Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_5812
.pdf
III) Растяжение должно быть положительным и происходить без проскальзывания нити по твердым
поверхностям. Обычно растяжение нити осуществляется путем установки перед намоточным устройством
одного или нескольких нитеводителей, которые заставляют нить двигаться под меньшим или меньшим углом,
тем самым оказывая тормозящее действие на нить за счет трения.
Установка направляющих для нитей была, однако, нецелесообразной на практике, поскольку величина трения
между ними была слишком мала. the-ithrrdd' guiidti and the thread dohs miot remadin -constant durifig spinning, but
coitiually fluctuates in? quite ari uncontrolable manner deendent upon? Наличие примесей на резьбе 95
направляющей или случайное попадание жидкости и т. д. Вследствие этого, больше или меньше?
Недопустимо сильное растяжение нити, превышающее желаемое, всегда имеет место.
Кроме того, составная нить, состоящая из множества отдельных нитей, недопустимым образом сжимается во
время прохождения через направляющую, что увеличивает опасность застревания.
Наконец, из-за сильного напряжения, оказываемого на мягкую структуру нити вышеупомянутым фрикционным
эффектом, многие нити повреждаются и рвутся, так что конечным продуктом является пушистая пряжа с
многочисленными выступающими концами отдельных нитей; такой продукт можно считать только
низкокачественным. Согласно настоящему изобретению, нити искусственного шелка, состоящие из гидрата
целлюлозы, полученного из раствора целлюлозы в аммиачном оксиде меди или вискозе, под действием
веществ, вызывающих набухание гидрата целлюлозы, доводятся до сильно набухшего, более или менее
пластичного состояния и растягиваются за счет нескользящего контакта с двумя или более движущимися
поверхностями, из которых, по меньшей мере, одна из более поздних в ряду движется с большей скоростью,
чем, по меньшей мере, одна из более ранних в ряду. После растяжения пластификатор удаляется из все еще
натянутого волокнистого материала, а затем нити промываются и сушатся под натяжением.
Новый процесс имеет, среди прочего, преимущество в том, что обеспечивается постоянное и заданное
значение растяжения. Хорошие результаты могут быть получены путем обработки обмоточной нити в
растягивающих устройствах, через которые она проходит между по меньшей мере двумя или рядом пар
роликов, причем последующие пары роликов вращаются со скоростью, большей или, по меньшей мере,
равной скорости предыдущих пар. Ролики могут быть эластично закреплены, а их края могут быть удобно
покрыты мягкой резиной, чтобы захватывать нить на более коротком или более длинном пути, не повреждая
ее, и пропускать ее дальше.
Для растяжения набухших нитей используются так называемые дифференциальные ролики. В этом случае
нить вытягивается из ванны для набухания первым роликом с фиксированной скоростью, скажем, 30 метров в
минуту, и подается на второй ролик, вращающийся с большей скоростью, скажем, 45 метров в минуту. При
этих условиях нить подвергается растяжению примерно на 500°. Растяжение, очевидно, может
распределяться более чем на два ролика, каждый из которых воздействует на нить. В сочетании с собственно
растягивающими роликами могут также использоваться ролики или пары роликов, имеющие повышенную
периферийную скорость по сравнению с предыдущими, так что между или позади растянутых участков нити
могут быть участки, в которых растяжение не происходит. Единственное существенное условие заключается в
том, что растяжение описанным способом должно происходить, по крайней мере, в одном участке нити, то
есть, собственно растягивающие ролики всегда должны иметь периферийная скорость, превышающая
скорость предыдущих роликов.
Эксперименты показали, что дифференциальные ролики, которые вытягивают нить из ванны и
предназначены для ее дальнейшего перемещения, удовлетворительно выполняют свою функцию, если нить
имеет определенное сцепление с роликами, и в то же время легко отделяется от них. Материал, из которого
изготовлены ролики, также не должен набухать в растворителях, используемых для растворения целлюлозы.
Наиболее удовлетворительными оказались ролики из стекла, фарфора, твердой резины, искусственных
веществ (например, известных в торговле под зарегистрированным товарным знаком «Бакелит») и подобных
материалов.
