Способ двухдуговой наплавки

 

Изобретение относится к электродуговой наплавке двумя проволочными электродами под слоем флюса и может быть использовано при наплавке коррозионностойкого, износостойкого или компенсирующего износ слоя металла, а также при сварке тонкостенных изделий. Цель изобретения - повышение качества наплавляемого валика на начальном участке наплавки. Основной электрод 1 перед наплавкой замыкают на изделие 2 через дополнительный электрод 3. а величину тока, п ротекающего через дополнительный электрод 3 в момент начала процесса наплавки, устанавливают в соответствии с соотношением 2 2 + (0.5 0 ,8)з, где 2 - ток, протекающий через дополнительный электрод в начале процесса наплавки A;l2 - номинальный ток, протекающий через дополнительный электрод во время наплавки А; з - ток, А. протекающий через изделие, а через время t

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРС ГВЕН ЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 4

О ф

0 3

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4766263/27 (22) 08.12.89 (46) 15.01 92. Бюл. М 2 (71) Научно-производственное обьединение по технологии машиностроения "ЦНИИТМАШ"

{72) И.С. Коцюбинский, В.Ю. Мастенко, Н;Ф. Воронов, В.П. Лобанов и M.È. Осмак (532 621 791 92(088 8) (56) Патент США N 4521664, кл. В 23 К 9/04. 1985. (54) СПОСОБ ДВУХДУГОВОЙ НАПЛАВКИ (57) Изобретение относится к электродуговой наплавке двумя проволочными электродами под слоем флюса и может быть использовано при наплавке коррозионностойкого, износостойкого или компенсирующего износ слоя металла, а также при сварке тонкостенных изделий. Цель изобретения — повышение качества наплавляемого валика на начальном участке наплавки. Основной электрод 1 перед наплавкой замыка.Я2«„1704у74 А1

I (я)5 B 23 К 9/04

1 ют на изделие 2 через дополнительный электрод3, а величину тока, протекающего через дополнительный электрод 3 в момент начала процесса наплавки, устанавливают в соответствии с соотношением lj = 1р + (0,50,8)lз, где 13 — ток, протекающий через дополнительный электрод в начале процесса наплавки A;12 — номинальный ток, протекающий через дополнительный электрод во время наплавки А: lз — ток, А, протекающий через изделие, а через время t =

0>л

=(0,8 - 1,2) (— j с начала наплавки его б2 уменьшают до номинального значения, где

d> и б2 — диаметры основного и дополнительного электродов соответственно. Изобретение позволяет уменьшить проплаеление в зону термического влияния основного металла, а также уменьшить вероятность прожогов тонколистового металла в начале наплавки. 1 ил., 1 табл.

1704974

Изобретение относится к злектродуговой наплаокс JI .,««ÿ проооло оными электродами под слоем флюса и может быть применимо для процесса ««оплаоки коррозионносто;Koro, износостойкого или Ко«4 пенсирующе«о износ слоя мегалла, а также при сварке тонкостенных изделий.

Целью изобретения является повышение качества наплаолснного слоя путем уменьшения проплаоления основного металла на начальном участке наплаоки.

На чертеже прсдставле««а схема способа двухдуговой ««аплавки под флюсом.

Основной электрод 1 в начальный момент наплаоки замыкают на изделие 2 через дополнительный электрод 3, а величину тока 1г, протекающего через дополнительный электрод 2 в начале процесса наплаоки с помощью активного сопротивления 4 увеличивают по соотношению

1г - Iг + (0,5 - 0.8) Iз, где 1г — ток, протекающий через допол нительный электрод в начале процесса наплавки, А;

lг — номинальный ток, протекающий чезз дополнительный электрод во время на;лавки, А;

1з — номинальный ток, протекающий через изделие,А. По истечении времени т = (0.8-1,2) (— ) с, определяемое реле времен г

42 ни с начала процесса наплаоки ток 12, протекающий через дополнительный электрод

3, уменьшают с помощью активного сопротивления 5 до номинального 12, где d> — диаметр основного электрода, мм;

d2 — диаметр дополнительного электрода, мм.

Повышение качества начального участка обеспечивается таким приемом как замыкание основного электрода не напрямую с изделием, а через дополнительный электрод, однополярный с изделием. В этом случае, в начале процесса наплавки, расплавленный металл дополнительного электрода играет роль прослойки, защищающей основной металл от черезмерного проплавления. Этот прием также позволяет увеличить рассто «««e между торцом основного электрода и изделием, что в момент образования дуги создаст более "растянутую" оснооную дугу, способствующую уменьшению давления дуги и вследствие этого меньшему проплаолению изделия.

