Способ формирования металлопокрытия одновременной электроконтактной приваркой двух стальных проволок

Изобретение может быть использовано при восстановлении наружных цилиндрических поверхностей изношенных деталей электроконтактной роликовой приваркой присадочных стальных проволок. Приваривают одновременно две стальные проволоки, касающиеся друг друга образующими. Упомянутые проволоки затягивают в зону деформации одним роликом-электродом и разогревают импульсами тока. Пластически их деформируют и приваривают к поверхности образца с формированием сдвоенного сварного валика. При затягивании присадочных проволок в зону деформации их дополнительно растягивают с приложением к каждой из них различного усилия. Значения усилий определяют из условия обеспечения относительных значений осевых составляющих пластической деформации присадочных проволок, при этом для одной проволоки пластическая деформация составляет от 0,30 до 0,33, а для другой - от 0,44 до 0,47. Относительное движение разогретых металлов двух присадочных проволок, происходящее как по восстанавливаемой поверхности, так и в стыке смежных сварных валиков, приводит к разрушению плотных гидрооксидных пленок и способствует формированию сплошного металлопокрытия без непроваров. 2 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к области электроконтактной роликовой сварки и приварки стальных присадочных проволок и может быть использовано при восстановлении наружных цилиндрических поверхностей изношенных деталей.

Известен способ формирования металлопокрытия одновременной электроконтактной приваркой двух стальных проволок, при котором касающиеся друг друга образующими стальные проволоки затягивают в зону деформации одним роликом-электродом, разогревают импульсами тока, пластически деформируют, приваривают к поверхности образца и формируют сдвоенный сварной валик [1].

Недостаток известного способа - низкое качество металлопокрытия. Металлографическими исследованиями установлено, что в сдвоенном сварном валике в стыке смежных проволок во многих случаях наблюдаются непровары.

Задача изобретения - формирование сплошного металлопокрытия без непроваров.

Технический результат достигается тем, что при затягивании присадочных проволок в зону деформации их дополнительно растягивают с приложением к каждой из них различного усилия, значения которых определяют из условия обеспечения относительных значений осевых составляющих пластической деформации присадочных проволок, при этом для одной проволоки пластическая деформация составляет от 0,30 до 0,33, а для другой - от 0,44 до 0,47.

На фиг. 1 показана схема осуществления способа. На образец 1 из присадочных проволок 2 и 3, которые затягивают роликом-электродом 4 и подтормаживают тарированными натяжными устройствами 5 и 6, наваривают металлопокрытие 7 из сдвоенных сварных валиков 8 со стыками 9; питание наплавочной установки осуществляют сварочным трансформатором 10 с прерывателем 11.

На фиг. 2 показан экспериментально установленный график зависимости прочности сварного соединения металлопокрытия с основным металлом образца при приварке проволок из углеродистых сталей на основу из стали 45 ГОСТ 1050-88. По оси абсцисс графика 12 отложены значения относительной осевой деформации проволок εу, по оси ординат - отношения прочности сварного соединения σ к максимально достижимой величине σMAX, равной пределу прочности на разрыв основного металла.

Сущность предлагаемого способа формирования металлопокрытия заключается в следующем. Присадочные проволоки 2 и 3 затягивают между образцом 1 и роликом-электродом 4, разогревают до пластического состояния импульсом тока, вырабатываемым сварочным трансформатором 10 и прерывателем тока 11, и подвергают присадочный металл трехмерной пластической деформации, при которой его некоторую часть выдавливают из-под ролика-электрода 4 в направлении, обратном направлению затягивания проволок 2 и 3. Подбором рациональных режимов приварки увеличивают относительное движение горячего присадочного металла по поверхности образца 1, тем самым разрушают и выносят из контактов присадочного и основного металлов плотные гидрооксидные пленки - главное препятствие для образования прочного сварного соединения в твердой фазе.

О качестве (прочности) сварного соединения судят по относительной осевой деформации присадочных проволок 2 и 3 при их приварке [2]. По графику 12 (для углеродистых материалов) заключают, что формирование сварного соединения начинается с минимальной осевой деформации εу=14…16%. При максимально достижимой деформации проволок 2 и 3 в 44…47% прочность сварного соединения равна прочности основного металла образца 1. При попытках превысить значение εу свыше максимально достижимой величины в 44…47% (без приложения дополнительных растягивающих сил FTP1 и FTP2 к проволокам 2 и 3) присадочный металл перегревается, начинает плавиться, появляются выплески и повышенное искрение. Поэтому режимы приварки выбирают из условия обеспечения осевой деформации присадочных проволок 2 и 3 в интервале от 0,30 до 0,33 для одной проволоки и от 0,44 до 0,47 - для другой, чем обеспечивают прочность сварного соединения металлопокрытия 7 с основным металлом образца 1, достаточную для последующей механической обработки и эксплуатации восстановленной детали.

