NO154523B - Klebemiddel som er herdbart ved romtemperatur i naervaer av oksygen. - Google Patents

Description

Sveiseelektrode.

Oppfinnelsen vedrører en sveiseelektrode for bruk ved den fremgangsmåte hvor en elektrisk lysbue etableres mellom et arbeidsstykke av stål som skal sveises og en bar, konsumerbar elektrode inneholdende et flussmiddel, hvor atmosfæren utelukkes fra sveisesonen ved hjelp av en beskyttelsesgasstrøm av karbondioksyd og hvor flussmidlet omfatter hovedmengder av rutil og metallisk jern og mindre mengder av magnesium, uorganisk fluorid, metalliske desoksydasjonsmidler, zirkonsand og et alkalisilikat.

Denne fremgangsmåte anvendes gene-relt for å sveise karbonstål. Imidlertid har de rørformede tråder som for øyeblikket er tilgjengelige for bruk i slike fremgangs-måter alvorlige ulemper når valsede stål-plater med sterk skalldannelse og/eller som har store mengder rust skal sveises. For det første gir de fleste tråder en sveise-avsetning med forholdsvis høy styrke, men relativt lav strekkbarhet. For det annet gir de fleste tråder sveisesømmer med dårlig slagstyrke. For det tredje har sveisemetallet og slaggen en slik fluiditet og konsi-stens at de ikke kan motvirke innvirknin-gen av tyngdekraften således at sveisestil-lingene er temmelig begrenset.

Den rørformede tråd ifølge foreliggende oppfinnelse gir gode sveiseavsetninger over skalldannelser og rust uten at det har dårlig innvirkning på sveisemetallstrekk-barheten eller slagstyrken, og uten at bruddgrensen stiger for meget.

Det er en hensikt med foreliggende

oppfinnelse å skaffe en rørformet tråd som er billig og som er istand til å gi sveis med høy kvalitet.

Det er en videre hensikt å skaffe en rørformet tråd som vil gi gode sveisesøm-mer på skitne, rustne overflater.

En videre hensikt er å skaffe en rør-formet tråd som vil gi sveisesømmer som har utmerket form med glatt overflate.

En videre hensikt er å skaffe en rør-formet tråd som gir et slagg som lett kan fjernes.

En videre hensikt er å skaffe en rør-formet tråd som vil gi en stabil bueopp-førsel og minimum av sprutning.

De ovennevnte hensikter oppnås ved hjelp av foreliggende rørformede tråd som inneholder en optimums prosentmengde flusskjernemateriale i forhold til elek-trodens totalvekt. Flussmaterialet omfat-tes av slaggdannere, desoksydasjonsmidler, og buestabilisatorer, alle kombinert i et kritisk forhold og med hylsemetallrøret således at de vil reagere i sveisebuen og sveisesumpen slik at de gir et sveisemetall som er i det vesentlige fritt for ikkemetalliske oksydasjonsinneslutninger.

Det er vel kjent ved sveisesammenset-ninger at bestanddelene og de relative mengder av disse i et spesielt fluss-system er kritisk. Det er tilstrekkelig å forandre bare en bestanddel, eller endog mengden av denne bestanddel for å gi et annet fluss-system, som har fullstendig forskjellig karakteristikk, som kan være uegnet for å løse et spesielt problem.

Oppfinnelsen vedrører altså en sveiseelektrode for bruk ved den fremgangsmåte hvor en elektrisk lysbue etableres mellom et arbeidsstykke av stål som skal sveises og en bar, konsumerbar elektrode inneholdende et flussmiddel, hvor atmosfæren utelukkes fra sveisesonen ved hjelp av en be-skyttelsesgasstrøm av karbondloksyd og hvor flussmidlet omfatter hovedmengder av rutil og metallisk jern og mindre mengder av magnesium, uorganisk fluorid, metalliske desoksydasjonsmidler, zirkonsand og et alkalisilikat, karakterisert ved at flussmidlet består av en blanding av 6,5— 15 % MgO, 35—50 % Ti02, 2—6 % Na3AlFr„ 0—15 % Fe.,04, 10—20 % FeMnSi, 15—30 % Fe, 5—10 % zirkonsand og 0—5 % Na- eller K-silikat, idet blandingen utgjør fra 18 til 25 vektsprosent av den sammensatte elektrode.

