Система управления электрододержателем с электродом установки электрошлакового переплава, сварки и наплавки

Авторы патента:

C22B9/187 - устройства для этой цели, например печи

B23K25 - Электрошлаковая сварка , т.е. сварка с применением слоя или массы расплавленного порошка, шлака и т.п., соприкасающихся с материалом, подлежащим соединению (B23K 23/00 имеет преимущество; электродуговая сварка под флюсом B23K 9/18)

Владельцы патента RU 2468102:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к производству электрошлакового металла и может быть использовано для электрошлаковой сварки металла, электрошлаковой наплавки. Технический результат - повышение надежности работы установки путем исключения влияния человеческого фактора и увеличение производительности. Система управления электрододержателем с электродом установки электрошлакового переплава, сварки и наплавки содержит гидроцилиндр, блок управления, обеспечивающий безынерционное перемещение электрододержателя гидроцилиндром, соединенным с электродержателем, гидростанцию и маслопроводы с клапанами с электрическим управлением - клапаном подачи масла в гидроцилиндр и клапаном слива масла из гидроцилиндра. Система снабжена контроллером и маслопроводом с двухсторонним электроклапаном, соединенным с гидроцилиндром, при этом контроллер выполнен с возможностью подачи сигналов на клапаны с электрическим управлением и электроклапан. 2 ил.

Изобретение относится к производству электрошлакового металла и может быть использовано для электрошлаковой сварки металла, электрошлаковой наплавки.

Известные установки для электрошлакового переплава, сварки металла и наплавки подразделяются на три вида, по типу используемого вида привода электрода: механические - с использованием привода в виде винта, блочно-тросовые и гидравлические.

Установки первого типа (Электрошлаковый металл, - под. ред. Патона Б.Е. и Медовара Б.И., 1961 г., с.126) содержат винт и гайку, при этом винт установлен на колонне, а гайка - на подвижном механизме - электрододержателе, причем винт связан через редуктор с электродвигателем постоянного тока с тахогенератором. Электродвигатель связан с блоком управления "пропорционального" типа и выполняет роль двигателя с переменной скоростью, а тахогенератор выполняет роль датчика обратной связи по скорости перемещения электрода. Перемещая электрод, установленный в электрододержатель, верх или вниз, двигатель постоянного тока задает таким образом величину тока, проходящего через электрод, шлак и жидкий металл. Величина тока определяется технологическими задачами электрошлакового процесса и задается оператором. Задача электродвигателя с помощью тахогенератора и блока управления - поддерживать заданный ток электрошлакового процесса на заданном уровне. Таким образом, роль движителя играет электродвигатель, блок управления сравнивает заданный ток с реальным, тахогенератор выполняет роль обратной связи, винт передает вращение, гайка преобразует вращение в поступательное движение.

Недостатками данной установки являются:

- быстрый износ гайки;

- малый коэффициент перекрытия подачи электрода;

- возникновение автоколебаний при некоторых режимах плавки, что приводит к уменьшению коэффициента полезного действия плавильного агрегата.

Установки второго типа, использующие блочно-тросовую схему движения электрода, (Электрошлаковый металл, - под. ред. Патона Б.Е. и Медовара Б.И., 1961 г., с.126.), содержат электродвигатель постоянного тока с тахогенератором, при этом электродвигатель связан через редуктор с тросовым барабаном, на котором намотан трос, связанный с электрододержателем, установленным на колонне.

Недостатки установок подобного типа состоят в следующем:

- растягивание троса приводит к неоднозначному положению электрода и, как следствие, к увеличению или уменьшению тока плавки;

- значительные колебания тока плавки приводят к уменьшению коэффициента полезного действия установки.

Известна также гидравлическая установка электрошлакового переплава, сварки и наплавки металлов, содержащая электрододержатель, установленный на колонне, электродвигатель, блок управления импульсного типа, обеспечивающий безынерционное перемещение электрододержателя гидроцилиндром, соединенным с электрододержателем, гидростанцией и, по меньшей мере, двумя клапанами с электрическим управлением - клапаном подачи жидкости в гидроцилиндр и клапаном слива жидкости из гидроцилиндра, соединенными с блоком управления импульсного типа (патент RU №2247163, МПК С22В 9/187, В23К 25/00).

Основные недостатки данной установки заключаются в невысокой производительности и влиянии человеческого фактора на процесс плавки, что может привести к сбою в работе устройства и выходу его из строя.

Техническим результатом изобретения является устранение указанных недостатков, а именно: повышение надежности работы устройства и его производительности путем устранения влияния человеческого фактора на процесс плавки.

