Состав защитной пасты

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН А 1 19) 8 51) 5 В 23 К 35/3 ОБРЕТЕН Рябиченк ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ТОРФЯНОМУ СВОД(54) СОСТАВ ЗАЩИТНОЙ ПАСТЫ (57) Изобретение относится к сварочному производству, в частности к дуговой сварке плавлением замкнутых швов торцовых соединений неплзвягцимся электродом, и может быть использовано при герметизации ампул и сварке труб с трубными дисками в энерго. мациностроении. Цель изобретения - повышение качества сварного соединения пу. тем 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 провнсание шва за счет повышения ее термостойкости и снижения смачиваемости металлом сварочной ванны. При этом в качестве порошка П используют тугоплавкие соединения свариваемого металла, например оксиды, карбиды, нитриды с днсперсностью 0,256 ( й". ( 0,5 б, где б - - допуск на боковое провисднне цва, мкм; дцвмс максимальный диаметр частиц порошка, мкм. В качестве растворителя используют быстроиспаряющийся спирт, например этиловь 1 й, при следующем соотношении ингредиентов, мас 00; порошок из тугоплавких соединений свариваемого металла 75 - 85, поливинилбутераль 5 - 15, быстроиспаряющийся спиртовой растворитель 8 - 18. 2 ил., 7 табл.Изобретение относится к сварке, в част. ности к дуговой сварке плавлением замкнутых швов торцовых соединений неплавящимся электродом, и может быть исполь. зовэно при герметизации ампул и сварке труб с трубными досками в эиергомашиностроеции.Целью изобретения является повышение качества сварного соединения путем ограничения бокового провисания сварного шва за счет повышения термостойкости и снижения смачиваемости пасты.Нэ фиг. 1 показана схема заполнения отверстия в заглушке защитной пастой; на фиг. 2 - узел 1 на фиг. 1,На чертеже приняты следующие обозначения: 1 - корпус ампулы; 2 - заглушка; 3защитная паста; 4сварной шов;5 - пленка связующего вещества (поливицилбутераль); Ь - допуск на боковое провисание шва, мкм; дмзкс - максимальный диаметр частиц порошка, мкм.Перед сваркой отвешивали ингредиенты зацдитной пасты требуемого состава, смешивали их и разволили смесь .до коцсистен. ции густой сметаны с помощью раствори теля. Полученную массу зацдитной пасты Ь помещали в полость заглушки 2 и уплотняли ири помощи ручного пресса. Из. лишки защитной пасты 3 с кромок корпуса ампулы 1 и заглушки 2 удаляли ножом, Затем защитцуЮ пасту просушивали ири 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,При да. ) 0,56 возможно затекание расплавленного металла между частицами тугоплэвкого порошка на глубину более половины допуска ца боковое провисание шва (фиг. 2), При с).0,256 мелколисперсные фракции порошка снижают качество ио. лучаемых соединений в результате попадания его частиц в металл шва в виде инородных включений.При уменьшении количества тугоплавкогопорошка в загцитной пасте менее 75 Я ухуд.шаются ее технологические характеристики: в процессе сварки иоливинилбутераль разлагается и тугоплавкий порошок осыпается, ири этом боковое провисание шва увелцчивэ.ется свыше допустимых пределов, а в сварном шве появляются инородные включения,В случае увеличения количества туго.плавкого порошка в защитной пасте более 85 О/ ухудшаются ее электрические и техцо.логические характеригтики: снижается веро.ятность возбуждения дуги; увеличивается время перехолного процесса ири зажигании дуги и боковое провисание шва; а также появляются включения в шве.О Гри наличии в составе защитной насты иоливицилбутераля менее 5 Я заметно ухуд. шаются ее электрические характеристики, особенно вероятность возбуждения дуги. Кроме того, ухудшаются технологические показатели, а именно сцепление частиц иороц.