Elektroder som anvender et flussmiddel inne i et rør, er enestående blant slike sveiseprosesser som anvender en slagg for å skaffe beskyttelse for sveisesumpen. Virkningen av beskyttet buesveisning er et slaggteppe dannet ved enkel smeltning av et flussmateriale som er hauget opp på toppen av forbindelsen. Virkningen av en metallelektrode, som utvendig er belagt med et granulert flussmiddel, er omtrent den samme, da flussmiddelet smelter omkring metalldråpene og avsettes over og omkring sveisesumpen. En elektrode med innvendig inneholdt flussmiddel vil imidlertid danne metalldråper med en kjerne av flytendegjort flussmiddel. Disse dråper vil passere sveisebuen og bli drevet inn i sveisesumpen. I virkeligheten drives slaggen til bunnen av sveisesumpen på grunn av buekraften som generes av strålene av beskyttelsesgass. Et meget alvorlig resul-tat fra denne fysikalske virkning har vært dispersjon av flytendegjort flussmiddel (som også inneholder små usmeltede ikkemetalliske partikler) inn i mange mikrovolum, som lett dannes i den størknende svei-sesump.

Foreliggende rørformede tråd trekker fordel av denne fysiske virkning som tilla-ter en intim blanding av smeltet slagg og metall ved å danne makrovolum av disper-gert slagg (ikke mikrovolum) fra kjemiske reaksjoner mellom desoksydasjonsmidler og en tilstrekkelig oksygenkilde skaffet en-ten ved hjelp av selve flussmiddelet i form av jernoksyd (FenOi) eller fra en hvilken som helst annen oksygenkilde i nærheten av sveisen.

Det er blitt vist at silisiummangan-legeringer sammenlignet med separat bruk av ferromangan- og ferrosilisium-tilsetnin-ger til stålsmelter gir flytende silikatpar-tikler med større størrelse. Foreliggende elektrode gir store flytende slaggdråper i sveisesumpen ved reaksjonen:

Bruken av dobbeltlegeringen under-trykker den mer vanlige reaksjon som oppstår med ferromangan og ferrosilisium:

Dobbeltlegeringen tilsettes i tilstrekkelig mengde således at ikke alt vil konsu-meres av jernoksydreaksjonen, men det et-terlates tilstrekkelig til å kombineres med oppløst oksygen i sveisesumpen for å danne flytende mangansilikatvolumer, som vil bli oppslukt av de større volum av mangansilikat som er beskrevet ovenfor av jernoksydreaksjonen.

Makrovolumene av mangansilikat fjernes lett fra sumpen i overensstemmelse med Stokes lov:

Hvor «V» er lik stigningshastigheten for en suspendert partikkel i en væske, «g» lik akselerasjonen på grunn av tyngde-kraft, «r» er væskepartikkelens radius, «di» stålets spesifikke vekt, «d2» væskepartikkelens spesifikke vekt, «n» stålets viskositet. Tråden ifølge foreliggende oppfinnelse øker «r» og reduserer «d2», og øker stigningshastigheten i den suspenderte fase.

Det sees følgelig at ikkemetalliske fa-ser hurtig går sammen til en flytende fase og fjernes.

En annen fordel som oppnås ved den rørformede tråd ifølge foreliggende oppfinnelse er at det oppstår en slagg som vil fukte stål nær sveisesømmen. Ved å gjøre dette kan slaggen tjene til å støtte opp sveisemetallet mot tyngdekraften. Dette oppnås ifølge foreliggende oppfinnelse ved å innse evnen hos en surt reagerende slagg til å absorbere oksygenioner.

En økonomisk egnet slaggdanner som har temmelig høy affinitet til oksygen, har sur karakter og ikke innvirker uheldig på oppførselen til sumpen og sveiseutseende, er Ti02 (titandioksyd). Det finnes andre som vil tiltrekke oksygen i høy grad, slik som silisiumoksyd (SiOa) og fosforoksyd

(PaOr,), men disse må utelates av en eller flere grunner — overskudd av SiOa gjør slaggen vanskelig å fjerne og avsetter seg langs en sveisesøms kanter, P20-, er skade-lig for sveisemetallets mekaniske egen-skaper. Andre kan også forkastes på grunn av begrenset tilgjengelighet, giftighet og uheldig innvirkning på slaggviskositeten.

En foretrukket utførelse av foreliggende oppfinnelse omfatter en rørformet hylse av bløtt stål med en ytre diameter på 2,4 mm, inneholdende 20 vektsprosent av et ikke hygroskopisk, mekanisk blandet flussmiddel-kjernemateriale, bestående ve-sentlig av:

Alle ovenstående bestanddeler ble gan-ske enkelt tørrblandet i 15 min. i en blan-deinnretning, og deretter innført i hylsen. Flussmiddelet kan imidlertid bindes med fuktig natrium- eller kaliumsilikat, om dette er ønskelig, for pakning av flussmiddelet i hylsen.

