183624. lajstromszámú szabadalom • Elektrosalakos hegesztési eljárás és hegesztőpor az elektrosalakos hegesztéshez
1 2 183 624 A találmány elektrosalakos hegesztésre vonatkozik leolvadó elektródával, valamint a találmány szerinti hegesztési eljárás során alkalmazott hegesztőporra. A találmány szerinti eljárás előnyösen alkalmazható gyakorlatilag tetszés szerinti vastagságú tömbök összehegesztésére, elsősorban nagy hővezetőképességgel rendelkező fémek esetében, mint pl. az alumínium, a vörösréz stb. Ismeretes egy elektrosalakos hegesztési eljárás síkelektródák hegesztésére (A. N. Safinnokow: „Swarka metallow plastintschatym elektródom”, Kiev, Technika, 1966, 57-61. old.). A hegesztés a következő módon történik: az összehegesztendő részeket egymástól kellő távolságban állítjuk fel. Ezt követően összeépítjük az alakítóberendezést. A hegesztőrésbe bevezetjük az elektródatartóban rögzített síkelektródát, majd betöltjük a hegesztőport olymódon, hogy az alsó elektródavég bemerüljön a hegesztőporba. A hegesztést a síkelektróda kis előtolási sebességével, rövid bekapcsolásokkal kezdjük el. Először is megolvad az elektromosan vezető por, amely folyósítószerként szolgál az elsődleges hegesztőpoihoz. A salakfürdő képződésének mértékében a részek összehegesztésére szánt hegesztőport kis mennyiségben hozzáadjuk. Miután a salakfürdő teljesen kialakult, az elektrosalakos folyamat stabilizálódik. Az elektróda előtolási sebességét fokozatosan növeljük és felhozzuk a számított értékre. A hegesztési eljárás befejeződése előtt az összehegesztendő részek szélein fellépő korlátozott hőelvezetés következtében a felső hegesztési varrat környezetében az éleknél igen nagymértékű felmelegedés állapítható meg, aminek eredményeképpen az összehegesztendő éleknél az összehegesztés nem kielégítő mértékű lesz, a hegesztés egyenetlen, és igen sok esetben — különösen a hegesztési varrat elején - nem tudjuk az áthegesztést foganatosítani. A lefolytatott kísérletek azt mutatták, hogy az ismert eljárások foganatosításához legcélszerűbb a kalciumfloridalapú hegesztőpor alkalmazása. Ezen hegesztőporok leglényegesebb tulajdonsága abban nyilvánul meg, hogy lényegében semleges salakokat hoznak létre. Az ilyen hegesztőporok alkalmazásánál a hegesztés során nemcsak a hegesztőfürdőnek a külső levegő okozta behatásoktól való megbízható védelme van biztosítva, hanem meggátolható a salak és a fém közötti kölcsönhatás. Az említett hegesztőporok a kalciumfluorid mellett különböző oxidokat is tartalmaznak. így pl. ismeretes egy hegesztőpor, amely a következő alkotóelemeket tartalmazza (súly-%-ban megadott mennyiségek): CaF2 ..................... 65-75% CaO .......................18-30% Si02 . . . .............- 2% Mindazonáltal, a fent ismertetett hegesztési eljárás során alkalmazott hegesztőpor az oxidréteggel szemben nem kellőképpen aggresszív, ami a hegesztési kötéseknél hegesztési hibákhoz vezet még abban az esetben is, ha az élek áthegesztése kielégítő. A találmány elé azt a feladatot tűztük ki, hogy egy eljárást, valamint egy hegesztőport fejlesszünk ki az elektrosalakos hegesztéshez, amelyek lehetővé teszik, hogy a nagy keresztmetszetű részek összehegesztésénél a hegesztés minőségét az elektróda ledvadási sebességének beállításával a hegesztés során javítani lehessen. A kitűzött feladatot azáltal ddjuk