Способ индукционной наплавки

 

Изобретение относится к сварочной технике, в частности к технологическим методам повьшения долговечности деталей машин, особенно бурового инструмента, работающего в абразивной среде. Целью изобретения является увеличение равномерности нагрева наплавляемой поверхности и наплавочного материала при одновременном нагреве их в индукторе, повышение эффективности процесса наплавки и исключение нагрева выступающего стержня детали. Осуществляется нагрев детали индуцированным током, протекающим по радиусу. Для этого над наплавляемой кольцевой поверхностью располагают выступы иНдуктора, которые ориентируют по радиусу. Ток, протекая в основном по боковым сторонам выступов индукторов, индуцируется на кольцевой наплавляемой поверхности также в радиальном направлении. Снижение нагрева выступающего стержня достигается за счет того, что для него ин,цуктирующими ток элементами являются лишь малые основания выступов . Вынос индуктора за пределы контура детали увеличивает зазор между индуктором и наружным буртом беговой дорожки, исключая его перегрев. 2 ил.. с (Л со о 4 СО СО со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (511 4 В 23 K 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3957571/25-27 (22) 23.08.85 (46) 23.04.8?.Бюл. И 15 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт токов высокой частоты им.В.П.Вологдина . (72) К.П.Филиппов, В.Н.иванов, Г.В.Будкин, Е.П.Евангулова, Г.Х.Буртман и С.П.Колодий (53) 621.791.92 (088.8) -(54) СПОСОБ ИНДУКЦИОННОЙ НЛПЛАВКИ (57) Изобретение относится к сварочной технике, в частности к технологическим методам повьппения долговечности деталей машин, особенно бурового инструмента, работающего в абразивной среде. Целью изобретения является увеличение равномерности нагрева наплавляемой поверхности и нацлавочного материала при одновременном

„„SU„„1304999 А 1 нагреве их в индукторе, повьппение эффективности процесса наплавки и исключение нагрева выступающего стержня детали. Осуществляется нагрев детали индуцированным током, протекающим по радиусу. Для этого над наплавляемой кольцевой поверхностью располагают выступы иНдуктора, которые ориентируют по радиусу. Ток, протекая в основном по боковым сторонам выступов индукторов, индуцируется на кольцевой наплавляемой поверхности также в радиальном направлении.

Снижение нагрева выступающего стержня достигается за счет того, что для него индуктирующими ток элементами являются лишь малые основания выступов. Вынос индуктора за, пределы контура детали увеличивает зазор между индуктором и наружным буртом беговой дорожки, исключая его перегрев.

2 ил.

1304999

20

1

Изобретение относится к наплавке изнашиваемых поверхностей иэделий твердыми материалами индукционным методом и может быть использовано в машиностроении для наплавки торце— вых поверхностей изделий вокруг выступающего стержня, в частности бего-, вой дорожки лап буровых долот.

Цель изобретения — повышение равномерности нагрева наплавляемой поверхности и наплавочного материала и исключение нагрева выступающего стержня.

Существо способа заключается в том, что нагрев наплавляемой поверхности и наплавочного материала производят расположенным напротив наплавляемой поверхности индуктором, при этом нагрев. кольцевой поверхности беговой дорожки производят выступами индуктора, для чего их подключают к токоподводящему проводнику индуктора и ориентируют по радиусу окружности беговой дорожки, а кольцо индуктора отводят за пределы контура детали.

Таким образом осуществляется возможность нагрева индуцированным током, протекающим не по окружности наплавляемой поверхности, а по радиусу, для чего выступы индуктора размещают над наплавляемой беговой дорожкой, с расположенным на ней наплавочным материалом, и ориентируют их по радиусу. Ток, протекая в основном по боковым сторонам выступов индуктора, индуцируется за счет магнитного поля на кольцевой поверхности дорожки также в радиальном направлении. Концентрация токов на наплавляемой поверхности обеспечивает равномерный нагрев одновременно всей поверхности, а также наплавочного материала.

Наряду с этим снижается нагрев. центрального выступающего стержня.

Это достигается тем, что для стержня индуктирующими ток элементами являются лишь малые основания выступов индуктора, не образующие цельного кольца вокруг стержня. В результате концентрация тока.в выступающем стержне невелика, что заметно снижает температуру его нагрева.

Одновременно вынос индуктора, к которому подключены выступы, за пределы наплавляемой детали увеличивает зазор между индуктором и наружным буртом беговой дорожки, тем самым исключая перегрев бурта.

На фиг.1 показа.но расположение индуктора относительно детали; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.l°.

