PL108406B1 - Mass for producing ionizing strips for arc welding of steel pins - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest masa do wytwa¬ rzania podkladek jonizujacych, pólprzewodzacych prad elektryczny, do pólautomatycznego przypa¬ wania sworzni, srub i innych podobnych elemen- ¦ tów do stalowego podloza.Wedlug znanej receptury opisanej w patencie PRL nr 52754, masa do wytwarzania podkladek jonizujacych, zwanych równiez inaczej pierscie¬ niami jonizujacymi, bowiem wytwarza sie je naj¬ czesciej o ksztalcie pierscieni, sporzadza sie z ma¬ sy o nastepujacym skladzie w procentach cie¬ zarowych: rutyl naturalny — 25%, tlenki zelaza w postaci zgorzeliny hutniczej — 25%, proszek aluminium — 10%, zelazomangan affine — 10%, kaolin — 10%, krzemionka — 7,5%, szkliwo pota¬ sowe — 8%, sadza aktywna — 1%. Reszte skladu do 100% dopelnia sie przewaznie proszkiem zela¬ za.Zgodnie z dotychczasowa technologia wytwa¬ rzania, mieszanine surowców o podanym skladzie zwilza sie woda i formuje z niej podkladki ogól¬ nie znanym sposobem a nastepnie suszy przy temperaturze 200 do 300°C i spieka przy tempera¬ turze 625—675°C w ciagu jednej godziny.Podkladki po spieczeniu powinny osiagnac zdol¬ nosc do przewodzenia pradu elektrycznego w ce¬ lu umozliwienia zajarzenia luku spawalniczego i odpowiednia wytrzymalosc mechaniczna na na¬ ciski wywierane na podkladke w czasie przypa¬ wania sworzni. 10 15 20 Zgodnie z wymaganiami technicznymi, podklad¬ ki jonizujace do przypawania sworzni uwaza sie za prawidlowo wykonane, jezeli ich rezystancja elektryczna miesci sie w przedziale od kilku do max. 100 omów. Podkladki o rezystancjach wiek¬ szych niz 100 omów powoduja zwykle opóznienie zajarzania luku spawalniczego a nawet wrecz uniemozliwiaja jego zainicjowanie, zwlaszcza gdy luk spawalniczy zasilany jest zródlem pradu spa¬ wania o malym napieciu stanu jalowego. W pro¬ cesie przypawania sworzni wymaga sie aby pod¬ kladki jonizujace umozliwialy zajarzanie luku spawalniczego praktycznie wraz z wlaczeniem pradu spawania lub co najwyzej z 1,5 sekundo¬ wym opóznieniem.Wymienione wyzej wymogi stawiane podklad¬ kom jonizujacym, nie zawsze sa mozliwe do osiag¬ niecia przy. ich wytwarzaniu z masy wedlug pa¬ tentu nr 52754. Partie produkcyjne takich pod¬ kladek wykazuja zwykle znaczny rozrzut rezy¬ stancji elektrycznej, przekraczajacy przewaznie dopuszczalna górna' wartosc 100 omów oraz nie¬ jednolita wytrzymalosc mechaniczna. Równiez nie zawsze udaje sie otrzymac podkladki o wlasciwym ksztalcie i wymiarach w zwiazku ze sklonnoscia do deformacji w czasie spiekania.Celem wynalazku jest opracowanie nowego skla¬ du recepturowego masy wyjsciowej do prasowa¬ nia podkladek, zapewniajacej otrzymanie podkla¬ dek jonizujacych o jednolitych i w pelni powta- 108 406108 3 rzalnych wlasnosciach zgodnych z wymaganiami technicznymi.Cel ten osiagnieto przez zastosowanie do pra¬ sowania podkladek jonizujacych masy o naste¬ pujacym skladnie w procentach ciezarowych: ru¬ ty! od 20 do 28%, tlenki zelaza, najkorzystniej w postaci zgorzeliny hutniczej, od 20 do 26%, pro¬ szek aluminium od 3 do 10%, tytan metaliczny od 0 