meg, hogy az elektrosalakos hegesztési eljárás során az összehegesztendő részeket egymástól megfelelő távolságban állítjuk fel, majd egy alakítóberendezést építünk fel, az összehegesztendő részek közé, a hegesztési résbe egy elektródát ve- 5 zetünk be, majd a hegesztési rést hegesztőporral feltöltjük; a salakfürdőt az elektróda és az összehegesztendő élek leolvasztásával hozzuk létre, mikoris a hegesztési eljárás során a találmány értelmében az elektródák leolvadási tartományában hűtést eszközlünk. 10 A találmány szerinti hegesztési eljárás egyenletes és kielégítő mértékű áthegesztést biztosít az összehegesztendő éleknél nagy hővezető képességgel rendelkező fémek összehegesztésénél. A hatást a fokozott mértékű energia odavezetésével érjük el, ami viszont az elektróda 15 leolvasztási sebességének csökkentésére vezethető viszsza. A leolvasztási sebesség csökkenését viszont az elektróda leolvasztási tartományában foganatosított hűtés eredményezi. Javasolt az elektróda leolvasztási környezetében a 20 hűtést oly módon foganatosítani, hogy az elektródára olyan anyagokat viszünk fel, amellyel a hőfelvétel folytán megbomlanak. A hegesztési eljárás ezen foganatosítási módjánál a salakfürdő tartalma konstans szinten tartható. 25 Célszerűen a vízfelvétel hatására bomló anyagokként alkálifém-karbonátokat alkalmazunk. Ennél a hegesztési eljárásnál a hegesztés menete stabilizálható. Igen gazdaságos eredmény érhető el nátrium-karbonátnak, mint alkálifémkarbonátnak való alkalmazásával. 30 Hő hatása alatt bomló anyagokként földalkálifémek karbonátjait használhatjuk. A találmány szerinti eljárás ezen változatánál az elektróda homlokzati részénél a hőmérséklet konstans szinten tartható. Földalkálifém-karbonátként előnyösen alkal- 35 mazhatunk kalcium-karbonátot is, a hő felvételénél szétbomló anyagokként pedig javasolt kristályvíztartalmú anyagokat alkalmazni. A hegesztési eljárás ezen foganatosítási módjánál az elektróda csekély mennyiségben alkalmazott kompo- 40 nensekkel is nagy hatásfokkal hűthető. Igen előnyösen boraxot alkalmazunk kristályvíztartalmú anyagként. Célszerűen az elektróda leolvasztási környezetében a hűtést oly módon foganatosítjuk, hogy az elektróda felületére könnyen forrásba jövő anyagokat permetezünk fel 45 és ezeket hagyjuk ott elpárologni. A hegesztési eljárás ezen változatánál a lehülési sebesség növelhető. Könnyen forrásba jövő anyagok alatt azokat az anyagokat értjük, amelyeknek forráspontja az alkalmazott hegesztőpor olvadási pontja alatt van. Célsze- 50 rűen a könnyen forrásba jövő anyagoknak az elektródára való felvitele előtt az elektródát higroszkopikus bevonattal kell ellátni. A hegesztési eljárás ezen foganatosítási módja lehetővé teszi, hogy a hegesztéshez előkészített elektródát 55 hosszabb időn át lehessen tárolni, anélkül, hogy ez károsan befolyásolná az elektróda hatásfokát. Különösképpen gazdaságos, ha vizet használunk könnyen forrásbajövő anyagként. Bevonatként előnyösen cellulózt használunk. A he- 60 gesztési eljárás ezen foganatosítási módjánál a könnyen forrásba jövő komponens elpárolgási sebességét növeljük. A találmány szerinti eljárás egy másik előnyös foganatosítási módjánál az elektróda felületét a könnyen forrásba jövő anyag és egy ragasztóanyag keverékével szórjuk 65 be, ami által a könnyen forrásba jövő anyagnak a salak2
