Способ индукционной наплавки

 

Изобретение относится к сварке, в частности к индукционной наплавке деталей твердым сплавом. Целью изобретения является улучшение качества наплавки, уменьшение потребляемой энергии, а также повьппение производительности процесса. В момент нахождения заготовки в верхнем положении внешнее поле индуктора взаимодействует с ферромагнитными составляющими шихты слабо, силовые линии его направлены таким образом, что выноса составляющих шихты не происходит. Равномерный состав шихты остается в процессе всего времени спекания. Когда заготовка попадает между витками индуктора, то сильное внутреннее магнитное поле его уже не в состоянии изменить состав спеченной шихты. После расплавления затвердевший твердый сплав имеет равномерный состав и толщину по всей длине изделия. 1 з.п. ф-лы, 6 ил. (Л

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„13248 (51)4 В 23 К 13/00! 3 -.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3996512/25-27 (22) 29.12.85 (46) 23.07.87. Бюл. Р 27 (72) В.Н.Дворников, Г.К.гериханов, П.А.Рогозников и В.А.Цепулин (53) 621.791.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 354966, кл. В 23 К 13/00, 1971.

Авторское свидетельство СССР .

У 610636, кл. В 23 К 13/00, 1976. (54) СПОСОБ ИНДУКЦИОННОЙ НАПЛАВКИ (57) Изобретение относится к сварке, в частности к индукционной наплавке деталей твердым сплавом. Целью изобретения является улучшение качества наплавки, уменьшение потребляемой энергии, а также повышение производительности процесса. В момент нахождения заготовки в верхнем положении внешнее поле индуктора взаимодействует с ферромагнитными составляющими шихты слабо, силовые линии его направлены таким образом, что выноса составляющих шихты не происходит.

Равномерный состав шихты остается в процессе всего времени спекания. Когда заготовка попадает между витками индуктора, то сильное внутреннее магнитное поле его уже не в состоянии изменить состав спеченной шихты. После расплавления затвердевший твердый сплав имеет равномерный состав и толщину по всей длине изделия. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.. 1 13248

Изобретение относится к сварке, н частности к индукционной наплавке деталей твердым сплавом, Цель изобретения — улучшение качества наплавки, уменьшение потребля- 5 емой энергии, а также повышение производительности процесса.

Согласно предлагаемому способу для спекания шихты.используют внешнее поле индуктора, помещая заготон- 1О ку изделия с нанесенной на наплавляемую пОверхность шихтой на верхний виток индуктора. В то время, когда внутреннее поле индуктора окончательно расплавляет шихту, его наружное поле нагревает заготовку до температуры спекания шихты, т.е. до 500560 С. Такой двойной процесс повышает качество наплавки. В момент нахождения изделия на верхнем витке индук- 0 тора наружное поле его дейстнует на ферромагнитные составляющие шихты таким образом, что они плотнее прижимаются к основной детали, т.е. выноса составляющей шихты не происходит, Расплавление флюса во время спекания фиксирует равномерное распределение тугоплавких элементов шихты. Когда наплавляемое изделие гопадает между витками индуктора, внутреннее поле его уже не в состоянии произвести вынос составляющих шихты. Напланляемый слой остается равномерным, и состав его не изменяется,.Кроме того, наплавляемая деталь, нагретая внешним 35 полем до температуры расплавления флюса, почти не теряет тегла при перекладке ее из верхнего положения в положение между витками индуктора °

Следовательно, с одной стороны сокра- 40 ,щается цикл напланки, так как внутри индуктора нагрев начинается не с комнатной температуры„ а с температуры спекания, с другой стороны, экономится электроэнергия, так как использу- 45 ется внешнее поле индуктора, энергия которого в известных способах терялась безвозвратно.

На фиг.! показана заготовка стрельчатой лапы культиватора; на 50 фиг.2 — заготовка односторонней лапы; на фиг.3 — сечение А-А на фиг. и 2; на фиг.4 — изделие на позиции насыпки шихты; íà фиг.5 — то же, на позиции спекания и расплавления ших- 55 ты; на фиг.6 — то же, на позиции остывания.

Стрельчатая лапа (фиг.l) культиватора содержит крылья 1, расходящиеся

0l 2 под углом 4 хвостоник 2 и нос 3.

Вдоль передней кромки крыльев ныполнены штамповкой лезвия 4. Односто-. ронняя лапа также содержит крыло 5, хностовик 6 и носовук часть 7 (фиг.2).

Вдоль передней кромки крыла 5 выполнено штамповкой лезвие 8. Конфигурация лезвий как у стрельчатой лапы 1, так и у односторонней лапы 5 одинаковая (фиг.3). Лапы имеют толщину крыльев S, Лезвия 4 и 8 выполняются на ширине 15+ мм под углом 6 таким образом, чтобы получить толщину на

+о,Е кромке h которая равна 1,5 мм.

Напланляемую шихту в порошке наносят равномерным слоем толщиной 2 мм ha наклонную поверхность 9 лезвия вдоль всей длины, при этом выступ 10 служит ограничителем.

После наплавки заготовки лап поступают на операцию заточки лезвия, где толщина на кромках уменьшается до толщины слоя спеченного твердого сплава (0,4...0,5 мм), а затем на операцию гибки, после которой лапы культиваторов получают окончательную форму.

Операция наплавки осуществляется следующим образом, Вдоль лезвия лапы (фиг.4), зафиксированной н неподвижном положении, перемещают по стрелке N дозатор 11, который расположен на расстоянии с от насыпаемой поверхности 9. Данное расстояние обеспечивает насыпку порошкообразной шихты !2 равномерной толщины, как правило, ранной 2 мм.