Для достижения необходимого сцепления в некоторых случаях при использовании валиков большого
диаметра и подходящего материала достаточно пропускать нить только примерно наполовину вокруг валика,
чтобы избежать пересечения участков намотки и сматывания нити. Однако, как правило, при использовании
небольших валиков невозможно избежать проматывания нити один или несколько раз вокруг валика. При
использовании обычных валиков образование ворса все еще часто наблюдается и в этом случае. Было
установлено, что это происходит из-за трения нитей друг о друга. Также известно, что нить, наматываемая на
валик, зацепляется за нить, сматываемую с него, и повреждает или даже обрывает последнюю. Для
преодоления этих недостатков было обнаружено, что необходимо определенное боковое смещение нитей на
валике.
Такое перемещение может быть достигнуто практичным и удовлетворительным способом путем изготовления
резьбового барабана, как описано в описании патента № 105.
3831 Конструкция этих барабанов 1911 года такова, что наматываемая на них нить располагается вокруг
барабана в виде правильной спиральной линии без использования каких-либо средств для осуществления
положительного бокового смещения. В большинстве случаев для практических целей оказалось достаточным
снабдить периферию ролика зубчатыми выступающими частями, так что нить располагается не только на
всей периферийной поверхности, но только на выступающих частях. Использование этого зубчатого
устройства и применение соответствующим образом расположенных направляющих нити к нитям, сходящим
с ролика, обеспечивает боковое смещение снимаемой нити относительно наматываемой.
Этому перемещению также может способствовать слегка коническая форма роликов. 12. Нити подаются
дифференциальными роликами к устройству для сбора нитей. В качестве средств для приема нити могут
служить катушки, быстро вращающиеся центрифуги, шпули или ролики, а в последнем случае нить может
также наматываться прямо на последний дифференциальный ролик.
Готовые осажденные и сформированные нити могут быть подвергнуты описанной обработке, или же, с другой
стороны, набухание и растяжение искусственных шелковых нитей могут быть объединены с процессом их
производства.
В качестве средств для придания нити пластичности и, следовательно, способности к растяжению, можно
использовать практически любые известные средства для набухания и растворения целлюлозы, такие как
концентрированные растворы солей, например, хлорида цинка, тиоцианата кальция, растворы аммиачного
оксида меди, а также сильные минеральные кислоты, такие как 40%-ная соляная кислота или сильная азотная
кислота, или фосфиоровая кислота, или даже смеси таких кислот.
В технических целях, в частности, использование серной кислоты как в чистом виде, так и в смеси с другими
веществами оказалось выгодным благодаря сравнительной простоте обращения с ней и возможности
экономичного получения.
Даже при концентрации серной кислоты около 50 % заметно значительное воздействие на нить. Набухание
целлюлозы усиливается с увеличением концентрации кислоты.
70%-ная серная кислота уже оказывает очень сильное разбухающее действие на резьбу. Целесообразно
охладить кислоту, так как при таких условиях эффекты, которые всегда можно повторить, достигаются легко и
с большей вероятностью.
При использовании серной кислоты в качестве набухающего агента было обнаружено, что добавление к
набухающей кислоте таких веществ, как глюкоза, сульфаты щелочей, продукты разложения целлюлозы,
например, полученные гидролизом или частичным осахариванием целлюлозы, сульфонированные
органические продукты, такие как, например, ароматические сульфоновые кислоты, синтетические дубильные
вещества, органические основания, такие как пиридин и тому подобное, является выгодным. Эксперименты
также показали, что хорошие результаты достигаются при максимально длительном использовании
набухающих ванн с регенерацией с помощью соответствующих процессов (таких как концентрирование путем
выпаривания). Этот результат, очевидно, обусловлен тем, что побочные продукты процесса прядения, такие
как органические коллоиды, соли и тому подобное, которые постепенно накапливаются в набухающей ванне,
оказывают благоприятное воздействие на нить и способствуют, в частности, предотвращению слипания.
Важным моментом в данном процессе является то, что во время растяжения нить находится в сильно
набухшем состоянии, что представляет собой предварительную стадию полного растворения нити. Было
установлено, что только когда нить находится в таком состоянии, что она больше не имеет плотной оболочки,
а является пластичной, можно осуществить ее огранку путем растяжения без повреждения нити. В этом
жидком пластичном состоянии нить можно легко растянуть на 25, 40, 60 и в некоторых случаях на 100 % и
более. Огранка нити, проводимая описанным выше способом, дает 7-.
Особые преимущества. Нить укрепляется в результате обработки. Этот укрепляющий эффект становится
заметным даже при растяжении на 25 % и значительно усиливается по мере увеличения растяжения. 8.
