Способ наплавки цилиндрических деталей
Изобретение относится к сварке и наплавке, в частности к способу наплавки цилиндрических деталей, и может найти применение при изготовлении барабанов для навивки канатов, Для обеспечения возможности получения ручьевой поверхности на цилиндрических деталях диаметром более 20 мм процесс наплавки ведут с одновременным пластическим деформированием и закалкой наплавленного металла . Получить ручьевую поверхность оказалось возможным благодаря выбору определенного расстояния между электродом и деформируюпщм роликом и скорости вращения детали. Для облегчения формирования ручьевой поверхности в начале процесса осуществляют смещение электрода и ролика от зенита цилиндрической детали по направлению ее вращения на определенный угол. 2 з,п. ф-лы, 2 ил. 1 табл. |СЛ
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (50 4 В 23 К 9/04
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3907490/25-27 (22) 07.06 ° 85 (46) 30.06.87. Бюл. Р 24 (71), Ждановский металлургический институт (72) С.Ф.Клюйков, Б.М.Горенштейн, В.И.Ширяев, Л.К.Лещинский и В.Н.Матвиенко (53) 621.791 ° 76(088.8) (56) Александров М.П. Подъемно-транспортные машины. М.: Высшая школа, 1979, с. 558.
Авторское свидетельство СССР
9 60005, кл. В 23 К 9/04, 1940. (54) СПОСОБ НАПЛАВКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ
ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к сварке и наплавке, в частности к способу наплавки цилиндрических деталей, и
„„SU„„ 12ß26 А 1 может найти применение при изготовлении барабанов для навивки канатов.
Для обеспечения возможности получения ручьевой поверхности на цилиндрических деталях диаметром более
20 мм процесс наплавки ведут с одновременным пластическим деформированием и закалкой наплавленного металла. Получить ручьевую поверхность оказалось возможным благодаря выбору определенного расстояния между электродом и деформирующим роликом и скорости вращения детали. Для облегчения формирования ручьевой поверхности в начале процесса осуществляют смещение электрода и ролика от зенита цилиндрической детали по направлению ее вращения на определенный угол. 2 з.п. A-лы, 2 ил. 1 табл.
1320026 2 рочной наине кристаллизуется в сварочный валик ньш е поверхности бар:-.бана н пределах высоты выступа ручья. Это облегчает окончательное формиронание ручья. При достижении углом своего предела жидкий металл кристаллизуется на высоте выступа ручья, что максимально облегчает его формирование, так как перемещение металла из впадин в выступы исключается. Превышение углом указанного предела не имеет смысла, так как увеличивает долю наплавленного металла в сечении ручья и снижает производительность процесса.
Скорость вращения барабана назначают из условия выполнения следующего соотношения:
Изобретение относится к сварке и наплавке и может найти применение при производстве барабанов для навив ки канатов. . Делью изобретения является обеспечение возможности получения ручьевой поверхности на цилиндрических деталях с диаметром более 20 мм. с
BbicoKHMH механическими свойствами.
На фиг.1 представлена схема положения электрода н начале процесса напланки; на фиг.2 — процесс напланки по предлагаемому способу.
Способ осуществляют следующим образом.
На раму 1 с опорами помещают напланляемую цилиндрическую деталь-баP рабан 2 и вращают его со скоростью
V. Наплавку ведут сварочным аппаратом. 3 на расстоянии L, от которого располагают ролик 4, а за роликом помещают устройство 5 для термической обработки нанлавленной поверхности.