После насыпки заготовку лапы осторожно по стрелке К (фиг.5) подают на верхний виток индуктора 13 так, что прямой контакт заготовки с витком индутора 13 исключается за счет использования электроизоляционного материала. Заготовка ляпы занимает позицию 14.

Во время перемещения заготовки лапы от дозатора 11 к индуктору

13 предыдущую заготовку из верхнего положения по стрелке Я перемещают в промежуток В между витками индуктора 13 на позицию 15, при этом напланляемый слой находится наверху заготовки. Включаютиндуктор 13, Наружным полем индуктора нагревают заготовку ня позиции 14, я внутренним, более силь-. ным, — заготовку на позиции 15. 3а одно и то же время внутреннее поле расплавляет шихту полностью, а наружное поле успевает нагреть заготовку

1324801 4 кием слоя специальным скребком, обеспечивающим равномернув толщину слоя по всей длине лезвия. Также вручную заготовки лап укладывают на изолято5 ры (пластины текстолита) сверху индуктора, а затем помещают в пространство между нитками индуктора, обеспечивая зазор между ними в пределах а- 5...8 мм. Для нагрева первой заготовfp ки необходимо, чтобы в индукторе обяо- эательно находилась любая ненужная заготовка лапы н то время, когда первая заготовка уложена сверху индуктора.

Напланку ведут при следующих параметрах процесса: ток сети 1,2 А; напряжение анода ll кВт; ток анода

5,2 А. в- Время напланки по предлагаемому способу составляет Т„ = 24 с, по известному Т„ = 30 с.

Таким образом, наплавка по предлагаемому способу при тех же электри25 ческих параметрах протекает на 6 с короче, чем по известному способу, т.е, повышается производительность труда в 1,25 раза.

Кроме того, замечено что

30 если заготовка с нанесенной шихтой помещается сразу же между .витками индуктора в пространство В, при включении генератора порошок твердого сплава перераспределяется и часть его ссыпается с заготовки. Когда температура нагрева достигает величины, при которой расплавляется флюс, в некоторых местах шихта вспучивается и в этом месте искрит. После застывания

4р расплавленного слоя четко наблюдается неравномерность толщины, а в некоторых местах — разрыв слоя.

При наплавке по предлагаемому споI собу у заготовки, находящейся сверху

45 .индуктора, когда включается генератор, не происходит интенсивного перемешивания шихты, а при достижении температуры расплавления флюса возникает нспучивание шихты, но оно тут же

5р спадает, никакого искрения не наблю1дается. После остывания наплавленньгй слой равномерно без разрыва покрывает полотно лезвия лапы, только-до температуры расплавления флюса. Таким образом, на верхней заготовке шихта спекается, а на заготовке, расположенной между витками индуктора, расплавляется.

После выключения индуктора 13 заготовку на позиции 15 по стрелке G удалявт из индуктора на позицию 16 охлаждения, а верхнюю заготовку уст навливавт на позицив 15. На освободившуюся позицию 14 устанавливают н вув заготовку с нанесенной шихтой.

Цикл повторяется.

В момент нахождения заготовки лапы на позиции 14 внешнее поле индуктора 13, которое значительно слабее внутреннего поля, взаимодействует с ферромагнитными составляющими шихты слабо, да и силовые линии его напра лены таким образом, что выноса составляющих шихты не происходит. Равномерный состав шихты остается в продолжение всего процесса спекания.

Когда заготовка со спеченной шихтой попадает между витками индуктора 13, то сильное внутреннее магнитное поле его уже не н состоянии изменить состав вязкой шихты. После расплавления затвердевший твердый сплав имеет равномерный состав и толщину по всей длине лезвия — качество наплавки улучшается.

С позиции 14 н пространство В между витками индуктора 13 заготовки попадают нагретыми до температуры плавления флюса и выше. За счет этого нахождение заготовок на позиции 15 в пространстве В сокращается. Кроме того, уменьшению времени нагрева способствует и то, что пространство В между витками индуктора 13 значительно меньше по сравнению с индуктором в изнестном способе, где находится заготовка с порошкообраэной неспеченной шихтой. Все это уменьшает время наплавки, т.е. повышает производительность труда.

Пример, По предлагаемому способу наплавлявт стрельчатую лапу, имеющую длину L = 250 мм, ширину К =

15 мм, угол стрелы = 80 . Изготовлен Ч-образный индуктор из медной трубки квадратного поперечного сечения 12 х 12 мм. Расстояние В между витками его составляет 20 мм. Индуктор подключен к ламповому генератору

ВЧИ-63/0,44.

Порошок шихты наносят на лезвия лапы вручную с дальнейшим ныравниваФормула изобретения

1. Способ индукционной напланки, при котором на напланляемую поверхность наносят слой шихты твердого

1324801 сплава, помещают изделие в магнитное поле индуктора, спекают шихту, .а затем расплавляют ее, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества наплавки и уменьшения потребляемой энергии, для спекания шихты изделие располагают над верхним витком индуктора, а расплавление шихты осуществляют, помещая изделие между витками индуктора.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем,что, с целью повьш:ения производительности процесса, производят одновременно спекание шихты на одном изделии и ее расплавление на другом.

13? 48A l

Корректор Л. Бескид

Заказ 3001/11

Тираж 974 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, Составитель Э. Ветрова

Редактор Н. Тупица Техред Л.Олийнык

Ю м i), v6