СРЕДСТВО ДЛЯ АЭРОЗОЛЬНОГО НАНЕСЕНИЯ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ НА МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ СВАРОЧНЫХ РАБОТ

Техническое решение относится к вспомогательным средствам при сварке металлов, а именно к покрытиям для защиты поверхности свариваемых изделий и технологического оборудования от брызг расплавленного металла, а также защиты сварных швов от коррозии.
При дуговой и газовой сварке металлических изделий, образуется значительное количество сварочных брызг, которые прочно сцепляются с поверхностью основного металла и материала сварочной оснастки. Очистка поверхности от прилипших капель металла - очень трудоемкая операция, поэтому использование покрытий позволит снизить вероятность налипания брызг, тем самым снизив трудоемкость сварочного процесса.
Известен (SU, авторское свидетельство 477805) аэрозольный способ нанесения для защиты поверхности свариваемых узлов композиции, содержащей этилсиликат и смесь фреонов. Сущность устройства, используемого для нанесения покрытия, не раскрыта.
Недостатком известного технического решения следует признать слабую адгезию используемого состава к защищаемой поверхности.
Известен (SU, авторское свидетельство 585025) способ нанесения для защиты поверхности свариваемых узлов композиции, содержащей кремнийорганическую жидкость и алюминиевый порошок. Композиция может быть нанесена из краскопульта или кистью.
Недостатком известного технического решения следует признать слабую адгезию используемого состава к защищаемой поверхности.
Известно (RU, патент 2084320) наносимое аэрозольно защитное средство для сварки, содержащее кремнийорганическую жидкость, антикоррозионную добавку и пропеллент, причем в качестве кремнийорганической жидкости оно содержит лак кремнийорганический КО-075 или КО-815, а в качестве антикоррозионной добавки бензотриазол.
Недостатком известного технического решения следует признать значительную толщину получаемой защитной пленки, у которой силы когезии превышают силы адгезии пленки к защищаемой поверхности при наличии на металле жировых и масляных загрязнений, что приводит к неравномерности распределения пленки по рабочей поверхности и повышает вероятность сцепления расплавленных капель с защищаемой поверхностью металла при сварке. Наряду с этим, нанесение значительной по толщине защитной пленки приводит к необходимости ожидания в течение 7-9 минут от нанесения до начала сварочных работ для высыхания защитного покрытия. Это непременное условие для применения средства "Дуга" по патенту RU 2084320. Кроме того, при значительном дополнительном прогреве металла с защитной пленкой при попадании крупных расплавленных частиц металла происходит пригорание пленки к поверхности, что затрудняет последующее удаление остывших капель и защитной пленки.
Техническая задача, решаемая посредством разработанного устройства, обеспечивающего нанесение равномерного качественного защитного покрытия на свариваемые поверхности и сварочную оснастку.
Технический результат, получаемый при использовании разработанного устройства, состоит в обеспечении защиты от брызг расплавленного металла свариваемых поверхностей и сварочной оснастки при одновременном регулировании времени образования защитного покрытия и облегчении удаления остывших капель и нанесенной защитной пленки.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанное аэрозольное средство. Разработанное аэрозольное средство для нанесения защитного покрытия на металлическую поверхность при проведении сварочных работ, содержит металлическую емкость с горловиной, предназначенную для работы при избыточном внутреннем давлении, в горловине металлической емкости с использованием уплотнительного элемента завальцован нажимной механический клапан, к которому механически присоединена распылительная насадка, внутри металлической емкости размещен состав для распыления, состоящий из жидкой фазы, содержащий, по меньшей мере, раствор одного активного компонента в соответствующем растворителе, и, по меньшей мере, один пропеллентный газ, при этом в качестве активного компонента использованы растительные, минеральные, полусинтетические или синтетические масла или их смеси, кремнийорганические жидкости или кремнийорганические полимерные смолы или их смеси, в качестве растворителя использованы хладоны, хлорированные, ароматические или парафированные углеводороды, эфиры, кетоны или спирты. Предпочтительно в качестве кремнийорганических жидкостей использованы полиорганосилоксаны. Преимущественно средство выполнено с возможностью изменением соотношения активное вещество:растворитель:пропеллент регулирования изменения времени образования защитного покрытия от нанесения до начала сварочных работ при постоянной удельной скорости нанесения защитного покрытия.
