CS265511B1 - Spósob přípravy obalovej hmoty na výrobu obalených najma bázických zváracích alektród - Google Patents

Description

265511 2

Vynález sa týká spósobu přípravy obalovej hmoty na výrobu najmá bázických elektrod nazváranie ocelí elektrickým oblúkom so zníženou náchylnostou na vlhnutie.

Obal elektrod pre ručně zváranie sa získává nalisovaním obalovej hmoty na kovové jádroelektrody, pričom obalová hmota sa vyrába přehnětením východiskovéj suchéj zmesi zloženejz práškových kovových i nekovových látok, so spojivom najčastejšie vodným sklom. Ako neko-vové zložky sa používajú například vápenec, kazivec, rutil, křemičitý piesok, celulóza,soda. Ako kovové zložky sa používajú například feromangán, ferosilícium, železný prášok,nikel, chróm a to v množstve a v kombinácii, závislej na druhu vyrábanej elektrody. Východisková suchá zmes sa přehnětením s vodným sklom přetvoří na tvárnu, dobré lisovatelnú hmotu.Elektrody sa po vylisovaní sušia pri teplotách, ktorých výška závisí na druhu elektrody.Například bázické elektrody sa sušia pri teplote cca 350 °C, aby sa z obalu odstránilav čo najváčšej miere vlhkost, resp. voda.

Takto vyrobené elektrody majú spravidla vyhovujúce zváracie i metalurgické vlastnostia dávajú zvarové kovy alebo spoje vyhovujúcich pevnostných a plastických mechanickýchvlastností. Takto je to v tom případe ak sa na zváranie použijú elektrody suché, to jektoré majú nenavlhnutý obal. Ak elektrody majú navlhnutý obal, výkazujú zhoršené zváracievlastnosti, například zvárací oblúk je nepokojný, rozstrek je vyšší, kresba húsenice jehrubšia a podobné. Tiež sú zhoršené metalurgické vlastnosti, v dósledku nasýtenia zvarovéhokúpela, čo vedie k značnéj strate najma plastických vlastností zvarového kovu ako vrubováhuževnatost, tažnost, kontrakcia a nezriedka sa prejaví náchylnost zvarového kovu alebozvarového spoja na tvorbu prasklin najmM ak sa zváranie robí v pevne upnutom stave. Aksú suché bázické elektrody vystavené na pracovisku účinku vlhkého ovzdušia, velmi rýchlonavlhajú a spravidla už za 4 hodiny vykazujú vlhkost nad 1 % hmot., zatial čo suché ne-navlhnuté bázické elektrody majú obvykle obsah vlhkosti menší ako 0,3 % hmot. Sklon obalenýchelektrod k vlhnutiu obalu sa obvykle zaistuje vážením-, pričom samonavlhovanie sa robív navlhovacej komoře pri 84 %-nej relatívnej vlhkosti ovzdušia navlhovacej komory a priteplote maximálně 20 °C. Zvlhnuté elektrody třeba před použitím presušiť, čo představujespotřebu energie a stratu času před samotným zváraním.

Na zníženie navlhavosti obalovej hmoty vovádzajú sa do východiskovéj suchej zmesilátky majúce bod tavenia alebo interval tavenia nižší ako je sušiaca teplota obalenýchelektrod pri výrobě,ktoré pri teplote sušenia sa roztavia a zalejú necelistvosti obalu,praskliny, kapiláry a podobné, čím sa má zabránit kontaktu vnútra obalu s ovzduším. Tentopostup je len čiastočne účinný, pretože do zmesi je možné voviest iba obmedzené množstvo týchtolátok, aby sa nezhoršili zváracie a mechanické vlastnosti elektrod. Okrem toho cena týchtolátok je vysoká.

Je dalej známa ochrana obalu elektrod zameraná na znižovanie náchylnosti na navlhnutie,spočívajúca v tom, že hotové elektrody sa ponárajú do tekutin, ktoré majú za ciel na povrchuelektrody vytvořit ochrannú vrstvu neprepúštajúci vlhkost zo vzduchu do vnútra obalu. Táto ochrana však trvá len dovtedy, pokial sa ochranná vrstva neporuší oterom elektrodo seba pri dopravě alebo pri manipulácii, k čomu často dochádza najmá pri zváraní na montá-žach. V technike výroby obalených elektród sa tiež používá spósob zníženia náchylnostina navlhnutie obalu elektrod tak, že sa ako spojivo používá zmes vodného skla sodnéhoa draselného v pomere 70:30. Toto opatrenie prináša však len malé zníženie navlhavostiobalu a okrem toho vyžaduje špeciálny homogenizátor vodných skiel, ktorého prevádzkaje značné pracná.