На фиг.1 и 2 изображены: деталь 1, подвергаемая наплавке, кольцевая поверхность 2 беговая дорожка ), индуктор 3, выступы 4 индуктора, токоподводящие выводы 5 и,б индуктора, большее основа.ние 7 выступов 4, меньшее основание 8 выступов 4, боковые стороны 9 и !О выступов 4, выступающий стержень 11 наплавляемой детали, наружный бурт 12 кольцевой наплавляемой поверхности, наплавочный материал 13.

Способ осуществляют следующим образом.

Наплавочный материал 13 наносят на наплавляемую поверхность 2 детали 1 и размещают деталь I в индукторе 3. Над наплавляемой поверх1 костью 2 располагают выступы 4 индуктора 3. Выступы 4-подключены к индуктору 3, который вынесен за пределы контура детали 1. Выступы 4 ориентируют по радиусу кольцевой беговой дорожки наплавляемой поверхности 2.

Ток от источника питания (не показан) подводят к выводам 5 и 6 индуктора 3, а от него к выступам 4.

По выступам 4 ток протекает вдоль них от большего основания 7 к меньшему 8 сначала по одной стороне 9 выступа 4, затем по другой стороне

l0 в противоположных направлениях и, таким образом, обтекает.последова40 тельно все выступы 4. На соседних выступах по обращенным друг к другу их сторонам 9 и 10 ток протекает в противоположных направлениях. 3а счет этого в силу эффекта близости ток концентрируется на указанных сторонах 9 и 10 выступов 4 и это заставляет ток от индуктора 3 затекать на выступы 4 и проходить по ним по указанным траекториям. Ток, индуцированный в детали 1, повторяет форму тока индуктора, т.е. течет по нагреваемой торцевой поверхности 2 в радиальном направлении. Для беспрепятственного затекания тока в выступы необходимо: ширину Ь выступов 4 выбирать большей,цв> глубин проникновения тока. в материал пластины. э 1

Ь 2 Ь 1О

1304999

3 где " 500 гр М вЂ” глубина проникновения тока в материал выступа; р — удельное электри- 5 ческое. сопротивление материала выступа, Ом м; — частота тока, Гц.

В выступающем стержне 11 также

10 индуцируется ток, однако индуктирующими элементами являются лишь малые основания 8 выступов. Их длина, а следовательно, и ток существенно меньше длины и тока боковых сторон

9 и 10 выступов. Это заметно умень-. шает эффект нагрева выступающего стержня 11. Ток к выступам 4 подводят от индуктора 3. Последний располагают эа пределами контура детали для исключения нагрева протекающим по нему током элементов детали 1.

Для уменьшения воздушного зазора между деталью и выступами индуктора обращенные к детали плоскости выступов и индуктора совмещают, .

Проведены эксперименты по наплавке лап буровых долот в диапазоне диаметров 140-320 мм с предварительно наплавленной цилиндрической и торцевой поверхностью концевой опоры.

Пример. Наплавку шариковой беговой. дорожки опоры скольжения лапы из стали 14XHÇMA пройЪводят твердым сплавом марки ЗВ16К. На опоре 35 скольжения лапы, в паз укладывают твердосплавное кольцо ф,48 мм,, внутренний ф 36 мм. Выступы индуктора располагают над кольцом с зазором 3-4 мм. Под кольцом предваритель-40 но насыпают прокаленную буру для очищения поверхностей от окислов и вывода шлаков при наплавке. Индуктор подключают к машинному генератору

ОПЧ вЂ” 250/10 (частотой 10 кГц) через трансформатор типа Т32-800. Получают равномерный нагрев до 1260-1280 С расплавляемого наплавочного материала и детали при следующем режиме: мощность от генератора Р> = 50 кВт, время нагрева = 50 с.

Последующие металлографические исследования показывают плотное сплавление наплавочного кольца с поверхностью детали по всей окружности опоры.

Центральный выступающий стержень детали в процессе наплавки нагревается ниже 600 С. Перегрева остальных элементов детали не наблюдается.

Формула и з о б р е т е н и я

Способ индукционной наплавки кольцевой поверхности вокруг выступающего стержня, при котором нагревают индуцированным током наплавляемую поверхность и наплавочный материал кольцевым индуктором, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения равномерности нагрева наплавляемой поверхности и исключения нагрева выступающего стержня, кольцевой индуктор располагают за пределами контура наплавляемой поверхности, а нагрев кольцевой наплавляемой поверхности и наплавочного материала осуществляют выступами, выполненными на кольцевом индукторе и ориентированными по радиусу наплавляемой кольцевой поверхности.

1304999

Составитель Э.Ветрова

Редактор П.Гереши Техред Л.Сердюкова Корректор A.Îáðó÷àð

Заказ 1372/12., Тираж 976 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная,4