Способ электрошлаковой наплавки

 

Изобретение относится к электрошлаковой наплавке плавящимся электродом износостойких сплавов. Цель изобретения - повышение качества наплавленного металла. После паузы, равной 0,6...0,7 длительности кристаллизации металлической ванны, по окончании процесса его вновь возобновляют на время, равное 0,5...0,6 длительности паузы. Процесс повторяют многократно. Количество дополнительного присадочного материала, подаваемого вместе с плавящимся электродом, выбирают равным 0,1...0,3 от расхода электрода. Способ позволяет устранить усадочную рыхлоту в завершающей части наплавки и снизить склонность наплавленного металла к трещинообразованию. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s В 23 К 25/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4687057/27 (22) 10.05.89 (46) 15,08.91. Бюл. N. 30 (71) Брянское научно-производственное объединение по механизации и автоматизации производства (72) Л.Д.Кузнецов (53) 621.791.793(088,8) (56) Ивочкин И.И. и др. Электрошлаковая сварка с применением порошкообразного металла. — Сварочное производство, 1972, N 5, с.17 — 18.

Авторское свидетельство СССР

М 656775. кл. В 23 К 25/00, 21.12.1976, (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ НАПЛАВКИ

Изобретение относится к электрошлаковой наплавке плавящимся электродом износостойких сплавов, Целью изобретения является повышение качества наплавленного металла.

Поставленная цель достигается тем, что по окончании процесса наплавки по истечении определенного времени, после которого металлическая ванна не успевает полностью эакристаллизоваться с образованием усадочной рыхлости, выполняют ряд циклов включения-отключения подачи электрода и порошка. что приводит к периодическому возмущению кристаллизующегося металла ванны. В период подачи электрода возобновляется электрошлаковый процесс и имеет место частичное подплавление металлической ванны и поступление в нее порции расплавленного металла электрода и по„„ ) U „„1669674 А1 (57) Изобретение относится к электрошлаковой наплавке плавящимся электродом износостойких сплавов. Цель изобретения— повышение качества наплавленного металла. После паузы, равной 0,6-0,7 длительности кристаллизации металлической ванны, по окончании процесса его вновь возобновляют на время, равное 0,5 — 0,6 длительности паузы. Процесс повторяют многократно, Количество дополнительного присадочного материала, подаваемого вместе с плавящимся электродом, выбирают равным 0,1—

0.3 от расхода электрода, Способ позволяет устранить усадочную рыхлоту в завершающей части наплавки и снизить склонность наплавленного металла к трещинообразованию. 1 табл, рошка. В период отключения подачи электрода и порошка (паузы) кристаллизация этого участка металлической ванны продолжается с продвижением ее в направлении поверхности. Затем цикл повторяется, Поскольку длительность включения подачи электрода и порошка значительно меньше длительности отключения (паузы), то с каждым таким циклом объем кристаллизующейся части ванны уменьшается с одновременным продвижением ее к поверхности. Поступающие при плавлении порции электродного и порошкового присадочного металла в период кристаллизации постепенно подпитывают металлическую ванну дополнительным количеством металла. который компенсирует недостаток последнего при кристаллизации для заполнения усадочной рыхлости и способствует тем самым ее устранению.

1669674

15

25

35

50

При выполнении ряда циклов включения-отключения подачи электрода и порошка по истечении времени после окончания процесса наплавки меньшим, чем 0,6 длительности кристаллизации металлической ванны, образование усадочных рыхлостей не устраняется, т.е. обьем жидкой ванны возрастает до первоначального. При выполнении указанных циклов по истечении времени после окончания процесса наплаBKè большим, чем 0,7 длительности кристаллизации металлической ванны, успевает закристаллиэоваться значительный объем наплавленного металла с образованием усадочных рыхлостей, которые в последующем не устраняются.

Возобновление процесса s наиболее нагретой части ванны способствует устранению усадочных рыхлостей и получению плотного металла наплавки без дефектов, Возобновление процесса в менее нагретой части ванны приводит к образованию усадочных рыхлостей в наиболее нагретой ее части, поскольку она кристаллизуется в последнюю очередь.

При длительности включения подачи электрода и порошка меньшей, чем 0,5 длительности их отключения (паузы), из-за малого времени теплового воздействия на металлическую ванну производит незначительное подплавление кристаллизующейся части металлической ванны. Следующая за этим длительная пауза приводит к кристаллизации большой доли металла и фиксации в ней усадочных рыхлостей. В неоплавившейся части ванны кристаллизация идет непрерывно, чтс тлкж.r сопровождаешься образованием усадо гны., рыхлостей. 11ри длительности включения подачи электрода и порошка, больш и че ° 0,6 длительности отключения (паузы), происходит сильное подплавление злкристаллизоаавшейся части металлической ванны и восстановление ее первоначальных размеров. При последующей паузе успевает эакристаллизоваться только часть большого объема ванны.

