Способ наплавки

 

Изобретение относится к технологии обработки металлов и может быть использовано в машиностроительной, автотракторной и других отраслях народного хозяйства. Цель изобретения - повышение производительности процесса. Одновременно с воздействием током высокой частоты на изделие с нанесенной на него шихтой воздействуют излучением лазера. Передние фронты зон воздействия совмещают. Мощность излучения лазера поддерживают величиной 0,01-0,1 от мощности воздействия тока высокой частоты. Площадь зоны излучения лазера устанавливают в пределах 0,1 - 0,8 от зоны воздействия тока высокой частоты. Производительность процесса повышается за счет ускорения прогрева шихты до расплавления. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК 5ц 4 В 23 К 13/00!

1 ! д I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

IlPH ГКНТ СССР

1 (21) 4378059/25-27 (22) 12.02 ° 88 (46) 23.10.89. Бюл. У 39 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электротермического оборудования (72) И.Ф.Буханова, В.М.Журавель, М.Б.Гутман, IO.Н.Селезнев, Ю.А.Зайченко, В.В.Моргун и В.Н.Дворников (53) 62 1.791.92(088.8) (56) Рыкалин Н.Н. и др. Лазерная и электронно-лучевая обработка материалов. — М.: Машиностроение, 1985, с. 496.

Ткачев В.Н. и др. Индукционная наплавка твердых сплавов. — М.: Машиностроение, 1970, с. 17. (54) СПОСОБ НАПЛАВКИ

Изобретение относится к технологии обработки металлов и может быть использовано в машиностроительной,автотракторной и других отраслях народного хозяйства.

Цель изобретения — повьппение производительности процесса.

Сущность способа заключается в том, что на перемещающееся изделие с нанесенной на него шихтой воздействуют током высокой частоты. Одновременно с воздействием током высокой частоты воздействуют излучением лазера, совмещая передние фронты эон воздействия, при этом мощность излучения лазера поддерживают величиной 0,01-0,1 от мощности тока высокой частоты, а плоÄÄSUÄÄ 1516279 А1

2 (57) Изобретение относится к технологии обработки металлов и может быть использовано в машиностроительной, asтотракторной и других отраслях народного хозяйства. Цель иэобретения— повышение производительности процесса. Одновременно с воздействием током высокой частоты на изделие с нанесенной на него шихтой воздействуют излучением лазера. Передние фронты зон воздействия совмещают. Мощность излучения лазера поддерживают величиной

0,01-0,1 от мощности воздействия тока высокой частоты. Площадь зоны излучения лазера устанавливают в пределах

0 1-0 8 от эоны воздействия тока высо- с

Ф У

Й кой частоты. Производительность процесса повышается за счет ускорения прогрева шихты до расплавления, 1 табл, щадь зоны излучения лазера устанавливают в пределах 0,1-0,8 от площади зоны воздействия тока высокой частоты, р

Иэделие с нанесенным слоем шихты перемещают по отношению к зоне воздействия индуктора и излучения. лазера со скоростью V. Излучение лазера воздействует на зону воздействия ТВЧ, примыкающую к ее переднему фронту, так, что на переднем фронте эоны ТВЧ- ф воздействия всегда имеется предварительно оплавленный излучением слой шихты. У расплава электропроводность значительно выше, чем у холодного слоя шихты, Индуктор с заостренным рабочим участком обеспечивает локальное воэ1516279 действие ТРЧ на ((лощади S вч Лазерное излучение воздействует ((a площади Н„ Согласно предлагаемому способу S /S вч= (0,1-0,8),а отношение мощности лазерного излучения к мощности ТВЧ-воздействия Ц„/0, 0,01-0,).

Используют генератор ТВЧ мощностью

30 кВт с целью наплавки на сталь порошка титана со скоростью 0,2 см/с, 10 (л / т вч

8 /8 вч

V, см/с (производительность) Примечание

1 0,005

0,200

0,201

0 205

0,202

0,200

0,05

0,1

0,4

0,8

0,9

2 0,01

3 005

0,10

0,125

Как видно иэ представленных в таблипе данных, при („/Q, <0,01 (опыт 1) и при Q„/(,вч 0,1 прирост скорости наплавки Ч (а следовательно, и производительности процесса) незначителен.

