Способ электродуговой наплавки

Способ электродуговой наплавки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к сварке и может быть использовано при электродуговой наплавке лежачим электродом для восстановления узких изношенных поверхностей. Цель изобретения - повышение качества и производительности наплавки. Наплавку узких поверхностей деталей выполняют лежачим электродом с применением формирующей подкладки, лежачий электрод располагают вдоль наплавляемой поверхности , устанавливая угол между поверхностью и широкой плоскостью электрода равным а (0,6 - 0,8 )К( бэл + 3)/2, где К - коэффициент пропорциональности, равный 2-4 град/мм; дэп-толщина электрода, мм. Ширину электрода определяют как 5Эл (0,6 - 0,8)(SKp + 15) . где Зкр - ширина обрабатываемой поверхности, мм. Место расположения электрода определяют из сооотношений а (0,4 - 0,6) -(2 бэл + 9)/3, Ь а + 0,3 5эл , где а - наименьшее расстояние электрода от поверхности, мм; b - наименьшее расстояние электрода от подкладки. При наплавке длинных поверхностей используют два лежачих электрода, i при малой длине поверхности - один электрод. В качестве дополнительного присадочного материала используют металлическую : крупку или пластину, 1 табл , 3 ил С/ с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (и)з В 23 К 9/04 // В 23 К 101:34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР 19 qqlgp 5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4690535/27 (22) 21.03.89 (46) 15.12,91. Бюл. ¹ 46 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по монтажным и специальным строительным работам (72) И.М. Ивочкин, Л,М. Кононогов, В.П. Лялякин и Г.П. Мицын (53) 691,721.92 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 556909, кл. В 23 К 9/04, 1977. (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ НАПЛАВКИ (57) Изобретение относится к сварке и может быть использовано при электродуговой наплавке лежачим электродом для восстановления узких изношенных поверхностей, Цель изобретения — повышение качества и производительности наплавки. Наплавку узких поверхностей деталей выполняют лежачим электродом с применением формирующей подкладки, лежачий электрод

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано для наплавки узких поверхностей.

Цель изобретения — повышение качества и производительности наплавки.

На фиг. 1 изображена схема наплавки; на фиг, 2 — разрез А — А на фиг. 1 (схема расположения электрода с металлической крупкой в качестве присадочного материа- . ла); на фиг, 3 — то же (схема расположения электрода с пластиной в качестве присадочного материала).

Наплавку узких поверхностей деталей производят лежачим электродом с примене„„5U 1697994 A l располагают вдоль наплавляемой поверхности, устанавливая угол между поверхностью и широкой плоскостью электрода равным а= (0,6 — 0,8)К(д» + 3)/2, где К— коэффициент пропорциональности, равный

2 — 4 град/мм; ä» вЂ” толщина электрода, мм.

Ширину электрода определяют как S» = (0,6

0,8)(Якр + 15) . где Я„р — ширина обрабатываемой поверхности, мм, Место расположения электрода определяют из сооотношений а =(0,4 — 0,6) ° (2 д» + 9)/3, о=

= а + 0,3 дэп, где а — наименьшее расстояние электрода от поверхности, мм; b — наименьшее расстояние электрода от подкладки. При наплавке длинных поверхностей используют два лежачих электрода, при малой длине поверхности — один электрод. В качестве дополнительного присадочного материала используют металлическую крупку или пластину, 1 табл., 3 ил, нием формирующей подкладки. Лежачий электрод располагают вдоль наплавляемой поверхности под углом а к ней а=К (1) где К вЂ” коэффициент пропорциональности, равный 2 — 4 град/мм;

ä» вЂ” толщина электрода, мм; при этом ширину электрода определяют из соотношения

$3л =(0,6 — 0.@Икр + 15), (2) где Икр — ширина обрабатываемой поверхности, мм, 1697994

15

30

40

55 а место расположения электрода определяют из соотношения; а = 0.4 — 0,6) (" ), (3)

b = а + 0,3 дэл, (4) где а — наименьшее расстояние электрода от поверхности, мм, Ь вЂ” наименьшее расстояние электрода от формирующей подкладки, мм.

Повышение качества достигают за счет .расположения электрода под углом к наплавляемой поверхности и на определенном расстоянии от нее и формирующей площадки, что обеспечивает равномерное проплавление по всей поверхности, так как дуга между электродом и наплавляемой поверхностью горит в средней части этой поверхности. Увеличения производительНости достигают за счет обеспечения возможности оператору обслужить несколько г остов при данном способе наплавки, Способ осуществляют следующим образом. Подлежащее наплавке изделие 1 устанавливают на формирующую подкладку 2 так, чтобы его наплавляемая поверхность 3 была расположена в вертикальной плоскости, Наплавка может выполняться одним или двумя пластинчатыми электродами 4.

Пластинчатые электроды 4 одним концом закрепляют в электрододержателях 5, при этом широкую плоскость электрода 4 располагают под углом а к наплавляемой поверхности 3 изделия 1.