Ovenfor beskrevne foretrukne rørfor-mede trådelektrode ble anvendt i følgende beskrevne prøver, og har oppfylt følgende standard:

Sveiseutførelse:

1. Horisontal fylling — rust og skallover-flate. Sveisesømmene var radiografisk sunne, formen var flat og glatt. 2. Butt- sveis — fremstilt på rustet overflate. Sveisene var radiografisk sunne og fri for inneslutninger. 3. Slaggdekke — fullstendig 1. og 2., slaggfjernelse lett. 4. Buevirkning — jevn med liten sprut.

Rørtråden ifølge foreliggende oppfinnelse er den eneste tråd som kombinerer god slagstyrke, høy strekkstyrke og høy flytegrense med god seighet.

Som oppsummering er en del av for-delene og fremragende karakteristikk ved rørtråden tørrblandet kjernemateriale, evne til å sveise over rust, valseskallogoljeaktige overflater, et stort amperområde og spen-ningsområde hvori den kan anvendes, god slaggfjernelse og enestående i sveising i enhver stilling. Patentpåstand: Sveiseelektrode for bruk ved den fremgangsmåte hvor en elektrisk lysbue etableres mellom et arbeidsstykke av stål som skal sveises og en bar, konsumerbar elektrode inneholdende et flussmiddel, hvor atmosfæren utelukkes fra sveisesonen ved hjelp av en beskyttelsesgasstrøm av karbondioksyd og hvor flussmidlet omfatter hovedmengder av ru til og metallisk jern og mindre mengder av magnesium, uorganisk fluorid, metalliske desoksydasjonsmidler, zirkonsand og alkalisilikat, karakterisert ved at flussmidlet består av en blanding av 6,5—15 % MgO, 35—50 % TiOo, 2—6% NasAlF«, 0—15% Fe3Oj, 10—20 % FeMnSi, 15—30 % Fe, 5— 10 % zirkonsand og 0—5 % Na- eller K-silikat, idet blandingen utgjør fra 18 til 25 vektsprosent av den sammensatte elektrode.

Claims (3)

