Способ электродуговой сварки чугуна

Способ электродуговой сварки чугуна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: все отрасли машиностроения . Сущность изобретения: предварительный подогрев детали, разделка и наплавка на свариваемые кромки выполняется дугой плавящегося электрода. Разделку кромок толщиной от 1 до 10 мм осуществляют со скоростью V 150/(3,, где V- скорость перемещения дуги, мм/с; 6- толщина деталей, и остановками, длительность которых вдвое превышает длительность периодов горения дуги. Подогрев детали, разделку и наплавку кромок присадочным металлом выполняют на токе, превышающем ток сварки на величину от 30 до 50%,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 К 9/14, 9/173

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) « « ""««" Ь оЫп

j! .«3 ) !. Й,г":;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4789982/08 (22) 14.12.89 (46) 23.04.93. Бюл. ¹ 15 (76) В,П,Козлов и Л.Г,Бабиков (56) Сварка в машиностроении,/Под ред, А.И.Акулова. М„Машиностроение, т.2, 1978, с.369.

Сварка в машиностроении./Под ред, А.И.Акулова, М,; Машиностроение, т.2, 1978, с.371 — 373, (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКИ

ЧУГУНА (57) Использование. все отрасли машиностроения. Сущность изобретения: предвао

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано в различных областях народного хозяйства.

Целью изобретения является повышение качества сварного соединения.

Способ осуществляют следующим образом.

Процесс начинают с предварительного подогрева деталей, который проводят дугой плавящегося электрода чередованием периодов горения дуги и пауз для распределения тепла по металлу деталей,за счет его теплопроводности, причем конец электрода с горящейдугой в первые периоды ее горения перемещают быстро (присадочный материал образует пыль на деталях) для того, чтобы тепловложение было минимальным. Паузы имеют продолжительность примерно вдвое больше периода горения дуги для распределения тепла в зоны, отдаленные от зоны шва, Следующие проходы дугой проводят

I. Ы „, 1811458A3.рительный подогрев детали, разделка и наплавка на свариваемые кромки выполняется дугой плавящегося электрода, Разделку кромок толщиной от 1 до 10 мм осуществля- ют со скоростью V 150/д „V — скорость перемещения дуги, мм/с; д — толщина деталей, и остановками, длительность которых вдвое превышает длительность периодов горения дуги. Подогрев детали, разделку и наплавку кромок присадочным металлом выполняют на токе, превышающем ток сварки на величину от 30 до

50% медленнее (присадочн ый мате риал остается на деталях в виде застывших капель и пристающих наплавленных участков) также с паузами. Дальнейшие проходы проводят еще медленнее(с проплавлением ранее наплавленного присадочного материала) также с паузами. Наконец, после разогрева кромок до нужной температуры и деталей до температуры, исключающей возможность образования в зоне шва трещин и зон отбелэ, проводят электродуговую разделку кромок выплавкой основного металла до нужных конфигураций и размеров. Для обеспечения беспрепятственного удаления расплавленного металла детали устанавливают таким образом, чтобы свариваемые кромки находились вертикально, наклонно или обеспечивали вытекание расплавленного металла сквозным проплавлением или в зазор между деталями. Разделка кромок в предлагаемом решении является продолжением и поддержанием подогрева деталей в

1811458 зоне шва для успешного проведения последующих операций.

Подготовку разделанных и разогретых кромок к сварке проводят несколькими проходами конца электрода с горящей дугой (далее проходами дуги) вдоль кромок сверху вниз, при этом обеспечивают свободное стекание расплавленного металла за пределы кромок, с каждым разом обновляя металл в матрице кромок до образования переходного слоя, обеспечивающего хорошую свариваемость и состоящего практически из присадочного металла, При этом размеры и конфигурация кромок существенно не изменяются, т.е, по крайней мере, ничего не предпринимается, чтобы их изменить. Поведение металла в расплавленной ванночке контролируют визуально и добиваются прекращения кипения металла, которое наблюдается в присутствии вредных примесей, мешающих хорошему свариванию. Вредные примеси удаляются из переходного слоя вместе с выплавляемым (заменяемым) металлом. Процесс подготовки кромок можно назвать промывкой, так как в каждом новом проходе в момент сплавления происходит сильное разбавление содержания примесей, а удаление части металла с примесями и поступление металла без примесей обеспечивают чистоту кромок. Толщина переходного слоя составляет, как правило, 2-4 мм и определяется глубиной проплавления металла s перемещающейся ванночке в зоне горения дуги.

