FI78002B - Foerfarande och anordning vid ljusbaogs- eller flamsvetsning. - Google Patents

Description

78002

MENETELMÄ JA JÄRJESTELMÄ VALOKAARI- TAI LIEKKIHITSAUKSESSA FÖRFARANDE OCH ANORDNING VID LJUSBÄGS- ELLER FLAMSVETSNING

Keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen menetelmään sekä järjestelmään tämän menetelmän 5 soveltamiseksi.

Tunnettu ongelma hitsauksessa on vedyn sitoutuminen sellaisenaan tai jonakin yhdisteenä hitsausliitokseen, mikä haurastuttaa liitosta. Tämä epäkohta esiintyy erityisesti silloin, kun hitsaus suoritetaan olosuhteissa, jossa vetyä on runsaas-10 ti läsnä; esimerkiksi sateella, veden alla, hiilivetyliekis- sä jne. Ionisoitunut tai muutoin aktivoitu vety joutuu tällöin helposti sulan hitsausliitoksen sisään. Meressä tapahtuvassa vedenalaisessa valokaarihitsauksessa veden suolapitoisuus lisää vaikeuksia.

15 Keksinnön tarkoituksena on eliminoida vedyn aiheuttamat haitat estämällä vedyn joutuminen hitsausliitoksen sisään. Keksinnön tarkoitus saavutetaan patenttivaatimuksessa 1 esitetyllä menetelmällä ja patenttivaatimuksessa 6 esitetyllä järjestelmällä.

: 20 Ionisoitunut vety poistetaan hitsauksessa syntyvästä plasma- tai liekkivirrasta hitsauspuikkoon järjestetyllä aineella, joka mainitussa virrassa muodostaa hydriidejä tai hydriidiyhdisteitä.

Hydriidimuodostus toteutetaan lämpötilassa -70eC...+1700°C 25 tai vedenalaisen valokaarihitsauksen tapauksessa lämpötilas sa +200°C.. .+1500°C. Hydriidimuodostus voidaan siis toteuttaa myös arktisissa olosuhteissa. Hydriidimuodostus on eksoterminen reaktio, siis runsaasti lämpöä luovuttava. Reaktion jatkuva ylläpitäminen on mahdollista hitsauskohdan välitöntä 30 ympäristöä jäähdyttämällä. Pakkasella voidaan hitsausliitok- 2 78002 seen saada aikaan luonnollinen jäähdytys. Ylimääräisen, eksotermisen lämmön poistaminen valokaarivirrasta voidaan toteuttaa poikittaisella jäähdytysvirralla, esimerkiksi ilma- tai vesijäähdytyksen avulla.

5 Edullinen tapa vedenalaisessa hitsauksessa on hyödyntää veden ominaisuuksia. Esimerkiksi lähellä pohjaa hydriidi muodostetaan lämpötilassa, joka pääasiallisesti vastaa veden suurinta tiheyttä. Valokaaren rajapinnalla lämpötila on lähellä veden kiehumispistettä. Vastaavasti suolaisen 10 meriveden lämpötila lähellä jäätymispistettä on noin -2°C... -4°C.

Valokaaren ympärille voidaan järjestää kaasuvirta, jossa on hydriidejä muodostava aine, esimerkiksi kaasumaiseen olomuotoon tai sumupisaroihin saatettuna.

15 Metallihydriidiyhdisteen metalliaines otetaan hitsaus- puikkomateriaalista siten, että hydriidiyhdiste joko poistetaan virrasta ennen sen joutumista hitsausliitokseen tai yhdiste kerääntyy liitoksen pintaosaan. Käytettäessä metallista tai lejeeringistä valmistettua hitsauspuikkoa, 20 voi aine alunperin olla puikon pinnalla. Hitsauspuikolla tarkoitetaan puikkoa, jonka pinnalla saattaa olla sinänsä tunnettu päällyste, jolla esimerkiksi tuotetaan suojakaasu hitsauskohdan ympärille. Hydriidiä muodostava aine on tällöin päällysteen pinnalla. Hydriidi muodostuu puikossa 25 olevan aineen ja vedyn yhdisteenä.

