Кристаллизационная водоохлаждаемая камера
Изобретение относится к сварочному производству, в частности к электрошлаковой сварке, и может быть использовано для сварки профильного металлопроката. Цель изобретения - получение сварных электрошлаковых соединений высокого качества, без дефектов усадочного происхождения, облегчение разборки панелей при раскрытии кристаллизатора по окончании сварки и исключение возможности сварки жидкого металла, кристаллизующегося в плавильном пространстве, с металлом воронки. В кристаллизационной водоохлаждаемой камере, состоящей из трех панелей 1 - 3, каждая из которых имеет карман 6, повторяющий конфигурацию части свариваемого профиля, и нишу 8, образующую несъемный поддон кристаллизационной камеры, имеющей отверстие 5 для установки воронки, через которую осуществляется заливка жидкого флюса. В карманах панелей выполнены проточки 7 глубиной 10..20 мм вверху и 3...8 мм внизу и высоту 2...3 мм, имеющие плавные переходы к рабочим поверхностям камеры. Высоту выводного кармана выбирают на 40...60 мм больше половины приведенного диаметра плавильного пространства. В нише каждой панели выполнены уклоны @ 1 : 15... @ 1 : 6. Отверстие для заливки шлака выполнено так, что нижняя его кромка на наружной поверхности панели выполнена на 40...60, а на внутренней - 3...6 мм выше рабочей поверхности поддона. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.
СОЮЭ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5Н5 В 23 К 25/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
<, 1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Ы (21) 4716144/27 (22) 03.05.89 (46) 07,08.91, Бюл. ¹ 29 (71) Киевское научно-исследовательское и проектно-конструкторское отделение Всесоюзного государственного научно-исследовательскогоо, проектно-конструкторского и изыскательского института "Атомэнергопроект" (72) В.А.Ковалев, М.В.Кац, И.И,Лычко, В Д.Ковалева и Л.А. Козачище (53) 621,791.793 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹337022,,кл. С 21 С 5/56,,1971.
Лычко И.И. и др. Электрошлаковая сварка деталей круглого сечения в жидком кохила, — Автоматическая сварка, 1966, № 10, c,71, (54) КРИСТАЛЛИЗАЦИОННАЯ ВОДООХЛАЖДАЕМАЯ КАМЕРА (57) Изобретение относится к сварочному производству. в частности к электрошлаковой сварке, и может быть использовано для сварки профильного металлопроката. Цель изобретения — получение сварных электрошлаковых соединений высокого качества, без дефектов усадочного происхождения, Изобретение относится к сварочному производству, в частности к электрошлаковой сварке, и может быть использовано для сварки профильного металлопроката.
Целью изобретения является получение сварных электрошлаковых соединений высокого качества, без дефектов усадочного происхождения, облегчение разборки панелей при раскрытии кристаллиэатора по окончании сварки и исключение возможности сварки жидкого металла, кристаллизую„„5U„„1668079 А1 облегчение разборки панелей при раскрытии кристаллизатора по окончании сварки и исключение воэможности сварки жидкого металла, кристаллизующегося в плавильном пространстве, с металлом воронки. В кристаллизационной водоохлаждаемой камере, состоящей из трех панелей 1 — 3, каждая из которых имеет карман 6, повторяющий конфигурацию части свариваемого профиля, и нишу В, образующую несьемный поддон кристаллизационной камеры. имеющей отверстие 5 для установки воронки, через которую осуществляется заливка жидкого флюса, В карманах панелей выполнены проточки 7 глубиной 10..20 мм вверху и 3...8 мм внизу и высоту 2...3 мм. имеющие плавные переходы к рабочим поверхностям камеры.
Высоту выводного кармана выбирают на
40...60 мм больше половины приведенного диаметра плавильного пространства. В ни. ше каждой панели выполнены уклоны
<1:15...<1:6. Отверстие для заливки шлака выполнено так, что нижняя его кромка на наружной поверхности панели выполнена на 40...60, а на внутренней — 3...6 мм выше рабочей поверхности поддона. 3 э,п.ф-лы, 1 ил, щегося в плавильном пространстве, с металлом воронки.
Изобретение иллюстрируется чертежом.
Кристаллизационная камера состоит из одной большой панели 1 и двух меньших панелей 2 и 3, т.е. имеем два вертикальных разьема. Причем плоскость одного раэьема проходит через продольную ось 4 свариваемых заготовок, а плоскость другого разъема перпендикулярна плоскости пвр1668079
R,г - (0,05...0,08) 2 вого разъем, и проходит через ось отверстия 5 для установки воронки.