Используя два описанных выше этапа, а именно набухание и растяжение, можно наиболее выгодно получить
особенно заметную степень осветления, если первоначально производится нить относительно тонкой
однорядной пряжи плотностью 85 нитей, около 0 денье или 1 шт. Если, например, нить плотностью 4 денье
однорядной пряжи прядут в первичной прядильной ванне, используя процесс в соответствии со
спецификацией патента 110 90.
166,931 При использовании 200 г серной кислоты на литр, эту нить можно легко вытянуть, скажем, до 2 денье
в последующей ванне с серной кислотой, используя процесс, описанный в настоящем изобретении, и аппарат
для механического растяжения, как описано выше.
Согласно указанному патенту, тонкость пряденого продукта, получаемого в предварительной прядильной
ванне, зависит от концентрации присутствующей кислоты. Чем выше эта концентрация, тем тоньше можно
прясть отдельные нити и тем легче впоследствии растянуть нить до максимальной степени тонкости в
соответствии с настоящим изобретением. По этим причинам наиболее выгодно работать таким образом,
чтобы избежать двухваночного процесса и позволить прядильному раствору поступать непосредственно в
ванну с высококонцентрированной кислотой для набухания. Таким образом, становится возможным с самого
начала процесса, согласно патенту № 166931, при осветлении нитей. Когда преимущества 115.
Благодаря сочетанию данного процесса и метода работы, описанного в вышеупомянутом патенте, становится
возможным производство самых тонких нитей.
Важность этой комбинации i 20.
Дело не только в том, что этим методом производства можно получить нити высочайшей тонкости, поскольку
также было замечено, что при таком способе осветления или истончения нитей 125:
В необычайной степени их качество одновременно заметно улучшается.
Учитывая тот факт, что «При изготовлении нити тоньше путем набухания и растяжения достигается лишь
определенное соотношение уменьшения толщины, 130 i aiblt& ii is riedu:gaiv ift the fnaanufactufe 6 f fi artificial
siifk to start with yairiis coinpd sd of comparatively thin single ilireads (est possible less than O denier).
Поскольку, как было обнаружено, осветление нити путем растяжения зависит от тщательного насыщения нити
набухающим веществом, то есть; Например, стронция, серная кислота, легко заметить, что тонкие нити
относительно легче растягивать. Степень улучшения чистоты нити также здесь задействована, поскольку она
также зависит от тщательного покрытия материала, что наиболее идеально происходит в случае
сравнительно тонких нитей с самого начала. С этого момента, следовательно, целесообразно работать с
тонкими нитями, то есть, скажем, тонкими тонкими нитями, такими, какие можно получить даже с обычными
соплами и выходными отверстиями сопел, используя сравнительно высококонцентрированные кислоты в
прядильной ванне в соответствии с вышеуказанной спецификацией, например, путем высокой концентрации
кислоты в комбинированной прядильной и набухающей ванне (70% серная кислота и тому подобное).
После того как нить будет достаточно растянута под действием набухающей среды, это действие необходимо
прекратить. Скорость, с которой должно быть достигнуто прекращение набухания, зависит от природы
используемой набухающей среды. Например, если использовалась серная кислота, то действие набухающей
кислоты должно быть прекращено не позднее момента, когда нить поступает на намоточное устройство,
иначе произойдет слипание нитей или даже полное разрушение изделия.
Если нити намотаны на катушку или барабан, оказалось целесообразным сбрызгивать катушку или барабан
водой или разбавленной кислотой или щелочью и позволять устройству, принимающему нить, вращаться в
этих жидкостях, чтобы с достаточной точностью и скоростью освободить все части нити от воздействия
сильной кислоты.
Если же, с другой стороны, нить собирается в центрифугах, то распыление осадка нити в прядильной емкости,
как правило, не дает желаемого результата. В таких обстоятельствах целесообразно разбавить кислоту,
наносимую на нить, до того, как она попадет в центрифугу.
В этих случаях оказалось особенно выгодно обрабатывать последний или один из последних
дифференциальных роликов описанным выше способом водой, указанным выше разбавителем или
разлагающими жидкостями.
Разбавление или разрушение сильной набухающей кислоты или конечного продукта также может быть
улучшено, если щелочные, нейтральные или кислотные промывочные ванны содержат вещества, которые
уже были описаны в качестве добавок к набухающей кислоте. 70 Нити, полученные описанным способом, в
конечном итоге промываются в хорошо известной воде и могут быть высушены и обработаны, оставаясь при
этом в растянутом состоянии. - ПРИМЕР 1.
