Способ наплавки крупногабаритных деталей и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к технике сварки и наплавки и может быть использовано при восстановлении изношенных поверхностей крупногабаритных деталей из стали типа 35Л. Цель изобретения - повышение качества наплавленного слоя за счет выбора оптимальных температур предварительного и сопутствующего подогрева и температуры и скорости последующего охлаждения, а также равномерности нагрева деталей. Наплавляемые детали предварительно нагревают до 853-873К, а после двухчасовой выдержки при этой температуре охлаждают на воздухе до 623-653К и производят при этой температуре наплавку. По окончании наплавки понижают температуру на 10-20 град. ниже температуры низкого отпуска со скоростью 25-30 град в 1 ч. Устройство для осуществления способа содержит вращатель, центровочную бабку и сварочную головку 9. Центровочная бабка снабжена оправкой 3, на которой по окружности телескопически установлены чередующиеся съемные П-образные нагреватели 7: один-для нагрева внутренней поверхности изделия, другой - для наружной. Это позволяет восстанавливать изношенные детали без механической обработки, уменьшить деформации и обеспечить непрерывность цикла наплавки при применении предварительного и сопутствующего подогрева и последующей термообработки изделия. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1484525 А 1 (51)4 В 23 К 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А8ТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fKHT СССР (21) 4211657/31-27 (22) 22 ° 01,87 (46) 07.06.89. Бюл. У 21 (71) Ивано-Франковский институт нефти и газа (72) В.Я..Белоусов, Т.И. Чорный, И.М. Богатчук, Э.Д. Браун, И.И. Бурда и 10.С. Каптелов (53) 621.791.75 (088.8) (56) Лейначук Е,И. и др. К образованию трещин в наплавленном металле.

Автоматическая сварка, 1955, У 1, с. 17-24.

Грохольский Н.Ф. Восстановление деталей машин и механизмов сваркой и наплавкой. — M. — Ë,, Иашгиз, 1962, с. 212.

2 (54) СПОСОБ НАПЛАВКИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ДЕТАЛЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к техник сварки и может быть использовано при восстановлении изношенных поверхностей крупногабаритных деталей из стали типа 35Л. Цель изобретения — повышение качества наплавленного слоя за счет выбора оптимальных температур предварительного и сопутствующего подогрева, температуры и скорости последующего охлаждения, а также равномерности нагрева деталей. Наплавляемые детали предварительно нагревают до 853-873 К, а после двухчасовой выдержки при этой температуре

1484 525 з охлаждают на воздухе до 623-653 K u производят при этой температуре наI плавку. По окончании наплавки понижают температуру на 10-20 град. ниже температуры низкого отпуска со скоростью 25-30 град в 1 ч. Устройство для осуществления способа содержит вращатель, центровочную бабку и сварочную головку 9. Центровочная бабка снабжена оправкой 3, на которой по окружности телескопически установлеИзобретение относится к технике сварки и наплавки и может быть использованоно при восстановлении иэ ношенных поверхностей крупногабаритных цилиндрических деталей, изготовлен- 5 ньгх из среднеуглеродистых литых ста-, 1лей типа 35Л, работающих при тяжелых динамических и термоциклических . нагрузках, например, тормозных шкивов шинно-пневматических муфт и бан- 1Р дажей лебедок буровых установок, имеющих тонкостенную цилиндрическую форму.

Цель изобретения — улучшение качества и производительности наплавки 15 крупногабаритных тонкостенных изделий иэ стали 35Л толщиной 10-25 мм.

Сущность способа состоит в том, что деталь подвергают предварительному высокому отпуску при температу- 2р ре 853-878 К в течение 2 ч, затем охлаждают на воздухе до температуры подогрева 623-653 К и поддерживают ее по всему объему на протяжении цикла наплавки, после которого понижают 25 объемную температуру наплавленной детали- до температуры на 10-20 град ниже температуры низкого отпуска со скоростью 25-30 град в 1 ч, а затеи подогревают до температуры отпуска Зр и после двухчасовой выдержки охлаждают деталь на воздухе.

На фиг.1 показано устройство, общий вид на фиг.2 — разрез А-А на фиг. 1» на.фиг.3 — вид Б на фиг.2. 35

Устройство для осуществления предлагаемого способа состоит из наплавляемой детали 1, закрепленной .в патроне 2, имеющем возможность вращения, и комбинированной оправки 3, смонтированной на валу центровочной бабки

4 ны чередующиеся съемные П-образные нагреватели 7: один — для нагрева внутренней поверхности изделия, другой — для наружной. Это позволяет восстанавливать изношенные детали без механической обработки, уменьшить деформации и обеспечить непрерывность цикла наплавки при применении предварительного и сопутствующего подогрева и последующей термообработки изделия. 2 с.п.ф-лы, 3 ил.

4, в которой установлены телескопические держатели 5, позволяющие изменять вылет нагревателя в зависимости от, типоразмера детали.

К телескопическим держателям 5 крепятся с помощью диэлектрических колодок 6 съемные П-образные vàãðåâàтели 7, расположенные по окружности в шахматном порядке с внутренней и наружной частей образующей цилиндрической поверхности, питание и управление которых независимое и осуществляется через токопроводы 8. и комбинированную оправку 3, например, от генератора ТВЧ. Устройство содержит сварочную головку 9.