Указанный технический результат достигается за счет того, что система управления электрододержателем с электродом установки электрошлакового переплава, сварки и наплавки, установленным на колонне, содержащая гидроцилиндр, блок управления, обеспечивающий безынерционное перемещение электрододержателя гидроцилиндром, соединенным с электродержателем, гидростанцию и маслопроводы с клапанами с электрическим управлением - клапаном подачи масла в гидроцилиндр и клапаном слива масла из гидроцилиндра, согласно изобретению она снабжена контроллером и маслопроводом с двухсторонним электроклапаном, соединенным с гидроцилиндром, при этом контроллер выполнен с возможностью подачи сигналов на клапаны с электрическим управлением и электроклапан.

Сущность технического решения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена принципиальная схема системы управления электрододержателем с электродом установки электрошлакового переплава, сварки и наплавки металлов, а на фиг.2 - принципиальная гидравлическая схема.

Система управления электрододержателем с электродом установки электрошлакового переплава, сварки и наплавки металлов содержит гидростанцию 1, маслопроводы 2 с клапанами с электрическим управлением - клапаном подачи масла в гидроцилиндр и клапаном слива масла из гидроцилиндра, блок управления 3, содержащий контроллер 4, маслопровод 5 с двухсторонним электроклапаном, соединенным с гидроцилиндром 6, связанным с электрододержателем 7, установленным на колонне 8.

Один из маслопроводов снабжен клапаном 9 с электрическим управлением подачи масла в гидроцилиндр, другой - двусторонним электроклапаном 10 подачи и слива и третий маслопровод - клапаном с электрическим управлением 11 слива масла из гидроцилиндра 6 в бачок 12 гидростанции 1.

Работа системы управления электрододержателем с электродом установки электрошлакового переплава, сварки и наплавки осуществляется следующим образом.

Электрошлаковый переплав, для осуществления которого предназначена данная система управления электродержателем с электродом установки электрошлакового переплава, сварки и наплавки, производится при заданном значении тока, подаваемого на электрод, установленный в электрододержателе 7. Качество электрошлакового переплава напрямую зависит от точности поддержания заданного значения тока и допустимого отклонения от номинала.

Если реальная величина тока находится в пределах допустимого, а время этого отклонения меньше 1 сек, оба клапана с электрическим управлением (9 и 11), а также двусторонний электроклапан 10 остаются закрытыми. Электрод при этом остается неподвижным и осуществляется процесс электрошлакового переплава.

В случае, если реальное значения тока больше допустимого, а время более 1 сек, контроллером подается импульсный сигнал на клапан с электрическим управлением 9 подачи масла в гидроцилиндр 6, который приподнимает электрододержатель 7 с установленным в нем электродом и тем самым восстанавливает заданное значение тока.

Если величина отклонения реального значения тока меньше допустимого, а время больше 1 сек, контроллер подает импульсный сигнал на клапан с электрическим управлением 11 слива масла из гидроцилиндра 6. При этом электрододержатель 7 с установленным в нем электродом опускается и тем самым также восстанавливает заданное значение тока.

В случае, если реальное значение тока будет значительно превышать заданное, т.е. значение отклонения будет соизмеримо с последним, то контроллер подаст сигнал одновременно на два клапана: клапан подачи масла 9 и двусторонний электроклапан 10 подачи и слива масла в режиме подачи. При этом электрододержатель 7 с установленным в нем электродом резко поднимется вверх и восстановит заданное значение тока.

В случае, если реальное значение тока будет значительно меньше заданного, то контроллер подаст сигнал также одновременно на два клапана: клапан с электрическим управлением 11 сброса масла и двусторонний электроклапан 10 подачи и слива масла в режиме слива. При этом электрододержатель 7 с установленным в нем электродом резко опустится вниз и восстановит заданное значение тока.

Заявляемое техническое решение обеспечивает надежную работу установки путем исключения влияния человеческого фактора и позволяет увеличить производительность электрошлакового переплава, сварки и наплавки.

Система управления электрододержателем с электродом установки электрошлакового переплава, сварки и наплавки, установленным на колонне, содержащая гидроцилиндр, блок управления, обеспечивающий безынерционное перемещение электрододержателя гидроцилиндром, соединенным с электродержателем, гидростанцию и маслопроводы с клапаном с электрическим управлением подачи масла в гидроцилиндр и клапаном с электрическим управлением слива масла из гидроцилиндра, отличающаяся тем, что она снабжена контроллером и маслопроводом с двухсторонним электроклапаном, соединенным с гидроцилиндром, при этом контроллер выполнен с возможностью подачи сигналов на упомянутые клапаны с электрическим управлением и двухсторонний электроклапан.

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано для электрошлаковой выплавки крупных полых слитков с толщиной стенки более 300 мм и сплошных слитков с диаметром больше 300 мм.

