Способ огневой зачистки поверхности металлической заготовки

 

Союз Советекнн

Сощкапиктмческкк

Республик

«!900795 (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 12. 01. 76 (21)2313304/25-27

{23) Приоритет (32) 13.01. 75 (31) 540455 (зз) {5l) М. Кл>

В 23 К 7/Об (ооударотеенный ноинтет ссср но делен необретеннй н открытнй

Опубликовано 23.0132, Бюллетень № 3 (53) УДК 521 ° 791 °.945(088.8) Дата опубликования описания 23.01 82

Иностранец

Стивен Огаст Энджел (СЙА) (72) Автор изобретения

Иностранная Фирма

"Юнион Карбид Корпорейшн" (США) (71) За.явитель (54) СПОСОБ ОГНЕВОЙ ЗАЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТИ

МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ЗАГОТОВКИ

Изобретение относится к газопламенной обработке металлов и может быть использовано в металлургической промышленности и тяжелом машиностроении при удалении отдельных дефектов на поверхности заготовки.

Известно устройство для поверхностной огневой зачистки металлических заготовок, в кстором реализован способ огневой зачистки, заключающийся в том, что к месту начала зачистки подают трубчатый электрод и возбуждают дугу между электродом и заготовкой, При этом через трубчатый электрод подают струю кислорода, а затем заготовку перемещают относительно зачищающей струи кислорода (11.

Известен также способ огневой зачистки поверхности металлической заготовки, при котором к месту начала зачистки подают нагретый до температуры воспламенения в кислороде конец провслоки, затем под острым углом к обрабатываемой поверхности к месту начала зачистки подают

2 зачищающую струю кислорода, а заготовку перемещают относительно струи(2).

Однако этот способ требует остановки относительного перемещения заготовки и зачищающей струи, что снижает производительность.

Цель изобретения - обеспечение начала зачистки без остановки переме" щения заготовки относительно зачищаю" щей струи.

Указанная цель достигается за счет того, что согласно способу, при котором к месту начала зачистки подают нагретый до температуры воспламенения в кислороде конец проволоки, затем под острым углом к обрабатываемой поверхности к месту начала зачистки подают зачищающую струю кислорода, а заготовку перемещают относительно струи, в точку на поверхности обрабатываемой заготовки, расположенную на расстоянии от 1 до 15 см за упомянуTblM концом проволоки, в момент соприкасания этого конца проволоки с поверхностью заготовки подают допог<—.Ией, I! у}В, ;I,; 1 tOI! t t; е - 11;" т lo,/3,1 кl.j t- лоро(1- » .! 1, . 1 . и:. Оl! с РУ}! киlсла1)Qi, =.,лз}т }Од лглсм о-: )0 ла 80,-1ас-,.! Обпабатываемой! заготовк :I . }л} а !.1: ас (О "тн, перпендикулярной з Tай павЂ: р.,-:ас:- и проходящей через и::.ÿìóÿ, параллельную направлению относитель}}1л з-.-.; Q; Qeки, паи -!ем конец, ОВ(1 ..1(.,!а е Вают 11åï ðåðûâíñ..

Ч}а Фиг 1 "зображен один из

".-.рна -. -:ов устройства для осуществпе}-и,= поедлагаемого способа на ф Г,."Iд co ïë а для пОдд чи. 3 а}1ищаю

}-.—, :ру, <ислОсада на фиГ. 3-5

-cc-:=:.- = Qòeë ьнас,ь выполнения способа. :-a Фиг, 7-9 — варианты выполустройства длл осущ}ествленил способа на фиг, 10 - подача зачищаю:ш,::.! †. -уи ; с;-ot=oj-.e при испальзсва}лс T!»Q,.! . T! e i „1.! Забр ВЫЕ Н 1-!ОГО На фи: —. -;: ., -.:: (è:Г, 11 — последовательО . }Л}, -,, П,» Н и -1 л. 1.1 л} С П(} — Г1 }а },1

-;,-а-: . ус Гройства изабра}1(е» t

1 Б =" (т: .и I! } для подачи Га рt» —, „1..