do 5%, lub odpowiednia ilosc zelazotyta- nu, zelazomangan affine od 5 do 10%. toonifc krze¬ mianowy do spawania lukiem krytym tymi to¬ pionego, zawieraiscy w swoim skladzie chemicz¬ nym od 5 do 15% fluorków wapnia lub innych fluorków w ilosci od 5 do 15%, kaolin od 3 do 15%, krzemionka od 5 do 15%. wegiel w postaci sadzy lub grafitu od 0,5 do 2%. Masa zlozona z wymienionych skladników o postaci proszków za¬ wiera ponadto dodatek szkla wodnego lub po¬ tasowego w ilosci 100—200 g/kg. masy suchej.Wyiorasowane z masv podkladki soieka sie rurzy temperaturze ok. 700°C przez przeciag czasu 5 do 30 minut, w zaleznosci od wielkosci podkjadki.Masa wedlug wynalazku ma ta zalete, ze wy¬ prasowane z niej podkladki nie wymagaja susze¬ nia przed spiekaniem, jak to zalecane bylo wed¬ lug dotychczasowej technologii.Pod wnlywem wlasnosci wiazacych szkla wod¬ nego podkladki pó uplywie 4 do 5 godzin od mo¬ mentu ich wyprasowania, osiagaja gwarantowana odpornosc przeciw deformowaniu sie w procesie soiekania bez koniecznosc1! w tym celu ich uprzed¬ niego, dokladnego suszenia. Przez wprowadzenie do masy dodatku szkla wodnego a wraz. z nim okreslonej ilosci jonów wodorotlenowych \OH i wody chemicznie zwiazanej HoO, poprawiono rów¬ niez warunki fizykochemiczne procesu spiekania podkladek. Istota poprawy warunków spiekania, polega na wytworzeniu w komorze pieca, z la¬ dunkiem spiekajacych sie podkladek, atmosfery praktycznie beztlenowej. Przenikajacy do pieca tlen z powietrza przez nieszczelnosci zamkniec, jest w tym przypadku wiazany przez wodór wy¬ wiazujacy sie z reakcji zachodzacej w masie pod¬ kladek miedzy jonami wodorotlenowymi i che¬ micznie zwiazana woda, a skladnikami metalicz¬ nymi.Dzieki wymienionym reakcjom chemicznym, w komorze pieca tworzy sie samoistnie gazowa mie¬ szanina buforowa H2—H90, utrzymujaca cisnienie czastkowe tlenu na bardzo niskim poziomie, teo¬ retycznie nawet do 1Ó~21 atm., przez co podkladki przez caly ustalony okres spiekania zabezpieczo¬ ne sa bardzo dobrze przed wtórnym utlenianiem.Wtórne utlenienie wytworzonych w procesie sipie- kania pó^przewodzacych faz tlenkowych tytanu i zelaza w masie podkladek, prowadzi do zaniku przewodnictwa elektrycznego podkladek. Taki przypadek moze wystapic, gdy np. podkladki wy¬ prasowane z masy wedlug 'wynalazku spieka sie zwlaszcza dluzej niz 1 godzine. W tych warun¬ kach atmosfera w pdecu zmienia sie na utleniaja¬ ca w zwdaizku z wyczerpaniem sie zródla wydzie¬ lania wodoru. Przy zachowaniu wlasciwych wa¬ runków sipiekania: temperatura ok. 700°C i czas ok. 30 minut, otrzymuje sie podkladki o mocnym DN-3, 406 4 czerepie, odporne mechanicznie z dostatecznym zapasem na naciski stosowane przy przypawaniu sworzni i jednoczesnie o gwarantowanej rezystan¬ cji elektrycznej, nie wykraczajacej poza ustalony zakres zgodnie z wymaganiami! technicznymi, zwlaszcza powyzej 100 omów.Przez wprowadzenie do masy wedlug wynalazku dodatku topnika krzemianowego zawierajacego chemicznie zwiazany fluor, uzyskano polepszenie wlasnosci zuzla spawalniczego tworzacego sie z nadtopienia czesci podkladki w czasie przydawa¬ nia lukowego sworzni. Fluor