Увеличение скорости наплавки наблюдается при 0,01 - Q „/Q, „- 0,1 (опыт 2), Однако в этом диапазоне соотношения мощностей прирост скорости напланки

15 существенно зависит от соотношения площадей эон воздействия В„/S»„ . Так, при S„/S»Ä <0,1 и S„S, „0,8 прирост Vнезн,ачителен,,в то время как

0 05

0,1

0,4

0,8

0,9

0,05

0,1

0,4

0,8

0,9

0,05

0,1

0,4

0,8

0,9

0 05

0,1

0,4

0,»В

0,9

0,21

0,22

0,25

0,2

0,20

0,21

0,35

0,65

0,45

0,27

0,32

0,54

0,01

0,71

0,45

0,36

0,58

1,06

0,75

0,50 то.((((((на слоя шихты 1 мм, (пирина рабочего участка инлуктора 35 мм. В опытах планомерно увеличивают мощность излучения лазера, подаваемого на площади,", тем самым увеличи((ают („/() л и каждый раз варьируют величину

8,(/ т ((ч °

Результаты проведенных экспериментов представлены в таблице.

Расположение эоны воздействия излучением по отношению к зоне ТВЧ-воздействия практически не играет роли, так как шихта не расплавляется иэ-за малой мощности излучения.

Влияние S /S „проявляется более четко. Из-за частичного расплавления поверхности шихты заметен прирост скорости (производительности) обработки °

Наблюдается максимальный прирост скорости обработки. Максимум скорости соответствует

8л/8твч= 0,4

Прирост скорости умень((ается, скорость обработки — максимальна. Оптимальный режим обработки пр((Qä/Q твч О» 1 H S /S (= 0,4.

Прирост скорости незначителен, увеличение Q /Q ч свыше значения О, 1 нецелесообразно.

Оптимальное sHaweHHe S„/S â÷

= 0,4. при О, 1 (S „/S „ (0,8 наблюдается резкий рост производительности процесса. физическое обоснование полученных результатов следующее. С ростом соотношения ((„/(„ увеличивается расплавленный слой шихты и в сферу ТВЧ-воздействия включается все больший слой высокоэлектропроводного материала расплава. При Q /Q+((ö <0,01 при очень малых значениях S /S „ можно создать оплавление, но в этой зоне Q очень теч мало, так как (1 (вч по зоне воздействия имеет примерно Гауссово распределе1516279

Технико-экономическая эффективность способа лазерно-высокочастотной наплавки определяется повышением производительности процесса эа

Составитель Э.Ветрова

Редактор И,Дербак Техред Л.Олийнык Корректор (1.(1аксимишинец

Заказ 6331/14 Тираж 894 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035,, 1осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 ние, при этом эффекта увеличения производительности не наблюдается. При

О„/q»„ 0,1 весь слой шихты расплавлен и нет резерва увеличения электропроводной зоны (воздействие ТВЧ используется максимально). По мере увеличения отношения Sn/8 „,т.е. перемещения заднего фронта воздействия вглубь зоны ТВЧ-воздействия, soна расплавления шихты лазерным излучением смыкается с участком шихты, уже успевшей расплавиться под воздействием ТВЧ. Данные таблицы подтверждают, что наибольшее влияние, Б„/Б, „ и ()„/() „ на производитель" ность наблюдается при э 1 8„/8y„)0 1 и О, 1 Я /Итачи ю ° счет ускорения прогрева шихты до расплавления.

Формула изобретения

Способ наплавки, при котором при наплавке на изделие наносят шихту, перемещают иэделие относительно индуктора, через который пропускают ток вы10 сокой частоты, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения производительности процесса, на изделие с нанесенной на него шихтой дополнительно воздействуют излучением лазера, совмещая при этом передние фронты воздействия током высокой частоты и лазером, мощность излучения лазера поддерживают величиной 0,01-0,1 мощности тока высокой частоты, а площадь зоны воздействия лазера устанавливают в пределах О, 1-0,8 от площади зоны воздействия током высокой частоты.