Способ определения прочности сварного соединения при электроконтактной приварке сетки из углеродистой стали



Способ определения прочности сварного соединения при электроконтактной приварке сетки из углеродистой стали
Способ определения прочности сварного соединения при электроконтактной приварке сетки из углеродистой стали

 


Владельцы патента RU 2458767:

Павлов Артур Павлович (RU)

Изобретение может быть использовано при определении качества восстановления наружных цилиндрических поверхностей изношенных деталей. Сетку приваривают роликовым электродом на цилиндрический образец по винтовой линии с деформированием проволок сетки до полной ликвидации просвета между ними. Определяют поперечную пластическую деформацию проволок сетки из условия формирования на поверхности цилиндрического образца сплошного металлопокрытия. Прочность сварного соединения определяют по формуле в зависимости от диаметра проволок тканой сетки и толщины металлопокрытия. Изобретение позволяет повысить качество восстановления наружных цилиндрических поверхностей изношенных деталей за счет контроля прочности сварного соединения. 2 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к области электроконтактной роликовой сварки и приварки присадочных материалов и может быть использовано при определении качества восстановления наружных цилиндрических поверхностей изношенных деталей.

Известен способ определения прочности сварного соединения при электроконтактной приварке проволоки из углеродистой стали, при котором производят приварку проволоки роликовым электродом на цилиндрический образец по винтовой линии, определяют пластическую деформацию проволоки и по ней судят о прочности сварного соединения [1].

Известным способом производят приварку проволоки по винтовой линии с перекрытием смежных валиков металлопокрытия. При прохождении импульса тока материал присадочной проволоки разогревают до пластического состояния и осаживают усилием ролика-электрода, придавая проволоке как продольную, так и поперечную пластическую деформацию. В прототипе определяют относительную осевую пластическую деформацию проволоки εу как относительную разницу длин сварного валика LВ и длины присадочной проволоки LПР, затраченной на формирование этого валика, т.е. по формуле

Металл присадочной проволоки испытывает также поперечную деформацию, величина которой связана с осевой деформацией εу. Толщину металлопокрытия δ при приварке проволоки диаметром d по винтовой линии с шагом S определяют по известному выражению [2]

О величине поперечной пластической деформации присадочной проволоки судят по отношению диаметра проволоки d к толщине приваренного слоя δ. Из выражения (2) при приварке проволоки с оптимальным шагом наплавки по винтовой линии S/d=1,6…1,7 получают

В известном способе качество (прочность) сварного соединения металлопокрытия и основного металла образца оценивают по значению относительной осевой деформации присадочной проволоки εу по зависимости

Недостатком известного способа является то, что его можно применять только при электроконтактной приварке проволоки и нельзя применять при приварке присадочных материалов, выполненных на основе проволок из углеродистых сталей, например, тканых стальных сеток. Форма такого присадочного материала не позволяет достичь высоких значений осевой деформации. В зависимости от режимов приварки, значения εу составляют 3…7%.

Задача изобретения - повышение качества металлопокрытия при приварке несплошного присадочного материала.

Указанный технический эффект достигается тем, что производят приварку сетки роликовым электродом на цилиндрический образец но винтовой линии с деформированием проволок сетки до полной ликвидации просвета между ними, при этом определяют поперечную пластическую деформацию d/δ проволок сетки из условия формирования на поверхности цилиндрического образца сплошного металлопокрытия, а прочность сварного соединения определяют по формуле

где - безразмерная прочность сварного соединения; d - диаметр проволок тканой сетки; δ - толщина металлопокрытия..

На фиг.1 показана схема приварки металлической сетки на образец и процесс формирования металлопокрытия; на фиг.2 - схема несплошного присадочного материала - металлической сетки, выполненной на основе проволок из углеродистых сталей.

Металлическую сетку 1, сплетенную из проволок 2 с просветами 3, прижимают к вращающемуся цилиндрическому образцу 4, закрепленному в патроне 5 электроконтактной наплавочной установки, роликами-электродами 6 и формируют металлопокрытие 7 в твердой фазе. При приварке с образованием общей сварочной ванны вследствие специфики присадочного материала трудно удержать жидкую фазу в очаге деформации. Через просветы 3 сетки 1 неизбежно будут происходить выплески присадочного металла. Осевая деформация проволок 2 стальной сетки 1 недостаточна для обеспечения качественного сварного соединения металлопокрытия 7 с основным материалом образца 4.