Геометрические параметры а,дэл, а, Ь, Определяющие расположение электрода и его размер, определяют из уравнений 1 — 4.

Электроды 4 изолируют от изделия 1 и формирующей подложки 2 по всей длине, за исключением участка 6 в конце электродов

4, слоем сварочного флюса 7. Далее на сварочный флюс 7 по всей длине электрода 4, включая участок 6, укладывают дополнительный присадочный материал 8 в виде металлического порошка, крупки, прутков или пластин, все засыпают слоем сварочного флюса 7, Для наибольшей эффективности использования тепла дуги количество дополнительного присадочного, материала (GRn) берут от количества расплавляемой массй электродного материала (G3n) в соотношении

= 1,0 — 2,0 (100 % — 200,% ) эп

К электрвдодержателям 5 и изделию 1 подключают тоководы. При включении источника питания возбуждается электрическая дуга между концами электродов 4 на участке 6 и изделием 1 благодаря отсутствию в этом месте сварочного флюса 7 и наличию дополнительного присадочного материала (порошкового металла). Сварка ведется в противоположных направлениях от участка 6 в сторону электрододержателей

5. При небольшой длине наплавляемой поверхности используют один электрод, В этом случае свободный конец электрода 4 замыкают присадочным материалом (в виде металлического порошка, крупки) с изделием 1. Ширина электрода 4 (S>n) берется больше ширины наплавляемой поверхности 3 ($кр) с тем, чтобы обеспечить контакт (соприкосновение) дополнительного присадочного материала 8 с поверхностью электрода 4 и в то же время исключить замыкание его с изделием 1.

Расположение пластинчатого электрода 4 под углом к наплавляемой поверхности

3 изделия 1 вызывает горение дуги между электродом 4 и наплавляемой поверхностью 3 в средней части последней, что обеспечивает равномерное проплавление по всей наплавляемой поверхности 3. Этого не происходит в случае параллельного расположения пластинчатого (ленточного) электрода относительно плоскости наплавляемой поверхности 3.

При увеличении угла наклона электрода

4 верхняя часть электрода 4 удаляется от наплавляемой поверхности 3 и активное пятно дуги больше локализуется в нижней части электрода 4. При этом уменьшается величина сварочного тока при всех прочих равных периметрах наплавки и глубина проплавления верхней части кромки. Уменьшение глубины проплавления изделия 1 снижает разбавление наплавленного металла основным металлом

Расстояния а и Ь (Ь всегда больше а) от изделия 1 и формирующей подкладки 2 обеспечивает проплавление нижней части йаплавленной поверхности 3 и исключает воэможность горения дуги между электродом 4 и формирующей подкладкой 2

Экспериментально в лабораторных условиях установлены предельные значения .числовых коэффициентов зависимостей, определяющих величины угла а ширины Ь,„ расстояний а, и Ь, при которых обеспечивается стабильность процесса наплавки, наибольшая производительность, высокое качество наплавки и минимальный расход электроэнергии (см, таблицу).

Если San.< 0,6(Якр + 15), выступающая часть электрода над изделием мало контактирует с дополнительным присадочным материалом, что и риводит к неполному

1697994 расплавлению дополнительного присадочного материала.

Если S» > 0,8(Икр+ 15), происходит неполное расплавление электрода и дополнительного присадочного материала.

Ьл +3

Еслиа (2 (2 ),плоскостьллектрода больше приближается к наплавляемой поверхности, Это приводит к увеличению сварочного тока, большему проплавлению верхних участков наплавляемого торца детали, нерациональным потерям тепла дуги на излишнее расплавление основного металла. эл +3

Если а р4 2 -, плоскость электрода значительно удаляется от наплавляемой плоскости, дуга локализуется и горит в основном в нижней части кромки изделия, что приводит к существенному уменьшению сварочного тока, снижению производительности наплавки и несплавлениям наплэвленного валика с изделием.

При а < 0,4 не обеспечи2дэл+91 вается стабильность процесса наплавки: неустойчиво горит дуга, что приводит к значительным колебаниям тока в напряжение.

При а >06 снижение сварочного тока приводит не только к уменьшению производительности, но и несплавлениям в нижней части наплавляемой кромки.

Г1ри Ь < а + 0,3 ä» происходит горение дуги между электродом и подложкой, приводящее к выходу из строя последней, а при

Ь > а + 0,3 Вэл электрод удаляется от нижней кромки наплавляемой поверхности на такое расстояние, при котором она не проплавляется и образуются несплавления.

Примеры выполнения наплавки торцовой поверхности для различных значений а,S»,à, b, Выполнялись наплавки торцовой поверхности пластин из стали Ст.3 толщиной

10 мм, длина.наплавляемой кромки 300 мм, высота наплавки 15 мм. Электроды из Ст. 3.

Дополнительная присадка — крупка, рубленная из сварочной проволоки Св-08Г2С диаметром 1,2 мм, флюс AH-348A.