ка в застывшей массе, и увеличиваетсяколичество включений в сварном шве;В случае наличия в защитной пасте поливинилбутераля более 15 О" происходит ухулшецие ее технологических (увеличивает. ся провисацие сварного шва) и эксплуатационных показателей (существенно воз растает количество нерастворенцого поливинилбутераля в смеси, а также время высыхания разведенной пасты). При наличиив составе зандитиой пасты растворителя менее ЙЯ ухудшаются ее технологические характеристики: увеличивается свыше допустимых прелелов боковое ировисание шва засчет вылуванця аргоном несоелинецных час 20 тиц тугоплавкого порошка, ири этом в сварном шве появляются включения порошка. Вслучае увеличения количества растворителясвыше 18 Я заметно возрастает время высы-хания разведенной пасты, кроме того, получающаяся масса бывает очень жидкой и еютрудно заполнить полость заглушки.Испытания проводили при сварке торцовых швов ампул. Сварку осуществлялн насварочной установке СЛ 281 с использованием защитных паст для различных метал 30 ловПеред сваркой отвешивали ингредиентызащитной пасты требуемого состава и раз.водили ее до консистенции густой смета.ны с помощью растворителя. Полученнуюмассу помещали в полость заглушки и уи 35 лотняли при .помощи ручного прессаИзлишки зацдитной пасты удаляли ножом. Затем защитную пасту просушивали ири комнатной температуре для испарения растворителя,Лример . Сваривали торцовой шов ам.пулы диаметром 6,0 Х 0,3 мм из сплаваВТ 4. По техническим требованиям допуско на внутреннее боковое провисанне шва дляланного изделия составляет 0,06 мм. В качестве тугоилавкого порошка зэццтиой пасты45 использовали карбид титана (Т 1, С, Т;. =3170 С), имеющего максимальный дна.метр частиц 30, 20, 10 мкм (в соответствии с ГОСТ 3584 - 73 вышускэются порошки следующих дисиерсностей: 180, 160,125, 100, 80, 63, 56, 40 мкм). Кроме того,50 выпускаются микропорошки дисперсностей30, 20, 10, 5 мкм. Образць сваривали цаследующем режиме: ток луги 6 Л, скоростьсварки 20 м ч, длина дугимм.После сварки удаляли защитную пасту 3(см. фиг. 1 и 2) из полости заглушки 2 ипри помощи микроскопа МБС- -2 замерялилиаметр отверстия заглушки после сварки.Были провелены также метэллографические и микоорентгеноспектральцые в ха1334548 а б л ц ц а Наличие включеций и сварном шве Величина бокового провцсания шва,мкм Дисиерсцость порошка,д наксмкм 30 73 включения отсутствуют 0,25 е ( с 1 (0,5 56 1 О отдельцые включения П р и м е ч а ц и е: 6 = 0,06 мм = 60 мкм Таблица 2 Наличие включений в сварЛисперсность по Величина бокового ном шве провисарошка,с 1 иакс, мкм ния шва мкм56 102 включения отсутствуют 40 89 Оэ 25 ( с 1 макс-Оз 5 Х 74 30 20 59 отдельные включеция П р и м е ч а н и е: о = О, 10 мм = 100 мкм рактеристическом излучении исследования сварных гцпов ца наличие в них включе. 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 0,256дмакс ( 0,5 б.Пример 2. Сваривали торцовой шов ампулы диаметром 8,0 Х 0,3 из стали2 Х 18 Н 10 Т, Допуск на боковое провисание шва б данного изделия составляет 0,10 мм. В качестве тугоплавкого порошка защитной пасты исИз данных таб,ч. 2 следуе, что получение требуемого допуска на боковое провисание шва и отсутствие включений в сварном соединении достигается при использовании порошка полутораокиси хрома дисперсний. Результаты и 1 оиезс иных исследованийпредставлены и табл. 1 почьзовали полутораокись хрома (Сг.01,Т = 2440 С) следукццих лис иерсностей;56, 40, 30, 20 мкм,Образцы сваривали ца следующем режиме; ток дуги 12 А, скорость сварки15 м ч, длина дугимм. 1 огле сваркиудаляли из полости заглушки защитную пас 30 ту и определяли величину бокового прови.сания шва. Результаты визуа.чьных, металлографических, микрорентгеносиектральныхисследований сварных соединений представлены в табл, 2. ностью ЗО и 40 мкм, т.е. ири выполнениисоотношения 0,25 о1.;- ( 0,5 Л 3) Сваривали торцовой цичн амит.ч зиамегром 9,0 к, 1,0 м и из сил а на 7 г .+ 1 ,1 М 1 Г 1 о1334548П с 3 Величпа бокового прни дция ввд,д.