Порошковая проволока для подводной резки

 

Изобретение относится к сварке, в частности к сварочным материалам, а именно к порошковым проволокам для резки металлоконструкций под водой. Цель изобретения - увеличение скорости резки за счет стабилизации параметров дуги в условиях гидростатического давления на глубине до 15 м. Порошковая проволока (ПП) состоит из низколегированной стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей, мас. % : селитра 40-60, гидроксид бария 30-40, железный порошок остальное. Коэффициент заполнения ПП составляет 16-18%. Увеличение скорости резки в условиях гидростатического давления обусловлено увеличением тепловой мощности дуги за счет дополнительной экзотермической энергии. 1 табл.

Изобретение относится к области сварки, в частности к сварочным материалам, а именно к порошковым проволокам для дуговых сварочных процессов, и может быть использовано для механизированной резки металлоконструкций при выполнении подводно-технических работ. Целью изобретения является увеличение скорости резки за счет стабилизации параметров дуги в условиях гидростатического давления на глубине до 15 м. Гидроксид бария в составе проволоки обеспечивает газообразование и способствует стабилизации горения дуги. Селитра введена в состав шихты преимущественно в виде азотнокислого натрия, применяемого наряду с калийной селитрой в качестве минерального удобрения. Важнейшим преимуществом селитры как газообразующего окислителя в составе шихты порошковой проволоки для резки является значительно более высокая его окислительная способность в сравнении с перекисью бария, обусловленная вчетверо большим выходом активного кислорода (40% вместо 9% у ВаО₂) при более низкой температуре термодиссоциации (600^оС вместо 800^оС у ВаО₂). Железный порошок введен в состав шихты для усиления экзотермического эффекта при взаимодействии с кислородом, выделяемым в результате термодиссоциации селитры. Кроме того, железный порошок играет роль восстановителя, стабилизирующего процесс резки. Значительное увеличение экзотермического эффекта при сгорании проволоки, содержащей высокоактивный окислитель селитру и железный порошок, обуславливает повышение тепловой мощности режущей струи и скорости резки. В реальных условиях подводная резка выполняется в большинстве случаев на глубине более 5 м, т.е. в условиях стабилизированного процесса. Однако, как установлено в результате экспериментальных исследований, при подводной резке порошковой проволокой уже на глубине до 4.5 м процесс нестабилен из-за резких изменений в объеме и в пространственном положении газового пузыря вокруг столба дуги, что вызывает нарушения устойчивости параметров дуги и технологического режима резки. В связи с этим для определения технологических параметров резки с использованием данной проволоки были проведены испытания в гидробарокамере, имитирующей реальные условия гидростатического давления с помощью сжатого воздуха. Испытания проволок диаметром 2 мм проводили при подводной резке листовых образцов низкоуглеродистой стали толщиной 20 мм на токе около 500 А при рабочем напряжении около 45 В под гидростатическим давлением, соответствующим глубине 5, 10 и 15 м. Результаты испытаний представлены в таблице. Из полученных результатов испытаний видно, что при увеличении гидростатического давления с ростом глубины от 5 до 15 м процесс резки происходит стабильно, скорость резки возрастает. Таким образом, порошковая проволока с данным составом шихты за счет стабилизации параметров дуги под водой обеспечивает достижение основной цели изобретения увеличения скорости резки в условиях гидростатического давления на глубине до 15 метров. При увеличении в составе шихты содержания селитры выше 60% при соответствующем уменьшении содержания железа менее 10% а также при уменьшении содержания селитры менее 40% при соответствующем увеличении железа более 20% скорость резки снижается. В первом случае избыточное содержание окислителя вызывает ускоренное обгорание проволоки и для поддержания устойчивого режима прорезания металла необходимо увеличивать ее подачу и снижать скорость резки. Во втором случае при увеличении содержания железа нехватка окислителя в шихте приводит к уменьшению доли экзотермического тепла в режущей струе, снижению тепловой мощности процесса резки под водой и прорезающей способности порошковой проволоки. Увеличение в составе шихты количества гидроксида бария, содержащего ионизирующую окись бария и играющего роль вспомогательного стабилизатора и газообразующего, выше 40% приводит к уменьшению экзотермического эффекта, снижению тепловой мощности шихты и прорезающей способности проволоки, а уменьшение содержания гидроксида бария менее 30% резко ослабляет ее роль как стабилизатора, что приводит к нарушению стабильности горения дуги и уменьшению скорости резки.

Формула изобретения

ПОРОШКОВАЯ ПРОВОЛОКА ДЛЯ ПОДВОДНОЙ РЕЗКИ, состоящая из низколегированной стальной оболочки и порошкообразной шихты, содержащей гидроксид бария, газообразующий и стабилизирующий компоненты, отличающаяся тем, что, с целью увеличения скорости резки за счет стабилизации параметров дуги в условиях гидростатического давления на глубине до 15 м, шихта содержит в качестве газообразующего компонента селитру, а в качестве стабилизирующего железный порошок при следующем соотношении компонентов, мас. Селитра 40 60 Гидроксид бария 30 40 Железный порошок 10 20 при этом коэффициент заполнения составляет 16 18%

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 31-2000

Извещение опубликовано: 10.11.2000        

---