Способ электрошлаковой сварки и наплавки

 

п11 460 !46

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Советскн1

Соцйелкстймескйл

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 16.03.73 (21) 1894523/25-27 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.02.75. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 15,05.75 (51) М. Кл. В 23Ic 25/00

В 23р 3/10

В 21с 37/12

Комитет по делам изобретений н открытий ори Совете Министров

СССР (53) УДК 621.791.92 (088.8) (72) Автор изобретения

А. Я. Шварцер (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОИ СВАРКИ

И НАПЛАВКИ

Изобретение относится к способам сварки и наплавки, основанным на использовании тепла, выделяющегося при прохождении электрического тока через электропроводный шлак.

Известен способ электрошлаковой сварки и наплавки с одновременным оплавлением кромок основного металла.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что для улучшения структуры металла вблизи границы сплавления и повышения производительности осуществляют дополнительное оплавление кромок основного металла электрической дугой при помощи дополнительного электрода, вводимого в шлаковую ванну.

С целью уменьшения токов шунтирования и защиты электрода от агрессивного действия шлака в зону дуги подают защитный газ.

В результате применения предлагаемого способа улучшается строение околошовной зоны, что в большинстве случаев позволяет обойтись без термической обработки готовых изделий.

На фиг. 1 показана принципиальная схема предлагаемого способа, где 1 — основной металл, 2 — плавящийся электрод, 3 — неплавящийся электрод, 4 — шлак, 5 — наплавленный металл, 6 — мундштук, 7 — водоохлаждаемый кристаллизатор, и — глубина шлаковой ванны, А, — расстояние от оси дуги до поверхности шлаковой ванны.

На фиг. 2 показан пример изготовления крупных цилиндрических обечаек путем спи5 ральной наплавки, где 8 — группа плавящихся электродов, 9 — группа неплавящихся электродов, 10 — кристаллизатор, 11 — изделие, 12 — стенд-вращатель.

Предлагаемый способ наплавки осущест10 вляют следующим образом.

Одним из известных способов в кристаллизаторе наводится шлаковая ванна. По достижении устойчивого электрошлакового расплавления электрода (или электродов) 2 и

15 заполнения кристаллизатора наплавленным металлом до нужного уровня возбуждают электрическую дугу (дуги) на электроде (электродах) 3 и включают движение вверх подающих устройств вместе с кристаллизато20 ром. Электрический дуговой разряд (или плазменно-дуговой) дает возможность оплавлять кромки изделий со скоростями в десятки раз большими, чем при помощи шлаковой ванны — источника тепла со сравнительно

25 низкой температурой. Таким образом, электродуговой нагрев содействует быстрому продвижению, а электрошлаковый процесс при высокой производительности расплавления электродов обеспечивает металлическую об30 работку переплавляемого металла. Наличие

460146 электрических дуг позволяет отодвинуть от основного металла плавящиеся электроды и увеличить размеры шлаковой ванны, что, в свою очередь, дает возможность повысить тепловую мощность и производительность процесса наплавки.

Электрические дуги располагаются на расстоянии А„ от поверхности шлаковой ванны.

Это расстояние может быть равным нулю.

Кроме того, А„может быть и меньше и больше глубины шлаковой ванны й„. Величина А.„ выбирается в зависимости от условий протекания процесса. При толщине металла 50 мм и h =60 мм А„составляет 35 мм при глубине проплавления 1 — 4 мм (регулируемая величина) .

Для защиты электрода применяют поддувание инертного или активного газа, который оттесняет шлак и устраняет шунтирование.

На фиг. 2 показан процесс изготовления крупной обечайки путем наплавки по спирали с использованием предлагаемого способа, Шлаковая ванна позволяет расплавлять массивные электроды большого сечения. Группа электродов обеспечивает быстрое оплавление основного металла. Наплавка ведется по спирали с широким шагом, который может превысить 1000 мм. Здесь наблюдается сочетание электрошлаковой отливки с наплавкой, При изготовлении обечайки сосуда диаметром

2000 мм при толщине стенки 100 мм можно получить следующие результаты: скорость наплавки 1 — 10 м/час, сечение наплавки 100Х

5 )(400 мм, сила тока в основной цепи 60 кА.

Обечайку длиной 40 м изготавливают за 60—

70 ч, причем в отличие от известной электрошлаковой паплавки по спирали стенка обечайки имеет сокращенную зону термического

10 влияния с незначительными участками перегрева или вовсе без них.

Предмет изобретения

1. Способ электрошлаковой сварки и наплавки с одновременным оплавлением кромок основного металла, отличающийся тем, что, с целью улучшения структуры металла

20 вблизи границы сплавления и повышения производительности, осуществляют дополнительное оплавление кромок основного металла электрической дугой при помощи дополнительного электрода, вводимого в шлаковую

25 ванну.

2, Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения токов шунтирования и защиты электрода от агрессивного действия шлака, в зону дуги подают защитный газ.

460146

Составитель Л. Яковлева

Ф

Редактор Л, Василькова Техред Е. Борисова Корректоры: Л. Котова и В. Брыкснна

Заказ 1109/8 Изд. Ко 1233 Тираж 1069 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2