Способ наплавки ленточным электродом

 

Использование: антикоррозионностойкая, износостойкая, кавитационная и восстановительная наплавка наклонных поверхностей. Сущность изобретения: наклонную направляемую поверхность располагают под углом а 2-45°. ленточный электрод подают в вертикальной плоскости под углом 85-90° к наплавляемой поверхности . Угол между широкой кромкой ленточного электрода и вектором скорости наплавки устанавливают из условий у (43...49) (У/а)0-3-Ьл° 4, где аугол наплавленной поверхности к горизонтальной, град:V - скорость наплавки, м/ч; b - ширина ленточного электрода, мм. Переднюю узкую кромку ленточного электрода направляют в сторону вершины угла между наплавляемой поверхностью и горизонтальной плоскостью, а наложение валиков осуществляют последовательно от вершины указанного угла вверх по наклонной поверхности с шагом , равным (0,4-0,8)Ьл. Улучшается формирование валиков и повышается качество наплавленного металла. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 К 9/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4907734/08 (22) 14.12.90 (46) 23.02.93. Бюл, N 7 (71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения "ЦНИИТмаш (72) B.Ю.Мастенко, И.Ф.Трофимов, А.Ф.Полищук и Э.С.Рыбаков (56) Кравцов Т.Г. Электродуговая наплавка электродной лентой, M.: Машиностроение, 1978, с.5 — 12. (54) СПОСОБ НАПЛАВКИ ЛЕНТОЧНЫМ

ЭЛЕКТРОДОМ (57) Использование; антикоррозионностойкая, износостойкая, кавитационная и восстановительная наплавка наклонных поверхностей. Сущность изобретения: наклонную направляемую поверхность располагают под углом а = 2-45О, ленточный

Изобретение относится к наплавке ленточным электродом и может быть использовано в:машиностроении, в частности атомноэнергетическом, химическом и др. при антикоррозионной, износостойкой, кавитационной и восстановительной наплавках наклонных поверхностей.

Цель изобретения — расширение номенклатуры наплавляемых изделий и обеспечение качества наплавки наклонных поверхностей плоских и круглых иэделий, При наплавке наклонных поверхностей плоских и круглых изделий ленточный электрод подают под углом 85-95 к наплавляемой поверхности, наклонную поверхность располагают к горизонтальной поверхности под углом a = 2 — 45О, угол наклона у широкой стороны ленты к вектору скорости наплавки выбирают из условий;

y={43-49)(— ") — Ьл .

„„Я „„1796372 А1 электрод подают в вертикальной плоскости под углом 85 — 90 к наплавляемой поверхности, Угол между широкой кромкой ленточного электрода и вектором скорости наплавки устанавливают из условий у = (43...49) (V/a) -Ьл, где а- угол наплавленной по0.3 0,4 верхности к горизонтальной, град; V — скорость наплавки, м/ч; Ь вЂ” ширина ленточного электрода, мм. Переднюю узкую кромку ленточного электрода направляют в сторону вершины угла между наплавляемой поверхностью и горизонтальной плоскостью, а наложение валиков осуществляют последовательно от вершины указанного угла вверх по наклонной поверхности с шагом, равным (0,4-0,8)Ьл. Улучшается формировайие валиков и повышается качество наплавленного металла. 2 табл, где VH — скорость наплавки, м/ч;

b — ширина ленточного электрода, мм, при этом переднюю кромку ленточного электрода направляют в сторону вершины угла между наплавляемой поверхностью и горизонтальной плоскостью, а наложение валиков осуществляют от вершины упомянутого угла вверх по наклонной поверхности с шагом (0,3 — 0.8)Ьд.

