Способ дуговой сварки

(511 В 23 К 9/1 САН К ПАТЕ то, с целью п иты при сварк е пасты испол) Ниинив анических кис а О смоляных слот слот,тво СС 1947. ВАРКИ, ают сл й с я группыпальмелеиново й кисло стальное и тем,7 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72), Маркку Кауппи, Юхании Марьятта Нурминен (ЯР)(54)(57) СПОСОБ ДУГОВОЯкотором зону сварки защипасты, о т л и ч а ю щ и Соли Соли жирных выбранные и стеариновой тиновой, о линоленово или их смес ышения надежности запод водой, в качестуют смесь солей орт, мас.Ж:Остальное их. смеси 1 1190Изобретение относится к сварке иможет быть использовано при ведениипроцесса под водой или других влажных условиях,Известен способ дуговой сварки,при котором для защиты зоны сваркииспользуют пасту, которой замазываютзазор между свариваемыми деталями 1.Однако присварке под водой этапаста не обеспечивает герметичности 1 Ов зоне сварки, так как не обладаетдостаточной пластичностью.Цель изобретения - повышение надежности защиты при сварке под водой.Цель достигается тем,что согласно 15способу дуговой сварки, при которомзону сварки защищают слоем пасты,в качестве пасты используют смесьсолей органических кислот, мас.Х:2-40 Соли смоляных кислотСоли жирных кислот,выбранные из группы:стеариновой, пальметиновой, олеиновой, линоленовой кислот или Применение пасты облегчает регулирование воспламенения дуги и ее горение в воде и при горении дуга образует защитную газовую зону, которая предупреждает прямое присутствие воды в зоне дуги и контакт воды со сварочным расплавом. Кроме этого, паста способствует образованию шлако З35 вого слоя для защиты расплава, при этом шлаковый слой замедляет охлаждение сварного шва и таким образом улучшает вьделение газов из шва. При горении пасты вьделяется значительное количество тепловой энергии, которая также улучшает горение дуги и замедляет охлаждение сварного шва.Предлагаемый способ может быть использован во всех режимах любой дуговой и газовой сварки, например при ручной дуговой сварке, дуговой сварке металлическим электродом в среде инертного газа, дуговой сварке металлическим электродом в среде за 50 щитного газа или при плазменной сварке. 977 2 вспомогательное вещество подаетсяв точку сварки через трубчатые направляющие веществаф на фиг.4 - тоже, сварочный электрод покрыт вспомогательным веществом.Сварное соединение (валик) 1 получается под водой на плоском основании 2 с помощью сварочного электрода 3, при этом дуга 4, образованнаямежду основанием и рабочим концомэлектрода, частично защищается пастой 5 (фиг,1). В пасте 5 во времясварки образуется полость 6 и пастаперемещается за сварочным электродом3 таким образом, что дуга 4 непрерывно и полностью расположена в полости.По мере сварки позади остается кусокпасты 5 и защитный слой, образованныйшлаком 7. Этот слой предупреждаетохлаждение сварного соединения 1 ипрепятствует контакту между водой исварным соединением,Более того, высокая температура соединения 1 можетбыть результатом того, что вспомогательное ве 1 цество в защитном слое,продолжает гореть и это предупреждаетохлаждение.Вариант осуществления способа(фиг.2) отличается от предшествующего главным образом тем, что зазор,который нужно сварить, уже покрытперед сваркой слоем 5 пастообразного вспомогательного вещества и сварка ведется через этот слой. Такимобразом, на протяжении сварки пастаиспользуется в качестве зацитнОгопокрытия для наплавленного валика 1На валике защитный слой образуетсятаким же образом, как и в предшествующем примере,В варианте осуществления способа(фиг.З) пастообразное вещество 5 подается в точку ведения сварки трубчатой направляющей 8, которые в тоже время окружают сварочный электрод3, Таким образом, направляющая трубка 8 служит в качестве кольцевогосопла, окружающего сварочный электрод3. В других отношениях этот вариантосуществления эквивалентен предьдущему.