Способ нанесения металлопокрытия на поверхность детали контактной приваркой присадочной ленты




Владельцы патента RU 2788561:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный аграрный университет" (RU)

Изобретение относится к области контактной сварки и может быть использовано при восстановлении и упрочнении деталей. Изготавливают присадочную ленту из легированной жаропрочной стали с размерами, соответствующими размерам восстанавливаемой поверхности детали. На восстанавливаемой поверхности детали выполняют глухие конические перфорационные отверстия, причем шаг перфорации в продольном и поперечном направлениях выбирают равным шагу выполнения сварных швов. Отверстия на поверхности детали выполняют с диаметром основания, равным половине шага перфорации, и глубиной, равной 0,5-0,7 диаметра основания отверстия. Прижимают ленту к восстанавливаемой поверхности и осуществляют ее обкатку роликом-электродом при подаче импульсов сварочного тока с выполнением сварных швов. Обкатку роликом-электродом осуществляют по перемычкам между рядами отверстий, а режим приварки выбирают из условия полного закрытия объема отверстий на поверхности детали. Способ обеспечивает повышение прочности приварки присадочных лент из легированных и жаропрочных сталей на основу из конструкционных сталей. 4 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к области контактной сварки и может быть использовано при восстановлении и упрочнении деталей электроконтактной приваркой присадочной ленты из легированных жаропрочных сталей.

Известен способ нанесения металлопокрытия, при котором изготавливают заготовку ленты с размерами, соответствующими размерам восстанавливаемой поверхности детали, прижимают ее к восстанавливаемой поверхности роликом-электродом и производят приварку заготовки к детали импульсами тока (Воловик Е.Л. Справочник по восстановлению деталей. - М.: Колос, 1981, с. 89-91). Недостатком известного способа является низкая прочность приварки ленты в твердой фазе. Известно, что для формирования прочных химических (металлических) связей в сварном стыке должна происходить пластическая деформация. Жесткая плоская присадочная лента при приварке практически не деформируется и поэтому прочно к детали не приваривается. Прочность сварного соединения также низкая и в случае приварки ленты на режимах, обеспечивающих образование в контакте небольших размеров сварочной ванны. При прохождении импульса тока основной отвод тепла происходит в массивный ролик-электрод из высокотеплопроводного сплава, в результате чего жидкая фаза в стыке не удерживается, а перемещается от стыка вглубь детали.

Известен также способ нанесения металлопокрытия на поверхность детали контактной приваркой присадочной ленты, включающий изготовление присадочной ленты с размерами, соответствующими размерам восстанавливаемой поверхности детали, прижатие ленты к восстанавливаемой поверхности и ее обкатку роликом-электродом при подаче импульсов сварочного тока с выполнением сварных швов. (Патент РФ 2700891, МКИ В23К 11/06, В23К 35/02, опубл. 23.09.2019, Б.И. №27).

Недостатком прототипа является низкая прочность приварки на детали из конструкционных сталей присадочных лент из легированных и жаропрочных сталей. Способ эффективен лишь при приварке перфорированных лент из углеродистых сталей на детали из конструкционных сталей. Применение присадочных лент из легированных сталей целесообразно с точки зрения упрочнения рабочих поверхностей реставрируемых деталей. Однако такие материалы сохраняют свои упругие свойства при высоких температурах и усилием ролика-электрода осаживаются недостаточно. Для формирования прочного сварного соединения в твердой фазе между присадочной лентой из легированных и жаропрочных сталей и деталью из конструкционных углеродистых сталей необходимо обеспечить достаточную пластическую деформацию в сварном стыке. Целесообразно в данном случае обеспечить поверхностную пластическую деформацию не присадочной ленты, а детали.

Цель нового технического решения - повышение прочности приварки присадочных лент из легированных и жаропрочных сталей на основу из конструкционных сталей.

Технический результат достигается тем, что в способе нанесения металлопокрытия на поверхность детали контактной приваркой присадочной ленты, включающий изготовление присадочной ленты с размерами, соответствующими размерам восстанавливаемой поверхности детали, прижатие ленты к восстанавливаемой поверхности и ее обкатку роликом-электродом при подаче импульсов сварочного тока с выполнением сварных швов, выполняют перфорационные отверстия, прижимают ленту к восстанавливаемой поверхности роликом-электродом и приваривают ее к детали импульсами тока, присадочную ленту изготавливают из легированной жаропрочной стали, на восстанавливаемой поверхности детали выполняют глухие конические перфорационные отверстия, причем шаг перфорации в продольном и поперечном направлениях выбирают равным шагу выполнения сварных швов, отверстия на поверхности детали выполняют с диаметром основания, равным половине шага перфорации, и глубиной, равной 0,5-0,7 диаметра основания отверстия, при этом обкатку роликом-электродом осуществляют по перемычкам между рядами отверстий, а режим приварки выбирают из условия полного закрытия объема отверстий на поверхности детали.