Повышение качества начзльного участка наплаолясмого оалика обеспечивается также принудительным перераспределением тепловложения сварочных дуг в жидку«о металличсскую оан:«у за счет увеличения тока косвенной дуги и уменьшения, оследствие этого, тока дуги прямого действия, т.е. уравнения тока roporvcro замыкания в на5 чальный период нэплаоки и номинального тока послсдующсй наплаоки при стабилизировавшемся процессе, Выбор величины сварочного тока дополнительного электрода lf в начальный период болес Iг+ 0,8 b. приводит к понижению глубины проплаоления, вплоть до нссплавления.наплавленного металла с основным, увеличивается вероятность образования шлаковых включений о зоне сплавления двух валиков. Это связано с тем, что свароч-ная Гуго горит преимущественно между основным и дополнительным электродом.

Выбор величины сварочного тока дополнительного электрода lf в начальный период менее I2+0,5 1з приводит к увеличению глубины проплавления основного металла, доли участия его в наплавленном, к увеличению зоны термического олияния и прожогам. Это связано с тем, что дуга горит, преимущественно, между основным электродом и иэделием. Увеличение доли участия основного металла в наплавленном понижает в этих местах износо- и коррозионностойкость при износо- и коррозионностойкой наплавке, приводит к образованию горячих и подваликовых трещин.

Если ток 1г, протекающий через дополнительный электрод в начальный период на35 плавки уменьшить до номинального 1г

О«л раньше времени t = 0,8 (— j-, то, вследствие

42 того, что система из двух дуг не успела стабилизироваться, т.е. длины этих дуг не стали

40 еще оптимальными, соответствущими параметрам наплавки, произойдет черезмерное проплаоление основного металла из-за обрыва косвенной и резкого увеличения тока оснооной дуги, нарушится устойчивость

45 процесса.

Если же ток 12 уменьшить до номинального 1г позже времени t - 1,2(— )- то при

d«.

42 стабилизации системы из двух дуг, т.е. при прекращении процесса взрывобезопасного оплавления электродов токами короткого замыкания, уменьшится ток основной дуги. а следовательно и глубина проплаоления.

Все это будет способствовать уменьшению доли участия основного металла в наплавленном (возможно даже несплавленис), что прио дст к изменению свойств наплавлевного металла в начальный период, в отличие их от всего наплаоленного слоя.

1704974

Примером выполнения способа являет- большей величины тока на дополнительном ся автоматическая наплавка под флюсом электроде, по сравнению с экспериментом

ОФ-10 на пластины из Ст.З размером М 6. В экспериментах ЬИФ 7 и 8 при опти150х30х16. Для антикоррозионной наплав- мальных режимах наплавки время "выдержки выбирали проволоку марки Св-07Х25Н13 5 ки" выходит за рамки рекомендуемого, что диаметром 4 и 3 мм (основная и дополни- ухудшило качество формирования. Так в тельная соответственно). Режимы наплавки эксперименте М 7 за счет превышения вреприведены s таблице. Запись параметров мени "выдержки",основной металл в начале тока приводилась на самописцах марки Н процесса наплавки не успел расплавиться, 348/4. 10 что привело к частичному несплавлению и

После окончания процесса наплавки подрезам. ферритометром фирмы "Ферстер" контакт- Уменьшение времени "выдержки" приным методом определялось содержание а- водит в эксперименте N 8 к увеличению фазы в наплавленном металле. Данный глубины проплавления из-за раннего увелиметод исследований позволяет провести 15 чения тока прямой дуги 1з. точный сравнительный анализ содержания В экспериментах QN 4 и 5 выдержаны а-фазы по старой и новой технологии в на- параметры режимов наплавки, входящие в чальный период наплавки, а также по всей пределы заявленных формул. Но если в эксдлине наплавленного валика, перименте М 4 основной электрод замкнут

Долю участия основного металла в на- 20 через дополнительный, то в эксперименте плавленном определяли по формуле М 5 основной электрод замкнут прямо на пр

F изделие, что приводит к увеличенному npoFop + Гн плавлению основного металла из-за отсутПлоЩаДи пРоплавлениЯ Fnp и наплавки ствиЯ Расплавленной пРослойки из металла

Fg измеряли в 3-к сечениях на проплавлен- 25 дополнительного электрода и существованых микрошлифах. Результаты измерения ния в начальный период прямой "укорочена-фазы в наплавленном металле и вычис- ной" дуги. ленная доля участия основного металла в Анализ макроструктуры показал, что по наплавленном характеризуют качество про- существующему методу глубина проплавлецесса наплавки при различных режимах и 30 ния в начальный период наплавки увеличеспособах в начальный и последующий пери- на за счет большего тепловложения прямой

Оды наплаВки. дуги в жидкую ванну, зона термического

Параметры режима наплавки и резуль- влияния также увеличена, в то время как таты экспериментов приведены в таблице. глубина проплавления по предлагаемому

В экспериментах 1 и 2 ток на дополни- 35 способу по всей длине наплавленного валительном электроде Ij наплавки был выбран ка одинакова, а зона теРмического вливниЯ больше максимально расчетного и меньше меньше из-за меньше о воздействиЯ пРЯмой дуги на ванну расплавленного металла минимально расчетного по формуле Ц = (р+ в начале процесса расплавки. Таким обра, ) з, где коэффициент К1 = . Вы-!