Ac'rordifig toj the process described in the s' ecifidatioix of Letters Patent No.
135,205 Вискоза, содержащая 6% целлюлозы и 8% едкого натрия, обрабатывается таким образом; ее доводят
до точки солености 8 (это, скажем, капля рассматриваемой вискозы, которую опускают в 8%-ный раствор 6%
едкого натрия, но уже не в виде 8% раствора), а затем центрифугируют с помощью 85 металлических сопел
обычных размеров с отверстиями 0,1 мм в 70%-ной серной кислоте при температуре 90°C.
Образовавшаяся нить была вытянута на 70 см.
Ванна одновременно выполняет функции формовочной ванны и ванны для набухания нити. Нить, поднимаясь
из ванны, проходит вокруг двух валиков, первый из которых имеет периферийную скорость 28 метров в
минуту, а второй — 45 метров в минуту. Между ними нить растягивается на 600%. На втором валике нить
промывается мощной струей воды, а затем проходит вниз через известные направляющие воронки
прядильной машины в быстро вращающуюся центрифугу, где она собирается в виде жмыха известным
способом. Во время сбора нити жмых постоянно опрыскивается распылительной форсункой примерно
половиной литра воды в минуту. Полностью промытая нить, сформированная в моток, затем сушится под
натяжением и завершается обычным способом.
EXAMXP Ln 2.
Грубая вискоза, описанная в Примере 1, производится методом прядения, как описано в спецификации.
В соответствии с патентом № 166,93 л, нить проходит через 15 сопел из драгоценных металлов с отверстиями
диаметром 0,1 мм в осаждающую ванну, содержащую около 200 г серной кислоты на литр при температуре
около 400 °C. Через эту осаждающую ванну нить проходит на расстояние 30 см со скоростью, достаточной
для получения непосредственно в указанной ванне нити с единичным номером 3,5 денье. Затем нить
проходит через вторую ванну, состоящую из 680% серной кислоты, отклоняется вбок и проходит вокруг
растягивающего ролика, который вращается со скоростью, эквивалентной подаче 35 м нити на 130 283,4 К на
растягивающий и наматывающий ролик, вращающийся со скоростью 45 метров в минуту, который растягивает
нить на 50% и наматывает ее на Намотка на ролик сбрызгивается разбавленной серной кислотой (70%-ной,
примерно 5%) и во время сбрызгивания нити также погружается в сбрызгивающую жидкость. Затем нити
промываются на катушке и после этого обрабатываются обычным способом. 7. Нам известно содержание
спецификаций № 2641161, 274521 и 274690, и мы не претендуем ни на что из заявленного или описанного в
них.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_283482.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=283482&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB283482A
[]
ПАТЕНТНЫЙ СПЕЦИФИЧЕСКИЙ ТИТУЛЬ НА
Дата принятия Конвенции (Германия): 10 января 1927 г. 283,482 Дата применения (в Соединенном
Королевстве): 5 января 1928 г. № 387/28.
Полное принятие: 31 января 1929 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Производство азокрасителей.
Мы, компания DIURAND & IIUGUENIN A G, зарегистрированная в соответствии с законодательством
Швейцарии, базирующаяся в Базеле, Швейцария, настоящим заявляем о характере данного изобретения и о
способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Настоящее изобретение относится к производству ценных коричневых протравочных красителей путем
диазотирования аминоазосоединения общей формулы II H -N=N \ (где I представляет собой ароматическое
ядро i 5, в котором в орто-положении находятся гидроксильная и карбоксильная группы, а II — ароматическое
ядро, в котором, помимо аминогруппы, присутствует сульфоновая или карбоксильная группа) и обработки
полученного таким образом диазосоединения в щелочной или кислой среде при обычной или повышенной
температуре, в результате чего утрачивается его склонность к сочетанию.
При обработке такого диазосоединения карбонатом натрия, аммиаком или необходимой пропорцией
разбавленного раствора едкого натрия сначала образуется темно-синий раствор. Этот цвет быстро исчезает,
и в итоге получается коричневый раствор, из которого новый краситель может быть отделен подкислением
или высаливанием. Краситель теряет свои свойства связывания.
Рассматриваемые диазосоединения также могут быть преобразованы в новые коричневые протравители для
окрашивания путем кипячения диазосоединения в кислой среде.