На фиг.1 показан вариант осуществления способа, вспомогательное вещество перемещается вместе со сварочным электродом, на фиг.2 - то же, сварка ведется через слой вспомогательного вещества, на фиг.З - то же,В варианте осуществления на фиг.4 сварочный электрод 3 уже покрыт пастообразным вспомогательным веществом 5, которое во время сварки распределяется по дуге 4 и наплавленному валику 1, который образуется при этом. Горение дуги и образова1190977 40 С. Ни в одном из испытаний на удар.ную прочность не получен результатниже этого предела. лот ние защитного слоя происходит также, как и в предыдущих примерах.П р и м е р 1. Сварочные испытания проведены под водой на глубине3 м согласно предлагаемому способу(фиг.1) с использованием мягкого мыла из таллового масла в качествевспомогательного вещества. Мягкое мыло из таллового масла должно бытьтвердым и содержит примерно 207 во-1 Оды и 757 солей натрия жирных кислот,главным образом олеиновой и линрлевой, 207 солей натрия смоляных кислот, например абиетиновой, дегидроабиентиновой, пимаровой и изопимаровой, и 57 соды, При сварке используют специальную высокопрочную мелкозернистую сталь типа ЯГЯ 250 и нелигированные электроды с кислотнымпокрытием типа 180 Е 43 4 АР 25 20(ОК 50.10). Сварной образец подверга-ют испытаниям. на растяжение и испытанию на ударную прочность,При испытании прочности на растяжении растрескивание имеет место в 25основном материале (предельная прочность чистого сварного материала440-490 мм). Ударная прочность при .испытаниях также адекватна той температуре, которая имеет место подводой.Затем сварные швы исследуют с помощью рентгеновского анализа, который показал класс 3. Сварные соединения характеризуются пористостью и 35 при исследовании микроструктуры обнаружено несколько небольших шлаковых включений, в верхнем валике рядом с поверхностью рентгеновский анализ не показывает наличие пор. 40П р и м е р 2. Стыковой шов сварен под водой на глубине 3 м с использованием методики (фиг 1), в которой использовано мягкое мыло из таллового масла в качестве вспомо гательного вещества, аналогично прио меру 1. Температура воды 3 С. Используют сталь типа РеС (соответствующая судостройтельной стали Бочаге Чеч 11 аз типа И%-36 или МЧИ), сва рочные электроды окрашены виниловой краской. Когда мягкое мыло удаляют с верхней части сварочного шва примерно через 1 мин после сварки, установлено, что наплавленньй валик еще накален.Сваренные образцы подвергают испытаниям на ударную прочность при П р и м е р 3. Аналогично примерам 1 и 2 проведены испытания под водой, в которых использована методика фиг.1, а также пасты различных составов. По каждому образцу сделана оценка. Паста имеет следующие образцы.Образец 1. Стандартное мягкое мыло из таллового масла с 207 воды,остальное сухое вещество, содержащее57 соды, 207. солей натрия смоляныхкислот, например абиетической кислоты, и 757. солей натрия жирных кислот С -С 4, например олеиновой илинолевой.Образец 2. Стандартное мягкое мы-ло из таллового масла по образцу 1,но содержащее 257. воды,Образец 3. Стандартное мягкое мыло из таллового масла по образцу 1,но содержащее 307 О воды,Образец 4. Стандартное мягкое мыло из таллового масла, содержащее157 воды и остальное сухое вещество,состоящее исключительно из солей натрия смоляной и жирной кислот в такой же пропорции, как и в предшествующих образцах.Образец 5, Мягкое мыло из таллового масла по образцу 4, но содержащее 207 воды.Образец 6, Мягкое мыло из талло- .вого масла по образцу 4, но содержащее 407 воды,Образец 7, Мягкое мыло, полученное из жирной кислоты таллового масла, содержащее примерно 207 воды иостальное сухое вещество, с составом:примерно 57 соды, 27 солей натриясмоляной кислоты и остальное солинатрия жирных кислот С -С 0 .