исеис нсг - чеций и сидрЦк ШВЕ Дисперсцость пцропьд,макса елкл мсм 145 80 Вкпкчеция От -с;, т . т в уст 0 25 с с ) мас С 0 )Б сс 10 л Е 7 40 30 отде.ггьцыц ееслгч( елея 14 им = 140 гкл техническим требованиям допуск ца бковос ПРОВИСДЦИЕ ШВД О ДЛЯ ДДННОГЦ ИЗДЕЛИЯ СЦС. Тс ВЗ 5 ЕТ 0,14 М М. Б СД и(СТН( ТУ ГОПЛ Д В КО. го пороцкд защитной пасты исееользовдлц нцтрид циркоция 7 Г 1 К), Т. =- 2982 С) следующих дисцерсностс(; 80, 63, 56, 40, 30 мкм. 1 р и и о и д и и е ; с 1 = 0 ,Ил приведенных н табл. 3 ддцньх сле.,суст, чтц получени требуемого допуска набоковое црцв сдцие цвд ц ГГУтствие вклкч(ццй п сварам сцеднцснни достигается прии(пользовании тугцплдвкцго ццрцшка дисперсностью 63, 56, 40 мкм, т.е. прц выполнении соотцопения 0,255 ч. 1 чаксч 0,56,Результаты приведенные в табл. 1 -3, получены при следукнцих сцотноцсциях ингредиентов в смеси, ме(. :Порошок тугоплдвкихсоединений 77Поливинилбутераль 13Рдстворитель (спелртэтловЙ техннческиЙ) 1)Термостойкость здпецтцых цдсг с различ,ным составом ингредиепцв определяли пцколичеству термисесских циклов, которые выдержйвает столбик из пасть диаметром 6 мми длиной .10 мм дц рдзруцецця прц ца.греве его до 600"С и охлдждецим до комнатной температуры,Прочность сцепления порццка тугоплдвких соединений определяли с помощью механических испытаний цд сжатие указанного столбика из пасты после испарения растворителя в нем при к(,ватной температуре.Смачнваемость здщитцой пасты, котораязависит от соотношения содержания в нейполивинилбутераля и растворителя при пос.тоянном количе.тве порошка тугцплдвких сое Режим сварки образнов был с.с,еэ(им: ток дуги 22 А, скорость сварки 15 и ч, длццд дуги 1 мм.После сварки уддлялц анитную пасту цз полости заглушки и процдилн вцудьцег(:, МЕТД.сЛОГРаРцсгЕСКИС Ц МЦКРЦРЕцт ЕЦО. спектральные иссл(дцпдццяверц х цццц. Результаты исследований принсд цы н табл. 3. дццений, опрделяли по углу раст кдц и гд ТЪ На ПЛОСКОЙ . ПОНЕРХЦЦГГИ СГЕКЛ 5 ЫХ пзедстен после ис парения рдстцрцтслн.Укдздннгае свойства зацш гццц пдс ы б,.ли Определены при постоянной ди перс(-Гц порошка карбида титана г = 20 мкм; порошка окиси хрома 1 ": ==: 30 мкм н пцроцкд ееитрилд ццркоция (1; == 5 мкмЛанеые приведены в табл 1 - 6.нд кццк ретных составах здцитньх пдг,.Злек грисееские хардктерисцк ц гОде- гаемой защитной пасты определяли по результатам обработки осциллограмм процесса, снятым на шлейфовом осил;цграфе 11э При изучении электрических хдрдкгсрцстик 45 определяли следующие пардмегры; норси- ность возбуждения дуги из трцгпдти здкиганий при различных соотношениях ингредиентов в смеси; время цсрсхоного процесса при возбуждении дуовогц разряда; максимальную величину напряжеция гореия дуги, а также птабильееость этой величины в процессе сварки, Кажд.гй из перечис.ленных па рд мегров оценивали по системе баллов, а их сумма давала один из трсх показаталей, приведенныхв табл. 7.При определении эксплудгациоцных ха.рактеристик предлагаемой защитной пасты оценивали следующие показатели: наличие в ЗаСтЫВШЕй МаССЕ ПаСтЫ НЕРДСгпОРЕЕЦОГО ПО.ливинилбутердля; времй высыханий рдзве1834548 денной защитной пасты после заполнения лах приведена в табл. 7 (исследованыполости заглушки. Оценка показателей в бал- порошки, указанные в табл. 4 -б),Таблица 4 Свойства защитной пасты на основе порошка карбида титана дисперсностью с(к, = 20 мкм Свойства пасты Состав пасты СмачиваеПоливи- нилбуте ПрочСпиртэтиловы Термо- стойкость ностьстолбираль, мас.% ка пасты, Н грева20-600 С 15 ф 5 90 40 включения отсутствуют 63 10 74,5 70 70 10 110 73 15,5 отдельные.включения 60 180 включения отсутствуют 59 60 190 10 13 18 60 18,5 67 100 77 40 175 4,5 отдельные включения включения отсутствуют 60 10 2 30 150 64 4,5 10 85)5 отдельные включения ТаблицаСвойства защитной пасты на основе порошка окиси хромадисперсностью диакс. = 30 мкм Свойства паст Состав пасты Провиса- Наличие вклю шва ении в свар Смачива Спи Порошо очливином шв мкм мос иловыи ь иси столбика угол растекания,град техни- ческий хрома мас.