0 Б. Биллоу (в «Berichte», том 44, страница 601 и далее) сообщает о наблюдении, что диазосоединение из
парааминобензола-азосалициловой кислоты приобретает интенсивный синий цвет при добавлении раствора
карбоната натрия, что этот синий цвет сохраняется в течение длительного времени на холоде, что при
пропускании углекислого газа через раствор цвет меняется с синего на желто-коричневый, и что
диазосоединение таким образом никоим образом не разрушается; не указано, какие вещества присутствуют в
этом синем растворе. Настоящее изобретение не следует изучать на основе публикации Биллоу.
Следующие примеры иллюстрируют изобретение, при этом детали указаны по весу:
ПРИМЕР I 5
337 Части 4-амино-2-сульфобензолазо-салициловой кислоты (полученной, например, путем взаимодействия
диазосоединения пара-нитранилин-орто-сульфоновой кислоты с салициловой кислотой и восстановления
нитрогруппы в моноазокрасителе) диазотируют обычным способом. Образовавшаяся коричневато-желтая
масса кристаллов представляет собой диазосоединение, которое фильтруют, а затем перемешивают с водой.
Затем смесь подщелачивают аммиаком и перемешивают при обычной температуре до тех пор, пока не
исчезнет темно-синий цвет и раствор не станет коричневым. Раствор подкисляют, а выпавший в осадок
краситель фильтруют и высушивают. Он растворяется в воде в виде свободной кислоты красителя, образуя
коричневый раствор.
При хромовой печати на хлопке получаются красновато-коричневые оттенки с хорошей стойкостью.
ПРИМЕР I II 75 Диазосоединение, использованное в Примере I, подкисляют соляной кислотой, а жидкость
кипятят до тех пор, пока образец перестанет давать синий цвет при добавлении аммиака. Полученный таким
образом краситель 80 фильтруют и сушат. При нанесении хромовой краски на хлопок получаются коричневые
оттенки, которые несколько более желтоватые, чем те, которые получаются с красителем, изготовленным
согласно Примеру I. ПРИМЕР III.
351 Части 4-амино-2-сульфобензолазо-мета-крезотиновой кислоты (полученной, например, путем
взаимодействия диазосоединения ацетил-пара-фиенилендиаминсульфоновой кислоты с мета-крезотиновой
кислотой и омыления ацетильной группы) диазотируют обычным способом. Диазосоединение фильтруют,
перемешивают с водой, и смесь подщелачивают добавлением аммиака. Все перемешивают при обычной
температуре до исчезновения темно-синего цвета и образования коричневого раствора. Краситель отделяют
добавлением кислоты. Он похож на краситель, полученный согласно Примеру -4 j 9 283,482 I. Однако при
хромовой печати он дает несколько более красноватый оттенок.
ПРИМЕР IV.
301 Части 4-амино-2-карбоксибензолазо-салициловой кислоты (полученной из азодиэфира диазотированной
антраниловой кислоты и салициловой кислоты путем нитрования и восстановления нитрогруппы)
диазотируются обычным способом.
Соединение фильтруют, перемешивают с водой, а смесь подщелачивают аммиаком. Раствор перемешивают
при обычной температуре до тех пор, пока темно-синий цвет не изменится на коричневый. Полученный таким
образом краситель, в отличие от продуктов, содержащих сульфоновую группу, малорастворим в виде
свободной красящей кислоты и должен быть выделен в виде щелочных солей. При печати хромом он дает
коричневые оттенки, которые более желтоватые, чем те, которые получены с продуктом, изготовленным по
Примеру I.
В примерах I, III и IV вместо аммиака можно использовать карбонат натрия или соответствующую пропорцию
разбавленного раствора едкого натрия.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_283483.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=283483&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB283483A
[]
Полная спецификация.
Усовершенствования в области электросварки и связанные с ней аспекты.
Мы, компания THE-BRITISH T130DISON-HOUSTON COMPANY, LIMITED, британская компания с
зарегистрированным офисом по адресу: Crown House, Aldwych, London, W. C. 2 (правопреемники Питера
Попова Александра, проживающего по адресу: 79, Rock Way Avenue, Marblehead, County of Essex, State of
Massachusetts, United States of America, гражданина Соединенных Штатов Америки), настоящим заявляем о
характере данного изобретения и способе его осуществления, которые будут подробно описаны и
установлены в следующем заявлении: Данное изобретение относится к электродуговой сварке и, в частности,
к сварке металлических швов в присутствии углеводородов, предпочтительно в виде газа или смеси
соединений, которые в присутствии дуги выделяют углерод и позволяют получать качественные сварные швы
с высокой прочностью на растяжение.
