Способ электрошлаковой сварки и наплавки

 

И58УО

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Кл. 21h, 30/10

Заявлено 07.И1,1958 (№ 603178/25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано ЗОЛ!1.1966. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 15.IX.1966

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

МПК Н 05Ь

УДК

CHOCO ЭЛЕКТРОИ1ЛАКОВОЙ СВАРКИ И НАПЛАВКИ

МЕТАЛЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

ЭТОГО СПОСОБА

Известны способы электрошлаковой сварки и наплавки металла с использованием нагрева и расплавления свариваемого и присадочного металла теплом, выделяющимся в расплавленном шлаке при пропускании через него тока, а также устройства для осуществления этого способа.

Предлагается нагрев шлаковой ванны г, процессе сварки стабилизировать так, чтобы ее температура была выше температуры плавления свариваемого металла и нижетемпературы кипения шлака. Для повышения производительности сварки присадочный металл подается в шлаковую ванну в нагретом или расплавленном состоянии. При сварке сечений сложного профиля присадочный металл подается в сварочную ванну по каналам токоподводящего устройства, расположенного неподвижно относительно изделия, и расплавляется в пей по мере повышения уровня.

Для осуществления указанного способа сварки и наплавки предлагается устройство, содержащее: механизмы подачи присадочного, металла, перемещения устройства относительно свариваемого изделия, установки и корректировки положения электродов относительно изделия, а также для перемещения их в зазоре по заданному циклу; формирующие приспособления для удерживания шлаковой и металлической ванны, Мундштуки для направления электродов и подвода к ним ток» имеют форму и размеры, позволяющие вводить их в зазор свариваемого соединения.

Для стабилизации теплового режима шлаковой ванны устройство снабжено автоматическим регулятором для программного изменения тока, напряжения, скорости сварки н

I.ëóáèны шлаковой ванны.

Сварочная установка перемещается по по10 верхностн стального изделия с помощью магннтошагающего механизма.

Предлагаемые способ и устройство для элсктрошлаковой сварки и наплавки металла поясняются чертежами.

15 На фиг. 1 представлена схема устройства для электрошлаковой сварки с использованием в качестве присадочного металла проволочных электродов; на фиг. 2 — схема сварки кольцевых швов; на фиг. 3 — схема сварки

20 наклонных швов с помощью устройства, показанного на фиг. 1; на фиг. 4 — устройство для электрошлаковой сварки, снабженное самоходным механизмом для перемещения его по свариваемому изделию; на фиг. 5 — свароч25 цое устройство с магнитошагающнм механизмом перемещения; на фиг. 6, 7 и 8 — мундштуки для направления электродов и подвода к ннм тока; на фнг. 9 и 10 — схема сварки пластинчатыми илп стержневыми электрода30 х:и большого сечения; на фиг. 11 — схема

115870

10

15 сварки или наплавки с использованием неплавящихся электродов с присадкой твердого или жидкого металла; на фиг. 12 — скелетная схема автоматического и ручного регулирования процесса электрошлаковой сварки.

Устройство для электрошлаковой сварки содержит механизм 1 для подачи электродов, механизм 2 для перемещения устройства относительно изделия, механизмы 8 для установки и корректировки положения электродов, механизм 4 для перемещения электродов в зазоре по заданному циклу, формирующее приспособление 5 и мундштуки б для направления электродов и подвода к ним тока.

Бункер 7 служит для пополнения флюсом шлаковой ванны 8. Щуп 9, введенный в шлаковую ванну, является датчиком при автоматическом регулировании уровня металлической ванны 10. Механизм 2 перемещает устройство по колонне 11 или непосредственно по свариваемому изделию 12. Сварка может также производиться при неподвижном сварочном устройстве. В этом случае необходимо перемещать свариваемое изделие, например при сварке кольцевых швов (см. фиг. 2).