Расстояние между электродом 6 и
25 осью ролика 4 поддерживают в пределах р f — длина сварочной ванны, мм; h — глубина ручья, мм; d — диаметр ролика, мм. Жидкий металл сварочной ванны кристаллизуется в сварочный валик с профилем ручья неполной глубины и температурой н интервале горячей прокатки. Вращением барабана валик сме-. щают дальше под деформирующий ролик и деформируют его до размеров готового ручья. Литая структура металла ручья уплотняется и приобретает свойства горячекатанного металла. С увеличением расстояния увеличивается усилие формирования. Для облегчения формирования высту- пов ручьев необходимой высоты электрод 6 и ролик 4 в начале выполнения способа смещают с зенита барабана 2 по направлению вращения барабана 2 на угол, определяемый выражением h" g c arctg— 9 где Ы вЂ” угол смещения электрода, град; h — высота выступов ручьев над поверхностью барабана, мм; 1 — длина сварочной ванны, мм. Если угол 4 не превышает указанного предела, то жидкий металл в сва(; ° T; D где 2; — дпина зоны наплавки или пластического деформиронания, или закалки, мм; T, — скорость изменения темпера1 туры на каждом 1-м участке, град/с", а1 — допустимое изменение температуры на i-м участке, град. При соблюдении этого условия каждая из операций выполняется в оптимальных для нее условиях с соблюдением необходимьм технологических требований. Если указанное условие для какой-либо операции не соблюдают, то условия ее выполнения выходят из оптимальных: длина зоны выполнения этой операции не укладывается н отведенных границах или недопустимо изменяется температурный градиент, или операция выполняется при недопустимых температурах. Изменение любого из указанных параметров влечет за собой изменение других, взаимосвязанных с ним, В итоге нарушается технология изготовления ручьевой поверхности, что ведет к браку. Во время напланки жидкий металл сварочной ванны формируют роликом в сварочный валик, по размерам и форме близкий к готовому ручью. Тем же роликом сварочный валик деформируют в горячем состоянии до размеров и формы готового ручья. Непосредственно после горячего pehopìèðoâàèèÿ поверхность готового ручья закаливают и подвергают послезакалочному отпуску, Наплавку ведут под слоем флюса 7. Для предотвращения произвольногб растекания жидкого металла Й 1320026 4 питания ВДУ-120 1 наплавочной лентой 08 кп шириной 45 мм, толщиной 0,5 мм под флюсом АН-348A, силой тока 700 А, напряжением 32 В. (ьормирование ручья осуществляют сферической поверхностью ролика 6=50 мм на различных режимах (см. таблицу) и замеряют общее усилие формирования. 10 Параметры процесса изготовления ручьевой поверхности приведены в таблице. К; ми г Ре- Ь, жим мм! З 3 мм мм/с Общее усилие формирования, кг град. 1 60 30 55 5 15 10 О 2 О 1000 2 39 30 30 9 15 10 5,7 5 3 500 3 39 30 30 9 15 10 10 7 5 550 4 39 42 30 9 5 39 24 30 9 15 5 5 7 5 3 100 15 15 5,7 5 3 1000 9 600 400-600) 9-13,5 мм/с; Первый режим близок к условиям известного способа с промежуточным подстуживанием, так как расстояние от электРоЛа до оси формирующего Ро- 35 лика (1=60 мм) значительно превосходит допустимое формулой изобретения ( значение fL)=1+th(d-Л) =30+ Г2(30-2)=39,8 мм, где (1,3 — допустимое значение рассто-40 яния от электрода до оси ролика, мм; — длина. сварочной ванны, =30 мм; . h — глубина ручья, h=2 мм; и — диаметр ролика, d=50 мм. режима. Скорость перемещения образца и моделирующая скорость вращения барабана выбираются из оптимальных усло- 50 вий выполнения операций: а) иаплавки при !)„=30 мм; Т, т200 град /с; а» 600 град 30.200 V = — — — - 10 мм/с; 600 б) пластического деформирования при !г. 9 ; г - 60 град./с; ьг 400600 град., 55 шлака зону наплавки ограничивают во доохлаждаемым кристаллизатором 8, роль однои из стенок которого выпол няет ролик 4. Пример. Способ изготовления ручьевой поверхности смоделирован в лабораторных условиях на опытной установке горизонтального типа. Цилиндрическую обрабатываемую поверхность барабана моделируют плоскими образцами. Наплавку осуществляют сварочной головкой A-874H и источником в) закалки при Р з 15 T> " 300 град./с;й » 300-600 град., 15.300 = (зоо 6оо) 7 5 1 "/ Скорость V=10 мм/с, что обеспечивает качественное выполнение всех операций Величины I„, !