Расширение технологических возможностей способа наплавки ленточным электродом за счет применения его npu нанесении защитных и переходных покрытий на наклонные поверхности плоских и круглых изделий в случае невозможности установки наплавляемых поверхностей в горизонтальном положении (клиновидные направляющие, разделки патрубков и корпусов реакторов, для приварки этих патрубков, конусообразные изделия металлургических заводов и др.). При этом

1796372 обеспечивается повышение качества наплавленного металла, т.е, уменьшается глубина - проплавления, исключается вероятность образования шлаковых включений и подрезов по линии сплавления двух соседних валиков, путем последовательного наложения валиков на наклонную поверхность, регулируется длина жидкой металлической ванны и характер ее кристаллизации за счет изменения угла разворота широкой плоскости ленточного электрода по отношению к направлению наплавки, к вектору скорости наплавки, регулируется величина тепловложения в жидкую металлическую ванну, Последние факторы оказывают положительное влияние также на качество формирования валиков„улучшая его, В предложенном изобретении необходимо осуществлять подачу ленточного элек- 20 трода в зону его плавления под прямым углом к наплавляемой поверхности, что позволяет обеспечить качество наплавленного металла и улучшить формирование. При этом следует отметить, что как показали эксперименты, отклонение от прямого угла может составлять не более +.5, т.е. должен составлять 85 — 95, В случае повышения указанных отклонений от прямого угла между направлением подачи ленточного электрода в зону его плавления и наплавляемой поверхностью приводит к образованию подрезов и интенсивного выдавливания жидкого металла в направлении, противоположном увеличению указанного прямого угла сверх принятых пределов, Зто нарушает качество формирования валиков, способствует существенному увеличению глубины проплавления, повышению в зоне перекры. тия валиков значительного количества шла- 40 ковых включений и недопустимых подрезов, Угол (а} наклона наплавляемой поверхности к горизонтальной поверхности выбирают в пределах 2-45, 8 случае уменьшения угла наклона менее 2 наплавка будет осуществ- 45 ляться практически на горизонтальную поверхность и применение предлагаемого способа нецелесообразно. Повышение угла наклона наплавляемой поверхности к горизонтальной более 45 приводит к наруше- 50 нию формирования валиков из-за стекания жидкой металлической ванны вниз, увели-. чивается количество шлаковых включений и несплавлений с основным металлом вследствие натекания металла на жидкий шлак с нижней стороны наплавляемой поверхности, отсутствие смачиваемости основного металла жидким в этой зоне. С верхней стороны валика образуются существенные подрезы, связанные со стеканием жидкой прослойки, образующейся между основным металлом и сварочной дугой и предохраняющей усиленное проплавление основного металла, Определяющая кромка ленты, т,е. угол (у) между широкой поверхностью ленточного электрода и направлением наплавки, должна удовлетворять условию 0 < y< 90, должна быть расположена со стороны вершины угла (а), что позволяет обеспечить качество наплавленного металла и хорошее формирование валиков. Когда передняя кромка ленты располагается со стороны, обратной вершине угла между наплавляемой поверхностью и горизонтальной плоскостью, то это приведет к натеканию жидкой металлической ванны на основной нерасплавленный металл, несплавлениям в этих местах, а также появлению подрезов по кромке валиков со стороны, противоположной вершине угла наклона наплавляемой поверхности.

Все это нарушает качество наплавляемого, ведет к ухудшению формирования и уменьшению технологических возможностей способа наплавки ленточным электродом, При этом угол разворота ленточного электрода зависит от угла между наплавляемой поверхностью и горизонтальной плоскостью, определяемого конструкцией изделия, скоростью наплавки и шириной ленточного электрода, которые выбираются исходя из технологических соображений.

Условия выбора угла разворота ленточного электрода установлены путем статической обработки множества экспериментальных данных, а также исходя из физических особенностей влияния e, VH и b> на определяемый параметр. Критерием отбора экспериментов, входящих в последующую математическую обработку, являлось качественное формирование валиков без шлаковых включений, подрезав„существенных наплывов и несплавлений, В результате обработки данных получено условие выбора угла разворота ленточного электрода в зависимости от основных параметров предлагаемого способа наплавки, таким образом у = 43-:49(— ") — Ьл