Spósobom přípravy podlá vynálezu sa uvedené nevýhody do značnej miery odstraňujú.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že do vodného skla sa před jeho přehnětením s východisko-vou suchou zmesou vovedú v množstve od 0,2 do 5,0 % hmotnostných jednotlivo alebo v kombináciipráškové kovy alebo ich metaloidy majúce podlá Mendelejevovej periodickej sústavy prvkovelektronegatívnosí 1,2 až 2,0 a relatívnu atómovú hmotnost od 9,0 do 200,0 alebo ich vzájom-né zliatiny, alebo ich zliatiny s vápnikom alebo uhlíkom, načo sa výsledná zmes vodnéhoskla zhomogenizuje. 3 265511

Doterajšie skúšky ukázali, že uvedené látky vstupujú do interakcie s vodným sklom,pričom sa nezriedka vytvára vo vodnom skle plynná fáza obsahujúca vodík a ktorá unikáv podobě bubliniek. Obalová hmota vyrobená z východiskovéj zmesi prehnetenej s takto podlávynálezu upraveným vodným sklom, nalisovaná na kovové jádro poskytuje obal elektrody,majúci vysokú odolnost proti navlhaniu. Dósledkom nízkej navlhavosti je potom neobyčajnenízký obsah difúzneho vodíka vo zvarovom kove. Okrem toho má elektroda znamenité zváracievlastnosti a vysokú odolnost oproti tvorbě prasklin pri zváraní tuhých konštrukcií.

Tento jav a jeho dósledky pre zváracie vlastnosti elektrod a pre akost zvarového kovubol zistený početnými skúškami s radom kovových prvkov a metaloidov a ich vzájomných zliatinalebo zliatin s inými prvkami ako sú železo, nikel, cín, hliník, volfram, med, titán,mangán, chóm, hořčík, zinok, křemík, feromangán, ferosilikokalcium, ferosilícium, ferobór,silikoalumínium, feroniob a pod. Přitom tento jav dosiahol technicky a ekonomicky výhodnúvelkost ak bolí. použité práškové kcvy alebo metaloidy, elementárne alebo v zliatinách,ktorých elektronegativita bola v rozsahu 1,2 až 1 a relativná hmotnost bola od 9 do 200.

Doterajšie skúšky ukázali priaznivý vplyv vyššie uvedených látok přidávaných do vodnéhoskla na jeho akost, resp. na navlhavost obalu je ešte intenzivnější, ak sa použijú ozrnitosti raenšej ako 0,06 mm. Příčina tohoto javu nie je ešte úplné známa, je pravděpodobné,že to súvisí s vyššou hodnotou poměru plochy zrniečok k ich hmotnosti.

Skúšky dalej ukázali, že kladný účinok vovedenia vyššie uvedených látok do vodného sklasa ešte dalej zvýši, ak sa zmes vodného skla a práškových látok nechá po homogenizáciipřed použitím odstát určitú dobu a až potom sa použije na prehnetenie východiskovéj suchejzmesi s cielom vyrobit obalovú hmotu. Skúšky potvrdili, že doba homogenizácie zmesi vodnéhoskla a práškových kovov podlá vynálezu je závislá najma na množstve vodného skla i vovádzanejpráškovej fáze. Například pre množstvo 1 kg vodného skla a 2 % hmot. vovádzanej práškovejfáze postačila doba 1 až 3 minút, pre množstvo 10 kg vodného skla a 2 % hmot. vovádzanejpráškovej fáze podlá vynálezu 2 až 4 minúty.

Vynález je bližšie objasněný na nasledujúcich príkladoch vyhotovenia.