Кристаллизационная камера в сборе имеет сквозные карманы 6 для размещения в них свариваемых заготовок профильного металлопроката. Предотвращение появления краевых несплавлений и подрезов достигается наличием в карманах конической проточки 7. В связи с бочкообраэнь|м расплавлением свариваемых заготовок глубина проточек в нижней Ьн и верхней Ь, частях кармана разная, b > Ьн. Причем значения bs и Ьн превышают величины разваров в верхней Ьр.в и нижней Ьр.» частях свариваемых заготовок на 10...20/„ .е.
Ьв (1 1" 1,2)Ьр.в. Ьн = (1,1."1,2)Ьр.н и составляют 10...20 и 3...8 мм соответственно, Высота проточек hnp в карманах на глубине, равной Ьв v Ьн, должна быть равна
h»p - (1,1...1,3) hr, а в месте сопряжения кармана с рабочей (внутренней) Iloверхностью кристаллизационной камеры
Ьлр 2hr, где hr — толщина гарнисажной корочки, т.е. должна составлять 2...3 мм.
Кроме того, конические проточки 7 имеют плавный переход к рабочим поверхностям камеры, причем радиусы R, r сопряжения находятся в пределах 5...8 от диаметра кармана. В случае сварки заготовки прямоугольного, квадратного и т,д. сечений радиус сопряжения находится в тех же пределах
5...8, но берется он от приведенного диаметра свариваемых заготовок, Например, необходимо сварить заготовки прямоугольного сечения со сторонами а и с. Находим приведенный диаметр Dpp свариваемой заготовки
Dþ, 2 v Y„2933ГС ,7т 7С где S — тол цина заготовки.
Тогда радиусы сопряжения R,r проточек к рабочим поверхностям кристаллизационной камеры будут равны
Величина выводного кармана кристаллизационной камеры должна обеспечивать сварное соединение без дефектов усадочного происхождения, -.å. быть не менее суммы глубины шлаковой и металлической ванн, оптимальных для электрошлаковой сварки, и должна превышать на 40...60 мм половину приведенного диаметра плавильного пространства.
Для обеспечения легкого снятия кристаллизационной камеры со сваренной заготовки предугмотрены следующие ниже конструктивные особенности, 5
Ниши 8 в каждой из трех панелей кристаллизационной камеры, образующие поддон, имеют уклон< 1:15 — < 1:6 в сторону плоскости разъема, проходящей через продольную ось 4 свариваемых заготовок. Ниши 8 двух меньших панелей также имеют дополнительный уклон 1:15 — <1;6 в сторону сопряжения этих панелей.
Камера снабжена отверстием 5 для установки воронки, через которую осуществляется заливка жидкого флюса в плавильное пространство, Отверстие выполнено так, что нижняя точка отверстия на наружных гранях меньших панелей кристаллизационной камеры расположена над рабочей поверхностью поддона на высоте, не менее глубины шлаковой ванны, т.е. 40...60 мм, а на внугренних гранях этих меньших панелей камеры она располо кена выше поверхности поддона на высоту затравки, т.е. на
3...6 мм.
Электрошлаковую сварку профильного металлопроката с использованием предлагаемого кристаллизатора осуществляют следующим образом.
На подготовленные к сварке заготовки устанавливается кристаллизационная камера, панели которой в ее верхней и нижней частях соединены между собой одним из известных способов. Внутрь камеры вводится пластина плавящегося мундштука, имеющая вертикальные каналы для подачи в зону сварки сварочной проволоки.
Пластина от рабочей поверхности поддона выставляется на расстоянии 40 — 60 мм.
B отверстие камеры вставляется воронка для подачи в плавильное пространство жидкого флюса. После подключения свариваемых заготовок и пластины плавящегося мундштука к полюсам источника питания в плавильное пространство через воронку подается предварительно расплавленный жидкий флюс. При достижении последним нижней кромки пластины цепь замыкается. Включается подача сварной проволоки. Процесс злектрошлаковой сварки начался. Благодаря тому, что воронка примыкает к отверстию так, что наиболее близко расположенная к поверхности поддона точка сопряжения внутреннего (рабочего) отверстия воронки и наружной поверхности кристаллизационной камеры расположена от рабочей поверхности поддона на расстоянии не менее глубины шлаковой ванны, присутствие в воронке расплавленного металла исключается.
Объясняется это тем, что в связи с интенсивным охлаждением медной камеры уровень жидкого металла в отверстии для сифонной заливки шлака не поднимается выше 40 f<>1 от поверхности поддона.