Чем больше угол и ширина применяемой ленты, тем на меньший угол необходимо разворачивать ленточный электрод, т.к..с увеличением у создается больше условий, способствующих стеканию жидкой металлической ванны; а повышение ширины применяемого для наплавки ленточного электрода приводит к увеличению объема жидкой металлической и шлаковой ванн, что также способствует повышению вероятности сте1796372 кания последних. Увеличение скорости на- следующем нанесении слоя и необходимоплавки приводит к повышению теплоотвода сти существенных затрат на выравнивание в основной металл и скорости кристаллиза- наплавленной поверхности из-за образовации жидкого металла, что уменьшает объем ния ступенчатой поверхности. С другой стометаллической ванны и предотвращает воз- 5 роны превышение коэффициента более 0 8, можность стекания металла, и нарушению т.е. выбор шага перехода с валика на валик формирования валиков, т,е, для обеспече- будет максимальный, приведет к образования качества наплавленного металла воз- нию подрезав с верхней кромки валиков, можно производить наплавку на более неравномерному проплавлению, образованаклонные поверхности с использованием 10 нию шлаковых включений и трещин из-за ленты большой ширины при меньшем угле повышения вероятности стекания жидкой ее разворота и увеличенной скорости на- металлической и шлаковой ванны. Все это плавки, следовательно, с большей произво- приводит к нарушению качества наплавлево дительностью процесса наплавки. В ного металла и ухудшению формирования соотношении (— ) приводится поправочный н 15 поверхности.

Ленточный электрод 1 подают в зону его коэффициент, находящийся в пределах 43- плавления 2 перпендикулярно наплавляе 49. При определении величины разворота мой наклонной под углом а плоской 3 и ленточного электрода использование зна-, круглой 4 поверхностям. При этом устанавчений коэффициента в указанных пределах 20 ливают рассчитанный по предложенной способствует качественному формирова- формуле угол у между широкой поверхнонию валиков при равных прочих условиях. стью ленточного электрода и вектором скоПрименениеже других значений коэффици- рости наплавки, На наплавляемой ентов в процессе наплавки, рассчитанном поверхности формируется ванна жидкого по предложенной зависимости. приводит к 25 металла 5, защищенная от взаимодействия натеканию жидкой металлической ванны на с воздухом слоем жидкого шлака 6 и нерас" жидкий шлак, образованию несплавлений и плавившегося флюса 7, В процессе наплавшлаковых включений по зоне сплавления, ки на наклонных плоских 3 или круглых 4 образованию подрезов и значительного пе- поверхностях образуются валики 7, репада высоты валика, т;е. нарушается ка- 30 Наплавку осуществляли на лаборатор., чество формирования валиков, что ном оборудовании следующим образом. приводит к необходимости проводить зна- Определяют угол наклона плоской почительные объемы ремонтных работ. Следу- верхности, которую необходимо наплавлять

1 ет отметить, что наложение валиков на и устанавливают ее таким образом, чтобы наклонную поверхность следует осуществ- 35 угол наклона (угол а) не превышал 45 . Вылять последовательно от вершины угла на- бирают сечение ленточного электрода и усклона вверх по этой поверхности, В случае танавливают параметры режима наплавки, наложения валиков в обратном порядке или Исходя из выбранных ширины ленты. скоронарушении предложенной последователь- сти наплавки и угла наклона (а) наплавляености приводят к образованию шлаковых 40 мой поверхности, определяют угол включений в зоне сплавления вследствие разворота ленточного электрода. При этом возможности стекания металлической ван- опережающую кромку ленты располагают ны и образования подрезовс верхней кром- со стороны вершины угла наклона а, Устаки валиков и наплывов с нижней. Кроме навливают наплавочную головку. таким обтого, при соблюдении предложенного 45 разом, чтобы подача ленты в зону ее порядка наложения валиков, для исключе- плавления осуществлялась перпендикулярния возможности образования шлаковых но наплавляемой поверхности. Закорачивавключений, трещин необходимо выдержи- . ют ленту на изделие, засыпают флюс и вать шаг перехода с валика на валик, вели- включают процесс наплавки. чина которого определяется шириной 50 Проведена серия экспериментов, подприменяемого ленточного электрода, Исхо- тверждающая эффективность предлагаемодят из условий а = (0.3 — 0,8)Ьл При этом ис- го способа наплавки наклонных пользовании большей ширины ленточного поверхностей. Для наплавки испольэовали электрода следует выбирать больший коэф- ленточные электроды толщиной 0,7 мм разфициент для определения величины шага 55 ной ширины (см. табл.1), флюс ФЦ-18. П оп ерехода. В случае уменьшения коэффици- цесс осуществляли на лабораторной роента при ширине ленточного электрода ме- установке в НПО ЦНИИТМАШ и в условиях