При сварке определенных видов материалов, например, литых сталей, желательно наносить в сварной шов
достаточное количество углерода, чтобы придать металлу характеристики, аналогичные характеристикам
основного металла.
Таким образом, иногда возникает необходимость сформировать сварной шов, в котором содержание
углерода может достигать 2-3 процентов и более. Сварка специальными высокоуглеродистыми электродами
затруднительна, а там, где желательны наплавленные слои с высоким содержанием углерода, содержание
углерода в электроде настолько велико, что дуга становится очень нестабильной. Кроме того, сложность
процесса усложняется тем, что в ходе сварки выгорает определенное количество углерода, что требует
использования сварочного прутка с гораздо более высоким содержанием углерода, чем это потребовалось бы
для получения сварного шва с желаемым содержанием углерода.
Например, для введения в сварной шов от 2 до 3 процентов углерода необходим сварочный пруток с
содержанием углерода от 5 до 6 процентов.
Мы обнаружили, что при использовании обычного низкоуглеродистого металлического электрода можно
ввести необходимое количество углерода в сварной шов путем разложения в дуге углеводородного
соединения, которое высвободит свободный углерод и обеспечит известную защитную оболочку вокруг дуги.
Количество выделяющегося углерода можно легко контролировать, регулируя количество и свойства
углеводородного соединения, вводимого в дугу с этой целью. Мы обнаружили, что пропан особенно полезен.
Пропан — это химическое соединение углерода и водорода с формулой VH3CHyCHg.
В сварочной дуге это соединение распадается на составляющие его элементы: углерод и водород, при этом
углерод в основном осаждается в сварочном шве, а водород образует защитную оболочку вокруг дуги.
Определенное количество углерода и водорода окисляется кислородом воздуха на внешней границе
защитной газовой оболочки вокруг дуги, образуя водяной пар и углекислый газ. При таком способе подачи
углерода можно использовать сварочный пруток с низким содержанием углерода, который плавится очень
плавно и обеспечивает прочный сварной шов без пор, поскольку было установлено, что стабильная дуга
является важным фактором для получения качественных непористых сварных швов.
Осажденный углерод оказывает дополнительное воздействие, которое лучше всего можно понять из
следующих соображений. Расплавленная сталь в кратере дуги поглощает большое количество газов,
окружающих дугу.
Все газы в той или иной степени растворимы в расплавленной стали. При температуре кипения металлы
практически не содержат растворенных газов, но по мере снижения температуры растворимость сначала
быстро возрастает до максимума, а затем уменьшается до точки замерзания, где в момент перехода из
жидкого состояния в твердое растворимость резко падает. В результате этого резкого изменения
растворимости во время замерзания металла в его массе выделяются очень большие объемы газов, которые,
если им не дать выйти, задерживаются и образуют многочисленные поры в металле.
При сварке железа на воздухе на поверхности расплавленного металла автоматически образуется оксид
железа, который при своем образовании выделяет большое количество тепла, поглощаемого верхним слоем
свариваемого металла. Этого дополнительного тепла достаточно, чтобы замедлить замерзание этого слоя и
помочь поддерживать поверхность в расплавленном состоянии до тех пор, пока остальная часть сварного
шва не перейдет в твердое состояние. Эта свободная поверхность позволяет растворенным газам свободно
выходить из сварного шва, практически исключая образование газовых протечек.
Однако, если требуется получить сварной шов с высокой пластичностью, необходимо предотвратить
попадание кислорода в зону сварного шва. Было предложено проводить сварку в водородной атмосфере, как
описано в описании нашего патента № 245 090. В этом случае реакция окисления полностью подавляется, а
затвердевание поверхностного слоя замедляется прямым излучением от более мощного ядра дуги,
характерным для водородной дуги. Выделение газа также облегчается за счет увеличения скорости
осаждения металла, что поддерживает поверхность кратера в состоянии механического перемешивания.
Одной из целей настоящего изобретения является дальнейшее облегчение выделения газов из металла за
счет присутствия углерода, который осаждается на поверхности кратера, насыщая верхний слой металла и
тем самым понижая его температуру замерзания, а также обеспечивая наличие свободного углерода, который
может соединяться с любым водородом, присутствующим в металле, образуя водородоуглеродное
соединение с выделением определенного количества энергии, сравнимого с энергией, выделяемой при
сварке на воздухе при образовании оксида железа. Таким образом, за счет добавления углерода объем
выходящего газа уменьшается, и добавляется определенное количество дополнительной энергии, что
предотвращает охлаждение поверхности кратера и образование газовых пузырьков, которые могли бы
привести к образованию пористого сварного шва.
