Способ электродуговой обработки и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к дуговой сварке с магнитным управлением и может быть использовано при восстановлении изношенных деталей машин автоматической на-плавк'ой под слоем флюса. Цель изобретения - обеспечение стабильности процесса наплавки под слоем флюса в широком диапазоне режимов и повышение качества наплавленного металла. При дуговой наплавке с управляющим магнитным полем на постоянную составляющую магнитного потока накладывается составляющая импульсного магнитного потока, формируемого однонаправленным плоскопараллельным. Устройство включает головку с мундштуком для направления плавящегося электрода, бун^ кер для флюса, соединенный с изогнутым каналом для подачи флюса. Канал выполнен Г-образным в сердечнике электромагнита. Сердечник выполнен Г-образным с рабочим торцом, параллельным продольной части Г- образного канала для подачи флюса, 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 23 К 9/08, 9/04, 9/18. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4709516/27 (22) 23.06.89 (46) 30.01.92. Бюл, N. 4 (71) Башкирский сельскохозяйственный институт (72) tl,А.Иофинов, В.С.Ибрагимов и

А.К.Д митр ие н ко . (53) 621,791.75 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 478697, кл. В 23 К 9/08, 1973.

Авторское свидетельство СССР N .1502239, кл. В 23 К 9/18, 1987. (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ОБРАБОТКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к дуговой сварке с магнитным управлением и может быть использовано при восстановлении изношенных деталей машин автоматической наИзобретение относится к дуговой сварке с магнитным управлением.и может использоваться при восстановлении изношенных деталей машин автоматической наплавкой под слоем флюса.

Цель изобретения — обеспечение стабильности процесса наплавки под слоем флюса в широком диапазоне режимов и повышение качества наплавленного металла.

На фиг.1 изображена временная диаграмма электромагнитного поля; на фиг.2— устройство для осуществления способа; на фиг.3 — схема силовых линий плоскопараллельного магнитного поля.

Сущность способа заключается в том, что на постоянную составляющую магнитного потока Ф1 накладывается составляющая импульсного магнитного потока Ф (фиг.1),формируемого однонаправленным плоско„„5U„„1708555 А1 плавкой под слоем флюса. Цель изобретения — обеспечение стабильности процесса наплавки под слоем флюса в широкоМ диапазоне режимов и повышение качества наплавленного металла. При дуговой наплавке с управляющим магнитным полем на постоянную составляющую магнитного потока накладывается составляющая импульсного магнитного потока. формируемого однонаправлен н ым плоскопараллельн ым. Устройство включает головку с мундштуком для направления плавящегося электрода, бун-. кер для флюса, соединенный с изогнутым каналом для подачи флюса. Канал выполнен

Г-образным в сердечнике электромагнита.

Сердечник выполнен Г-образным с рабочим торцом, параллельным продольной части Гобразного канала для подачи флюса. 2 с.п. ф-лы, 3 ил. параллельным, силовые линии которого располагают в вертикальных плоскостях, параллельных плоскости, проходящей через вертикальную и горизонтальную оси поперечного сечения наплавляемого изделия.

Устройство для осуществления способа электродуговой обработки (фиг.2) в плоскопараллельном импульсно-однонаправленном электромагнитном поле включает головку 1 с мундштуком 2 для направления плавящегося электрода, бункер для подачи флюса 3, соединенный с изогнутым каналом для подачи флюса, установленные с.зазором относительно мундштука, и электромагнит 4 с сердечником. Канал для подачифлюса 5 выполнен Г-образным в сердечнике электромагнита 4, Сердечник выполнен Гобразным с рабочим торцом, параллельным

1708555 создаваемый двухпопупериодно выпрям-ленным током промышленной частоты, вы- 40

50 продольной части Г-.образного канала 5 дпя подачи флюса.

Способ осуществляется следующим образом.

Магнитный поток 42 импульсной составляющей плоскопараллельного электромагнитного поля, конфигурация силовых линий в вертикальной плоскости которого показана на фиг.3, на протяжении каждого импульса, длительность которых равна 0,01 с, возрастая, перестраивает форму столба сварочной дуги в колоколообразную, а снижаясь, возвращает ее в естественную, соответствующую дуге в отсутствии внешнего электромагнитного поля. При наибольшем значении импульса магнитного потока активное пятно сварочной дуги на. поверхности наплавляемого изделия, рассредоточенное во время перестройки ее столба, прйобретает форму эллипса, длинная ось которого в этот. момент имеет наибольшее значение по величине. Ширина наппавляемых валиков при этом увеличивается, глубина проплавления основного металла уменьшается. В следующий момент времени с понижением величины импульсной составляющей магнитного потока возрастают силы пинч-эффекта и вследствие изменения эпектропроводности ферромагнитного изделия по мере era проплавления столб сварочной дуги сжимается, глубина проплавления основного металла увеличивается. Однако постоянная составляющая магнитного потока % (фиг.1) удерживает столб сварочной дуги в колоколообразной форме с рассредоточенным пятном нагрева на детали.

