Способ подготовки кромок деталей под сварку

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для подготовки кромок перед сваркой. На дно ванны наливают жидкость, нейтральную по отношению к материалу деталей, разлагающуюся при нагреве в процессе сварки без образования активных газов и твердых остатков и образующую на поверхности деталей защитную пленку. В качестве такой жидкости берут полиакриловый лак или эпоксидную смолу. На ее поверхность наливают активный раствор меньшей плотности. Травлением в активном растворе удаляют оксидную пленку. Затем деталь погружают в нейтральную жидкость и вынимают из ванны. Пленка нейтральной жидкости предохраняет деталь от окисления и позволяет увеличить срок ее хранения до сварки. Это обеспечивает повышение качества сварных швов. 1 з.п.ф-лы.

Предлагаемый способ относится к области химического травления металлов, преимущественно алюминиевых сплавов, и может быть применен в машиностроении, например, для подготовки кромок деталей перед сваркой.

Известен способ размерного травления деталей из алюминиевых сплавов (Калинин Ю.В. и др., авторское свидетельство СССР N 1375682, от 08.07.85 г. ), согласно которому травление осуществляют в растворе гидроокиси натрия концентрации 5... 180 г/л в присутствии окислительно-восстановительной системы, включающей сульфат натрия и персульфат калия, концентрацией каждого из них 10...60 г/л. Соотношение солей и щелочи выбирают в пределах 1 : 5... 1 : 3. Обрабатываемую деталь накоротко замыкают с металлической пластиной, выполненной из металла группы железа. Площадь пластины в 40... 50 раз превышает площадь детали. Это позволяет снизить высоту микронеровностей. Однако известный способ травления не обеспечивает консервацию протравленных поверхностей. При изготовлении сварных конструкций, содержащих большое количество деталей, необходимо создавать большой запас подготовленных к сварке деталей, что требует их продолжительного хранения. При подготовке кромок деталей по известному способу возможность такого хранения не обеспечивается: окисная пленка возникает вновь. Это ухудшает качество сварных швов.

Известен способ подготовки поверхности металлов перед сваркой (Замков В. Н. и др., авторское свидетельство СССР N 662615, C 23 F 17/00, от 02.07.76 г. ), принятый за прототип. По этому способу производят химическую очистку детали и наносят на нее защитное покрытие путем обработки многоатомным спиртом, непосредственно после очистки. Очистку осуществляют в кислом травящем растворе, содержащем многоатомный спирт. Обработка поверхности может производиться в две стадии: при 60...80^oC и при комнатной температуре. Это позволяет повысить прочность сварного шва. Однако длительного хранения обработанных деталей перед сваркой этот способ также не обеспечивает в результате чего вновь ухудшится качество сварных швов.

Целью предлагаемого способа является повышение качества сварных швов путем уменьшения вероятности возникновения окисной пленки на обработанных поверхностях деталей при их длительном хранении перед сваркой.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что кромки деталей, преимущественно из алюминиевых сплавов, подвергают травлению путем погружения в ванну с активным раствором.

В отличие от прототипа на дно ванны наливают нейтральную по отношению к материалу деталей и разлагающуюся при нагреве без образования активных газов и твердых остатков жидкость, способную образовывать на металлической поверхности защитную пленку. На ее поверхность наливают активный раствор, который имеет меньшую плотность. В качестве нейтральной жидкости берут полиакриловые лаки или эпоксидные смолы. Деталь сначала травят в активном растворе, затем погружают в нейтральную жидкость и вынимают ее из ванны.

Такая совокупность новых признаков с известными позволяет по сравнению с прототипом увеличить срок хранения обработанных деталей до сварки, уменьшив вероятность образования окисной пленки на обработанных поверхностях деталей при необходимости их длительного хранения перед сваркой. В результате повышается качество сварных швов.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. На дно ванны наливают нейтральную по отношению к материалу деталей и разлагающуюся при нагреве без образования активных газов и твердых остатков жидкость, способную образовывать на поверхности металла защитную пленку. В качестве этой жидкости берут полиакриловые лаки или эпоксидные смолы. Затем на ее поверхность наливают активный раствор, который имеет меньшую плотность. Деталь сначала травят в активном растворе, затем погружают в нейтральную жидкость и вынимают деталь из ванны.

При погружении детали в активный раствор происходит удаление оксидной пленки химическим путем. Погружение в нейтральную жидкость обеспечивает нанесение на поверхность детали защитного слоя, который не дает образовываться оксидной пленке. Это позволяет увеличить срок хранения деталей до сварки. Окисная пленка на свариваемых кромках при хранении деталей практически не образуется, что обеспечивает высокое качество сварных швов.

Выбор в качестве нейтральной жидкости полиакриловых лаков или эпоксидных смол обусловлен тем, что нейтральная жидкость должна разлагаться при нагреве в процессе сварки без образования активных газов и твердых остатков, чтобы исключить вероятность снижения качества шва.

Примером применения предлагаемого способа может служить процесс подготовки под сварку кромок деталей каркаса кузова легкового автомобиля, выполненного из алюминиевых труб квадратного сечения. На дно ванны, используемой для травления материалов, наливают нейтральную по отношению к материалу деталей и разлагающуюся при нагреве без образования активных газов и твердых остатков жидкость, способную образовывать на металлической поверхности защитную пленку. В качестве нейтральной жидкости берут полиакриловые лаки или эпоксидные смолы. На ее поверхность наливают активный раствор, который имеет меньшую плотность. В качестве активного раствора выбирают любой известный раствор для травления алюминиевых деталей. Деталь сначала травят в активном растворе, затем погружают в нейтральную жидкость и вынимают из ванны. Для этого применяют известные приспособления для погружения деталей в ванны. Большое количество деталей, входящее в каркас кузова, требует создания запаса подготовленных к сварке деталей на одну-две смены. Таким образом требуемый срок хранения обработанных деталей до сварки может составлять 24...48 часов. За это время окисная пленка на обработанных известными способами деталях успевает образовываться вновь, что резко ухудшает качество сварных швов. При подготовке кромок предлагаемым способом срок хранения практически не ограничен, обработанная поверхность детали надежно защищена от кислорода воздуха пленкой нейтральной жидкости. Это обеспечивает высокое качество сварных швов.

Таким образом, предлагаемый способ обладает промышленной применимостью, так как обеспечивает технический эффект и может быть осуществлен с помощью известных средств.

Формула изобретения

1. Способ подготовки кромок деталей под сварку, преимущественно из алюминиевых сплавов, при котором свариваемые кромки подвергают травлению путем погружения в ванну с активным раствором, отличающийся тем, что на дно ванны наливают нейтральную по отношению к материалу деталей и разлагающуюся при нагреве без образования активных газов и твердых остатков жидкость, образующую на поверхности обрабатываемой детали защитную пленку, на ее поверхность наливают активный раствор, имеющий плотность меньшую, чем у нейтральной жидкости, деталь травят в активном растворе, затем погружают в нейтральную жидкость и вынимают деталь из ванны.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве нейтральной жидкости применяют полиакриловые лаки или эпоксидные смолы.