При достижении зеркалом шлаковой ванны нижней части карманов, в которых располагаются свариваемые заготовки, жидкий флюс заполняет проточку, Б связи с тем, что проточка выполнена конической, жидкий металл, поступающий в дальнейшем в проточку. вытесняет (13 нее постепенно шлак, Подрезов, а также таких дефектов, как "усы" (крупнь<е частицы эакристаллизовавшегося шлака), в металле сварного соединения не образуется. Плавный переход внутренней поверхности кармана с рабочей поверхностью кристаллиэационной камеры формирует Галтели, повышающие эксплуатационную надежность сварных 00единений. Аналогично формируется r()пpное соединение и в верхних частях карманов 6. Глубина конической прото <ки 7 по высоте сварного соединения постепенно увеличивается b> > Ь, и в верхних частях кармана достигает величины b(3. Увеличение глубины проточки по высоте сварного соединения от Ьн до Ь<, связано с бочкообразным характером расплавления свариваемых заготовок, Учитывая, что величина развара при электрошлаковой сварке колеблется в определенных пределах и это связано с колебаниями напряжения в сети и сдругими факторами,,значения b,i LI Ь, должны превышать величину развара заготовок на 10...20;(..
Использование изобретения позволит существенно повысить качество сварных соединений и упростить технологию разборки панелей, Формула изобретения
1. Кристаллизационная водоохлаждаемая камера для электрошлаковой сварки пр, j>i» I н го f!(>а)>гО<<>) Г;<т,); -.в;.:, « . в
f«)f7Ti1Г 3!i< ><0< Г:> >, i 3I! 00(<(> >(>-„..;т
Г>а><Е><(:.1 >, )ж/>в<< i!. > L) T() «>f <<;,< >Г>), > >,.) <. кар(1а
5 разу>о(цей несьемный <>О)., ii, >1 <1><ею(>(>3>1
0 T (3 P P C T i1 P. Д 1 Я У С I A > I Q (3 K! I Е) (7 Р 0 < < >(L I !) < << 3 В в<10> .<1 ж! Д>((>ГО фПЮС 3 (! flj)O(0><кl>, О Т:i И ч а Io щ л я с я тем, Гп, с цепь>() павы!(<0><ня к3 IP(:7()а сt)ýã,>f Iх;> !О.:.гРО 3. 10 IIPI!l!II, прото«к<: ()L. полне>< .I f) >,<3j)f)ае>1 Пме гп:.;,< «еску> (t рм, с ff))>б<1»ой 10...20 мм и З...б ><м в верхней и нижН (3 I B C. 3 Ч Х !(>3 j) I Л I 0 i О < Т : (3 Т С Т В (I I >.! О И B»I(:0T) 2...3 (1(л, и с и <авн(>(1 перех<)дол< к 15 рабочим f 5...() )C> OT Д(1аЛ1ЕТ>Ра <(а >(ла>< <. 2. Клл!i" j)0 пО Г<. 1, Г> Г л >1»;! IO Llj э Я с л Т Е Л1, Ч Т О, С > (Е (! 1> I O П О Л <» < . > « 1 Я С С Э Р Н Ы Х С 0 0 Д И 20 tfe»itй бвэ дефо>;та уса,, ч> "0 TI,",è!1ãõîæ > < Lè I i1 Я, (3 t < С () 3 (! (l Ч О ) g », Г > > r! > » (1 >7 I I Я >< Э 40...60 "If< бопьшс пО Io()I»it.i iij)i вод>»!iiofo дl1 < Г<7 р 7 пflлв!".льIIОГ 0 про„ тj. .II<ства. 3, Е>3>- 25 10л,, ч Го, с <<спь!э о(<))ег«ен)!л >7а.)борKI п 3><0. лей при раскр(,>т()и кристал.п(<зато<).<, по О<(о><«а! ии c()T>ð>;it в >Ill»IRK .Г))<(дой иэ тг ех па;>елей > .àf<еры, 05p33$!(7LI 3ем, «то, с цсль>0 исключ II! я ваял.он;><Ости сг!арки жидкого металла, кристаппизующеГос)> f3 плави><ы<ол1 пространстве с мегап35 по(1 воронки, <<<>ж»)я тпчка отн(3()ст<<я на (<аружных гранях меньших панелей кристаплиэацион fîй камеры расположена над рабочей поверх><остью поддо)>а на вл>соте 400...j>0 мм, а на внутре>п>их Гранях этих 40 l<3>tcëñ<3 — выше рабочей поверх><ости поддона на высоту 3...6 мм. 1668079 Составитель Т. Арест Редактор Т. Зубкова Техред M.Moðãåíòýë Корректор M. демчик Заказ 2610 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