При перемещении сварочного устройства непосредственно по изделиюмогутбыть использованы самоходный механизм с роликовыми опорами, расположенными по обеим сторонам изделия (см. фиг. 4) или магнитошагающий механизм (см. фиг. 5). Мундштуки для направления электродов и подвода к ним тока при сварке вводятся в зазор свариваемого соединения и снабжены корректировочными механизмами 18 (см. фиг. 6), позволяющими регулировать положение конца электрода. его регулируют поворотом контактной лапы 14 вокруг шарнира 15, укрепленного на мундштуке б, а также поворотом этой лапы вокруг горизонтальной оси мундштука. Для сварки угловых соединений мундштуки могут иметь изогнутую в плане форму (см. фиг. 7). Присадочный металл может подогреваться сварочным током за счет увеличения расстояния между шлаковой ванной и точкой токоподвода к электроду в мундштуке.

Для сварки сечений сложной формы применяется плавящийся мундштук (см. фиг. 8) с каналами для подачи присадочного металла в виде проволоки, стержней, металлического порошка или жидкого металла.

Описываемое устройство позволяет производить электрошлаковую сварку пластинчатыми или стержневыми электродами 1б (см. фиг. 9 и 10) .

При использовании неплавящихся электродов, например графитовых или металлических с принудительным охлаждением (см. фиг. 11), присадочный металл подают в виде проволоки, металлических порошков или жидкого металла из плавильника 17.

Процесс электрошлаковой сварки, с целью стабилизации теплового режима, регулируется вручную или автоматически с помощью ре20

55 б0

5б гуляторов напря>кения тока, скорости сварки, глубины шлаковой ванны и уровня металлической ванны путем воздействия на скорость подачи присадочпого металла, скорость перемещения сварочного устройства и внешнюю характеристику источника сварочного тока.

Для этого используются регулятор напряжения 18 (см. фиг. 12), регулятор тока 19 и регулятор уровня ванны 20. При необходимости может быть осуществлено программное регулирование всего цикла сварки с помощью программирующего устройства 21.

Предмет изобретения

1. Способ элекгрошлаковой сварки и наплавки металла, при котором нагрев и расплавление свариваемого и присадочного металла происходят за счет тепла, выделяющегося в расплавленном шлаке при пропусканпи через него электрического тока, отличающийся тем, что, с целью обеспечения высокого качества сварных соединений, нагрев шлаковой ванны стабилизируют так, чтобы ее температура была выше температуры плавления свариваемого металла и шгже температуры кипения шлака.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, присадочный металл подается в нагретом или расплавленном состоянии.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью упрощения техники сварки сечений сложного профиля, присадочный металл подается в сварочную ванну по каналам токоподводящего устройства, расположенного неподвижно относительно изделия, и расплавляется В сварочной Ванне по мере повышения уровня.

4. Устройство для осуществления способа по пп. 1, 2 и 3, содержащее механизм подачи присадочного металла, механизм перемещения устройства относительно свариваемого изделия, механизм для установки и корректировки положения электродов относительно изделия, а также для перемещения их в зазоре по заданному циклу и формирующие приспособления для удержания шлаковой и металли-:еской ванны, отличающееся тем, что мундштуки для направления электродов и подвода к пим тока имеют форму и размеры, позволяющие вводить их в зазор свариваемого соединения.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что, c rre rbro стабилизации теплового pe>rcHMa шлаковой ганны, оно снабжено автоматическим регулятором для программного изменения тока, напряжения, скорости сварки и глу-, бины шлаковой ванны.

6. Устройство по пп. 4 и 5, отличающееся тем, что, с целью его упрощения и облегчения для перемещения установки по поверхности стального изделия, используется магнитошагающий механизм.

Фиг П

Фиг 9 (г 1Ä r

Фиг. Ю

Фиг, f2

Редактор Л. В. Калашникова Техред Г. Е. Петровская Корректор Г. Е. Опарина

Заказ 27!5/1 Тираж 1550 Формат бум. 60)(90 /ц Объем 0,41 изд. л. Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2