1. Klebemiddel som er herdbart ved romtemperatur i nærvær av oksygen, omfattende en polymeriserbar blanding valgt fra gruppen bestående av: (I) minst ett polymeriserbart filmdannende materiale som kan være (1) en blanding omfattende (i) 10-98 vekt-% av minst en polymeriserbar olefinisk umettet monomerforbindelse som har minst en (ii) 0-30 vekt-% av en polymer inneholdende gruppen 4CH2CC1 = CH-CH2"hn, hvor n er et helt tall; og (iii) 2-60 vekt-% av minst en addisjons-polymeriserbar polymer resulterende fra den partielle polymerisasjon av (i) alene eller av (i) i blanding med (ii) ; idet blandingen av (i) og (iii) eller av (i), (ii) og (iii) er en sirup av polymer oppløst eller dispergert i monomer, i hvilken sirup mengden av (iii) som er avledet fra (i) er i området 20-90 vekt-%, basert på totalvekten av (i), (ii) og (iii); eller (2) en blanding omfattende (a) 10-90 vekt-% av minst ett reaksjons produkt av minst en isocyanat-funksjonell prepolymer og minst en hydroksy-funksjonell monomer som har minst en enhet av polymeriserbar olefinisk umettethet, idet dette reaksjonsprodukt har minst to enheter av olefinisk umettethet og er vesentlig fritt for frie isocyanatgrupper; (b) 10-90 vekt-% av minst en polymeriserbar vinylmonomer; en delvis polymerisert sirup av en eller flere slike vinylmonomerer, hvor denne sirup inneholder både polymer og upolymerisert monomer; og blandinger av slike vinylmonomerer og delvis polymeriserte siruper; (c) 0,5-30 vekt-% akrylsyre eller metakrylsyre ; (d) 0-20 vekt-% av minst en polymeriserbar olefinisk umettet monomer, idet mengden av slik monomer kommer i tillegg til mengden av eventuelle polymeriserbare vinylmonomerer benyttet i 2(b) ; (e) 0-40 vekt-% av minst ett elastomert polymert materiale som har en glassovergangstemperatur av andre orden under 5°C; idet nevnte vekt-%-angivelser er basert på totalvekten av blandingen; eller (3) en blanding omfattende (i) 1-30 vekt-% av minst et elastomert materiale valgt fra gruppen bestående av polybutadien homo-polymer; kopolymer av butadien og minst en monomer som er kopolymeriserbar dermed valgt fra gruppen bestående av styren, akrylonitril, metakrylonitril og blandinger derav; og modifisert polymermateriale valgt fra gruppen bestående av polybutadienhomopolymer og kopolymer som tidligere definert, idet slike homopolymerer og kopolymerer er blitt modi fisert ved kopolymerisasjon deri av spormengder og opptil 5 vekt-%, basert på vekten av elastomert materiale, av minst en funksjonell monomer; (ii) 25-80 vekt-% av minst en polymeriserbar akryl- eller substituert akrylmonomer; (iii) 0-50 vekt-% av minst en polymeriserbar ikke-akrylmonomer; (iv) 0-60 vekt-% av minst ett polymermateriale som har et grenseviskositetstall i området 0,1-1,3 avledet fra minst en av monomerene under 3(ii) og 3(iii), inkludert delvis polymeriserte siruper av en eller flere slike monomerer, hvor slike siruper inneholder både polymer og upolymerisert monomer; og (v) 5-20 vekt-% metakrylsyre; idet nevnte vekt-%-angivelser er basert på blandingens totalvekt; eller (4) en blanding omfattende (i) 25-9 5 vekt-% av minst en alkylester eller hydroksyalkylester av akryl- eller metakrylsyre, hvor esteren har 1-18 karbonatomer i alkyldelen; og (ii) 5-75 vekt-% av minst et polymermateriale valgt fra gruppen bestående av polyvinylalkyleter, styrenakrylonitrilharpiks, umettet polyesterharpiks, og blandinger derav, hvor alkyldelen i nevnte eter har 1-8 karbonatomer ; idet blandingene (1), (2), (3) og (4) har kombinert dermed minst en reduksjonsmiddel-komponent av et redokspar-romtemperatur-katalysatorsystem; og en bindingsakselerator omfattende minst en oksydasjonsmiddel-komponent av et redokspar-romtemperatur-katalysatorsystem, hvor oksydasjonsmiddelet er reaktivt ved romtemperatur med reduksjonsmiddelet for utvikling av frie radikaler som er effektive når det gjelder å initiere og propagere addisjonspolymerisasjon av nevnte polymeriserbare filmdannende materiale; idet reduksjonsmiddelet og oksydasjonsmiddelet er til stede i en mengde som er tilstrekkelig til å.initiere og propagere en slik addisjonspolymerisasjon; eller (II) minst ett polymeriserbart filmdannende materiale som kan være (A) en blanding omfattende (i) et svovelholdig materiale valgt fra gruppen bestående av klorsulfonert polyetylen og en blanding av sulfonylklorid med klorert polyetylen, hvor det svovelholdige materiale har et klorinnhold i området 25-67 vekt-% og 3-150 mmol sulfonylklorid pr. 100 gram polymer, og hvor polyetylenet fra hvilket det klorsulfonerte polyetylen eller det klorerte polyetylen er fremstilt, har en smelteindeks i området 4-500; (ii) minst en polymeriserbar olefinisk umettet monomer; idet blanding (A) har kombinert dermed en bindingsakselerator omfattende minst en polymerisasjonskatalysator valgt fra gruppen bestående av en initiator, en promotor, en aksele-rator, et friradikaldannende middel, og blandinger derav; idet polymerisasjonskatalysatoren er reaktiv ved romtemperatur med klorsulfonyldelen i det svovelholdige materiale for å initiere og propagere addisjonspolymerisasjon av det polymeriserbare filmdannende materiale; hvor mengden av polymerisasjonskatalysator er tilstrekkelig til å initiere og propagere en slik addisjonspolymerisasjon; karakterisert ved at klebemiddelet inneholder 0,1-20 vekt-% basert på totalvekten av klebemiddelet minus vekten av bindingsakseleratoren, av minst en fosforholdig forbindelse med formelen: hvor R 3 er valgt fra gruppen bestående av hydrogen, halogen, en alkylgruppe med 1-8 karbonatomer og CH~ = CH -; A er 5 6 5 valgt fra gruppen bestående av -R 0 - og-fR 0)-^; hvor R er en alifatisk eller cykloalifatisk alkylengruppe med 1-9 karbonatomer; R er en alkylengruppe med 1-7 karbonatomer; og n er et helt tall fra 2 til 10.

2. Klebemiddel ifølge krav 1, karakterisert ved at bindingsakseleratoren inneholder 0,05-50 vekt-%, basert på vekten av bindingsakseleratoren, av minst ett mettet polymert filmdannende bindemiddelmateriale, og 40-99 vekt-% av en bærer omfattende minst et inert organisk fortynningsmiddel, idet bæreren er slik valgt at den opprettholder oksydasjonsmiddelet eller polymerisasjonskatalysatoren og det filmdannende bindemiddelmateriale som en stabil oppløsning eller dispersjon.

3. Klebemiddel ifølge krav 1 og 2, karakterisert ved at den polymeriserbare blanding inneholder 0,01-10 vekt-% av minst ett tertiært amin med formelen: hvor Z er metylen; Y er valgt fra gruppen bestående av hydrogen, hydroksy, amino, halogen, alkylradikal med 1-8 karbonatomer, og alkoksyradikaler hvori alkyldelen har 1-8 karbonatomer; a er 0 eller 1; og b er 1 eller 2.