На фиг. 1 изображена деталь (вал), на восстанавливаемой поверхности которой выполнены вдоль и поперек образующей ряды глухих отверстий. На фиг. 2 показано сечение А-А вала. На фиг. 3 показан процесс электроконтактной приварки присадочной ленты на предварительно перфорированную изношенную поверхность детали. На фиг. 4 показан вид Б одного перфорационного отверстия на восстанавливаемой поверхности вала и схема перемещения металла перемычек в пластическом состоянии.

На восстанавливаемой поверхности 1 детали 2 в продольном и поперечном направлениях с шагом s выполнены глухие отверстия 3 диаметром d и глубиной t; между отверстиями 3 остаются перемычки 4. Металлопокрытие 5 формируется из присадочной ленты 6, прижатой со сварочным усилием F к восстанавливаемой поверхности 1 роликом-электродом 7.

Сущность способа заключается в следующем. Предварительно по размерам восстанавливаемой поверхности 1 детали 2 вырезают заготовку присадочной ленты 6. Перед нанесением металлопокрытия 5 восстанавливаемую поверхность 1 детали 2 перфорируют, для чего вдоль и поперек образующей с равным шагом s сверлят ряды глухих отверстий 3, между ними оставляют перемычки 4. Присадочную ленту 6 прижимают роликом-электродом 7 к восстанавливаемой поверхности 1 детали 2. Через участок электрической цепи «деталь 2 - присадочная лента 6 - ролик-электрод 7» пропускают импульсы сварочного тока, разогревают металл перемычек 4 между отверстиями 3 до пластического состояния и потери упругих свойств и осаживают усилием ролика-электрода 7. При пластической деформации металл перемычек 4 перемещают в направлении осей отверстий 3. Режим приварки выбирают из условия полного закрытия объема отверстий 3. Наибольшее значение с точки зрения обеспечения прочной приварки в твердой фазе имеет перемещение горячего металла детали 2 относительно стыковой поверхности присадочной ленты 6. При таком движении атомы соединяемых металлов вступают в физический контакт, активизируются, разрушаются и выносятся из стыка препятствующие образованию общего электронного поля плотные гидрооксидные пленки. Прочность формируемого сварного соединения обеспечивают режимом приварки и рациональным выбором параметров перфорации детали 2. Экспериментально установлено, что прочное сварное соединение формируется при шаге S сверления отверстий 3, равном шагу наложения на деталь сварных швов, диаметрах отверстий, равных половине шага перфорации, и их глубине, равной 0,5…0,7 диаметра.

Пример. Восстанавливается вал диаметром 50 мм из стали 45 ГОСТ 1050-2013 присадочной лентой из стали 30 ХГСА ГОСТ 4543-2071 размерами В=156 мм, L=100 мм и толщиной 1,5 мм. В присадке с шагом S=6 мм выполнены под углом β=2,2 град на глубину t=1,2 мм конические отверстия с диаметрами оснований d=3 мм. При приварке применялся инструмент - ролик-электрод диаметром 120 мм и шириной рабочей поверхности 7 мм. Режим приварки: сварочный ток 9 кА, усилие на инструменте 2,2 кН, длительности импульсов тока и пауз между ними соответственно 0,06 и 0,08 с, скорость приварки 20 мм/с.Обкатка присадки роликом-электродом осуществлялась по перемычкам между рядами отверстий. Прочность сварного соединения, определяемая методом разрушающего контроля, составила σ=123 МПа. При восстановлении вала известным способом на том же режиме прочность приварки была равна 45 МПа.

Способ нанесения металлопокрытия на поверхность детали контактной приваркой присадочной ленты, включающий изготовление присадочной ленты с размерами, соответствующими размерам восстанавливаемой поверхности детали, прижатие ленты к восстанавливаемой поверхности и ее обкатку роликом-электродом при подаче импульсов сварочного тока с выполнением сварных швов, отличающийся тем, что присадочную ленту изготавливают из легированной жаропрочной стали, на восстанавливаемой поверхности детали выполняют глухие конические перфорационные отверстия, причем шаг перфорации в продольном и поперечном направлениях выбирают равным шагу выполнения сварных швов, отверстия на поверхности детали выполняют с диаметром основания, равным половине шага перфорации, и глубиной, равной 0,5-0,7 диаметра основания отверстия, при этом обкатку роликом-электродом осуществляют по перемычкам между рядами отверстий, а режим приварки выбирают из условия полного закрытия объема отверстий на поверхности детали.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к восстановлению деталей автотракторной техники, в частности кулачков распределительных валов двигателей внутреннего сгорания. После наплавки для равномерного снятия наплавленного на поверхность кулачка металла на станину шлифовального станка перпендикулярно вверх монтируют копировальную оснастку.

