Способ односторонней непрерывно-последовательной индукционной наплавки

 

Использование: при индукционной наплавке изделий плоской формы значительной толщины. Сущность изобретения: ветви индуктора выполняет в поперечном сечении в виде равнобедренного прямоугольного треугольника. Угол наклона грани противолежащей прямому углу к плоскости наплавки составляет 25-35° для одной из ветвей и 10-20° - для другой ветви. Расстояние между индуктирующими ветвями составляет 2-4. ширины грани, 4 ил. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 К 13/01

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4916407/08 (22) 13.12.90 . (46) 15.05.93, Бюл. М 18 (71) Научно-производственное обьединение . "АНИТИМ" (72) А.А.Боль, О.А.Нагорных и А.Ю.Балаганский (56) Вологдин. Вл.В. Пайка и наплавка при индукционном нагреве. М,— Ë.: Машиностроение, 1965, с. 20, Авторское свидетельство СССР

М 1465218, кл. В 23 К 13/01, 1987.

Ъ .Изобретение относится к сварке, в частности к технологии индукционной наплавки поверхностей изделий значительной толщины (свыше 20-30 мм).

Целью изобретения является повышение качества наплавки.

Поставленная цель достигается тем, что в способе односторонней непрерывно-последовательной индукционной наплавки, при котором размещают на наплавляемой детали шихту, расплавляют ее за счет тепла, выделяемого поверхностью наплавляемой детали, перемещаемой относительно токопровода индуктора, состоящего из двух параллельных индуктирующих ветвей, согласно изобретения индуктирующие вет.ви выполняют в сечении в вйде равнобедренного прямоугольного треугольника и располагают перпендикулярно направлению перемещения детали, грань, противолежающую прямому углу, одной из ветвей наклоняют к наплэвляемой поверхности ((9) (1() с (54) СПОСОБ ОДНОСТОРОННЕЙ НЕПРЕРЫВНО-ПОСЛЕДОВАТЕЛЪНОЙ ИНДУКЦИОННОЙ НАПЛАВКИ (57) Использование: при индукционной наплавке изделий плоской формы значительной толщины. Сущность изобретения: ветви индуктора выполняют в поперечном сечении в виде равнобедренного прямоугольного треугольника. Угол наклона грани противолежащей прямому углу к плоскости наплавки составляет 25 — 35 для одной из ветвей и 10 — 20 — для другой ветви. Расстояние между индуктирующими ветвями составляет 2 — 4 ширины грани, 4 ил, 1 табл. под углом 25-350, другой ветви — под углом

10 — 20, а расстояние между индуктирующими ветвями выбирают равным 2 — 4 размерам ширины противолежащих прямому углу граней, На фиг. 1 дан общий вид индуктора; на фиг, 2 — вид А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение

Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — принципиальная схема осуществления способа.

Способ односторонней непрерывнопоследовательной индукционной наплавки реализуется с помощью индуктора, состоящего из токопровода 1, выполненно-, го с двумя индуктирующими ветвями 2 и 3, шиндпровода 4 для подключения индуктора к ВЧ-генератору. Токопровод 1 снабжен штуцерами 5 для соединения с системой водоохлаждения, Поперечное сечение индуктирующих ветвей 2 «3 представляет собой равнобедренный треугольник, вершина прямого угла является верхней точкой ветвей. Угол инаклона грани, противолежащей

1815078 4

1 прямому углу и проходящей через нижние точки ветвей составляет 25-35 у подогревающей ветви 2 и угол Р наклона этой грани у доплавляющей ветви составляет 10-20 .

Расстояние между индуктирующими ветвями составляет 2-4 ширины грани, обращенной к поверхности наплавки. Угол при вершине прямоугольника является оптимальным, так как уменьшение этого угла снижает электрический КПД индуктора, а увеличение его более 90 ухудшает условия охлаждения индуктора, Способ осуществляется следующим образом.

Деталь с нанесенным по всему упрочня емому участку слоем шихты размещают под токопроводом 1 индуктора с зазором и перемещают с постоянной скоростью в направлении перпендикулярном индуктирующим ветвями 2 и 3, Индуктор подключают к высокочастотному генератору. В процессе нагрева в поверхностном слое детали со стороны, обращенной к индуктирующим ветвям 2 и 3, наводится электрический ток, вследствие чего металл разогревается, а так как ветви ориентирова ны относительно направляемой поверхности неодинаково, то образуется две зоны: ,зона предварительного подогрева под ветвью с наклоном грани под углом 20-35 к поверхности нагрева и зона догрева под ветвью с наклоном грани под углом 10-20 .

