Способ дуговой наплавки конусов и чаш загрузочных устройств

 

Использование: упрочнение наплавкой рабочих поверхностей деталей. Сущность изобретения: наплавку производят строчнымишвами в виде параллельных дуг Отношение стрелки дуги k ее хорде наХодитсй в предела х 0,05- 0,3. ГГри наплавке каждого последую- iuiero слоя траекторию изгиба дуговых швов изменяют на противоположную, симметричную по отношению к предыдущему слою. 3 ил., 1 табл.

CQO8 CQBETCHHX

ЗЮВЮМ

PKCflYSJNH (р)у В 23 К 9 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

Н ABTQPCHQNIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЦТИЙМ

OPH fHHT СССР

1 (21) 4843486/08 (22) 26.06.90 (46) 23.09.92. Бал.. " 35 (71) Иариупольский металлургический институт (72) С.В.Гулаков, И.С.Исерсон и И.В. Головачев (56) Сторожин Д.А, и др. Изготовление и эксплуатация загрузочных устройств доменных печей. -И.: Иеталлургия, 1973, с.239-244, рйс.. 187, 189.

Юзвенко Ю.A. и др, Газоабразивная износостойкость никелькарбидхромового сплава, предназначенного для нап .лавки кОнусов и чаш доменных печей.

- в кн.; Теоретические и технологические основы наплавки. -Киев: ИЗС им. Е.О.Патона, 1980, с.86-88.

Технологическая инструкция йо ав- томатической дуговой наплавке койусов и чаш засыпных аппаратов домен ных печей ИТ-107-79. Киев : ИЭС, 1979Изобретение относится к сварочному производству, а именно, к способам упрочнения рабочих поверхностей наплавкой.

В процессе эксплуатации загрузоч". ных устройств доменных печей на кон тактных поверхностях запорных элементов (конусов и чаш) за счет газоабразивного износа (продува) появляет» ся рельеф, ухудшающий условия KOHтактных запорных элементов. Их ремонт сопровождается значительными затратами, требует остановки доменной печи.

2 (54) СПОСОБ ДУГОВОЙ НАППАВКИ КОНУСОВ

И ЧАШ ЗАГРУЗОЧНЫХ УСТРОЙСТВ (57) Использование: упрочнение наплавкой рабочих поверхностей деталей.

Сущность .изобретения: наплавку производят строчными швами в виде параллельных дуг. Отношение стрелки дуги к ее хорде"находится в пределах 0,050,3. При наплавке каждого последую.щего слоя траекторию изгиба дуговых швов изменяют на противоположную, симметричную по отношению к предыдущему слою. 3 ил., 1 табл.

"4

Важным требованием, которое предьяв- О ляется к наплавленному металлу кон- Ы тактных поясов конуса и чаши, является. постоянство износостойкости по 3 .

:всей наплавленной йойерхности (одно- а родность). Иежду тем, природа наплавки высоколегированных сплавов такова, что в наплавленном слое, состоящем из множества валиков, образуются гетерогенные зоны с разной ориентацией, морфологией и составом износостойкой фазы и матрицы сплава.

Конус.и чашу можно наплавить, применив наплавку отдельными валиками

176312 по кольцу. Недостатком этого процес) са .наплавки является низкое качество наплавленного слоя из-за возможности его отколов от основного металла из-" 5 за отсутствия автоподогрева.

Известен способ широкослойной наплавки контактных лоясов колеблющимся или расщепленным электродом, позволяющий повысить однородность наплавлен- 1О ного слоя. В этих условиях образуется сварочная ванна больших размеров и скорость охлаждения при ее затвердевании небольшая, что. способствует образованию графита в сплаве, растворению упрочняющей фазы в матрице и, как следствие, к снижению износо" стойкости наплавленного слоя.

