Способ дуговой обработки

 

Изобретение относится к сварке и наплавке, в частности к наплавке ленточными электродами, и может быть использовано при нанесении покрытий со специальными свойствами на рабочие поверхности изделий в различных отраслях машиностроения, например, при антикоррозионной наплавке внутренних поверхностей корпусного атомно энергетического оборудования. Цель изобретения - повышение качества наплавленного слоя путем выравнивания тепловложения по ширине сварочной ванны. На участки ленточного электрода шириной 0,15-0,2 его ширины синхронно подают импульсы сварочного напряжения равной длительности, но различной амплитуды, или импульсы равной амплитуды, но различной длительности, при этом на крайние участки подают импульсы большей амплитуды или длительности, а отношение амплитуд или длительностей импульсов, подаваемых на соседние участки, определяют из условия A<SB POS="POST">1</SB>:A<SB POS="POST">2</SB>=X<SB POS="POST">1</SB>:X<SB POS="POST">2</SB> или T<SB POS="POST">1</SB>:T<SB POS="POST">2</SB>=X<SB POS="POST">1</SB>:X<SB POS="POST">2</SB>, где A<SB POS="POST">1</SB>, A<SB POS="POST">2</SB> - амплитуды импульсов, подаваемых на соседние участки

T<SB POS="POST">1</SB>, T<SB POS="POST">2</SB> - длительности импульсов, подаваемых на соседние участки

X<SB POS="POST">1</SB>, X<SB POS="POST">2</SB> - расстояние от продольной оси электрода до продольных осей симметрии участков, а на участок, у которого ось симметрии совпадает с осью симметрии электрода, подают импульсы той же амплитуды или длительности, что и на соседние с ним участки. В результате перераспределения ввода тепла в сварочную ванну стабилизируется глубина проплавления по ширине сварочной ванны и уменьшается вероятность зашлаковок по линии сплавления основного металла с наплавленным и в зоне перекрытия соседних валиков. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 23 К 9/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4643082/25-27 (22) 26.01.89 (46) 30.11.90. Бюл. М 44 (71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения "ЦНИИТМАШ" (72) Н.А. Волосов, В,Ю. Мастенко и Ю.Г. Лихачев (53) 621.791.753.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 837665, кл. В 23 К 9/16, 1979, (54) СПОСОБ ДУГОВОЙ ОБРАБОТКИ (57) Изобретение относится к сварке и наплавке, в частности к наплавке ленточными электродами, и может быть использовано при нанесении покрытий со специальными свойствами на рабочие поверхности изделий в различных отраслях машиностроения, например при антикоррозионной наплавке внутренних поверхностей корпусного атомно-энергетического оборудования. Цель изобретения — повышение качества наплавленного слоя путем выравнивания тепловложения по ширине сварочной ванны. На участки ленточного электрода шириной

Изобретение относится к сварке и наплавке, в частности к наплавке ленточными электродами, и может быть использовано при нанесении покрытий со специальными свойствами на рабочие поверхности изделий в различных отраслях машиностроения, например при антикоррозионной наплавке внутренних поверхностей корпусного атомноэнергетического оборудования, Цель изобретения — повышение качества наплавленного металла путем выравни„„5U„„1609568 А1

0,15 — 0,2 его ширины синхронно подают импульсы сварочного напряжения равной длительности, но различной амплитуды, .или импульсы равной амплитуды, но различной длительности, при этом на крайние участки подают импульсы большей амплитуды или длительности, а отношение амплитуд или длительностей импульсов, подаваемых на соседние участки, определяют из условия

Ai: А2=X1: Х2или Ti: Т2=Х1; Х2, где Ai, А2— амплитуды импульсов, подаваемых на соседние участки;. Т1, T2 — длительности импульсов, подаваемых на соседние участки;

Х1, Х2 — расстояние от продольной оси электрода до продольных осей симметрии участков, а на участок, у которого ось симметрии совпадает с осью симметрии электрода, подают импульсы той же амплитуды или длительности, что и на соседние с ним участки. 8 результате перераспределения ввода тепла в сварочную ванну стабилизируется глубина проплавления по ширине сварочной ванны и уменьшается вероятность зашлаковок RO линии сплавления основного металла с наплавленным и в зоне перекрытия соседних валиков. 2 ил. вания тепловложения по ширине сварочной ванны, На фиг. 1 приведена схема реализации предлагаемого способа для ленточного электрода; на фиг. 2 — то же, для ленточного электрода большей ширины.