Импульсный магнитный поток + (фиг.1), зывает появление в расплаве сварочной ванны импульсных пондеромоторных сил, которые способствуют измельчению структуры наплавпенного металла, подавляя дендритную кристаллизацию. Скорости же вращения сварочной дуги и жидкого металла сварочной ванны не достигают пределов, при которых нарушаются защита зоны горения дуги и стабильность процесса при величине магнитной индукции более 0,025 Тп и частоте следования импульсов плоскопараллельного электромагнитного поля до 50

Гц, когда длительность импульсного магнитного потока становится равной длительности самого импульса.

Способ электродуговой обработки в плоскопараллельном электромагнитном поле с применением устройства осуществляется следующим образом.

При пропускании по обмотке электромагнита 4 (фиг.2) двухпопупериодно выпрямленного тока промышленной частоты в зоне сварочной. дуги и расплава сварочной ванны создается плоскопаралпельное электромагнитное поле, имеющее форму силовых линий 6 (фиг.3). Флюс из бункера 3 (фиг.2) через канал 5 сердечника электромагнита поступает в зону наплавки и, расплавпяясь, образует шлаковый пузырь, который обеспечивает защиту расплава сварочной ванны от воздействия атмосферного воздуха, Длительность импульсной составляющей магнитного потока Ф равна длительности паузы и соответствует установленному значению частоты электромагнитного поля.

Амплитуда магнитного потока регулируется изменением величины магнитной индукции поля. Величина постоянной составляющей магнитного потока Ф1 меньше импульсной и устанавливается в зависимости от значения последней.

Пример. Предлагаемым способом с помощью устройства наплавляли образцы из стали 45 диаметром 70 мм с использованием электродной проволоки марки

Нп-ЗОХГСА диаметром 2 мм. Образцы наплавляли автоматической головкой А-58ОМ, источником. тока для наплааки служил сварочный преобразователь АД-500. Катушка электромагнита имеет обмотку с числом витков,500 медной проволоки марки ПЭФ-1 и питается двухполупериодно выпрямленным током промышленной частоты. Сечение сердечника электромагнита имеет размеры

26х26 мм, диаметр канала в нем 16 мм, Образцы наппавляли на форсированном режиме со скоростью 20 м/ч на токе обратной полярности I = 300 А при рабочем напряжении U = 32 B. Скорость подачи электродной проволоки Чп.>. = 144 м/ч, вылет электрода 1 = 60 мм. Параметры плоскопараллепьного электромагнитного поля следующие: величина магнитной индукции В = 0,028 Тл, частота импульсной составляющей магнитного потока f - 10 Гц.

Соотношение постоянной и импульсной составляющих магнитного потока — 3/4.

Ширина валиков, наплавленных в электромагнитном поле, получается на 30-35 $ больше, а глубина проплавления основного металла на 40-50 g, меньше по сравнению с наплавкой без поля. Структура металла, наплавленного в плоскопараллепьном электромагнитном поле, получается однородной, мелкозернистой, с подавлением дендритной кристаллизации.

1708555

Наплавка образцов на укаэанном режиме без магнитного поля приводит к нарушению стабильности процесса и неудовлетворительному формированию валиков и структуры наплавленного металла.

Таким образом, изобретение позволяет при восстановлении изношенных деталей машин автоматической наплавкой под слоем флюса обеспечить стабильность процесса в широком диапазоне его режимов и повысить качество наплавленного металла.

Ф о р мул а из о брете н и я

1. Способ электродуговой обработки, при котором на сварочную дугу и сварочную ванну воздействуют электромагнитным полем с постоянной и импульсной составляю-. щими магнитного потока, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечения стабильности наплавки под флюсом в широком диапазоне режимов и повышения качества нанлавленного металла, импульсный магнитный поток формируют однонаправленным плоскопараллельным, силовые линии которого располагают в вертикальных плоскостях, параллельных плоскости, проходящей через вертикальную и горизонтальную

5 оси поперечного сечения наплавляемого иэделия.

2. Устройство для электродуговой обработки, содержащее головку с мундштуком для направления плавящегося электрода, 1О бункер для подачи флюса, соединенный с изогнутым каналом для подачи флюса, установленные с зазором относительно мундш гука электромагнит с сердечником, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения

15 стабильности наплавки под флюсом в аироком диапазоне режимов.и повышения качества наплавленного металла, канал для подачи флюса выполнен Г-образным в сер- дечнике электромагнита, сердечник выпол20 нен Г-образным с рабочим торцом. параллельным продольной части Г-образного канала для подачи флюса.

1708555

Составитель Г.Квартальнова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Ревская

Редактор М.Товтин

Заказ 389 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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