Наиболее близким по сущности и достигаемому эффекту является способ строчной наплавки контактных поясов с возвратно-поступательным перемеще- нием электрода вдоль образующей детали, Из-за нестабильного качества по 25 длине порошковой ленты (непостоянство коэффициента заполнения, просыпания шихты, ее неоднородности и др.) достаточно небольшого участка плохой ленты, чтобы сформировать участок gp контактного пояса с низкими служебными характеристиками, Эта зона пояса будет наиболее подвержена продуву, что приведет к выходу из строя засыпйого аппарата.

Строчная наплавка контактного пояса конуса или чаши прямолинейными ,швами, сориентированными вдоль образующей изделия, обеспечивает автоподогрев наплавляемой поверхности, что предотвращает отколы наплавленного слоя. Одна«о такая ориентация швов является благоприятной для образова" ния продувов. Это связано с тем, чть при использовании для наплавки порош" 45 ковой ленты из-за высыпания шихты, неоднородности ее состава по длине . электрода могут быть наплавлены поперек контактного пояса отдельные строчки с низкими служебными характеристиками. Продувам способствует также неоднородность наплавленного слоя s по" перечном относительно шва сечении из-за особенностей процесса дуговой наплавки, $S

Устранить этот недостаток, повысив тем самым качество наплавленного слоя, можно, осуществив строчную нап" лавку швами в виде параллельных дуг, 1

4 размеры которых регламентируются отношением стрелки дуги к ее хорде, равным 0,05...0,3. Тогда на пути продува вместо одного будут расположены

2...5 валиков наплавленного металла, что сводит к минимуму возможность продува из-за дефектов ленты на отдельных ее участках.

Изменением при многослойной наплавке контактного пояса в каждом последующем слое положения дуговых швов на противоположное, симметрично относительно швов предыдущего слоя, обеспечивается снижение неравномерности высоты наплавки по поверхности упрочненного слоя и в еще большей степени устраняется возможность продувов в области контактного пояса.

Цель изобретения - повышение качества наплавленного слоя и срока службы изделия.

На фиг.1 показана известная схема (прототип) строчной наплавки контактного пояса прямолинейными швами, сориентированными вдоль образующей детали. Точками на наплавленной поверхности условно показана упрочняющая фаза. В месте ее отсутствия показана зона продува.

На Фиг.2 показана предлагаемая схема наплавки дуговыми швами первого слоя, на фиг. 3 - двухслойная наплавка, где Формирование дуговых швов второго слоя противоположно этому параметру в первом слое. На фиг. 2 расстояние между точками 1 и 2стрелка дуги, a расстояние между точками 3 и 4 - ее хорда, На фиг.3 позицией 5 показана схема наплавки первого слоя (пунктирные линии), а позицией 6 - второго слоя (сплошные линии).

Рассматривая схему строчной наплавки контактного пояса прямолинейными швами (см.фиг.1) видно, что в случае просыпания шихты в ленте возможно формирование отдельных нелегированных валиков, в которых отсутствует упрочняющая фаза. Это место является благоприятным для появления продувов при эксплуатации упрочненной по указанной технологии деталей. 8ероятная область и направление продува показаны на Фиг.! последовательностью стрелок °

Уменьшить вероятность продувов контактного пояса можно, осуществив

45 щему слою.

5 176 строчную наплавку износостойкого слоя дугообразными швами (фиг.2).