Для выравнивания тепловложения по ширине сварочной ванны регламентируется ввод тепла в сварочную ванну за счет синхронной подачи на электрод импульсов сварочного напряжения равной длительности, 1609568 но различной амплитуды, или импульсов равной амплитуды, но различной длительности, Подачу этих импульсов производят таким образом, чтобы увеличить тепловложение в сварочную ванну на ее участках с наибольшим теплоотводом и уменьшить тепловложение на участках с минимальным теплоотводом.

Энергию импульсов определяют произведением амплитуды на их длительность, поэтому изменение одной из этих характеристик импульсов позволяет изменять ввод энергии, а пропорционально ей и тепловложение в сварочную ванну. Соотношение мощностей соседних импульсов должно определяться характером изменения тепловложения по ширине сварочной ванны.

Экспериментально для процесса наолавки под флюсом ленточным электродом установлено, что тепловложение в сварочную ванну по ее ширине определяет закон обратной параболы: Y - КХ, ось которой совпадает с продольной осью электрода (фиг. 1 и 2). Экспериментально установлено, что параметр параболы К = — N 8е уравнение

Ь

4 имеет вид Y = — Х, Исходя из этого, соотЬ

4 ношение величин мощностей импульсов должно быть пропорционально ординатам точек параболы Y = — Х, лежащим на пеЬ 2

4 ресечении параболы с осями симметрии участков, на которые подают импульсы, перевернутой íà 180 относительно параболы

Y = — Х . Это соотношение определяют из

Ь 2

4 равенства

А1 . A2 = Y(X1): Y(X2) или Tk: T2 = У(Х1): Y(X2) где А1 и A2 — амплитуды импульсов, подаваемых на соседние участки;

Т> и T2 — длительности импульсов, подаваемых на соседние участки;

V{X) — уравнение параболы;

Х1 и X2 — расстояния ат продольной оси электрода до продольных осей симметрии участков;

Ь вЂ” ширина электрода.

При этом на крайние участки электрода подают импульсы большей амплитуды или длительности. Амплитуда или длительность импульса, подаваемого на центральный участок, у которого продольная ось симметрии совпадает с продольной осью электрода, равны амплитуде или длительности импульсов, подаваемых на ближайшие соседние с иим учэстки.

7окоподвод указвнн ых импул ьсов к плоскости ленточного электрода осуществляют с помощью изолированных друг от

55 друга токоподводящих губок от раздельных выводов источника сварочного напряжения.

Практикой установлено, что наилучших результатов удается достичь при условии, что ширина участков ленточного электрода, на которые подают импульсы, составляет (0,15—

0,2)Ь, где Ь вЂ” ширина ленточного электрода.

Если эта величина больше 0,2 ширины электродов, то не удается добиться эффективного выравнивания тепловложения в сварочную ванну, если меньше 0,15 ширины электрода, то становится технически сложно обеспечить надежную реализацию способа из-за резкого усложнения конструкций наплавочной головки и источника сварочного напряжения.

Способ осуществляют следующим образом.

Для наплавки под флюсом обычно применяют ленточные электроды толщиной

0,5-0,7 и шириной 40-100 мм. Амплитуду импульсов, подаваемых на алек род при наплавке (сварке под флюсом), изменяют в диапазоне 10 — 100 В, а длительность им1 пульса в диапазоне 10 — 10 с. Ленточный электрод разбивают на участки шириной (0,15 — 0,2) его ширины и к этим участкам с помощью токоподводящих губок подводят импульсы сварочного напряжения различной амплитуды или длительности.

Пример 1, Производили наплавку пластин из стали 3 под флюсом марки СФ10 ленточным электродом размером 50 х 0,5 мм из стали марки Св-07Х25Н13. Ширину участков электрода, на которые с помощью токоподводящих губок подавали импульсы сварочного напряжения, выбрали равной

0,2 50 = 10 мм. При такой ширине этих участков с учетом конструктивных зазоров между токоподводящими губками, необходимо четыре губки, 1аким образом, продольные оси симметрии участков электрода расположатся, как показано на фиг. 1 на расстоянии 5 и 15 мм от продольной оси электрода. Синхронно на эти участки электрода через токоподводящие губки подавали импульсы сварочного напряжения равной длительности, но различной амплитуды. Отношение амплитуд импульсов, подаваемых на соседние участки, определяли из условия

А1: А2 = Y(X>): У(Х2), где Y(X) = — Х = — ° Х = 12.5 Х2, Ь,2502

4 4 а X< = 5, Х2 = 15 мм; Y(Xl) = 312,5, У(Х2) =

=291 2,5.