Do draselného vodného skla sa před jeho premiešaním s východiskovou suchou zmesoupřidalo 1 % hmot. zinku o zrnitosti pod 0,06 mm a dokonale sa s vodným sklom zhomogenizoval.Po zhomogenizovaní sa takto upravené vodné sklo použilo ha výrobu obalovej hmoty pre nelego-vané konštrukčné bázické elektrody o pevnosti zvarového kovu cca 48 MPa. Vzniklá obalováhmota sa nalisovala na nelegované nízkouhlíkové ocelové jádro o priemere 4 mm. Vyrobenéelektrody sa vysušili pri teplote 350 °C po dobu 3 hodin, zároveň sa vyrobila z tej istejvýchodiskovéj suchej zmesi tou istou technológiou elektroda za použitia neupraveného drasel-ného vodného skla. Obidve elektrody sa súčasne podrobili skúške navlhavosti v navlhovacejkomoře pri teplote 20 °C a relativnéj vlhkosti ovzdušia 84 % po dobu 6 hodin. Táto hodnotarelativnéj vlhkosti je charakteristická pre vlhké letné počasie aj v reálnej atmosféře.

Potom bol u obidvoch elektrod zistený vážením obsah vlhkosti. Elektroda vyrobená s použitímneupraveného vodného skla vykázala vzhkost v hodnotě 2,46 % hmot., čo zodpovedá hodnotámvlhkosti za podmienok navlhovacej skúšky běžných bázických konštrukčných elektrod. Tátohodnota vlhkosti obalu bázickěj elektrody uvedenej akosti za podmienok navlhovacej skúškyje velmi nepriaznivá, pretože ukazuje, že takáto elektroda je velmi náchylná na navlhnutieza prevádzkových podmienok a to nad hodnoty vyššie ako je přípustná vlhkost:, to je cca0,3 % hmot. nezriedka aj nad 1 % hmot. V případe ak sa takáto elektroda použila nepresušenávykázala porovnatelné zhoršené zváracie vlastnosti a znížené mechanické vlastnosti zvarové-ho kovu, najmá vrubovej húževnatosti a obsah difúzneho vodíka nad 10 cm3 na 100 g navařenéhokovu a nezriedka náklonnost k tvorbě prasklin pri zváraní základného materiálu váčšíchhrúbok alebo v upnutom stave.

Elektrody toho istého druhu vyrobené s draselným vodným sklom upraveným podlá vynálezuvykázala za podmienok skúšky navlhavosti prírastok len 0,4 ž hmot. Táto hodnota je velmi 265511 4 priaznivá a v praxi představuje takmer nenavlhavú bázickú elektrodu, to je ak bázickáelektroda vykazuje pri vystavení vlhkéj atmosféře počas 8 hodin vlhkost do 0,3 % hmot.nie je potřebné ich před použitím presúšať. Táto skúšaná. elektroda vykázala velmi nízké. 3 hodnoty difúzneho vodíka vo zvarovom kove a to pod 3 cm na 100 g navařeného kovu, dósledkomčoho elektroda vykázala velmi dobré zváracie vlastnosti a velmi dobré mechanické vlastnostizvarového kovu a vysokú odolnost zvarového spoja proti praskaniu.

Priaznivý vplyv upraveného vodného skla podlá vynálezu na hodnotu vlhkosti obalovejhmoty elektrody osvětlí nasledujúci příklad. Do draselného vodného skla bol spósobom podlávynálezu přidaný vysokouhlový feromangán v množstve 2 % hmot. vodného skla. Takto upravenévodné sklo bolo bez odstátia použité na výrobu obalovej hmoty bázickej konštrukčnej nelego-vanej elektrody o pevnosti návarového kovu cca 48 MPa. Táto elektroda vykázala za podm-ienokskúšky navlhovania vlhkost 0,76 % hmot., čo je ešte priaznivá hodnota. Ak však bolo taktoupravené vodné sklo odstáte 20 dní a potom použité na výrobu obalovej hmoty, obalená bázickáelektroda vykázala za podmienok skúšky vlhkost len 0,48 % hmot. Přitom už odstátie v trvaní10 hodin spósobilo pokles vlhkosti pod hodnotu 0,65 % hmot. Ďalšie příklady použitia objasnia priaznivý vplyv vovedenia práškových kovov alebomataloidov alebo ich vzájomných zliatin alebo ich zliatin s inými prvkami podlá vynálezubud jednotlivo, alebo v kombinácii do vodného skla a následného zhomogenizovania vzniklej zmesi.Přitom prášková fáza sa volí podlá akosti vyrábanej elektrody, například práškový ferobórpri výrobě konštrukčnej nizkolegovanej elektrody vyššej pevnosti, práškový wolfrámkarbidpri výrobě návarovej elektrody.