При приварке несплошного присадочного материала - тканой стальной сетки 1 качество (прочность) сварного соединения обеспечивают за счет поперечной пластической деформации проволок 2 сетки 1. Для этого определяют зависимость прочности сварного соединения металлопокрытия 7 с образцом 4 от показателя (3) поперечной деформации проволок 1 d/δ. Из (3) выражают εу, подставляют в (1) и получают зависимость прочности сварного соединения от поперечной деформации проволок 2, изготовленных из углеродистой стали, в виде формулы

Чем больше пластическая деформация проволок 2 присадочной сетки 1, тем прочнее сварное соединение. Поэтому режимы контактной приварки выбирают таким образом, чтобы деформации проволок 2 тканой сетки 1 были максимально большими, т.е. просветы 3 сетки 1 полностью заплавляют и формируют на образце 4 сплошное металлопокрытие 7. При этом толщину δ металлопокрытия 7 определяют из условия формирования на поверхности образца 4 сплошного металлопокрытия 7 следующим образом.

Восстановление поверхности образца 4 площадью А производят присадочной сеткой 1 массой

где γ - масса 1 м2 сетки 1.

Массу наваренной на образец 4 сетки также определяют как

где ρ - плотность стали (7800 кг/м3).

Таким образом, толщина слоя формируемого металлопокрытия 7 в твердой фазе при максимально возможной пластической деформации равна

Пример осуществления способа.

Наплавляют цилиндрический образец диаметром D=60 мм из стали 45 ГОСТ 1051-88, применяют в качестве присадочного материала сетку 8-3,0 ГОСТ 3306-88 длиной L=180 мм, шириной B=100 мм. Диаметр проволок сетки 3 мм, просветы 10 мм, γ=9 кг/м2. Ток наплавки I=9 кА, длительность импульсов тока tИ=0,04 с, длительность пауз между импульсами tП=0,08 с, окружная скорость вращения детали υ=0,020 м/с, шаг наплавки по винтовой линии S=5 мм/об, усилия на роликах-электродах F=1700 H. При наплавке просветы сетки полностью заплавляют. Замеряют удлинение сетки после приварки ΔL=8 мм, определяют безразмерную относительную продольную деформацию присадочной сетки εу=ΔL/L=8/180=0,0444. Определяют толщину металлопокрытия

δ=(1-εу)·γ/ρ=(1-0,0444)·9/7800=0,00110 м

Определяют прочность сварного соединения по критерию (5) поперечной деформации

Источники информации:

1. А.с. 641306, МКИ G01N 3/00. Опубл. 05.01.79, бюл. №1.

2. Пат. РФ 2220829, МПК B23K 11/06, 31/12. Опубл. 10.01.2004, бюл. №1.

Способ определения прочности сварного соединения при электроконтактной приварке сетки из углеродистой стали, включающий приварку сетки роликовым электродом на цилиндрический образец по винтовой линии с деформированием проволок сетки до полной ликвидации просвета между ними, при этом определяют поперечную пластическую деформацию d/δ проволок сетки из условия формирования на поверхности цилиндрического образца сплошного металлопокрытия, а прочность сварного соединения определяют по формуле

где - безразмерная прочность сварного соединения; d - диаметр проволок сетки; δ - толщина металлопокрытия.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электроконтактной роликовой сварки и приварке присадочных материалов и может быть использовано при определении режимов электроконтактной приварки металлических сеток при восстановлении изношенных деталей типа вал.

Изобретение относится к электроконтактной роликовой приварке ферромагнитных порошков и может быть использовано для восстановления изношенных и упрочнения рабочих поверхностей деталей.
Изобретение относится к сварочной технике и может быть использовано при восстановлении и упрочнении изношенной стальной детали посредством электроконтактной приварки к стальной детали стальной среднеуглеродистой ленты.

Изобретение относится к металлургии, в частности к сварке и пайке металлов, и может быть использовано для изготовления различных изделий в ядерной энергетике и других отраслях машиностроения.

