172805. lajstromszámú szabadalom • Eljárás réz villamos salakhegesztéséhez
3 172805 4 nem leolvadó elektródával végzik. (186 586 lajstromszámú szovjet szabadalmi leírás, 1966). Ezt az eljárást a salakhegesztéshez szükséges hegesztőpor hiánya és a hőveszteség miatt réz hegesztésére a gyakorlatban nem alkalmazzák. A hőveszteség ebben az esetben abból adódik, hogy a hő nem tárolódik a varrathézagban, viszont a jó hővezetőképességű rézdarab hegesztendő végeinek megolvasztásához sok hő szükséges. Ezenkívül az ismert eljárásoknál gyakorlatilag nem lehetséges, hogy hegesztett kötés képzéséhez hosszegységenként szükséges energiát (ez főképp a hozanyag túlhevült cseppjei által kapott hőmennyiség) az egész hegesztési folyamat alatt biztosítsák. Az utóbbi években szükségessé vált nagyfelületű rézdarabok hegesztése is, pl. 150 x 200 mm-es hegesztési felülettel. Ennek gyakorlati megvalósítását megfelelő hegesztőpor létrehozása és a réz salakhegesztésére szolgáló eljárás kidolgozása tette lehetővé. Fémek, elsősorban réz- és rézötvözetek salakhegesztésére olyan hegesztőport javasoltak, melynek összetétele súlyszázalékban: nátriumfluorid 50-67%, lítiumfluorid 18-20%, káliumfluorid 7-14%, kovaföld 6-10% és márvány 8%. (272 027 számú szovjet szabadalmi leírás, 1968). Az ilyen összetételű hegesztőpor hígfolyós, mely jó hőátvitelt biztosít a hegesztendő felületekhez. Célunk a találmánnyal a technika állásából adódó hátrányok kiküszöbölése. A találmány feladata réz villamos salakhegesztésének olyan megoldása, amely a fém- és salakfürdőre gyakorolt hőmérsékleti és kémiai hatásokkal lehetővé teszi szilárd hegesztési varrat előállítását nagy, pl. 150 x200 mm nagyságrendű hegesztési felülettel rendelkező rézdarabok hegesztésénél. A találmány szerinti eljárásnál az összehegesztendő munkadarabok közé, a varrathézaget határoló és a hegesztett varratot alakító berendezésbe fluorid-tartalmú hegesztőpor megolvasztásával előállított salakfürdőt töltünk. Az eljárás szerint a salakfürdő hőjét tároló és a varratanyagot redukáló hőszigetelő anyagból, előnyösen grafitból készült berendezést alkalmazunk. A salakfürdőbe először nem leolvadó elektródát merítünk, és ezzel addig melegítjük a salakfürdőt, amíg a munkadarabok hegesztendő végei megolvadnak. Ekkor a nem leolvadó elektródát leolvadó lemezelektródára cseréljük, amely előnyösen a nehezen olvadó fémek közül választott redukáló anyagot, célszerűen titánt, ill. legalább egy beépített titánhuzalt tartalmaz. Miközben a fémolvadék a munkadarabok hegesztendő felületei közötti hézagot kitölti, a hegesztett varratot a kristályosodási hőmérséklet alá hűtjük. A találmány szerinti megoldás biztosítja 150 x 200 mm-es rézdarabok hegesztését és a szilárd hegesztett kötést. A grafitból készült berendezés lehetővé teszi a salakfürdő hőjének tárolását és egyidejűleg a varratanyag redukálását. A nehezen olvadó fémek csoportjából választott redukáló szert, pl. titánt tartalmazó leolvadó lemezelektródák alkalmazása lehetővé teszi a varratanyag redukciójának aktiválását, és nagy szilárdságú légzáró varrat létrehozását. Olyan leolvadó elektróda alkalmazásánál, amelybe legalább egy titán huzal van beépítve, ami a réznél nehezebben olvad meg és a fémfürdő szintjével történő érintkezéskor rövidzárlatot okoz, ami robbanáshoz vezet. Ez a robbanás hozzájárul a hegesztett varrat szövetszerkezetének finomításához. A találmányt a továbbiakban példa alapján ismertetjük részletesebben. Réz salakhegesztéséhez, éppúgy mint acél hegesztéséhez, a salakfürdő tartására és a hegesztett varrat kialakítására alkalmas berendezést kell alkalmazni. Egy rézlemezre, amelyre az áramhozzávezetések csatlakoznak, ráhelyezzük a varrathézag alapzatát képező grafitlapot, erre pedig két grafittömböt a szükséges - általában 50-70 mm-es hézaggal, amit hasonló konstrukciók hegesztésénél szerzett tapasztalatok vagy speciális minták vizsgálata alapján előre meghatározunk. A grafittömbök szélessége megfelel a hegesztendő rézmunka-darabok szélességének. Ezután a grafittömbökre felhelyezzük a munkadarabokat, ezekre pedig a résből kilépő salakfürdő miatt szükséges további két grafittömböt. A munkadarabok közötti hézagot oldalról zárólapokkal fedjük be, amelyek a hegesztett varratot alakítják és amelyek a szokásos orsós feszítő berendezéssel vannak rögzítve. Mivel a réznek nagy a hővezetőképessége, a varrathézagot határoló részeket olyan anyagból kell készíteni, amely a réznél kisebb hővezetőképességgel rendelkezik. Erre a célra jól használható a példában is szereplő grafit. Ez lehetővé teszi, hogy a folyamat megkezdésekor elegendő hőmennyiség legyen tárolva a rézdarabok hegesztendő végeinek megolvasztásához, valamint a varratanyag és az alapanyag teljes egybeolvasztásához. A réz villamos salakhegesztését védőatmoszféra nélkül hajtjuk végre. Tekintettel arra, hogy a réz könnyen oxidálódik, a salakfürdőt tartó és a hegesztési varratot alakító berendezést olyan anyagból állítjuk elő, amely a réznél aktívabban reagál az oxigénnel. A példa szerint alkalmazott grafit ebből a szempontból is jól megfelel. A salakfürdőhöz alkalmazott hegesztőpor alkotórészei súlyszázalékban: nátriumfluorid 59—67%, lítiumfluorid 18-20%, kalciumfluorid 7—14%, kovaföld 6—10% és márvány 8%. A hegesztőpor olvadáspontja 700—800 C°. Más összetételű, az alkáli fémek és az alkáli földfémek fluoridjait tartalmazó hegesztőporok is használhatók. Ezek a hegesztőporok kis viszkozitásúak, nagymértékben hígfolyósak és jó elektromos vezetőképességük van. Ezáltal konvekció útján biztosítják az intenzív hőátvitelt a hegesztendő felületekhez. Az említett hegesztőport megolvasztott állapotban a varrathézagba öntjük. A salakfürdőbe nem leolvadó elektródát merítünk, és erre feszültséget kapcsolunk. A salakfürdőt a nem leolvadó elektróda segítségével addig melegítjük, amíg a munkadarab hegesztendő végei megolvadnak. Ekkor a nem leolvadó elektródát leolvadó elektródára cseréljük. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