С учетом площади сечения наплавленного валика (F< = 150 мм ) и выбора рацио2 нального количества дополнительного присадочного материала площадь сечения л г электрода (F ) должна быть F3 = 80-50 мм .

ИСХОДЯ ИЗ УСЛОВИЯ, ЧтО Яэл =(0,6 - 0,@Икр+

+ 15), выбирают толщину электрода д,л

5 =3 0мм.

Результаты экспериментов представлены в таблице.

Пример наплавки изделия. Наплавляли

10 грунтозацеп башмака гусеничного трактора

Т-130. Высота износа 15 мм, ширина наплавляемой кромки 12 мм, площадь сечения . наплавки =" 160 мм . Башмак устанавливали тэк, чтобы грунтозацеп располагался на гру15 зовой подложке.

Электроды из стали Ст. 3 шириной S» =

=25 мм, толщиной дл = 3,0 мм. Два электрода выставляли относительно наплавляемой поверхности на расстоянии а = 2,5- 3,0 мм

20 (от наплавляемой кромки), b = 4,0 (от подложки) и угол а = 15О, а затем их закрепляли в электрододержателях. На подложку вдоль электродов насыпали небольшой слой сварочного флюса, а вдоль электродов была

25 уложена (насыпана) дополнительная присадка — крупка рубленая. Качество наплавки хорошее.

Способ позволяет получать качественные изделия с высокой производительно30 стью процесса.

Формула изобретения

Способ электродуговой наплавки узких поверхностей изделия, при котором наплавку ведут ленточным электродом с формиру35 ющей подкладкой, отличающийся тем, что, с целью повышения качества и производительности наплавки, электрод устанавливают неподвижно вдоль наплавляемой поверхности под углом а к ней, определяе40 д»+3 мым из выражения а = К где К—

2 коэффициент пропорциональности, равный

2 — 4 град/мм, дэл — толщина электрода, мм, ширину электрода определяют в соответст45 вии с выражением

Яэл = (0,6 —. 0,8)(Якр + 15), мм, где Икр — ширина наплавляемой поверхности, мм, при этом наименьшее расстояние электрода от наплавляемой поверхности выбирают из условия а =(04 — 06) " —,мм, а наименьшее расстояние электрода от подкладки Ь определяют как

b = а + 0,3 дэл,мм.

1697994

И 11 Вначение величин а, Ь, Б „,»( пп

Примечание

1,2 S „ 0,6(S»p + 15) - 17 мм

2.1 М К "— --"" " град! Вал +ч}

Величина тока выше оптимального значения и приводит к нагреву электрода. Верхняя часть кромки расплавляется на большую глубину где К 2"4 град/мм

„, и4 .3}..„„д

1 Йвл +3)

М ""---"--"- 3 град

2 (4<+8} з 2 ------ - 6 град

2 (6>л+ 1} о 4 ---- "- 12 град

2.2

Количество наплавки хорошее

2 ° 3

Качество хорошее, расплавление кромки равномерное по глубине

2.4,К:у 4 "---- "- град 6эл+)}

Из-за большого удаления электрода от верхней части кромки снижается величина сварочного тока и производительность, трудно располагать дополнительную присадку по обеим сторонам электрода а(= 5 ----- 15 град

3 Дпя 8 „, Оь >Ь вЂ” числовые значения

3.1 а (0,4 - +- }-,мм (26ы+2} а 0 3 ---- "- 1 5 мм

Э

3.2 а 0 4----- — 2 Омм (26>л +y}

3.3 а 0 6 -----"} 3 0 мм (26лл +о}

3 . 3.4 à 7 0 6 -- -- (26 + 1

3 коэффициентов в установленных пределах

Из-за малого расстояния между электродом и изделием приводит к увеличению тока и нестабильности процесса наплавки

Качество наплавки хорошее

Качество наплавки хорошее

Имеются участки несплавления нижней части кромки а - 0 7 (---- -" -3 5 мм

26л;,+о}

1. Для а, Ь, щ,- числовые значения коэффициентов в установленных пределах

1 ° 1 Бал 0,6(8кр+ 1Я,мм Выступающая часть электрода над иэделием

° > Л ° > мала и не обеспечивается должный контакт

>Э18кp Э с дополнительной присадкой и неполностью расплавляется ДИП формирование наплавленного валика хорошее, соответствует расчетной величине

1.3 .Бл„ 0,8(8 »р +15) 24 мм Количество наплавки хорошее, величина наплавленного валика расчетная

1.4 8 „) 0,8(S,p +15) > >>. > Неполностью расплавляется электрод и дополнительная присадка. формирование наплавленного валика неудовлетворительное

2. Для Б л а>Ь - " числовые значения коэффициентов в установленных пределах

1б97994

А-А

А-A.

Фиг, 2

Составитель С.Мезенцева

Техред М.Моргентал Корректор Т,Палий

Редактор Н,Горват

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4353 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5