Учитывая, что строчную наплавку (схема на фиг.1) осуществляют со смещением электрода с зенита детали для обеспечения оптимальных условий качественного формирования износостойкого слоя, причем величина этого смещения регламентирована и весьма критична к отклонениям от номинального значения, накладываются ограничения на кривизну дугообразных швов при их наплавке по схеме, изображенной на фиг.2, так как при их формйровании все время меняется величина смещения электрода с зенита. При малой кривиз» не дугообразных швов (при отношении стрелки дуги к хорде менее 0,05) не будет достигнут положительный эффект устранения вероятности продува кон» тактного пояса. Увеличение кривизны более максимально допустимого значения (отношение указанных выше параметров превышает 0,3) приведет к резкому снижению качества наплавленного слоя из-за стекания металла в области шва с максимальным смещением с зени та. При этом формируется слой переменной высоты, что недопустимо, Если в процессе многослойной наплавки изменить траекторию изгиба дуговых швов каждого последующего слоя ка противоположную по отношению к предыдущему слою (см.фиг.3), то мож но увеличить кривизну дуговых швов, т.к. неравномерность высоты их наплавки будет скомпенсирована из-за то го, что при изменении траектории их наплавки стекание металла ванны в одном слое будет направлено в центр шва, а в следующем - к его краям. 8 итоге общий уровень высоты наплавки по ширине контактного пояса будет постоянным, причем дополнительно увеличивается в еще большей степени стойкость контактного пояса против продувов, Пример реализации способа .

Осуществляли дуговую наплавку строчными швами дугообразной формы в два слоя контактного пояса чаши засыпного аппарата доменной печи диаметром 5000 мм порошковой лентой

ПЛ-AH-111. Режимы наплавки: напряжение на дуге - 328, ток дуги - 700...

800А, смещение головки с зенита

220 мм. Ширина контактного пояса (размах колебаний механизма напла3121 6 вочного аппарата - хорда дугового шва) 250 мм. При этом изменяли кривизну дуговых строчных швов (стрелку дуги) в пределах от 10 до 80 мм.

Результаты экспериментов сведены в таблицу.

Осмотр йаплавленного слоя показал, что при кривизне шва 10 мм высота его равномерная, но из-за малой его кривизны имеется вероятность продувов в связи с отсутствием перекрытия смежных валиков.

При изменении стрелки дуги в пределах от 11 до 65 мм (отношение стрелки дуги к хорде от 0,05 до 0,3)

::-качество наплавлвнного слоя высокое, однако с ростом кривизны увеличивает20 ся неравномерность высоты по длине

waa из-за подтеков металла ванны в среднюю или периферийные участки шва, так как эти участки имеют большее смещенйе с зенита по отношению к дру25 гии зонам шва. Поэтому в ту часть шва, наклон которой максимален, устремляется жидкий металл сварочной ванны. Но эта неравномерность высоты, равная 1...2 мм, компенсируется

30 при наплавке второго слоя.

Увеличенйе кривизны шва до 80 мм приводило к увеличению неравномерности высоты шва по его длине до 4 мм, появленйю подтеков, дефектов в виде несплавлений, неметаллических включений.

Использованйе предложенного решения позволит в существенной степени увеличить срок службы засыпных аппащ ратов доменных печей и увеличить межремонтный цикл, Формула изобретения

Способ дуговой наплавки конусов и чав загрузочных устройств доменных r печей, согласно которому наплавку износостойкого слоя производят строчными швами, от ли иа ющ ий ся тем, 5О.что, с целью повышения качества наплавленного слоя и срока службы изделия, строчные швы наплавляют в виде параллельных дуг, с отношением стрелки дуги к ее хорде, равным 0,05-0,3, 55 при.этом в каждом последующем слое наплавки траекторию изгиба дуговых швов изменяют на противоположную, симметричную по отношению к предыду17631 21

Номер опыта

О, 045

0,05

То же

Кривизна шва Отношение (стрелка ду- стрелки дуги ги), мм к хорде

О,f8

0,3

Качество наплавленного слоя

Малая кривизна.шва. Имеется вероятность продувов.

Швы перекрывают друг друга из-за их дугообразности. Наплавленный слой равномерной высоты.

То.же. Неравномерность высоты наплавки по длине валиков

1...2 мм, которая компенсируется при наплавке второго слоя.

Высокая неравномерность высоты наплавки, достигающая ч мм, наличие дефектов в наплавленном слое.

1763121

ViA3

Составитель Д.Слинко

Техред Корректор Т.Палий

Редактор О.Стенина

Заказ 3412 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101