Как отмечалось выше, пропан диссоциирует под воздействием сильного нагрева на составляющие его
элементы: углерод и водород.
Таким образом, в месте сварки всегда присутствует определенное количество водорода, которое обеспечит
благоприятные результаты, создаваемые водородсодержащей атмосферой, описанной выше в патенте №
245090. Если окажется целесообразным уменьшить количество углерода, откладывающегося при
диссоциации пропана или другого подходящего соединения, можно разбавить активное вещество или
уменьшить количество вещества, подаваемого в дугу. Если, например, необходимо поддерживать защитную
атмосферу вокруг дуги и расплавленных участков сварного шва и одновременно вводить в дугу ограниченное
количество углеродсодержащего соединения, то в дугу может подаваться смесь защитного вещества и
углеродсодержащего вещества. В соответствии с данным изобретением мы использовали водород для
разбавления пропана при формировании сварного шва, сохраняя при этом защитную атмосферу вокруг дуги и
расплавленных участков изделия.
Применение данного изобретения станет понятным из приведенного ниже описания в сочетании с
прилагаемым чертежом.
На чертеже фиг. 1 схематически представлено изобретение в применении к ручной сварке, а фиг. 2 —
изобретение в применении к полуавтоматической сварке.
На рис. 1 схематически показана одна из схем для ручной сварки в газовой атмосфере водорода и пропана.
Электрод 1, который может представлять собой обычный низкоуглеродистый металлический электрод,
показан подключенным к одной стороне соответствующего источника питания через реактор 2 и резистор 3.
Устройство, изображенное на паре пластин 4 и 5, соединено с другой стороной источника питания
проводником 7. Электрод устанавливается и удерживается подходящим держателем 6, приспособленным для
манипулирования с целью создания и поддержания зазора между электродом и обрабатываемой деталью во
время сварочных работ. Для упрощения рисунка источник питания y- не показан, но это может быть
постоянный источник напряжения, где используется последовательный стабилизирующий резистор,
например, 3. Однако источником может быть генератор с регулируемым напряжением, способный подавать
напряжение без использования стабилизирующего резистора. На рисунке показан капюшон 8 из подходящего
материала, закрывающий изделие.
Удовлетворительным является асбестовый колпак или металлический колпак, покрытый асбестом или
подобным материалом и имеющий в нем отверстие. Защитный кожух может быть сравнительно небольшим и
закрывать лишь часть рабочей зоны. Его назначение — исключить попадание атмосферного воздуха в зону
обработки и расплавленные участки изделия, а также поддерживать желаемую газовую оболочку вокруг зоны
обработки и изделия. Верхняя часть кожуха открыта и достаточно велика лишь для того, чтобы оператор мог
легко манипулировать электродом. Газообразная среда подается в вытяжной колпак по трубопроводу 9 из
газовых емкостей 10 и 11, одна из которых, согласно настоящему изобретению, содержит пропан, а другая
может содержать водород. Для регулирования подачи газов в емкость 8 предусмотрен клапан 1, а для
регулирования состава газовой смеси с целью создания необходимой атмосферы внутри емкости
предусмотрены соответствующие средства, показанные на рисунке клапанами 13 и 14. Для сварки в смесях
пропана и водорода клапаны 13 и 14 будут соответствующим образом отрегулированы, и, если потребуется
сварка в чистом пропане или чистом водороде, подача другого газа может быть перекрыта путем закрытия
соответствующего клапана. Очевидно, что наше изобретение никоим образом не ограничивается описанным
конкретным устройством.
На фиг. 2 показано применение изобретения к полуавтоматическим сварочным аппаратам, которые могут
быть, например, типа, описанного в патентной заявке № 184141. В аппаратах этого типа предусмотрены
средства для автоматической подачи электрода к заготовке с целью поддержания дуги. Поскольку такие
средства не являются существенной частью настоящего изобретения, они не показаны на рисунке.
На рисунке показано сопло 15 для подачи электрода и отвода газа, через которое электрод 16 может быть
подведен к обрабатываемому изделию соответствующим образом. Насадка содержит или имеет связанный с
ней канал, предназначенный для соединения с подачей газа через трубопровод 18.