Spósobom podlá vynálezu bola připravená obalová hmota pre nelegovanú konštrukčnú bázickú elektrodu o pevnosti zvarového kovu cca 48 MPa, kde do vodného skla bol vovedený práškový hliník v množstve 2 % hmot., vlhkost obalu bola po 6 hodinách skúšky na navlhovanie 0,43 % hmot., obsah difúzneho vodíka tejto elektrody bez presušenia, ihned po ukončení skúšky□ navlhavosti, bol 3,5 cm na 100 g navařeného kovu. V dalšom případe bolo do vodného sklavovedené práškové železo v množstve 5 % hmot., vlhkosť. obalu bola 0,50 % hmot., obsah difúzne- 3 ho vodíka 4 cm na 100 g navařeného kovu.

Pri výrobě bázickej nízkolegovanej žiarupevnej elektrody bol použitý spósobom podlá vynálezu práškový vysokouhlíkový ferochrónv množstve 0,5 % hmot., vlhkosť obalu bola 0,45 % 3 hmot. a obsah difúzneho vodíka po navlhnutí 3,8 cm na 100 g navařeného kovu.

Pri přidaní práškového ferosilikohorčíka v množstve 1,5 % hmot., vlhkosť obalu bola3 0,52 % hmot. a obsah difúzneho vodíka 4 cm na 100 g navařeného kovu.

Pri výrobě bázickej vysokopevnej konštrukčnej elektrody bol použitý práškový ferobór3 v množstve 3,5 % hmot., vlhkosť obalu bola 0,46 % hmot. a obsah difúzneho vodíka 4,5 cm na100 g navařeného kovu.

Pri výrobě tvrdonávarovej elektrody bol použitý práškový karbid wolfrámu 4,2 % hmot.,vlhkosť obalu bola 0,40 % hmot.

Do obalu bázickej konštrukčnej nelegovanej elektrody bol použitý práškový mangánv množstve 0,5 % hmot., vlhkosť obalu bola 0,57 i hmot. a obsah difúzneho vodíka 4,5 cm3 na100 g navařeného kovu, dalej bol použitý práškový kovový mangán 3,0 % hmot., vlhkost obalubola 0,49 i hmot. a obsah difúzneho vodíka 4,1 cmJ na 100 g navařeného kovu, v dalšompřípade bol použitý kovový mangán v množstve 5 % hmot., vlhkosť obalu po navlhnutí bola 3 0,48 % hmot. a obsah difúzneho vodíka 4,0 cm na 100 g navařeného kovu. V dalšom případe bola do vodného skla pre obalovú zmes bázickej obalenej elektrody vovedená beryliová med s obsahom 0,15 i hmot. berýlia v množstve 1 % hmot,, navlhavosť3 obalu 0,45 i hmot. a obsah difúzneho vodíka bol 4,2 cm na 100 g navařeného kovu.

Claims (1)

1. 5 265511 Do bázickej koiištrukčnej nelegovanej elektrody o pevnosti cca 4 8 MPa bol přidaný dovodného skla ferosilikokalcium v množstve 1,5 % hmot., vlhkost obalu bola 0,55 % hmot.a obsah difúzneho vodíka bol 4,8 cm~* na 100 g navařeného kovu, do tej istej elektrody bol použitý práškový grafit v množstve 0,3 % hmot., vlhkost obalu bola 0,70 % hmot. a, 3 obsah difúzneho vodíka bol 5,3 cm na 100 g navařeného kovu. Spósob přípravy obalovej hmoty je vhodný na výrobu najma bázických elektrod na zváranieocelí elektrickým oblúkom so zníženou náchylnostou na vlhnutie. PREDMET VYNÁLEZU Spósob přípravy obalovej hmoty na výrobu obalených, najma bázických elektrod na zváranieocelí elektrickým oblúkom, spočívajúci v prehnetení východiskovéj suchej zmesi obsahujúcejpráškové nekovové i kovové látky s vodným sklom, vyznačený tým, že do vodného skla sapřed jeho přehnětením s východiskovou suchou zmesou vovedú v množstve 0,2 až 5,0 % hmot.jednotlivo alebo v kombinácii práškové kovy alebo metaloidy majúce podlá Mendelejevovejperiodickej sústavy prvkov elektronegatívnosí 1,2 až 2,0 a relatívnu atómovú hmotnostod 9,0 do 200,0 alebo ich vzájomné zliatiny alebo.ich zliatiny s vápnikom alebo uhlíkom.