Изобретение относится к оборудованию для электроконтактной наплавки деталей машин. .
Изобретение относится к сварочной технике и может быть использовано при восстановлении и упрочнении деталей машин методом электроконтактной приварки в различных отраслях машиностроения.

Изобретение относится к сварочной технике и может быть использовано при восстановлении и упрочнении деталей машин методом электроконтактной приварки в различных отраслях машиностроения.

Изобретение относится к области электроконтактной сварки и наплавки и может быть использовано при восстановлении изношенных и упрочнении деталей электроконтактной приваркой металлических проволок.

Изобретение относится к электроконтактной роликовой приварке ферромагнитных порошков и может быть использовано для восстановления изношенных и упрочнения рабочих поверхностей деталей.

Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано для восстановления изношенных деталей машин при их электроконтактной наплавке проволокой

Изобретение относится к способу и устройству соединения металлических листов, которые позволяют выравнивать уступ, заданный в соединительной части двух металлических листов, и уменьшать ступенчатый градиент соединительной части

Изобретение относится к области металлургии, в частности к нанесению порошковых покрытий с помощью электроконтактной сварки, и может быть использовано для восстановления и упрочнения рабочих поверхностей

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к устройствам для роликовой электроконтактной сварки с вводом ультразвуковых колебаний, и может быть использовано при восстановлении и упрочнении деталей, а также при роликовой сварке спиральных швов

Изобретение относится к контактной роликовой приварке металлических порошков и может быть использовано для восстановления изношенных и упрочнения рабочих поверхностей деталей типа тел вращения

Изобретение относится к области электроконтактной сварки и наплавки и может быть использовано при восстановлении изношенных деталей

Изобретение относится к области контактной сварки, в частности к области восстановления изношенных валов контактной приваркой стальных проволок. Восстанавливают вал одновременной приваркой двух присадочных проволок с противоположных сторон вала, причем точное их взаиморасположение перед наплавкой обеспечивают при помощи кондуктора с двумя направляющими сквозными отверстиями. Плоскость, проходящая через оси отверстий кондуктора, перпендикулярна оси вала. Расстояние между осями отверстий равно сумме диаметров вала и присадочной проволоки. 2 ил.

Изобретение относится к способу роликовой приварки и может быть использован при формировании на поверхности стальной детали металлопокрытия из цветных металлов и сплавов, таких как медь, латуни, бронзы и др. Перед приваркой изготавливают комбинированную присадку, содержащую проволоку из малоуглеродистой стали, пропущенную через тонкостенную трубку из цветного металла. Трубка имеет перфорированные по одной ее стороне отверстия. Комбинированную присадку приваривают к детали перфорированной стороной контактной сваркой роликом-электродом. Изобретение позволяет сформировать на детали металлопокрытие со сплошным однородным поверхностным слоем из цветного металла достаточной прочности для его последующей механической обработки. 4 ил.

Изобретение может быть использовано для восстановления изношенных и упрочнения рабочих поверхностей деталей типа тел вращения. Приварку порошка производят одновременно в двух точках перекрывающимися точками при постоянном расстоянии между смещенными на половину ширины токоподводящим и токоотводящим роликами. В околошовной зоне на порошковый материал воздействуют давлением, равным или большим сварочного давления, для создания повышенной плотности порошкового материала по сравнению с его плотностью при свободной насыпке и в зоне приварки. Поперечный изгиб детали компенсируют с помощью роликового люнета, установленного с обеспечением постоянного давления роликовых электродов на слой привариваемого порошка. Расположенный между поверхностью детали 1 и контактной поверхностью роликового электрода 3 слой порошка 11 с двух сторон окружен слоем приваренного порошка 9, а с третьей стороны - зоной порошка 10, расположенной между уплотнительным элементом 7 и деталью 1. По ходу движения роликового электрода находится слой порошка 12, предварительно уплотненный уплотнительным элементом 7. Такое соотношение плотностей порошка в различных зонах обеспечивает вытеснение из-под сварочного электрода 3 из зоны сварки строго определенного количества порошка и позволяет регулировать толщину привариваемого слоя. Способ исключает зависимость влияния диаметра обрабатываемой детали на качество получаемого металлопокрытия. 2 ил.
Наверх