гидролизованного тетраэтилового эфира ортокремниевой кислоты,но и химическим реагентом, с которымсвязующее вступает во взаимодействиес образованием ацилоксипроизводных:- - С-(О-я:-2 С ц Оци и бОНаряду с этим возможно образование сложного эфира за счет вторичной 45реакции спирта с кислотой с выделением воды.2 СФпоД+Н-О-С-С- ДЦ,.0 0и и-"С Ц -О-С-С-О - СНп+2 Н 0Вода дополнительно гидролизуеттетраэтиловый эфир ортокремниевойкислоты с образованием силанола:0 0И 11-з 5= Ь-ОН фС,Н,ОН+ЛООС-ГООН 10Это способствует дальнейшей реакции поликонденсации тетраэтилового эфира ортокремниевой кислоты в присутствии щавелевой кислоты=Я-ОН+НО-Яь - э 8-0-81 = +Н ОВермикулит вспученный (ГОСТ 12865- 67), относящийся к гидрослюдам, обеспечивает при термическом воздействии электродных капель заполнение меж" зеренного пространства наполнителя, образует с 81.0 частично гидролизованного тетраэтилового эфира ортокремниевой кислоты эластичные струк туры, которые повьппают качество покрытия, устраняя образование в нем трещин. Частично гидролиэованный тетраэтиловый эфир ортокремниевой кислоты с концевыми гидроксильныии группами у атома кремния способен вступать в реакцию конденсации с поверх-, ностньви кислыми гидроксильными группами вермикулита с образованием силоксан-силикатной связи: Я ОН+НО 31 - экие 0 3- 1-10 где и - полиэтилсилоксан.Эффект упрочнения от использования щавелевой кислоты в покрытии до стигается за счет увеличения смачивающей способности связующего (частично гидролизованного. тетраэтипового эфира ортокремниевой кислоты) к наполнителю (алюминиевой пудры и вер микулита вспученного), что способсч вует образованию прочной связи. Вер. микулит вспученный повьппает термостойкость противосварочного покрытия. 80 , содержащаяся в покрытии, взаимодействуя с атомами железа защищаемого металла, образует кремний: ЯО +где -ггео, +81 етГкоторый, взаимодействуя с окислами железа (ржавчиной), восстанавливаетих и тем самым повышает стойкость.сварного шва против пористости отржавчины: Ре О+28 д - Зле + 28 ьОп Частично гидролизованный тетраэтиловый эфир ортокремниевой кислоты и щавелевую кислоту наиболее це1461610 лесообразно вводить в состав покрытия для защиты поверхности от налипания брызг расплавленного металла вдиапазонах 37 - 40 и 0,4 - 1,7 мас,7.соответственно с точки зрения равномерности распределения А 1 в покрытии. Введение щавелевой кислоты вколичестве более 1,7 мас.7, например1,9 мас. , приводит к чрезмерному 10увеличению вязкости покрытия. Привведении частично гидролизованноготетраэтилового эфира ортокремниевойкислоты менее 37 мас.7., например35 мас.7., покрытие не обладает достаточной прочностью и укрывистостью.При введении щавелевой кислоты в ко,личестве менее 0,4 мас.7, например0,2 мас. , наблюдается осыпаемостьпокрытия. Введение частично гидролизованного тетраэтилового эфира ортокремниевой кислоты более 40 мас.%,например 42 мас.7, приводит к порообразованию в металле сварного швав результате насыщения ванны газами,образующимися при деструкции органической составляющей. При введении в покрытие вермикулита вспученного менее 54 мас,7, например 52 мас.7 в покрытии образуются крупные трещины, что связано со снижением пластифицирующего эффекта покрытия. При введении вермикулита вспученного более 58 мас.7, например 35 60 мас.7, наблюдается деформация покрытия. В табл,2 приведены технологические и защитные свойства описываемоги известных покрытий на основе жидкого стекла,Таким образом, предлагаемое покрытие (составы 2-4) позволяет повысить качество металла шва, стабиль "ность. горения дуги и устойчивость ее 40 возбуждения при хорошем качественаносимых покрытий и высоких защитных свойствах. Примеры конкретного выполнения состава для защиты поверхности от налипания брызг расплавленного металла приведены в табл,1,Оценка свойств покрытий приготовленных составов 1-5 была проведенапри автоматической сварке в углекислом газе образцов из Ст,40 проволокой СвГ 2 С, Диаметр проволоки Змм,Сварка осуществлялась на следующихрежимах: 1 =720-740 А, П =36-38 В;с 7 св =60 м/ч,ЭОпределяли качество наносимых покрытий, их защитные свойства, устойчивость горения дуги, наличие дефектов в металле шва, наличие пор в металле шва,Защитные свойства покрытий определяли по проценту трудноудалимых брызгна защищаемых металлических пластинах, При этом пластины с покрытиямипредварительно выдерживали в течение6 ч в атмосфере с влажностью 93-957 /Устойчивость горениядуги определяли по ее разрывной длине. Дефектыв металле шва определяли па наличиюзашлаковок подрезов, пористость -визуально,В тех же условиях испытывали известный состав покрытия, принятогоза прототип, и состав покрытия-аналога (едкий натр 57 и водный растворжидкого стекла " остальное).Покрытие готовили следующим образом. 45 Предварительно гидролизованный те,траэтиловый эфир ортокремниевой кислоты степень гидролиза 40-50% ) за,пивали в бак мешалки, насыпали алю О миниевую пудру, а затем вводили вермикулит вспученный. Перемешивали в течение 25 - 30 мин. Затем добавляли щавелевую кислоту и перемешивали 10 - 15 мин,Полученные основы наносили на защищаемые участки. поверхности металла и просушивали в течение 20 - .25 мин, после чего производили сварку,Формула изобретения Состав покрытия для защиты поверхности от налипания брызг расплавленного металла, содержащий алюминиевую пудру, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества наплавленного металла, он дополнительно содержит гидролизованный тетраэтиловый эфир ортокремниевой кислоты, щавелевую кислоту, вермику-. лит вспученный при следующем соотношении компонентов состава, мас.Х:Гидролизованный тетраэтиловый эфир1461610 ортокремниевой кислоты Щавелевая кислота Вермикулит вспученныйАлюминиевая пудра 37-40 0,4-1,754-58Остальное Таблица 1 Содержание, мас.3, в составеЧ Г Компоненты,Гидролизованный тетраэтиловый эфир ортокремниевой кислоты 35Щавелевая кислота0,2Вермикулит вспученный 60Алюминиевая пудра 37 39 40 420,4 0,9 1,7 1,9 58 56 54 52 Остальное Таблица 2 Качество Трудноуда- Дефекты металПокрытие покрытий лимые брыз- лаги Хф Разрывная Порисдлина ду- тость ги, мм Предлагаемое1Неудовл. 18,9 Зашлаковки,подрезыНетЕсть Нет ИЕсть 18,6 25,1 37,5 44,1 Удовл.Хорошее ПрототипАналог ЕстьПосле выдерживания образцов в течение 6 ч в атмосфере с влажностью 93-953,Составитель Н.ГершановаРедактор А.Маковская Техред Л.Сердюкова Корректор О.Кравцова Заказ 631/12 Тираж 892 ПодписноеВНИКЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 2,345 Хорошее и