В прототипе присадочный металл проволок 2 и 3 разогревают одним импульсом тока и совместно осаживают. Вследствие этого присадочные проволоки 2 и 3 затягивают в зону приварки с одинаковыми скоростями v1=v2, а необходимое для образования сварного соединения в твердой фазе относительное движение присадочных металлов проволок 2 и 3 в стыке 9 сдвоенных сварных валиков 8 не обеспечивают.

Для образования сплошного металлопокрытия без непроваров предлагаемым способом присадочные проволоки 2 и 3 при затягивании подтормаживают натяжными устройствами 5 и 6 с различными усилиями FTP1 и FTP2, величины которых определяют из условия обеспечения значений осевых деформаций присадочных проволок 2 и 3, при этом для одной проволоки пластическая деформация составляет от 0,30 до 0,33, а для другой - от 0,44 до 0,47 и разница относительных осевых деформаций не менее 14…16%. Конкретные значения растягивающих усилий FTP1 и FTP2 могут быть подобраны экспериментально или же определены расчетным путем в результате решения задачи пластической деформации проволок 2 и 3.

Пример осуществления способа. Наплавляют цилиндрический образец диаметром D=50 мм из стали 45 ГОСТ 1050-88, применяют в качестве присадочного материала две стальные присадочные проволоки ПК-2 ГОСТ 9389-75 диаметром 1,8 мм. Устанавливают технологический режим приварки: сварочный ток 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=8 мм/об, усилие на ролике-электроде F=1900 Н. Одну из присадочных проволок притормаживают усилием FTP1=8 Н, вторую - усилием FTP2=24 Н. Замеряют расход первой присадочной проволоки LПР1=500 мм, расход второй проволоки LПР2=558 мм, длину сдвоенного сварного валика LВ=729 мм.

Вычисляют относительные осевые деформации присадочных проволок εу=(LВ-LПР)/LПР и получают εу1=0,46, εу2=0,30. Разница значений εу1 и εу2 составляет 0,16. Металлографическими исследованиями устанавливают отсутствие непроваров как между присадочным и основным металлами, так и в стыке сдвоенных сварных валиков.

Источники информации

1. Нафиков М.З. Формализованное описание процесса образования сварного соединения при контактной приварке проволоки // Сварочное производство. 2014. №6. С. 10-14 (прототип).

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

Способ формирования металлопокрытия электроконтактной приваркой присадочной проволоки, включающий одновременную приварку двух стальных проволок, касающихся друг друга образующими, при этом упомянутые проволоки затягивают в зону деформации одним роликом-электродом, разогревают импульсами тока, пластически деформируют и приваривают к поверхности образца с формированием сдвоенного сварного валика, отличающийся тем, что при затягивании присадочных проволок в зону деформации их дополнительно растягивают с приложением к каждой из них различного усилия, значения которых определяют из условия обеспечения относительных значений осевых составляющих пластической деформации присадочных проволок, при этом для одной проволоки пластическая деформация составляет от 0,30 до 0,33, а для другой - от 0,44 до 0,47.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано при электроконтактной приварке присадочного материала на поверхность детали в форме тела вращения. Два роликовых электрода размещают в одной плоскости, перпендикулярной оси вращения обрабатываемой детали, с одной стороны обрабатываемой детали на заданном расстоянии друг от друг и прижимают их к слою привариваемого присадочного материала.

Изобретение относится к способу изготовления соединенного тела, соединенному телу, устройству для его изготовления и способу соединения множества композитных материалов.

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.

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.

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.

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

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

Способ может быть использован при восстановлении изношенных поверхностей деталей электроконтактной приваркой металлических порошков. Осуществляют приварку присадочного материала, содержащего стальную сетку и порошок. Определяют пористость полученного металлопокрытия как отношение объема пор, пустот и несплошностей к его общему объему. Используют присадочный материал, выполненный в виде заполненного гранулами металлического порошка контейнера из стальной сетки, просветы которой меньше размеров упомянутых гранул. Площадь контейнера выбирают в соответствии с площадью восстанавливаемой поверхности с учетом его продольной и поперечной деформации при приварке. Предварительно определяют массу и объем проволок сетки контейнера и гранул металлического порошка. После приварки упомянутого присадочного материала на изношенную поверхность измеряют толщину металлопокрытия и определяют его общий объем. Вычисляют объем пор, пустот и несплошностей в прослойке из металлического порошка с учетом упомянутого объема проволок сетки контейнера и гранул металлического порошка. Способ позволяет получить качественное металлопокрытие и упростить определение его пористости. 4 ил., 1 пр.