Следовательно; А1: А2 = 1:9.

Принимали минимальную амплитуду импульса сварочного напряжения 10 B. В этом случае на крайние участки токоподвода подавали импульсы с амплитудой 90 В, а

1609568 длительность импульсов принимали равной

10 с, В результате наплавки по предлагаемому способу получили наплавленный валик хорошего качества без подрезов, шлаковых 5 включений и несплавлений, с постоянной глубиной "„pîïëàaëåèèÿ по всей его ширине.

Пример 2, Производили наплавку пластин из стали 3 под флюсом марки ФЦ18 ленточным электродом размером 100 х 10 х 0,7 мм из стали марки Св-08Х19Н10Г2Б.

Выбрали ширину участков электрода, на которые через токоподводящие губки подают импульсы сварочного напряжения, равной

0,15 100 = 15 мм, При такой ширине этих 15 участков с учетом зазоров между токоподводящими губками необходимо семь губок.

Продольные оси симметрии участков электрода расположены, как показано на фиг. 2, на расстоянии 15, 30 и 35 мм от продольной 20 оси электрода.

На участки электрода синхронно через токоподводящие губки подавали импульсы равной амплитуды, равной 40 В, но различной длительности, Отношение длительно- 25 стей импульсов, подаваемых на соседние участки, определяли из условия

Т1 . T2: T3 = Y(X1) . Y(Xg): У(ХЗ), где Y(X) = — X — X =25Х;

Ь 2 100 2 2, Х1=15; Х2 =30 и Хз =35 мм;

Y(X>) = 5625; Y(Xz) = 22500; У(Хз) = — 30625.

Следовательно, Т1; Т2; Тз = 1:4:5,4.

Принимали минимальную длительность импульса сварочного напряжения, равной 10 с. 35

При этом длительность импульсов на крайних участках электрода составила 5,4 10 с, а на слецующих в порядке их расположения

4 10 и 10 с. Длительность импульса, подаваемого на центральный участок алек- 40 трода (с координатой Х = О), принимали равной длительности импульса на соседнем с ним участке, т,е. 10 с, В результате проведения наплавки по предлагаемому способу получили валик на- 45 плавленного металла хорошего качества без дефектов, с постоянной глубиной проплавления по ширине шва.

Таким образом, повышение качества наплавленного металла в предлагаемом 50 способе достигается за счет выравнивания тепловложения по ширине сварочной ванны. Этот эффект обеспечивают путем перераспределения ввода тепла в сварочную ванну путем регламентированного ввода энергии в сварочную ванну пс ее ширине.

Перераспределение ввода тепла в сварочную ванну изменяет условия смачиваемости основного металла наплавленным и способствует улучшению условий формирования валиков. Кроме того, это перераспределение способствует стабилизации глубины проплавления по ширине сварочной ванны, позволяет уменьшить вероятность образования зашлаковок по линии сплавления основного металла с наплавленным и в зоне перекрытия соседних валиков.

Формула изобретения

Способ дуговой обработки плавящимся электродом, при котором импульсы сварочного напряжения различной длительности и амплитуды подают на электрод, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения качества наплавленного металла путем выравнивания тепловложения по ширине сварочной ванны, используют ленточный электрод, который разбивают на участки шириной 0,15-0,2 его ширины и на них синхронно подают импульсы сварочного напряжения равной длительности, но различной амплитуды; или импульсы равной амплитуды, но различной длительности, при этом на крайние участки электрода подают импульсы большой амплитуды или длительности, а отношение амплитуд или длительностей импульсов, подаваемых на участки, определяют из условия

A1: A2 = X1 . X2 или Т1: T2 = Xf: X2, где А1 и A2 — амплитуды импульсов, подаваемых на соседние участки;

Х1 и Х2 — расстояния от продольной оси электрода до продольных осел симметрии участков;

Т1 и Тр — длительности импульсов, подаваемых на соседние участки, а на участок, у которого ось симметрии совпадает с осью симметрии электрода, подают импульсы той же амплитуды или длительности, что и на соседние с ним участки.

1609568

7 Eнм

4 5 8

Фиг Г

1 2 3

Составитель Д.Слинько

Редактор Ю.Середа Техред М.Моргентал Корректор С.Шекмар

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

Заказ 3694 Тираж 652 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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