Введение растворителей активного вещества позволяет регулировать толщину получаемой защитной пленки таким образом, чтобы силы адгезии ее к защищаемой поверхности превышали силу когезии в самой пленке. Это позволит исключить неравномерность распределения пленки по рабочей поверхности, отслоение ее от защищаемой поверхности, а также облегчит удаление остывших капель и самой пленки с защищаемой поверхности после проведения процесса сварки за счет отсутствия возможности перерождения материала пленки при значительном перегреве. Кроме этого, изменение соотношения активное вещество : растворитель : пропеллент позволит регулировать время образования защитного покрытия от нанесения до начала сварочных работ.
В дальнейшем сущность разработанного технического решения будет раскрыто с использованием примеров реализации.
Средство аэрозольного распыления заполняют жидкой средой стандартным для данной области техники образом. Исходные компоненты (активное вещество и растворитель) могут быть смешаны как в металлической емкости аэрозольного средства, так и предварительно.
Желательно перед нанесением защитного покрытия удалить с защищаемых поверхностей механические загрязнения, однако средство может быть нанесено и использовано непосредственно по ржавчине без удаления следов коррозии.
Пример 1.
Состав для распыления (на 260 г):
- лак кремнийорганический КО-075 - 53% (138 г)
- ацетон-18% (47 г)
- смесь пропан-бутан - 29% (75 г).
Для нанесения покрытия было использовано средство для аэрозольного нанесения защитного покрытия на металлические поверхности при проведении сварочных работ, содержащее металлическую емкость с горловиной, предназначенную для работы при избыточном внутреннем давлении, в горловине металлической емкости с использованием уплотнительного элемента завальцован нажимной механический клапан, к которому механически присоединена распылительная насадка, внутри металлической емкости размещен состав для распыления. При распылении на металлическую поверхность состава с использованием указанного средства образуется защитное покрытие в виде высохшей пленки лака, препятствующее прилипанию брызг расплавленного металла на близлежащую поверхность при проведении сварочных работ. Время от нанесения до начала сварочных работ - 3-5 минут. Остывшие капли металла легко удаляют с металлической поверхности тканевой салфеткой. Пленка обладает высокой (до 250°С) термостойкостью, высокой атмосферостойкостью и хорошими электроизоляционными свойствами и механической прочностью, поверхность пленки лака гидрофобна. При последующем нанесении на сварной шов препятствует коррозии сварного шва. Пленка лака может быть удалена при помощи органических растворителей.
Пример 2.
Состав для распыления (на 271 г):
- лак кремнийорганический КО-085 - 41%(111 г)
- ацетон - 9,4% (25,5 г)
- толуол - 22% (59,5 г)
- смесь пропан-бутан - 27,6% (75 г)
При распылении на металлическую поверхность указанного состава с использованием средства из примера 1 образуется защитное покрытие в виде высохшей пленки лака, препятствующее прилипанию брызг расплавленного металла на близлежащую поверхность при проведении сварочных работ. Время от нанесения до начала сварочных работ - 4-6 минут. Остывшие капли металла легко удаляют с металлической поверхности тканевой салфеткой. Пленка обладает более высокой (до 300°С) термостойкостью, чем в примере 1, высокой атмосферостойкостью и хорошими электроизоляционными свойствами и механической прочностью, поверхность пленки лака гидрофобна. При последующем нанесении на сварной шов препятствует коррозии сварного шва. Пленка лака может быть удалена при помощи органических растворителей.
Пример 3.