ee0,3Ьл, при котором шаг перехода валика цеха на ПО "Ижорский завод". Параметры на валик будет минимальный, приводит к процесса и результаты экспериментов образованию шлаковых включений при по1796372

Таблица 1

Эксперимент

Шаг перехода валика ма валик а, мм

Па мег ы ежима

Ширина ленточного электрг да,b,, мм

Расположение оп- Порядок манш ределяющей кром- сепия валиков ки ленточного электрода

Угол раэвороте ленты, град. у

Упгл наклона наплавяшгмой по. верхностм. с град.

Качество наплввленно о слоя

Скорость наплавки

V», M/»

Сварочныйй ток

1,А

Напряжение U, В

36

35 передняя кромка ленточного электрода расположение со стороны вершины угла между наплавляемой поверхно,стью и гормэонтальной плоскостью наложение валиков осуществлялось последова гел ьно от вершины угла между наплавгенмой поверхностью и гориэонтальмой плоскостью

100

17

19

36

1200

4

43

18

36

80! 200

1200

100 !

33

46

33

17

36

850

8

1! представлены в табл,2. Качество формирования внешней поверхности определяли визуально (по характеру чешуйчатости валика, наличие подрезов, крутизны краев валиков и величиной западаний), 5

Формула изобретения

Способ наплавки ленточным электродом, при котором ленточный электрод подают в зону его плавления в вертикальной 10 плоскости, а широкую сторону ленты располагают под углом к вектору скорости наплавки, отличающийся. тем, что. с целью расширения номенклатуры наплавляемых изделий и обеспечения качества на- 15 плавки наклонных поверхностей плоских и круглых изделий, ленточный электрод подают под углом 85-95 к наплавляемой поверхности, наклонную поверхность располагают к горизонтальной поверхности под углом и = 2...45О, угол наклона у широкой стороны ленты к вектору скорости наплавки выбирают из условий

)у =- (43 — 49)(— ") — Ьд 4, где Чн — скорость наплавки,м/ч;

Ьд — ширина ленточного электрода, мм, при этом переднюю узкую кромку ленточного электрода направляют в сторону вершины угла между наплавляемой поверхностью и горизонтальной плоскостью, а наложение валиков осуществляют от вершины упомянутого угла вверх по наклонной поверхности с шагом, равным (0,3„,0,S)bn, xoponl an удовлетворительноее (имеются эападамтш менее ! we} хорошее хорошее удовяетеорительное (имшотся превышения менее

1.8 мм} хорошее удовлетворительное (имеотся неэначительные неровности по кромке валика} хорошее хорошее хорошее удовлетворительное (имеются аападания менее

0.8 мм

1796372

Таблица 2

Качество наЭкспиримент

Шаг пе- Угол разрехода ворота валика ленточШирина ленточПа амет ы ежима

Свароч- Напряный ток, жение, плавленного

U,B (,А ного меэлектро-. да, Ь„, ного на ваверхноталла лик, а, электромм сти, а, град. да,y, мм град

26

Составитель В. Мастенко

Техред M.Moðãåíòàë Корректор И. Шмакова

Редактор Т. Шагова

Заказ 617 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

2

100

1200

36

36

36

Скорость наплавки

V,. .м/ч

Угол наклона наплавляемой по2

2

80 хорошее хорошее хорошее хо ошее