) — Ig 40 зом, предлагаемый способ наплавки позволяет обеспечить высокое качество ходит за рекомендуемые пределы. Неудов- наплавленного металла пУтем РавномеРнолетворительное качество формирования го РаспРеДелениЯ Доли УчастиЯ основного валика в эксперименте hh 1 за счет несплав- металла в наплавленном по всей длине валения его с основным металлом связано с 45 лика, повысить пРоизвоДительность начерезмерным увеличением тока I) на допол- плавки пУтем исключениЯ выбоРки нительном электроде. В начальный пер од начальных Участков Валиков и их заплавленаплавки гор т преимущественно только ния, а также уменьшить зону термического косВеннаядуга.нерасп,а„я. Основнойме- ВЛИЯНИЯ В НацаЛЕ Н "ЛВВЛЯЕМОГО Валйха И г0 талл. В эксперименте + 2 О" новной э род замкн т перед наплавксй напрямую на - вых изделий в начальный период. изделие, к тому же, ток на дэполнительном электроде в 1ача ь ый период наплавки Способ ДвУхДУговой наплавки, пРи коб л ме 1ьше реко лендуемо О, что привело к тоРом независимУю ДУГУ возбуждают межДУ

55 основным и дополнительным электродлми, мрталла коротко! -, - д..той В экспериментах Дугу пР"мого Де 1ст""Я ВозбУЖД"От "" ДУ

ИЗДЕЛИЕИ И ОСНОВНЫМ ЭЛЕКТРОДОМ, Г1РИ ЭТОМ р ние наплавленного Валик, но в экспери- сУммУ токов, пРотекаюЩих в пРОцессе наплаВки чсрез дОпОлнительный электрод и изделие, устанавлива.от равной 1оку, пода1704974

lz — номинальный ток, протекающий через дополнительный электрод во время наплавки, А;

1з — номинальный ток, протекающий через изделие, А, при этом длительность начального периода процесса наплавки устанавливают по соотношению

1=(0,8-1,2) (— )2. где d> — диаметр основного электрода, мм;

dz — диаметр дополнительного электрода, мм;

t — время, в течение которого протекает ток 13. с. качество формирования валика

Дола участил основного металла у. 5

Хозе» фициРН7 К1

Вид контакта Хоэфосновного элек. фнцмтрода С изпвли- Ент Kl ем тамаза ду Фар стер 1е

«эч еле

° алии) Варма выдег» нкн

1. С.

Сткэрочч ый тоа ° издал им

Напранение эг.В.

Саарэчный ток ° дополнмтеаьном элеат о е

НОН» мальм ый сварочный

Toa ° осэтоеHOH электродеде

14 А эаае е/н

В нана- Номталм нальoQct нала еессд. 1ç. A

8 начале прс» чесса

Комм»альный гз. *

О.&

28-32

Через допалммтельный

1.0

200

1 400

10.24

0.4 1,4

28-32

Нэпрамую

11,7

О.&

26-32 тверез дополнительный

7Ь

34.5 о.72

1L35

1.0

1.О

0.6

0.6

Нзпрамую

28-32

28-32

1.&

1.8

200

10.0

0.8

0.5

28-32

28-32

Чехла тельный

1.4

6 400

7 400 гглокое. Валик с надрезам».

Her проплааланма

Плокое. увел» чена глубина пооплвaneи»к

0.51

2.7

ОЬ

0.7

28-32

10-11 в. гг Р Н М e ° e Н И Е: Хпэффтартаые Kl — т — ° ХЗ и (A ò. l .к

Составитель Д. Слинко

Редактор А. Калениченко Техред М.Моргентал Корректор С. Шевкун

Заказ 152 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Мос.ва, Ж-35, Рзушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ваемому на основной электрод, о т л и ч а юшийся тем, что. с цельго повышения качества наплавляемого металла на начальном участке, основной электрод перед наплавкой замыкают на изделие через 5 дополнительный электрод, а всэличину тока, протекающего через дополнительный электрод, в начальный период процесса наплавки устанавливают в соответствии с соотношением 10

13 -- 4 + (0.5 - 0,8)b, где I) — ток, протекающий через дополнительный электрод в начале процесса йаплавки, А;

Неудовлетворительное. Нет сплавлен»а

Неудовлетворительное.

4маь»ОЕ П алиме

Хороцтее.

Уаакгичен aðaå° од угол сиачиаанма

Отличное

Плокое. Чаек» чена глубина проплваленчк

Хороцтее