Способ осуществляется следующим образом.

Наплавляемую деталь 1 закрепляют в патроне 2. В полость детали 1 движением центровочной бабки 4 заводят нагреватели 7, предварительно выставленные с помощью телескопических держателей 5 и колодок 6 в нужной последовательности и на необходимый диаметр. Через комбинированную оправку

3 и токопроводы 8 запитывают нагреватели 7 и задают вращение наплавляемой детали 1 с частотой 0,2 мин ", при которой производится наплавка.

Вращение детали 1 и размещение нагревателей 7 в чередующемся порядке с внутренней и наружной сторон наплавляемой цилиндрической поверхности позволяет эффективно и равномерно, без резких перепадов температур, нагреть детали по всему ее объему. При достижении необходимой температуры термообработки уменьшают мощность нагревателей и поддерживают заданную температуру на протяжении

84525

25

14 необходимого времени термообработки, после которого выключают питание нагревателей 7 и охлаждают деталь на воздухе. При понижении объемной температуры детали 1 до температуры подогрева,включают нагреватели 7 на заранее рассчитанную мощность. Подводят сварочную головку 9 .и производят наплавку.

На следующем этапе медленно охлаждают наплавленную деталь на воздухе, регулируя скорость охлаждения мощностью нагрева включенных нагревателей, а при необходимости производят нужную термообработку тем же нагревателем, например высокий отпуск.

П р и у е р. Производят наплавку изношенных шкивов шинно-пневматических муфт из стали 35JI диаметром 1070 мм и толщиной стенки после износа 1517 мм проволокой марки Нп-ЗОХГСА в сочетании с флюсом АН-348А. Перед наплавкой рабочая поверхность изношенного шкива подвергается высокому отпуску при 853-873 К в течение 2 ч.

После отпуска шкив охлаждают на воздухе до 623-653 К, наплавляемую поверхность очищают механическими щетками.

В процессе наплавки производят подогрев охлаждающихся участков до

623-653 К. После наплавки деталь охлаждают со скоростью 25-30 град в

1 ч до 413-403 К.

Наплавку производят на следующих режимах: Тсв = 280-320 А, ась = 2729 В, V q = 0,2 мин, V под провол.

108 м/ч, вылет 1 электрода 20-25 мм, смещение с зенита в сторону, обрат- ную вращению, 8-10 мм. После наплав- ки шкивы подвергают высокому отпуску и механической обработке.

Наплавленные шкивы подвергают металлографическому анализу и замерам деформации. В результате проведенных исследований, установлено, что при наплавке предлагаемым способом на линии сплавления и в наплавленном слое наличие микротрещин не наблюдается, зона термического влияния почти отсутствует и составляет всего

350-400 мкм, что.очень важно при наплавке изношенных тонкостенных деталей, а микротвердость металла в этой зоне практически не отличается от микротвердости металла в наплавленом слое.

Деформация шкивов в виде прогиба (радиальное биение) при толщине наплавленной поверхности 5-7 мм отсутствует, а при толщине наплавляемой поверхности 12-15 мм составляет 1—

2,5 мм при диаметре 1070 мм. Торцовое биение не превышает 0,2 мм.

Наплавка указанным способом позволяет восстанавливать изношенные шкивы без предварительной механической обточки с толщиной стенки не менее

10-12 мм, что положительно сказывается при их выбраковке и экономически более выгодно. Управление скоростью охлаждения восстанавливаемых наплавкой шкивов позволяет получить высококачественные наплавочные слои, уменьшает подводки и коробление шкивов, дает возможность применять более износостойкие наплавочные материалы с повышенным содержанием углерода в наплавочном слое. Однако разовость монтажа детали под наплавку и непрерывность всего технологического цикла восстановления повышает производительность труда, освобождает дополнительное оборудование и уменьшает трудовые затраты.

Формула из обре те ния

1. Способ наплавки крупногабаритных деталей,. при котором перед наплавкой осуществляют их подогрев,о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества наплавленного слоя преимущественно при наплавке изношенных .поверхностей деталей, выполненных из стали 35Л толщиной

10-25 мм, температуру подогрева деталей перед наплавкой устанавливают равной 853-873 К и выдерживают детали при этой температуре в течение двух часов, затем детали охлаждают на воздухе до температуры, равной 623653 К и производят при этой температуре наплавку, а после окончания наплавки понижают температуру на 1020 град ниже температуры низкого отпуска со скоростью 25-30 град./ч.

2. Устройство для наплавки крупноraбаритных деталей, содержащее вращатель, центровочную бабку и свароч. ную головку, о т л и ч а ю щ е е с я

55.тем, что, с целью повышения качества

l наплавленного слоя за счет равномер ного раз огр ева наплавляе мой д етали, центровочная бабка снабжена

1484525 оправкой, на которой по окружности телескопически установлены чередующиеся съемные П-образные нагреватели: одни — для нагрева внутренней ловерхности изделия, другие — для наружной.

1484525

Вид Б

Фиг. 3

Составитель Г. Тютченкова

Техред Л.Сердюкова Корректор М. Васильева

Редактор Н. Лазаренко

Заказ 2977/11 Тираж 894 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101