При двухзонном нагреве расширена нагреваемая зона наплавляемого участка, вследствие чего увеличивается время протекания металлургических процессов плавления. При данном ориентировании ветви подогрева под ней протекает процесс интенсивного нагрева необходимый на начальной стадии плавления. Конечная стадия плавления ведется при значительно меньших удельных мощностях и, следовательно, при меньшей температуре поверхности наплавляемой детали„не превышающей максимально допустимой. Оптимальными углами подогревающей ветви являются углы в пределах 25-35 . При угле наклона грани менее 25 наблюдается недостаточная интенсивность нагрева на большой ширине эоны нагрева. Превышение угла наклона более 35 приводит к ослаблению интенсивности нагрева под подогревающей ветвью и к снижению электрического КПД индуктора.

Угол наклона доплавляющей ветви, лежащий в пределах 10-20 также является оптимальным, снижение угла менее 10 приводит к неравномерности нагрева в пределах зоны доплавления и снижению электрического КПД, а повышение угла наклона ведет к концентрации поля на выходе из индуктора и снижению качества, так как происходит выдавливание расплава полем.

Расстояние между ветвями принимается в пределах 2-4 ширины грани. При расстоянии меньше, чем 2 ширины грани происходит компенсация противоположно направленных токов, а повышение этого расстояния более 4-х граней приводит к снижению теплового КПД из-за возрастания

"0 времени выдержки между предварительным подогревом и доплавлением.

Для обоснования выбора углов

a NP наклона граней ветвей индуктора и расстояния d между ними были выполнены

"5 токопроводы с параметрами углов, приведенными в таблице. Производили наплавку ножей отвалов бульдозеров, изготовленных из стали 15ХСНД толщиной 30 мм, твердым сплавом ПГ-С27. Испольэовали генератор

ВЧГЗ-160/0,066 с частотой 66 кГц, Ширина наплавляемого слоя 100 мм. толщина 2 мм.

Ширина грани 12 мм.

Качество наплавки определяется разме-. ром диэлектрической эоны (зоны с понижен25 .ной твердостью, менее 50 НВСэ) и равномерностью по толщине.

Из таблицы:видно, что в примерах 2, 3, 4 и 7, 8 получены качественные покрытия при достаточной йнтенсивности нагрева с

30 образованием в наплавленном слое доэвтектической зоны менее 307;.

Наилучшие показатели качества соответствуют оптимальным значениям углов наклона грани ветвей подогрева 25-35 и

35 доплавления 10-20 при расстоянии между ветвями равном 2 — 4 значениям ширины грани.

Таким образом, в процессе наплавки происходит непрерывно-последовательное

40 расплавление шихты от участка к участку вдоль всей упрочняемой поверхности, На выходе иэ индуктора расплав кристаллизуется, образуя иэносостойкое покрытие.

Применение способа, обеспечивающего равномерный нагрев двумя зонами, способствует повышению качества наплавки, Формула изобретения

Способ односторонней непрерывно-по- следовательной индукционной наплавки, 50 при котором размещают на наплавляемой детали шихту, расплавляют ее за счет тепла, выделяемого поверхностью наплавляемой детали, перемещаемой относительно токопровода индуктора, состоящего из двух па55 раллельных индуктирующих ветвей, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения качества нэплавки, индуктирующие ветви выполняют в сечении в виде равнобедренного прямоугольного треугольника и располагают перпендикулярно к направлению

1815078

Доплавляющая ветвь, угол наклона граниP, град

Качественная характеристика

Расстояние между ветвями d =.

=2 — 4) а, а — ширинаг ани

Подогрева ющая ветвь, угол наклона грани а, град

Пример

20

2

15

30

7

30

10

30

30 перемещения детали, грань, противолежащую прямому углу, одной из ветвей наклоняют к;наплавляемой поверхности под углом 2 -350, другой ветви — под углом 1020, а расстояние между индуктирующими ветвями выбирают равным 2-4 размерам ширины противолежащих прямому углу граней. доэвтектическая зона более 30 7, доэвтектическая эона менее 30 g, выдавливание отсутствует доэвтектическая эона более 30 $ выдавливание, неравномерность по толщине менее 30 $, выдавливание отсутствует выдавливание, неравномерноств по толщине доэвтектическая зона более 30 7. вы авливание

1815078

Фиг 4

Составитель С.Кречетова

Техред М.Моргентал Корректор С.Юско

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина. 1р1

Заказ 1609 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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