Установка для электрошлаковой выплавки полых слитков // 2445383

Изобретение относится к специальной электрометаллургии и может быть использовано при выплавке крупных полых заготовок с толщиной стенки больше 100 мм. .

Печь электрошлакового переплава // 2424337

Изобретение относится к области электрошлакового переплава, в частности к конструкциям печей электрошлакового переплава. .

Электрошлаковая печь // 2424336

Изобретение относится к электрометаллургии, конкретнее к электрошлаковым печам. .

Электрод для электрошлакового переплава // 2319753

Изобретение относится к специальной металлургии и может быть использовано при электрошлаковом переплаве высоколегированных сталей, имеющих температуру плавления меньше температуры плавления флюса.

Установка электрошлакового переплава, сварки и наплавки металлов // 2247163

Изобретение относится к производству электрошлакового металла и может быть использовано для получения электрошлакового металла, электрошлаковой сварки металла, электрошлаковой наплавки.

Способ электрошлакового нагревания металла и устройство для его осуществления // 2205238

Изобретение относится к металлургии, а именно к электрошлаковой металлургии, и может быть использовано в производстве особо чистых металлов и изделий из них. .

Способ защиты нерасходуемого электрода в шлаковом расплаве // 2158062

Изобретение относится к области черной и цветной металлургии, в частности к электропечам с погруженными в шлаковый расплав электродами. .

Электрошлаковая печь // 2092596

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в литейном производстве при плавке железоуглеродистых сплавов. .

Установка для электрошлакового переплава и плавки // 2082788

Изобретение относится к металлургии, точнее к установкам для электрошлакового переплава электродов и некомпактной шихты в охлаждаемый кристаллизатор. .

Способ лазерно-электрошлаковой сварки // 2447980

Изобретение относится к машиностроению, а именно к технологии сварочного производства, и может быть использовано в процессе производства сварных конструкций при большой толщине свариваемых кромок.

Устройство для электрошлаковой наплавки высоколегированной стали // 2447978

Изобретение относится к металлургии, в частности к электрошлаковой наплавке, и может быть использовано для ремонта изношенных деталей машин и изготовления инструментов.

Способ ремонта механизированной сваркой чугунных деталей с трещинами // 2400343

Изобретение относится к машиностроительной отрасли и может быть использовано для ремонта сваркой деталей из серого чугуна, в частности станин станков, суппортодержателей и проч., имеющих хрупкое разрушение.

Способ электрошлаковой наплавки плоских поверхностей // 2397851

Изобретение относится к наплавке и специальной электрометаллургии и может быть использовано для ремонта изношенных и изготовления наплавкой плоских поверхностей деталей машин и инструментов.

Устройство для электрошлаковой наплавки // 2376117

Изобретение относится к конструкции неплавящегося электрода для электрошлаковой наплавки или электрошлакового переплава. .

Устройство для восстановления деталей электрошлаковой наплавкой // 2368476

Изобретение относится к устройству для восстановления деталей электрошлаковой наплавкой, имеющих большой износ, например бил молотковых мельниц или коронок зубьев ковшей экскаватора.

Способ восстановления деталей электрошлаковой наплавкой // 2350449

Изобретение относится к восстановлению деталей с большим износом электрошлаковым способом, например бил молотковых мельниц, коронок рыхлителей и др. .

Способ восстановления деталей электрошлаковой наплавкой // 2348497

Изобретение относится к восстановлению изношенных деталей электрошлаковой наплавкой, например, бил молотковых мельниц, зубьев ковшей экскаваторов и др. .

Способ восстановления деталей электрошлаковой наплавкой // 2346796

Изобретение относится к восстановлению деталей с большим износом электрошлаковым способом, например бил молотковых мельниц, зубьев ковшей экскаваторов и др. .

Способ электрошлаковой наплавки зернистым присадочным материалом // 2336971

Изобретение относится к электрошлаковой наплавке (ЭШН) зернистым присадочным материалом и может быть использовано для получения литых, биметаллических и восстановления изношенных деталей.

Способ многослойной сварки труб // 2511191

Изобретение относится к способу сварки труб большого диаметра, в частности к сварке сформованных цилиндрических заготовок для улучшения эксплуатационных характеристик труб и повышения производительности сварки. Техническим результатом изобретения является повышение процесса изготовления труб, снижение погонной энергии сварки, уменьшение зоны термического влияния на основной металл, повышение механических свойств металла шва и околошовной зоны, уменьшение уровня остаточных напряжений, улучшение геометрии трубы и формы шва. Технический результат достигается введением дополнительной операции - наложением рабочего корневого шва минимальной ширины и с максимальным проплавлением притупления кромок. При выполнении рабочего корневого шва полностью переваривают сваренный до него технологический шов. После этого накладывают рабочие внутренний и наружный швы, перекрывающие корневой шов с обеих сторон. 4 ил.