Состав для распыления (на 270 г):
- жидкость кремнийорганическая ПМС-400 - 7,6% (20,5 г)
- метилэтилкетон - 54,7% (147,6 г)
- этилцеллозольв - 10,3% (27,68 г)
- этиловый спирт (денатурированный) - 3,4% (9,22 г)
- диметиловый эфир - 24,0% (65 г)
При распылении на металлическую поверхность указанного состава с использованием средства из примера 1 образуется тонкое невысыхающее защитное покрытие в виде пленки кремнийорганической жидкости, препятствующее прилипанию брызг расплавленного металла на близлежащую поверхность при проведении сварочных работ. Время от нанесения до начала сварочных работ - 5-7 минут. Остывшие капли металла легко удаляют с металлической поверхности тканевой салфеткой. Пленка из кремнийорганической жидкости обладает достаточно высокой (до 200°С) термостойкостью, высокой атмосферостойкостью и хорошими электроизоляционными свойствами, поверхность пленки гидрофобна. При последующем нанесении на сварной шов препятствует коррозии сварного шва. Пленка может быть удалена с металлической поверхности при помощи тканевой салфетки или органических растворителей.
Пример 4.
Состав для распыления (на 270 г):
- масло моторное синтетическое Castrol 5W40 - 6,7% (18 г)
- метиленхлорид - 60,0% (162 г)
- диметиловый эфир - 33,3% (90 г)
При распылении на металлическую поверхность указанного состава с использованием средства из примера 1 образуется тонкое невысыхающее защитное покрытие в виде пленки масла, препятствующее прилипанию брызг расплавленного металла на близлежащую поверхность при проведении сварочных работ. Время от нанесения до начала сварочных работ - 4-6 минут. Остывшие капли металла легко удаляют с металлической поверхности тканевой салфеткой. Пленка обладает высокой (до 250°С) термостойкостью, высокой устойчивостью к действию влаги, поверхность пленки гидрофобна. При последующем нанесении на сварной шов препятствует коррозии сварного шва. Пленка может быть удалена с металлической поверхности при помощи тканевой салфетки или органических растворителей.
Пример 5.
Состав для распыления (на 270 г):
- масло касторовое - 7,4% (20 г)
- нефрас 80-120 - 61,1% (165 г)
- смесь пропан-бутан - 31,5% (85 г)
При распылении на металлическую поверхность указанного состава с использованием средства из примера 1 образуется тонкое невысыхающее защитное покрытие в виде пленки масла, препятствующее прилипанию брызг расплавленного металла на близлежащую поверхность при проведении сварочных работ. Время от нанесения до начала сварочных работ - 6-8 минут. Остывшие капли металла легко удаляют с металлической поверхности тканевой салфеткой. Пленка обладает термостойкостью (до 180°С), устойчивостью к действию влаги, поверхность пленки гидрофобна. При последующем нанесении на сварной шов препятствует коррозии сварного шва. Пленка может быть удалена с металлической поверхности при помощи тканевой салфетки или органических растворителей.
Пример 6.
Состав для распыления (на 271 г):
- лак кремнийорганический КО-085 - 41% (111 г)
- ацетон - 9,4% (25,5 г)
- толуол - 22% (59,5 г)
- смесь пропан-бутан - 27,6% (75 г)
При нанесении средства на внешнюю поверхность сопла сварочной газовой горелки указанного состава с использованием средства из примера 1 образуется защитное покрытие в виде высохшей пленки лака, препятствующее прилипанию брызг расплавленного металла на внешнюю поверхность сопла при проведении сварочных работ. Время от нанесения до начала сварочных работ - 4-6 минут.
Остывшие капли металла легко удаляют с внешней поверхности сопла металлической щеткой. Пленка обладает более высокой (до 300°С) термостойкостью. Пленка лака может быть удалена при помощи органических растворителей.
Использование разработанного устройства позволяет обеспечить защиту от брызг расплавленного металла свариваемых поверхностей при одновременном облегчении удаления остывших капель металла и самой нанесенной защитной пленки. Кроме того, последующая обработка средством сварных швов и иных металлических поверхностей защищает сварные швы и металлические поверхности от коррозии.