Изобретение относится к горно-перерабатывающей промышленности и предназначено для ремонтно-восстановительных работ барабанных мельниц, в частности, к восстановлению цапф опорных гидростатических подшипниковых узлов без демонтажа цапф. Ремонт опорных цапф мельницы осуществляют на месте ее эксплуатации без предварительного демонтажа корпуса, при проведении которого во внутренние отверстия загрузочной и разгрузочной цапф мельницы вводят консоли с разжимными оправками.

Изобретение может быть использовано при изготовлении и восстановлении рабочих органов почвообрабатывающих машин, в частности лаповых рабочих органов культиваторов, подвергающихся абразивному изнашиванию. На поверхность рабочих частей основы культиваторной лапы проводят прерывистое нанесение износостойкого материала в виде вплавленных тел полусферической формы и эллипсоидной формы, имеющих соотношение размеров большой и малой полуосей эллипса 3:2.

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано для восстановления металлических изделий с поверхностными трещинами. Способ включает предварительную подготовку поверхности изделия и последующее воздействие на него импульсным магнитным полем, обеспечивающим микрорасплавление металла в области трещин.

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано для восстановления металлических изделий с поверхностными трещинами. Перед микрорасплавляющим воздействием импульсного магнитного поля трещины заполняют металлическим порошком, аналогичного материалу восстанавливаемого изделия состава.

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано для восстановления металлических изделий с поверхностными трещинами. Способ включает предварительную подготовку поверхности изделия и последующее воздействие на него импульсным магнитным полем, обеспечивающим микрорасплавление металла в области трещин.

Изобретение относится к способу ремонта гребешков лабиринтных уплотнений дисков газотурбинного двигателя, изготовленных из гранулированных сплавов. Осуществляют механическое удаление части гребешка лабиринтного уплотнения диска на высоту дефекта, зачистку поверхности гребешка, установку и фиксацию диска в вертикальном положении и наплавку присадочным материалом на подготовленную поверхность гребешка лабиринтного уплотнения в среде защитного газа последовательным наложением слоев до полного восстановления по высоте размеров гребешка лабиринтного уплотнения.

Изобретение относится к машиностроению и ремонтному производству и может быть использовано для упрочнения и восстановления рабочих поверхностей деталей машин. Установка для электромеханической обработки содержит силовой понижающий трансформатор с аппаратурой регулирования и контроля, расположенный на суппорте токарного станка, рабочие инструменты в виде роликов, токоподвод к которым осуществлен непосредственно от трансформатора вторичной обмотки.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для восстановления размеров точного режущего инструмента, например плоских протяжек при одновременном их упрочнении. Способ включает пластическую деформацию протяжки, обеспечивающую увеличение высоты зубьев протяжки с компенсацией изношенных размеров, последующую размерную обработку зубьев, обеспечивающую восстановление их размеров и геометрии.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано при изготовлении и восстановлении рабочих органов культиваторов, подвергающихся абразивному изнашиванию. В способе износостойкий материал наносят в зонах наплавки в виде вплавленных в материал культиваторной лапы с верхней ее стороны - тел полусферической формы диаметром, равным толщины основания лапы, располагая их центры вдоль лезвий лапы, и в носовой ее части по дугообразным линиям армирования.

Изобретение относится к металлургии, а именно к сварке автомобильной высокопрочной стали (AHSS). Способ соединения автомобильных высокопрочных сталей (AHSS) включает обеспечение первой поверхности листа или полосы и второй поверхности листа или полосы из высокопрочных сталей AHSS с составами, имеющими углеродный эквивалент (Сeq) по меньшей мере 0,45, создание перекрытия путем наложения первой поверхности на указанную вторую поверхность, их сваривание с образованием сварного шва, охлаждение сварного шва до температуры между температурами Ac3 и Mf указанных сталей, нагревание сварного шва со скоростью по меньшей мере 10°C/с до температуры между температурами Ms и Ac1 сталей, охлаждение сварного шва до температуры ниже температуры Ms сталей, нагревание сварного шва со скоростью по меньшей мере 10°C/с до температуры между температурами Ms и Ac1 сталей и охлаждение сварного шва до комнатной температуры.
Наверх