Устройство может быть использовано при восстановлении и упрочнении поверхностей плоских деталей шовной электроконтактной сваркой. Роликовые электроды закреплены на оси с возможностью их свободного вращения в электродных головках. Электродные головки закреплены на каретке, установленной с возможностью ее перемещения вдоль детали. Держатель предназначен для закрепления плоских деталей и присадочного материала с возможностью их поперечной подачи в зону приварки. Держатель снабжен подвижным толкателем с возможностью его смещения вместе с деталью в процессе приварки. Держатель одной осью установлен в патроне, а другой - в пиноли вращателя устройства. Электродные головки выполнены в виде блоков, соединенных между собой под углом 90°. Ось вращения роликовых электродов расположена перпендикулярно направлению подачи электродных головок. Держатель снабжен регулировочными винтами для осуществления смещения толкателя вместе с деталью в процессе сварки для осуществления ее поперечной подачи. Устройство позволяет производить шовную электроконтактную приварку материалов к плоским поверхностям с использованием автоматической подачи сварочной головки. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение может быть использовано при изготовлении контактной точечной сваркой прутковой арматуры. В глухой продольной полости стержня электрододержателя установлена трубка для подачи хладагента. В головке болта для закрепления электрода-ролика выполнена открытая в атмосферу продольная полость, переходящая в полость болта, заполненную пористым материалом. Болт установлен резьбовым соединением с торца хвостовика в его глухой полости, часть которой у ее дна заполнена пористым материалом. Глухая продольная полость стержня соединена поперечным окном с упомянутой полостью хвостовика, заполненной пористым материалом. По другому варианту выполнения электрододержателя болт выполнен с продольными канавками, образованными на его боковой поверхности, а головка болта имеет открытую в атмосферу глухую продольную полость, соединенную поперечными окнами с упомянутыми продольными канавками болта. Глухая продольная полость стержня соединена поперечным окном с упомянутой полостью хвостовика, заполненной пористым материалом. Изобретение обеспечивает снижение нагрева электрода и повышение его стойкости. Беззазорное соединение электрода с хвостовиком улучшает его теплопроводность и электропроводность. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение может быть использовано при восстановлении изношенных и упрочнения деталей типа тел вращения из электропроводных алюминиевых или медных сплавов. На восстанавливаемой поверхности размещают стальную армирующую тканую сетку, приводят во вращение деталь с одновременным пропусканием импульсов сварочного тока, достаточного для нагрева ее поверхности электроконтактным методом до пластичного состояния сплава. Стальную тканую сетку вдавливают заподлицо в поверхность восстанавливаемой детали путем постоянного перемещения роликового электрода вдоль оси детали. Используют тканую сетку, размер ячеек которой не превышает ширины роликового электрода и обеспечивает выдавливание через ячейки разогретого до пластичного состояния материала детали. Диаметр проволоки сетки выбирают в зависимости от необходимой величины приращения размера восстанавливаемой детали в процессе армирования. Изобретение обеспечивает повышение срока эксплуатации восстановленных деталей. 2 табл.

Изобретение может быть использовано при восстановлении наружных цилиндрических поверхностей изношенных деталей электроконтактной роликовой приваркой присадочных стальных проволок. Приваривают одновременно две стальные проволоки, касающиеся друг друга образующими. Упомянутые проволоки затягивают в зону деформации одним роликом-электродом и разогревают импульсами тока. Пластически их деформируют и приваривают к поверхности образца с формированием сдвоенного сварного валика. При затягивании присадочных проволок в зону деформации их дополнительно растягивают с приложением к каждой из них различного усилия. Значения усилий определяют из условия обеспечения относительных значений осевых составляющих пластической деформации присадочных проволок, при этом для одной проволоки пластическая деформация составляет от 0,30 до 0,33, а для другой - от 0,44 до 0,47. Относительное движение разогретых металлов двух присадочных проволок, происходящее как по восстанавливаемой поверхности, так и в стыке смежных сварных валиков, приводит к разрушению плотных гидрооксидных пленок и способствует формированию сплошного металлопокрытия без непроваров. 2 ил., 1 пр.

Наверх