Исследование, разработка и внедрение средств снижения набрызгивания при сварке в углекислом газе

• Автор: Томас, Константин Иосипович
• Шифр специальности: 05.03.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Юрга
• Количество страниц: 174 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Сварка в углекислом газе, ее преимущества и недостатки
ЕЕ Сварка в углекислом газе, основные направления развития, преимущества
и недостатки
Е2. Пути снижения набрызгивания
1.3. Характеристика применяемых защитных покрытий
1.4. Цель и задачи исследования
Глава 2. Исследование сцепления брызг расплавленного металла с поверхностью свариваемых изделий
2.1. Общие свойства поверхности свариваемого металла
2.2. Физико-химические закономерности распространения капли (брызги) расплавленного металла по поверхности свариваемого изделия при сварке в С02
2.3. Механизм сцепления капель (брызг) с поверхностью свариваемого
металла
Выводы
Глава 3. Исследование технологических свойств покрытий, применяемых для защиты поверхности свариваемых изделий от брызг расплавленного металла при сварке в углекислом газе и их реологические характеристики
3.1. Определение реологических свойств покрытий для защиты поверхности свариваемого изделия от брызг расплавленного металла
3.2. Адгезионная прочность защитных покрытий
3.3. Смачивание защитными покрытиями поверхности свариваемых изделий
3.4. Влияние термостойкости покрытий на эффективность защиты поверхности свариваемых изделий от капель (брызг) расплавленного металла
3.5. Способность защитных покрытий к нанесению Выводы

Глава 4. Влияние защитных покрытий на электрические, технологические и санитарно-гигиенические характеристики процесса сварки
4.1. Влияние защитных покрытий на стабильность процесса сварки и перенос электродного металла
4.2. Исследование влияния защитных покрытий на потери металла на угар и разбрызгивание
4.3. Исследование санитарно-гигиенических характеристик покрытий, применяемых для защиты поверхности свариваемых изделий от брызг
расплавленного металла при сварке в углекислом газе
Выводы
Глава 5. Практическая ценность и реализация результатов исследований
5.1. Разработка нового состава защитного покрытия и исследование его свойств
5.2. Методика определения толщины покрытия для защиты поверхности сварного изделия от капель (брызг) расплавленного металла
5.3. Методика нормирования расхода покрытий для защиты поверхности свариваемого изделия от брызг расплавленного металла
5.4. Технология приготовления и применения защитных покрытий
5.5. Эффективность применения покрытий для защиты поверхностей от брызг
при сварке в С02
Выводы
Основные результаты и выводы
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Сварка в углекислом газе — высокопроизводительный способ, однако, как известно, имеет существенный недостаток — повышенное разбрызгивание металла и связанное с ним набрызгивание поверхности свариваемых деталей, сборочно-сварочных приспособлений и деталей сварочной аппаратуры. Набрызгивание изделий, деталей сварочной аппаратуры и сборочно-сварочных приспособлений при сварке в углекислом газе увеличивает трудоемкость операции очистки их поверхностей от брызг расплавленного металла, расход виброинструмента и энергии, что повышает себестоимость изготовления сварных конструкций.
Забрызгивание газоподводящего сопла горелки ухудшает защиту зоны сварки и приводит к образованию пор в металле шва, оно также вызывает дополнительный нагрев деталей сварочной горелки, это приводит к выходу из строя сопел, изоляционных втулок и токоподводящих мундштуков.
Кроме того, анализ заболеваемости виброболезнью рабочих, занятых на операции очистки поверхностей от брызг расплавленного металла, показывает, что предрасположенность появляется через 7...8 лет, а сама болезнь наступает максимум через 10 лет работы.
Для уменьшения набрызгивания в настоящее время используют различные защитные покрытия [89], водяное охлаждение горелок и другие пути. Однако применение многих известных защитных покрытий сдерживается из-за их высокой стоимости и дефицитности, ухудшения санитарно-гигиенических условий труда, отсутствия четких технологических рекомендаций по их использованию и выбору оптимальной толщины слоя покрытия, наносимого на поверхность деталей сварочной аппаратуры и свариваемого изделия.
Цель работы заключалась в теоретическом и экспериментальном исследование защитных покрытий, разработке и внедрении в производство экономически целесообразного и гигиенически допустимого защитного

капли расплавленного металла по поверхности свариваемого изделия. Наряду с чисто поверхностным распространением атомы расплавленного металла могут проникать и в объем свариваемого изделия посредством регулярной объемной диффузии, а также диффузии по границам зерен и другим дефектам структуры, что ведет в ряде случаев к прочному сцеплению капель со свариваемым металлом, в результате которого увеличивается трудоемкость зачистки поверхности свариваемого изделия от капель расплавленного металла, а следовательно, и трудоемкость изготовления изделия в целом. Закономерности объемной диффузии подробно изучены и изложены в ряде монографий и обзоров [15, 16, 131], тогда как вопросам растекания капель расплавленного металла по поверхности свариваемого изделия, несмотря на их большое значение, уделялось до недавнего времени значительно меньше внимания.
В данной работе изложены теоретические и экспериментальные исследования кинетики растекания (распространения) жидких капель расплавленного металла по поверхности свариваемого изделия в отсутствие посторонних (внешних) движущих сил гидростатического давления, силы тяжести и т.п. В кинетическом режиме смачивание представляется как растекание жидкостей по твердой поверхности. Смачивание и растекание — самопроизвольные процессы, происходящие за счет уменьшения поверхностной энергии Гиббса системы [136].
Если капля металла, находящаяся в расплавленном состоянии, растекается по поверхности твердого металла, то на характер смачивания влияет целый ряд условий, из которых необходимо выделить следующие:
1) наличие на металлической поверхности окисной пленки;
2) наличие сродства одного металла к другому, определяющее величину краевого угла смачивания;
3) близость температур плавления.
Большое сродство металлов к кислороду, вплоть до весьма высоких температур, приводит к образованию окисных пленок на поверхности в воздушной атмосфере. Практически наличие окисной или адсорбированной