С очередным включением подачи электрода закристаллизовавшаяся часть ванны снова расплавляегся, достигая прежних размеров, В результате кристаллизация должна идти в большом объеме, что сопровождается образованием усадочных рыхлостей.

При подаче порошка. составляющем меньше 0,1 расхода электрода .дополнительно поступающего металла в ванну становится недостаточно для устранения усадочных рыхлостей. При подаче порошка большим 0,3 расхода электрода его частицы не успевают flollHocTblo расплавиться, Последние плохо сплавляются с металлом наплавки, ухудшают его качесгво. Подача порошка одновременно с подачей электрода за небольшой период успевает полностью расплавиться и в виде расплава перейти в сварочную ванну с получением плотного наплавленного металла без рыхлостей. В противном случае в металлическую ванну поступают частицы нерасплавившегося порошка, которые, не оплавляясь с металлом наплавки, образуют в нем рыхлоты, ухудшающие качество наплавленного металла.

Способ испытан в лабораторных условиях, Наплавка производилась тремя электродными проволоками С> 08А диаметром 4 мм в кристаллизаторе с использованием флюса АН-8 и присадкой легированного порошка ПГ-УС25. Питание осуществлялось от источника постоянного тока ВДУ-1201.

Наплавлялись заготовки из стали 45 с размерами наплавляемого слоя 40 х40 х100 мм, Режим наплавки

Сила тока, А 750-800

Напряжение, В 36-38

Глубина шлаковой ванны, мм 30

Расход порошка. г/с 5,0

Расход проволоки, г/с 2.7

Длительность кристаллизации металлической ванны после окончания основного процесса и каждого последующего цикла определялась экспериментально путем введения на поверхность металлической ванны термопары после окончания процесса наплавки. Длительность кристаллизации металлической ванны после окончания основного процесса составляла в данном случае 20 с, Количество циклов включенияотключения подачи электрода и порошка до полного устранения усадочной рыхлости в наплавленном металле определялось экспериментально.

Из наплавленного металла изготавливались микрошлифы для определения наличия дефектов (усадочных рыхлостей). Кроме того. определялась склонность наплавленного металла к трещинообразованию.

Результаты экспериментов приведены в таблице.

Таким образом, в проведенных опытах выполнение 5 — 6 циклов включений-отключений подачи электрода и порошка при соблюдении приведенных в формуле изобретения соотношений позволяет получить качественное формирование наплавленного металла.

В общем случае количество таких циклов зависит от длительности кристаллизации металлической ванны. При большем

1669674 времени количество циклов возрастает, при меньшем снижается.

Изучение влияния расхода порошка на качество наплавленного металла производилось при выполнении условий. длительность паузы 0,6 — 0,7 длительности кристаллизации металлической ванны, а длительность включения 0,5-0,6 длительности паузы. Расход порошка составлял 0,13;

0,27; 0,54; 0,81; 1,08 г/с, При расходе порошка 0,13; 1,08 г/с, что составляет соответственно 0,048, 10,04 от расхода электрода, в наплавленном металле присутствуют рыхлости. Количество ударов до появления в наплавленном металле первой трещины составляет соответственно 12 и 17.

При расходе порошка 0,27; 0,54; 0,81 г/с, что составляет соответственно 0,1; 0,2;

0,3; расхода электрода, рыхлости в наплавленном металле отсутствуют. Количество ударов соответственно составляет 31; 33;

32.

Приведенные данные показывают, что применение данного способа позволяет устранить усадочную рыхлоту в завершающей части наплавки и снизить склонность наплавленного металла к трещинообразованию, 5

Формула изобретения

Способ электрошлаковой наплавки плавящимся электродом с дополнительной по10 дачей металлического порошка через шлаковую ванну в металлическую. о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения качества наплавленного металла, по.оконча15 нии наплавки процесс вновь возобновляют в наиболее нагретой части ванны, выполняя ряды циклов включений-отключений подачи электрода и порошка, причем длительность отключения (паузы) в каждом последующем

20 цикле устанавливают равной 0,6 — 0,7 от длительности кристаллизации металлической ванны в предыдущем цикле, а длительность включения 0,5 — 0.6 от длительности отключения (паузы), при этом подачу порошка про25 изводят в количестве 0,1-0,3 расхода электрода.

1669674

2О

Ус ад очи ые рыхлости

12

16

15

20

t2

Наличие рых- 1Ü лостей

2>5

Ь по оконча- 2 нни пнтого цикла

Рыхлости от- 32 сутствуют

Рыхлости

Составитель Т,Арест

Техред М.Моргентал

Редактор Н.Горват

Корректор О.Кравцова

Заказ 2702 Тираж 488 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открь1тиям при ГКНТ СССР

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

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

1 по окон- 2 чании основного процесса

2 по окон- 2 чанюв первого цикле

3 по оконча- 2 нии второго цикла

4 ао окенче 2 третьего щФклб

5 по оконча- 2 нни четвертого цикла

Значительный 18 местный наплыв металла в месте наппав- ., ки, наличие рыхлости