Образец 8. Мягкое мыло получен)ное из дистиллированного талловогомасла, содержащее количество воды исоды по образцу 7 и сухое вещество, вкотором 107 составляют соли натриясмоляных кислот,Образец 9. Мягкое мыло по образцу8, при этом 257. сухого вещества составляют соли натрия смоляных кислот,Образец 10. Мягкое мыло по образцу 8, при этом 30/ сухого веществасоставляют соли натрия смоляных кис 11909771 О 15 20 ЗО 35 40 45 50 Образец 11, Мягкое мыло по образцу8, при этом 407 сухого вещества составляют соли натрия смоляных кислот,Образец 12, Мягкое мыло, содержащее количество воды и соды по образцу 7, при этом 802 сухого веществасоставляют соли натрия смоляных кислот и 53 соли натрия жирных кислотплюс неомыляемые вещества.Образец 13. Мягкое мыло, приготовленное из жирных кислот рапсовогомасла, содержащее 303 воды, остальное сухое вещество, включающее 5 Хсоды, и в основном соли натрия .иенасьпценных жирных кислот (примерно553 соли натрия олеиновой кислоты),Образец 14, Мягкое мыло, приготовленное из стеариновои жирной кислоты, содержащей примерно 553 воды,остальное сухое вещество, состоящееиз солей натрия насыщенных кислот,.фримерно 603-стеарат. натрия).Образец 15. Расплавленный, чистыйводный стеарат натрия,Образец 16. Мягкое мыло по образцу 2, приэтом натрий замешен калием.Образец 17. Мягкое мыло по образцу 2, при этом натрий замешен магнием еОбразец 18. Мягкое мыло по образцу 2, при этом натрий замещен цинком.Образец, 19. Мягкое мыло по образцу 2, при этом натрий замещен кобальтом.Самые хорошие результаты получены с образцами 2 и 10, которые основаны на жирных кислотах и смоляныхкислотах таллового масла и содержатв качестве основных компонентов солинатрия смоляных кислот и ненасыщенныхжирных кислот. Образцы 7-12 показывают, что относительное количество,смоляных кислот может изменяться в.довольно широких пределах. Таким образом, хорошие результаты получают прииспользовании мягкого мыла, содержащего 27. солей смоляной кислоты,. атакже при использовании мягкого мыла;в котором доля этих солей составляет40 Ж. Кроме этого, хорошие свойства такжеимеет мягкое мыло, содержащее 807 солей смоляных кислот (примерно 953 от общего количества солей жирных и смоляных кислот), но это мыпо не имеет длительного положительного влияния на качество наплавленного валика. Относительна хорошие результаты получены с образцами 13-15, которые показывают, что присутствие солей смоляных кислот в вспомогательном веществе не обязательно. Образец 13 состоит в основном из солей ненасыщенных кислот, а образцы 14 и 15 содержат солинасыщенных кислот, откуда следует, что двойные связи в углеродной цепи или их отсутствие не являются ограничивающим фактором. Углеродные цепи основных компонентов в образцах 13- 15 содержат 16-18 атомов углерода и в целом количество. углеродных атомов всех жирных кислот в образцах составляет 10-24.Из образцов 1-3 видно, что неболь" шое различие в содержании воды в мягком мыле оказывает небольшое влияние на результаты. Однако высокое содержание воды в образце 6 оказывает такое влияние, что мыло становится слишком мягким для сварки, С другой стороны, образец 15 показывает, что наличие воды во вспомогательном веществе не обязательно само по себе,Хорошие результаты получены с образцами 4 и 5. Это указывает на то, что присутствие соды во вспомогательном веществе не оказывает заметного влияния на результаты, Образцы 16-19 показывают, что натрий может быть замещен катионами других металлов без отрицательного влияния на результаты. Предложенный способ позволяет повысить надежность защиты при сварке под водой, так как паста образует защитную газовую зону, которая предупреждает прямое присутствие воды в зоне дуги. и контакт воды с расплавом сварочной ванны, что обеспечивает качественную сварку, Кроме того, способ не требует сложного оборудования для ведения подводных работ и специальных водонепроницаемых покрытий для электродов..Ужгород, у Заказ 7009/62 Тираж 1085 ВНИИПЫ Государствен по делам изобрете 113085, Москва, Е 1-35