PL30724B1 - The Linde Air Products Company, New-York, N. Y. Przewodzaca masa na Warstwe z topllwego krzemianu, stykajaca sie z przedmiotem spawanym i elektroda - Google Patents

Description

Plerwizefotwo: 10 sierpnia 1037 (Stany Zjednoczone Ameryki) Wynalazek niniejszy dotyczy elektrycz¬ nego spawania,^ polegajacego na uzyciu glebokiej warstwy z mialkiego materialu szklistego w miejscu spawania przedmiotu obrabianego, w której Jest itale zanurzony koniec elektrody spawajacej. Przez elek¬ trode 1 warstwe tego materialu oraz przed¬ miot przechodzi prad elektryczny o stosun¬ kowo duiym natezeniu, który^stapia kolej¬ ne czesci elektrody, warstwy i przedmiotu, osadza roztopiony metal elektrody praz zlepia osadzony metal z metalem przed¬ miotu, utrzymujac podpowierzchrilowa kot¬ linke roztopionego szklistego materialu po¬ nad stopionym metalem. Warstwa nie roz¬ topionego rozdrobnionego materialu szkli¬ stego jest utrzymywana powyzej podpo- wierzchnlowej kotlinki. Pomimo uzycia pradów elektrycznych o duzym natezenia obecnosc luku elektrycznego zwyklego ty¬ pu nie uzewnetrznia sie i prawdopodobnie wcale go nie ma.W takich elektrycznych procesach spa¬ wania sklad chemiczny materialu szkliste¬ go lub czynnika spawajacego wywiera znaczny wplyw na jakosc spoiny. Taka spoina najwyzszej jakosci jest przynaj- ¦ mniej równie mocna, wytrzymala i ciagli- wa, jak 1 przedmiot metalowy. Oczywiscie spoina, zawierajaca próznie, pekniecia,szczeliny lub wtopiony zuzel, albo poifada- jaca slaba wytrzymalosc, ciagllwosc lub zwartosc, jest niepozadana tam, idzie Wymagana jest wysoka jakosc produktu, Stwierdzono, ze krzemiany wapniowo-ma- gn&zowo-glinowe, zawierajace najlepiej fluorek wapnia, doskonale nadaja sie do wytworzenia doskonalych spoin w wiekszo¬ sci stali. . ... .% f Stwierdzono jednak, ze w pchanych oko¬ licznosciach zachodza trudnosci w wytwo¬ rzeniu calkowicie zadowalajacego spojenia przy uzyciu tych mieszanin krzemianów wapniówo-magnezowo-gllnowyeh; z fluor- ' kiem wapnia. Badania wykazaly, ze metal na spoine, zlozony z tych materialów, za¬ traca mangan, a nabiera krzemu w czasie iczynnoscl spawania. Np* 60% lub 70% ' zawartosci manganu materialu, wypelnia¬ jacego spoine, moze byó stracone, a zwiekszenie krzemu jest czesto znaczne, W wielu czynnosciach spawania takie zmia¬ ny w skladzie materialu spawajacego nie sa wazne, w innych natomiast zmiany te nie sa korzystne. Np, jezeli przedmiot stalowy zawiera dosc duzo siarki, np. 0,03% albo 0,05%, lub tez zawiera smugi siarko* we, to otrzymuje. sie spoine, posiadajaca -mala wytrzymalosc i ciagllwosc, gdy za¬ wartosc w niej manganu jest nizsza od okolo 0,4% lub 0,5%. Duza zawartosc krzemu pogarsza niekorzystne warunki, spowodowane mala zawartoscia krzemu.Stwierdzono, ze strata manganu pod¬ czas spawania moze byc zmniejszona lub zniesiona przy uzyciu warstwa szklistej z krzemianu wapnlowca, zawierajacej, tle- nek manganu w pewnej okreslonej kry* tycznej proporcji. Wynalazek niniejszy dotyczy przeto skladu chemicznego masy, uzytej przy spawaniu elektrycznym przed¬ miotów stalowych, która utrzymuje zetknie¬ cie przedmiotu i elektrody podczas prze¬ puszczania przez te stopiona mase pradu elektrycznego o dostatecznym natezeniu dla otrzymania przewodnosci masy przy roztapianiu elektrody i zlepianiu roztopio¬ nego metalu z przedmiotem, przy czym we* dlug wynalazku roztopiona maaa warstwy zawiera znaczna ilosc krzemianu wapnlow ca i mniejsza ilosc tlenku manganu, Uzy¬ teczna proporcja tlenku manganu jest za¬ warta w granicach od 4% da 16% w^war- stwie metalu^, uzytego do spawania, przy czym zs; tlenek przyjmuje sie MnO; pro¬ cent jego zawartosci zmienia sie odpo¬ wiednio do uzycia innego tlenku manganu.Jezeli procent manganu jest mniejszy niz ten, jaki odpowiada 4% MnO, to zawar¬ tosc manganu w metalu spojeniowym nie jest korzystna, jak równiez, jezeli zawar¬ tosc manganu jest.wieksza od 16% MnO.Najkorzystniejszy zakres lezy pomiedzy 8% i \2% MnO, a w licznych przypadkach najlepsze wyniki ida je okolo 10*/o MnO, Oprócz tlenku manganu Wspomniana warstwa sklada sie przede wszystkim z krzemianu jednego lub kilku wapniow- W lloacl, odpowiadajacej 1% — 8% A/aOa, Tlenek manganu moze byc