<, .!з — длины участков выполнения операций наплавки, формирования и закалки. Они разные потому, что разной были скорости изменения температуры на этих участках. Второй режим удовлетворяет требованиям предлагаемого способа, так как расстояние от электрода до оси формирующего ролика (L=39 мм) меньше допустимого значения -fL3=39,8 мм. В этом же режиме, с целью увеличения глубины ручья на h =3 мм, образец 1 наклона на угол Ы =arctg h/t=arctg 3/ /30=5,7 от горизонтали в сторону, о противоположную направлению формирования ручья. Это моделирует смещение 1320026 электрода с зенита барабана на тот же угол =5,7 и обеспечивает возможность увеличения производительности процесса. В третьем режиме осуществляют 5 опытное формирование при условиях режима 2, но с углом cL=-10,что обеспечивает формирование выступов ручья высотой h =5 мм при необходимой 3мм, что говорит о нерациональности превы- 10 шения допускаемой формулой изобретения величины угла Ы, так как в этом случае требуется дополнительная механическая обработка профиля ручья. Б четвертом режиме при попытке опытного формирования ручьевой поверхности при условиях режима 2, но со скоростью V=5 мм/с, длина сварочной ванны t.=42 мм превышает расстояние L=39 мм, кромка сварочного валика смещается под формирующий ролик, и процесс становится неконтролируемым. В пятом режиме при условиях режима 2, но со скоростью V=15 мм/с, длина сварочной ванны 3=24 мм стала меньше длины участка наплавки Р =30 мм, что привело к резкому увеличению усилия формирования. Сравнение параметров приведенных режимов показывает, что соблюдением условий согласно изобретению можно существенно снизить трудоемкость изготовления ручьевой поверхности (усилие формирования снижается с 1000 до 500-600 кГ) при одновременном уве- 35 личении производительности процесса (максимальная глубина ручьев увеличивается с 2 до 5-7 мм). При попытках провести процесс опытного формирования ручьевой поверхности с параметрами, находящими за эти пределы, трудоемкость процесса изготовления ручьевой поверхности резко увеличивается. формула изобретения 1. Способ наплавки цилиндрических деталей, при котором в процессе наплавки выполняют пластическое деформирование наплавленного металла роликом, расположенным за электродом, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности получения ручьевой поверхности на цилиндрических деталях диаметром более 20 мм с высокими механическими свойствами, ролик располагают от электрода на расстоянии L, которое устанавливают, исходя иэ следующего соотношения: e er.ñe+ a(a-ь>, где L — расстояние от электрода до оси ролика, мм; Р— длина сварочной ванны, мм; h — глубина ручья, мм; d — - диаметр ролика, мм, а наплавленную зону подвергают закалке. 2. Способ па п.i, о т л и ч а— ю шийся тем, что электрод и ролик в начале процесса наплавки смещают с зенита цилиндрической детали по направлению ее вращения на угол ь 4 сarctg —, где h — высота выступов ручьев над поверхностью цилиндрической детали, мм; — длина сварочной ванны, мм. 3. Способ по пп.1 и 2, о т л и— ч а ю шийся тем, что, в процессе наплавки вращают цилиндрическую деталь со скоростью V которую назначают исходя из условия выполнения следующего равенства: 1;Т; 1 1 1 где l. — длина участка выполнения операции наплавки (i=1), пластического деформирования (i=2), закалки (i=3), мм, Т; — скорость изменения температуры на участке выполнения операции, град./с; — допустимое. изменение температуры на участке выполнения операции, град. 1320026 Рпе. 1 Составитель З.Хаустова Техред Н.Глущенко Корректор Г.Ренетник Редактор Э.Слиган Заказ 25á0/12 Тираж 975 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 1i3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4
