Способ дуговой сварки порошковой проволокой

 

СПОСОБ .ДУГОВОЙ СВАРКИ ПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКОЙ трубчатой конструкции , состоящей из оболочки и сердечника , при котором сварочньй ток подводится к оболочке через токоподвод, отличающийся тем, что с целью повьшения качества швов путем уменьшения отставания плавления сердечника от оболочки проволоки за счет интенсификации плавления сердечника на торце проволоки, в процессе сварки производят пластическое деформирование оболочки проволоки на величину 0,1-0,3 ее внутреннего диаметра на участке перед токоподводом или после выхода из него, при этом на участке вылета ей сообщают гармонические колебания звуковой частоты с амплитудой, равной 0,1-0,5 диаметра проволоки.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПжЛИН з(Ю В 23 К 9/14

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРственный нОмитет сссР

ПО делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3660076/25-27 (22) 09.11.83 (46) 30.12.84. Бюл. № 48 (72) Л.М. Куплевацкий (71), Краматорский индустриальный институт (53) 621.791.75(088.8) (56) 1. Походня И.К. и др. Изготовление порошковой проволоки. Киев, "Вища школа", 1980, с. 19.

2. Там же, с. 18. (54) (57) СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ ПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКОЙ трубчатой конструкции, состоящей из оболочки и сердечника, при котором сварочный ток под„„ЯЦ„„113163 6 А водится к оболочке через токоподвод, отличающийся тем, что, с целью повьппения качества швов путем уменьшения отставания плавления сердечника от оболочки проволоки за счет интенсификации плавления сердечника на торце проволоки, в про" цессе сварки производят пластическое деформирование оболочки проволоки на величину 0,1-0,3 ее внутреннего диаметра на участке перед токоподводом или после выхода из него, при этом на участке вылета ей сообщают гармонические колебания звуковой частоты с амплитудой, равной 0,1-0 5 диаметра проволоки.

f 1131

Изобретение относится к способам сварки порошковой проволокой и может . быть использовано в машиностроении.

Известен способ дуговой сварки порошковои проволокои, при кОтором защиту расплавленного металла от воздуха и легирование .сварного шва осуществляют порошкообразными компонентами, заключенными в металлическую оболочку, и сердечник проволоки раз- 10 деляют на части токоведущими слоями оболочки 113.

В результате разделения сердечника слоями оболочки сварочная дуга

1 горит по всей его торцовой поверх- 15 ности, а капли электродного металла образуются и переносятся по оси проволоки. При.этом происходит одновременное плавление порошкообразных компонентов и материала оболочки. Компо-щ ненты расплавляются в калле электродного металла и обеспечивают надежную их физико-химическую защиту от вли.— яния окружающей среды. Способ реализуется за счет использования прово- 25 лок сложного сечения, например, двух- . слойной конструкции.

Недостаток этого способа — необходимость применения проволок сложного сечения, имеющих низкую технологичность изготовления и малый коэф-. фициент заполнения проволоки-порошкообразными компонентами, значительная трудоемкость реализации способа для проволок с бесшовной оболочкой, а также высокая повреждаемость оболочки

35 иэ-за ее малой толщины. Эти недостатки ограничивают использование спосо.ба при сварке и наплавке высоколегированных сталей.

Наиболее близким к предлагаемому .по технической сущности является способ дуговой сварки порошковой проволокой трубчатой. конструкции (2).

Изготовление проволоки трубчатой

45 конструкции характеризуется простотой и высокой технологичностью про3» ( цесса. Однако при данном способе свар.ки дуга горит только по периметру оболочки.

Цель изобретения — повышение качества швов путем уменьшения отставания плавления сердечника от оболочки за счет интенсификации плавления сердечника на торце проволоки.

Поставленная цель достигается тем, 5 что согласно способу дуговой сварки порошковой проволокой трубчатой конструкции, состоящей из оболочки и

616 1 сердечника, при котором сварочный ток подводится к оболочке через токоподвод,,в процессе сварки производят пластическое деформирование оболочки проволоки на величину О, 1-0 3 ее внутреннего диаметра на участке перед токоподводом или после выхода из него, при этом на участке вылета ей сообщают гармонические колебания звуковой частоты с амплитудой, равной 0,1-0,5 диаметра проволоки.

При пластическом деформировании оболочки ее внутренняя поверхность давит на скелет сердечника, образованный порошкообразными компонентами. Происходит его хрупкое разрушение, при этом увеличивается расстояние между частицами, уменьшаются силы механического и аутогезионного сцепления в контактируемых точках частиц сердечника. Сердечник приобретает такие же свойства, как при свободной засыпке порошков в форму. Деформирование производят на величину

О, 1-0,3 диаметра проволоки. При меньших значениях не происходит стабильного разрушения сердечника вви ду его некоторой пластичности, а при больших — нарушается целостность оболочки.