Этот трубопровод может представлять собой гибкий шланг. Может быть использована подходящая
конструкция, которая обеспечивает желаемую газовую оболочку вокруг дуги и обрабатываемого участка.
Электрод может направляться к инструменту через гибкую направляющую трубку 20, в которую может быть
встроен сварочный провод.
При желании детали 20 и 18 могут быть объединены в литавровую конструкцию. Изогнутая деталь 19 может
представлять собой небольшую трубку из латуни или подобного материала, через которую подается электрод
и с которой он обеспечивает хороший контакт при движении по изгибу.
Деталь 17 представляет собой продолжение трубопровода 18 и может представлять собой либо небольшой
отрезок трубы, либо отрезок гибкого шланга, который может быть прикреплен к трубе 1. 9.
Ввиду представленного на фиг. 2 подходящего средства для полуавтоматической дуговой сварки,
представляется необходимым показать и описать наше изобретение в полностью автоматической машине,
где электрод автоматически подается к заготовке для компенсации его расхода, и предусмотрены
автоматические средства для обеспечения относительного перемещения между электродом и заготовкой
вдоль линии свариваемого соединения.
Однодюймовая пластина из литой стали, сваренная в атмосфере, содержащей 85% водорода и 15% пропана,
проволокой, показавшей при анализе содержание углерода 0,16%, с образованием нескольких валиков в
V-образном углублении, сформированном подготовленными кромками пластины, которая впоследствии была
уменьшена ковкой до 4 дюймов, и из которой были вырезаны испытательные образцы, дала следующие
результаты: Испытательный образец. Предел текучести при растяжении.
Фунты на квадратный дюйм. Фунты на квадратный дюйм.
Д 61. 625 83. 750 Е 63. 310 85. 560 Удлинение в процентах. Уменьшение площади в Примечаниях. на два
дюйма, в процентах.
23.550.
01
. Сломался сварной шов.
18.5 31. 48 Сломался сварной шов.
Анализ содержания углерода в пластинах и сварном шве показал: Пластина - 27 из 1 процента.
Сварочный металл - 23 из 1 процента.
Представленные здесь варианты осуществления изобретения выбраны с целью наглядного изложения
задействованных принципов. Однако очевидно, что изобретение может быть модифицировано для
соответствия различным условиям, встречающимся при его использовании.
Например, для контроля количества углерода, вводимого в описанном выше процессе, в качестве
разбавителя может быть добавлен углекислый газ. Уже было предложено сваривать в смесях диоксида
углерода и пропана, причем эти газы присутствуют в подходящих пропорциях, чтобы при диссоциации и
рекомбинации в присутствии этих газов образовывалась газовая смесь монооксида углерода и водорода, как
описано в патентной заявке № 272 067 на электросварку, но настоящее изобретение отличается от этого
изобретения тем, что требует такого количества пропана, которое обеспечивало бы образование осадка
углерода в свариваемом металле для достижения вышеизложенных целей. Мы также обнаружили, что азот
можно использовать с пропаном, если пропан присутствует в достаточном количестве, чтобы при
диссоциации образовывалось такое количество водорода, которое настолько близко к следам кислорода,
присутствующим в расплавленной и твердой частях металла, что вредное воздействие азота в присутствии
кислорода нейтрализуется.
Если, например, используется смесь, состоящая из 95% азота и 5% пропана, то полученные результаты
практически идентичны результатам сварки в смеси, состоящей из 20% водорода и 80% азота, с
дополнительным эффектом, достигаемым за счет добавления осажденного углерода, поскольку каждая
молекула пропана при диссоциации образует 4 молекулы водорода и одновременно выделяет свободный
углерод в соответствии с настоящим изобретением. Сварка в смесях азота и водорода описана в описании
нашего патента № 257 955. Специалистам в данной области, безусловно, очевидно, что вместо пропана
можно использовать другие подходящие вещества. Например, может использоваться природный газ или
любой углеводород, который после испарения разлагается в дуге, если он еще не находится в газообразном
состоянии, образуя защитную оболочку из линона для дуги с выделением свободного углерода.
Может возникнуть необходимость ввести в сварной шов другие элементы, и для этой цели можно
использовать композитные сварочные прутки или соответствующее количество легирующих металлов,
помещенных в подготовленный шов перед сваркой.
Соседние файлы в папке патенты