Erityisesti vedenalaisessa hitsauksessa on edullista, että aineen vedynsitomiskyky kasvaa ulkoisen paineen kasvaessa. Tällä helpotetaan sukeltajan hitsaustyötä syvyyksissä, joissa työskentelyaika on lyhyt.

30 Keksinnön ymmärtämiseksi esitetään seuraavat esimerkit.

Esimerkki 1 Hitsiliitoksen mekaanisia ominaisuuksia haittaavan ja hitsauksen yhteydessä muodostuvan 3 78002 vedyn sitomiseen voidaan käyttää hydridejä muodostavia aineita, jotka hydridimuodostuksen yhteydessä sitovat muodostunutta vetyä. Paineen lisäys kasvattaa sidotun vedyn määrää, joka 5 tällöin ei liukene sulaan hitsausmetalliin. Vety poistetaan hitsistä ennen tämän jähmettymistä hitsiaineen ollessa sulassa tilassa. Lämpötiloissa yli 1000°C hyödynnettäviä hydridimuodos-tajia on esimerkiksi kalsium (Ca), litium 10 (Li), lantanium (La) ja strontium (Sr).

Esimerkki 2 Normaali-ilmanpaineessa (noin 100 kPa), ja lämpötiloissa yli 1000°C, yksinkertaistetut reaktioyhtälöt on kuvattavissa seuraavasti:

Ca + H2 = CaH2 15 La + H2 = LaH2

Li + H2 - LiH2 Sr + H2 « SrH2

Esimerkki 3 Edellä esitettyjä hydridisitovia aineita voidaan järjestää hitsauspuikkoon metallilejee-20 ringin ja ko. aineen seoksena. Toinen mahdol linen ratkaisu on tavanomainen, päällystetty, esimerkiksi luonteeltaan emästyyppinen hitsauspuikko, jonka päällysteeseen on sekoittamalla lisätty ko. ainetta. Tässä 25 jälkimmäisessä tapauksessa sidottu vety keräytyy hitsiliitoksen kuonakertymään täten poistuen hitsistä.

Keksintö ei rajoitu esitettyihin sovellutusmuotoihin, vaan useita keksinnön muunnelmia on ajateltavissa oheisten .30 patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (7)

78002

1. Menetelmä valokaari- tai llekklhltsauksessa, jossa ionisoitunutta vetyä siirtyy plasma- tai liekkivirrassa kohti muodostettavaa hitsausliitosta ja jossa virtaan johdetaan vetyä poistavaa ainetta, joka muodostaa hydriidejä mainitussa virrassa tai sulan hitsausliitoksen pintaosassa, tunnettu siitä, että hitsauspuikkoon järjestetään aine, joka valokaari-tai liekkivirrassa ionisoidun vedyn kanssa muodostaa hydriidejä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hydriidi muodostetaan lämpötilassa -70°C...+1700eC.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vedenalaisessa valokaarihitsauksessa hydriidi muodostetaan lämpötilassa +200eC...+1500eC.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vedenalaisessa hitsauksessa meressä hydriidi muodostetaan lämpötilan ollessa -4°C...+100°C, mieluimmin +4°C...+100°C.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valokaari ympäröidään kaasuvirralla, jossa on hydriidejä muodostavaa ainetta.

6. Järjestelmä jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukaisen menetelmän soveltamiseksi siten, että valokaari- tai liekkihitsauksessa plasma- tai liekkivirtaan johdettu aine on järjestetty muodostamaan hydriidiyhdisteitä ionisoituneen vedyn poistamiseksi virrasta, tunnettu siitä, että metal-lihydriidiyhdisteen metalliaines on hitsauspuikkomateriaalissa ja että yhdiste poistuu virrasta tai keräytyy sulaan hitsaus-liitoksen pintaosaan. 5 78002

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että metallisen hitsauspuikon pinnalla olevan aineen vedynsitomiskyky kasvaa paineen kasvaessa.