Основным фактором, определяющим получение положительных результатов (отсутствие трещин и зон отбела) при подогреве дугой, является скорость перемещения дуги. Она зависит от толщины свариваемых или восстанавливаемых деталей и, как указывалось выше, от стадии нагрева. Для толщины деталей от 1 до 10 мм во время подготовки кромок скорость перемещения дуги выражается приближенной формулой:

v, 150 где V — скорость перемещения дуги, мм/с; д — толщина детали в зоне сварки, мм, Подготовительные операции (предварительный подогрев, разделку и промывку кромок) проводят г. величиной сварочного тока, на 30 — 50% превышающей номинальную. Меньший ток не обеспечивает стабильного горения дуги при быстрых перемещениях, а превышение более 50% приводит к разрушению обмазки электрода и большому разбрызгиванию расплавленной ванночки.

Пример.

Сваривали две пластины из. чугуна (150x100x15 мм). Их установили на крупной решетке. наклонно с опорой на стенку, Использовали источник постоянного сварочного тока с электродами УОНИ диаметром 4 мм, Подогрев, разделку кромок и их промывку вели при токе 250 А, сварку — током 180

А. Подогрев начинали быстрым, за 1 — 2 с

15 (скорость 75 — 150 мм/с) проходом дуги плавящегося электрода вдоль будущих кромок.

Через 2 — 4 с эту операцию повторили, но время прохода было 3 — 4 с (скорость 40 — 50

MM/с). После паузы 6 — 8 с снова проходы со скоростью 30 — 40 мм/с и еще один цикл с такими же параметрами. В следующем проходе скорость перемещения дуги задавали равной 15 мм/с, при этом кромки оплавлялись. В 2-3 прохода дуги задавали конфигурацию и размеры кромок. После этого приступали к промывке кромок, которую проводили со скоростью 30-40 мм/с, давая стекать металлу, оплавляемому с кромок, и

20 тут же наплавляя присадочный материал

При этом наблюдали поведение ванночки, как она кипит и сплавляется с основным металлом. Промывку проводили до достижения плотной структуры в границах кромок, хорошей смачиваемости ванночки

35 расплава с основным металлом и прекращения кипения металла в ней, то есть до создания в пределах кромок состава металла, близкого к хорошо свариваемой низко-углеродистой стали. Затем ток снизили до 180 А и провели заполнение подготовленных кромок присадочным материалом. Получили шов, который при испытаниях показал прочность, не уступающую основному металлу,, герметичный и обрабатываемый средства40 ми, обычными для обработки сварных швов на стальных изделиях.

Способ позволяет получить надежное сварное соединение деталей из чугуна (уст45 ранение дефектов изделий) с характеристиками прочности, не. уступающими основному металлу, При этом шов доступен механической обработке обычными способами. Поскольку переходный слой и наплав50 ляемый металл представляет собой хорошо свариваемую сталь, открываются небывалые возможности сварки чугуна со сталью, что обещает новые перспективы в технике и технологии, 55 Применение вовсем процессе только низкоуглеродистых стальных материалов делает излишним использование в качестве присадочных материалов дефицитных и дорогостоящих цветных и редкоземельных металлов, а также порошковых проволок.

1811458

Составитель В.Кулик

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Куль

Редактор Г.Бельская

Заказ 1459 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагаринэ, 101

Формула изобретения

Способ электродуговой сварки чугуна, включающий предварительный подогрев, а также разделку кромок и сварку плавящимся электродом, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварных соединений толщиной от 1 до 15 мм путем исключения образования ледебурита и цементита, предварительный подогрев осуществляют дугой плавящегося электрода, при этом подогрев и разделку кромок выполняют с периодическим горением дуги со скоростью не менее 15 мм/c и длительностью пауз. вдвое превышающей длительности пе5 риодов горения дуги, после разделки кромок производят оплавление кромок с удалением расплавленного металла, причем подогрев, разделку и оплавление кромок выполняют на токе, превышающем ток

10 сварки на величину от 30 до 50 Д,