При последующем наложении механических колебаний на участок вылета частицы шихты приходят в движение . относительно друг друга. При этом происходит разрушение контактов ,между ними, выделение и комкование мелкодисперсной (пылевой) части шихты. Между частицами появляется дис кретная, тонкая воздушная прослойка, существенно снижающая силы внутреннего трения. Шихта переходит в состояние текучести, вследствие чего при поступлении ее в зону плавления не происходит поверхностного оплавления всего сердечника, а оплавляется каждая из частиц. Это значительно увеличивает суммарную площадь нагрева сердечника и способствует равномерному плавлению его с оболочкой. В результате улучшается защита расплавленного металла от воздуха, происходит более полная диссоциация газообразующих, улучшается качество наплавленного металла. Амплитуда колебаний должна быть в пределах 0,1-0,5 диаметра проволоки. При меньших значениях текучесть частиц недостаточна для равномерного плавления и при больших колебаниях оказывает влияние на формиИзвестный

3-,4,0

0,05-0,065 8-9

Предлагаемый

0,05-0,56 8-9

0,43-0,.48 7,5-8

0,03-0,032 6-7

0,15

0,25

10 3,0-3,2

20 2,8-3,0

50 1,5-1,7

0,2

0,3

0,3

0,5

3 113 рование валика. Частоту механических колебаний выбирают в пределах звуковых частот (20 Гц — 20 кГц). Наиболее полно эффект достигается в диапазоне

50-500 Гц. Выбор частоты колебаний в пределах звуковых частот обусловлен частотой механического резонанса собственных колебаний частиц, которая зависит от их дисперсности, массы, магнитных свойств и т.п. Направление колебаний выбирают поперечным или продольным. Лучшие результаты достигаются при поперечных колебаниях.

Колебания выбирают гармоническими.

При других формах колебаний за счет развития центробежных и центростремительных сил наблюдается ухудшение текучести шихты и увеличение ее комкуемости.

Способ осуществляют следующим образом.

Берут порошковую проволоку трубчатого сечения оболочки, измеряют внутренний и наружный диаметр и настраивают деформирующее устройство таким образом, чтобы величина деформации составляла 0,1-0,3 внутреннего диаметра. Участок деформирования располагают выше или ниже токоподвода сварочного. тока. Деформирование .производят односторонним, двухсто.ронним или многосторонним обжатием оболочки. Инструментом для деформирования могут быть гладкие и зубчатые ролики.

Для осуществления колебаний используют механические, электромагнитные, аэродинамические и другие пре- образователи. В качестве. волновода для передачи колебаний могут быть

1 40 использованы, например, токоподвод

1616 . 4 сварочного тока, деформирующее устройство, дополнительный волновод,,установленный на участке вылета, магнитное устройство. Амплитуду колебаний контролируют на торце проволоки, например, с помощью линейного измерителя; .индукционного датчика или оптического прибора. После этого производят сварку на режимах, определяемых технологией изготовления изделия.

П р.и м е р. Производили наплав- .

icy инструментальной стали на эаготов" ки для изготовления концевых фрез самозащитной порошковой проволокой системы легирования наплавленного ме талла типа С-Cr-Мо-У-V. Диаметр прово .локи 3 мм; внутренний диаметр оболоч-, ки 2,0 мм. Ток дуги 220-260 А; напря жение 24-26 В. Оболочку .деформировали с двух диаметрально противополож-, ных сторон роликами подающего механизма. Величину деформирования изменяли от 0,15 до 0,65 мм. Колебания осу ществляли от генератора звуковых электрических колебаний ГЗ-4 с элект,родинамическим преобразователем в ,, механические. В качестве волновода

,использовали токоподвод сварочного ,тока. Амплитуду колебаний изменяли в пределах 0,25-1,6 мм; частоту10 Гц — 25 кГц.

Качество сварки оценивали по длине выступающей части сердечника, содержанию. азота в наплавленном металле, коэффициенту разбрызгивания. Для сравнения проводили сварку в соответ ствии с известным способом.

Результаты испытаний приведены в таблице.

1131616

Продолжение таблицы

3 4 6 6 7 8

0,4 0,8 . 500 1 3 1 52 0,028-0,031 6-7, 1

0,6 1,5 20000 2,2-2,6 0,039-0,046 7,2-7,8

0,065 1,6 25000 3-3,5 . 0,048-0,052 8,1-8,3

Составитель В. Кулик

Редактор С, Лисина Техред Ж.Кастелевич Корректор о. Тигор

Заказ 9691/7 Тираж 1036 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и огкрытий

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

Филиал !1ПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как следует из результатов экспериментов, при сварке согласно предлагаемому способу и изменении режимов в пределах, установленных формулой изобретения (эксперименты 3, 4, 5, 2), 15 наблюдается уменьшение отставания плавления сердечника от оболочки в 1,5-2 раза, содержание азота в

I среднем на 407, разбрызгивания на

20-307.

Предлагаемый способ дуговой сварки порошковой проволокой позволяет повысить качество сварных швов за счет снижения содержания в нем азота и снизить потери присадочного материала при разбрызгивании.