% в рева 600 С пасты,ас.% 4 15,10 109 50 2 отдельные включения 75 5 включения осутствуют Порошоккарбидатитана,мас,Е нилбутеРаль,мас,% технический,мас,%. Провисание шва,мкм Наличие вклю -чений в сварном шве количество циклов наермостои ость,ко- ичество мость,угол растекания,град.1334548 Продолжение табл, 5 Свойства пасты ПровисаСоставы пасты ние шва,мкмСмачиваеСпиртэтиловый Порошококиси технихрома мас,7 ческий,мас. 7,Н 104 отдельные включения7,5 77 15,5 2 / 50 98 включения от сутствуют 90 13 10 10 120 50 5 184,5 18,5 40 130 30 112 отдельные включенияТаблица 6 Свойства эащитной пасты на основе порошка нитрида циркония дисперсностью днакс = 56 мкмНаличие включений в свар ном шве Состав пасты Свойства пасты ровисаие шва,Порошок Поли Смачиваемость,ермостой ость ко ность нитридациркостолбикапасты,Н уголрастекания,мас. 7. ческии,мас.% ия,град 74,5 14 включения отсутствуют 10 90 15,5 7 Ф 4 8 тствуют Поливинилбутераль,мас. 7. нилбутераль,мас.7. СпиртэтиловтехниНаличие включений в сварном шве отдельные включения включения Термостойкостьколичество цикловнагрева20-600 С ичествоиклов нарева 2000 Прочность столбика пасты,мость,угол растекания,град1834548 Продолжение та бл. 6 Свойства пасты Провисание шва,мкм Наличис нключений в сварном шве Состав пасты Спиртэтиловый Смачиваемость,угол технический,мас. 7. растекания,град 104 13 77 10 60 60 77 18 135 20 4,5 18,5 152 16 170 отдельные включения 10 132 включения отсутствуют 40 80 4,5 10 149 85,5 100 отдельные включения ТаблицаПорошок тугоплавких соединений,мас.7 Поливинилбутераль;мас,% ЭксплуатаЭлектрические ха Растворитель (этиловый ционные ха- рактеристирактеристики ирт),с,7. 74,575 5 10 хор. неу де 0 о же удовл,дов 15,5 неуд. еуд. 7 15 в довл. 7 3 хор,од,7 18. удовл,дов неу уд. удовл. 10 удовл. о у 4 юв 85,5 10 неуд. не Из приведенных в табл, 4 - 7 данных следует, что состав защитной пасты обладает удовлетворительными свойствами в приведенных пределах соотношений ингредиентов. Предложенный состав защитной позволяет . получать сварные соед замкнутых торцовых швов в заданн пусках на их боковое провисание,чивает стабильность горения дуги какПорошокнитридациркония,мас.7 Поливинилбутераль,мас.7 Термостой 1 рочностькость,ко- столбикаличество пасты, Нциклов нагрева 20600 Технологические ха- рактеристик пасты инения ых до- увелив про.,134548 4 Составитель Н. Гершаноехрел И. ВересТиражмитета СССР по деламЖ 35, Раугпская нгког прслприягие, г. У ваКорректор ИПодписноеизобретений иб., д. 4/5жгород, ул. Проектная едактор Л.11 аро аказ 1099 ВНИИПИ Гос 1 лврств 113035 Гроизволс 1 веино.по. Эрдейноткрытий сивого к Москва. и графин цессе возбуждения, так и в стационарном режиме, а также умень 1 пает трудоемкость Операций по загрузке и извлечению пробок защитной пасты из полости заглушки. формула изобретенияСостав защитной пасты преимущественно для сварки плавлением. замкнутых швов торцовых соединений, например ампул, со. держащий порошок из тугоплавких .соединений, поливинилбутераль и спиртовой растворитель, отличакпиийгя тем, что, с целью повышения качества сварного соединения путем ограничения бокового провисания свар. ного шва за счет повьгшения термостойкости и снижения смачиваемости пасты, в качестве тугоплавких соединений используют соединения свариваемого металла из ряда оксиды, карбиды и нитридь 1 с дисперс.ностью 0,256 с дм-. ( 0,56, где 6 - допуск 5 на боковое провнсание 1 пва, мкмА -. - максимальный диаметр частиц порошка, мкм, а в качестве спиртового растворителя - этиловый спирт при следующем соотношении компонентов мас, %:Г 1 орошок тугоплавкихсоединений свариваемогоматериала из ряда (оксидь 1, карбиды и нитриды) 75 - 85 Поливинилбутераль 5 - -15 Спиртовой растворител 1