dodany jako krzemian manganu w mechanicznej mie¬ szaninie z innymi skladnikami czynnika spawajacego. Najlepiej gdy tlenek man¬ ganu spawa sie z krzemianami, wymienio¬ nymi wyzej dla utworzenia jednorodnej szklistej masy.Glebokosc i szerokosc przenikania sto* plonego metalu i ksztalt otrzymanej spoiny moga byc zazwyczaj regulowane przez do¬ danie soli haloidkowej, np. fluorku wapnia.Stwierdzono jednak, ze sole haloidkowe wywieraja stosunkowo maly wplyw, gdy czynnik spójenIowy zawiera 4% do 16% MnO lub jego równowaznik w innych tlen* kach manganu. Doskonale wyniki otrzyma¬ no ze szklista warstwa, zawierajaca w przy¬ blizonej analizie 31% CaO, 7% MgO, 46,4$ SiOi, 4,7% AUO*. 0,3% F**0* I 10,6% MnO, bez zadnego haloldku. Jed¬ nak w razie zyczenia mozna dodac" niewiel-; - 2 ~ka ilosc soli haloidkowej, np. 5% fluorku, wapnia. k Próby przeprowadzone wskazuja wy¬ raznie na ulepszenie, jakie wprowadza wy¬ nalazek, np. przy próbach spawania wyso- kowartosciowych plyt stalowych. W kazdej j z prób uzyto plyt .o tym samym skladzie.) Próby róznily sie iylko pod wzgledem skla¬ du warstwy metalu spawajacego czyli top- ' nika. Nastepujace tablice daja przyblizony sklad chemiczny odpowiednich warstw, odpowiednie analizy metalu spojenia, otrzymanego w kazdym przypadku, i wyni¬ ki prób na rozrywanie, dokonane na spo¬ inach wykonczonych. Próby wytrzymalo¬ sciowe na rozrywanie byly wykonane na próbkach znormalizowanych o srednicy 12,7 mm.Typowy sklad uzytego przedmiotu wy¬ nosi 0,22°/o C; 0,37% Mn; 0,02% Si; 0,05% S, reszta zelazo. Elektroda zawiera okolo 0,14% C; l°/o Mn i 0,3% Si, reszta zelaza Elektrody byly z golego metalu, nie pokrytego topnikiem.X.Sklad chemiczny masy Próba 1 2 3 4 5 6 7 - 8 9 CaO 30.1 23.5 27 25.4 . 24.6 22.9 21.5 27 27 MgO 8.5 8.0 7,4 9 8.3 ,7,8 7.3 8.4 9.2 SiO» " . 49.2 48.5 47 51 48,5 47,8 47.1 49.6 52.3 AhOs 4-5 5 4.6. 4.6 4.3 4 3.8 5 5.4 1 CaF% 7.5 5 4.8 5.3 4.9 4.6 4.3 brak brak MnO brak . 4.7 8.7 4.8 9.3 ' 12.8 16 ' 9 5.5 Sklad chemiczny metalu elektrody Próba 1 2 3 4 5 6 7 8 . 9 ¦ %Mn 0.45 0.62 0.64 0.51 0.62 0.74 0.85 0.68 0.60 %Si 0.32 / 0.42 ' 0.45 0.30 0.28 0,27 . 0.28 0.45 0.53 %c 0.12 0.15 0.14 0.18 0.15 0,15 0,15 0,15 0,12 (reszta zelazo) 3 —M;* = Jany jako mechaniczna mieszanka krzemianu manganu.Rezultaty : oraarów prób na rozrywanie wykonczonych spojen Prób a i 1 • 2 3 4 ,';; 5 6 7 8 9 kii/cm2 -3150,6 1 -3183,8 -3304,4 -3058,3 , -3093,5 -3304,4 -3033,7 ^3374,7 -3410,8 (Funt «nfl/cala) (44.500) (45.000) (47.000) ' (43.500) (44.000) (47.000) (43.300) (48.000) (48.500) | Granica wytrzymatoicl -4288,7 (61.000) -5062,1 (72.000) -5132,4 (73.000) -4710,6 (67.000) -4851,2 (69.000) -4886,3 (69.500) -4949,6 (70.400) -5083,2 (72.300) - 5062, k (72.000) | Wydluzeni. °/o 7 25.5 27 '25 26 28 29 27 .29 '• 18.8 41.9 . 41 38.2 41.9 49.8 51.1 43.4 51 Jak we wszystkich procesach spawania tego rodzaju, pozadane jest, zeby w miej¬ scu spawania nic bylo substancyj, wywia¬ zujacych szkodliwe ilosci gazu podczas czynnosci spawania.Wynalazek posiada wielka wartosc we wszystkich przypadkach, gdzie biorac pod uwage wielka zawartosc siarki, wymagane jost mocne i bardzo wytrzymale spojenie, zawierajace powyzej 0,4% manganu. PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Przewodzaca masa na warstwe z to- pliwego krzemianu, stykajaca sie z przed¬ miotem spawanym i z elektroda, przez któ¬ ra podczas spawania elektrycznego prze¬ puszczany jest prad o wystarczajacym na¬ tezeniu dla utrzymania przewodnosci tej masy, w celu stopniowego stapiania elek¬ trody i zlepiania otrzymanego stopionego metalu z przedmiotem, znamienna tym, ze zawiera przewazna czesc krzemianu' wapniowca i mniejsza czesc tlenku man¬ ganu.
2. 2. Masa wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze zawiera tlenek manganu w ilosci, odpowiadajacej 4%— 16°/o MnO na wage.
3. 3. Masa wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze zawiera tlenek manganu w ilosci, odpowiadajacej 8% —: 12% MnO na wage.
4. 4. Masa wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze zawiera najlepiej od okolo 8% do okolo 12% MnO na wage. The Linde Air Products Company Zastepca: M. Skrzypkows^i rr«cxnlk patentowy StanUdrnckercI Wanchnu - Nr DKNiMU. PL