w cieklym zuzlu spawalniczym powoduje zmniejszenie stezenia wodoru w spoinie, wiazac go na nierozpuszczalny 15 w cieklym metalu fluorowodór. Sprzyja to'zmniej¬ szeniu sklonnosci do tworzenia sie porów w spoi¬ nach przypawanych sworzni.Badania wykazaly, ze wprowadzenie fluoru do masy wyjsciowej podkladek za pomoca fluorków jak nip. fluorku wapnia, sodu i innych, jest nie¬ dopuszczalne. W procesie spiekania takich pod¬ kladek, fluorki proste: CaF2, NaF, ulegaja czes¬ ciowej dysocjacji termicznej z wydzieleniem wol¬ nego fluoru. Wywiazujacy sie fluor nawet w zni- 25 kornych ilosciach w procesie spiekania, uniemo¬ zliwia uzyskanie podkladek o wymaganym , prze¬ wodnictwie elektrycznym. Wolny fluor wiaze w tym przypadku w tlenkach pólprzewodzacych swo¬ bodne elektrony, w sposób nieodwracalny. Stwier¬ dzono, ze jedynym sposobem wprowadzenia fluo¬ ru do masy wyjsciowej podkladek, jest wpro¬ wadzenie jego w formie zamaskowanej w topni¬ ku typu krzemianowego topionego.Przez wprowadzenie do masy wyjsciowej meta- • licznego tytanu, polepszono warunki odmienienia spoiny, a przez to jej wlasnosci mechaniczne, a zwlaszcza plastyczne. Obecnosc tytanu w masie podkladek jest korzystna zwlaszcza przy przypa¬ waniu sworzni o duzych srednicach, np. powyzej 40 12 mm.Podkladki jonizujace wytworzone z masy wedlug wynalazku przystosowane sa swoim metalurgicz¬ nym oddzialywaniem na wlasnosci spoiny, do przypawania sworzni, ze stali niskoweglowych nie- 45 uspokojonych i uspokojonych oraz stali niskosto- powych, o zawartosciach wegla do 0,22%.Z a strzez e ni e patentowe 50 Masa do wytwarzania podkladek jonizujacych do przypawania lukowego sworzni stalowych, zna¬ mienna tym, ze w jej sklad wchodza: ruityl od 20 do 28%, tlenki zelaza najkorzystniej w postaci zgorzeliny hutniczej od 20 do 26%, proszek alu- *5 minium od 3 do 10%, tytan metaliczny od 0 do 5%-lub odpowiednia ilosc z-elazotytanu, zelazoman¬ gan od 5 do 10%, topnik krzemianowy do spawa¬ nia lukiem krytym typu topionego, zawierajacy w swoim skladzie chemicznym od 5 do 15% fluo- *• rku wapnia lub innych fluorków, w ilosci od 5 do 15%, kaolin od 3 do 15%,, krzemionka od 5 do 15% oraz wegiel w postaci sadzy lub grafitu od 0,5 do 2% oraz dodatek szkla wodnego sodowego lub potasowego w ilosci 100 do 200 g na kilogram w masy suchej. am. 488/80 Cena 45 zl PL

Claims (1)

1. Z a strzez e ni e patentowe 50 Masa do wytwarzania podkladek jonizujacych do przypawania lukowego sworzni stalowych, zna¬ mienna tym, ze w jej sklad wchodza: ruityl od 20 do 28%, tlenki zelaza najkorzystniej w postaci zgorzeliny hutniczej od 20 do 26%, proszek alu- *5 minium od 3 do 10%, tytan metaliczny od 0 do 5%-lub odpowiednia ilosc z-elazotytanu, zelazoman¬ gan od 5 do 10%, topnik krzemianowy do spawa¬ nia lukiem krytym typu topionego, zawierajacy w swoim skladzie chemicznym od 5 do 15% fluo- *• rku wapnia lub innych fluorków, w ilosci od 5 do 15%, kaolin od 3 do 15%,, krzemionka od 5 do 15% oraz wegiel w postaci sadzy lub grafitu od 0,5 do 2% oraz dodatek szkla wodnego sodowego lub potasowego w ilosci 100 do 200 g na kilogram w masy suchej. am. 488/80 Cena 45 zl PL