=}I О}»" "}и ... л

}, 1 . t .... }. — ЕI -ОИ П<.. I»(..!,",:, 1

1ри подаче дспо(}1} 1.Вл ьна} .;;; ВI,! . Ь

Вас пла Вл -;1-:ага мет алла

1}.1 „-..:--.„ВВЛ}ен ..„., сс —;o . д}-,Л=1-i;ie дефекта

:1а: =... - 1:с шлака; Васплавленн }ГО

;-}ага еремещения заготовки, =- - cc :

ДО ПОЛ НИ т ЕГI Ь НОЙ С т P»tr И Р а С П ОЛ а Г r. Ю i .. -.oq: —..-!î:.; От 30 до (}О к поверхности

Q6tQ» аo а 1 ы et азl!Qи за ГО 1 О Вк1! В ГлОс кости, :,:e;.}I;el-„ t :, у Вр; ай э"- ой поверхности и

:-;рсхадящей через прямую, перпенд: ку..-,.=,рну1В на аавлеeèþ относительнага пепсалм ;:ü :=j поверхности заготовки с удаленным дефектам.

Для зачистки ряда дефектов на:а:--ставке используют рлд резаков 15, несколько устройств 16 для подачи

1}роволоки и сопл 1g для подачи дополнительных струй 8.Эти устройства cf онтированы на приводной карстке 18, размещенной на репьсах

Каждый из резаков 15 содержит отВерстия 20 ;t 21 для подачи горючего газа и сопла 22 для подачи зачищающих струй кислорода. Кромки са-,;л 22 содержат Вставки 23.

Сг}особ осуществляют следующим Образам.

В начале encnf-tel e!-,Ifo1: арючую смесь, поступающую из резака выполняющего удаление поверхностных дефектов,, ",. образованием факелов пламени предварительного нагрева, причем горючая смесь образуется при помощи струй горючего газа, -ocòóïàÿщих через ряд отверстий 2 и 3 и небольшой струи 4 кислорода фиг.1 и 3).

Эти Факелы пламени предварительного нагрева попадают на поверхность обрасатываемои заготовки 5 и ОтклоняютС.—: .- В рХ; аь, Ч I О ОГ»Н }-}ВГрЕВВ}В: Ка нец проволоки 6 да темпера - . ры Воспла:.eHå s, ee в кислородс. Когда:-:сврежден 1ал зона, На которой должно про-СХОДИТЬ УДВЛЕНИЕ ПОВЕРХНаСт}КЬ1;, ДЕфек- ОВ и которая расположена на переме "а-,Вщейся атносительно рез:-.i(e : со ска1растью }! аарабатываемой:- -- -QTOB ке,,—:-асти гает точки,, ас,-}сла>.виной !

Е" НОГО ВПЕОСди QT r(СН11 ПС, : O,„(l пр: —: "1(.,и (} пода-;.,:.я е 14из н аб раз ует

Bt Oil!1Ü!1I . 1}ах I Г Г}ОВЕГ»ХМОСТЬЮ Загс

;:ПЛ } j )О jаЮ T р(л л} (1 1(::; С t-QOQri с . кср(стью более высокой, чем .,}естlt зач шающей струи 4 кислоl!

-.. òQ;i=-..=: попадает на нагретую .Вавсла ";, нахадлщуюсл В контакте

TlO )er»:(HOCT bIЮ Сбраба тЫ ВВЕМСй

Совки, В результате чегс: на псверхHQcTÿ заготовки образуется ванночка 9 расплавленного металла.

Дн(аметр сопла для подачи дополнитель,-.ай струи 8 составляет 1-о см, чта обеспечивает образование Ванноч" кн расплавленного металла шириной

cQoTBeTстВеннс от 5 до см Расстояние между точкой Б пересечения оси дополни †ельн струи кислорода, выте900795

5 !

О!

5 ется от зоны 9, содержащей полностью расплавленную ванночку металла.

На фиг. б изображен тот же вид, что и на фиг. 3, но спустя примерно 1,5 с и дается представление о том, каким образом может продолжаться реакция, В зоне 1 произошло удаление поверхностных дефектов. Зона 12 представляет собой расплавленный металл,но удаление в ней поверхностных дефектов не производилось, а эона 13 представляет собои смесь шлака и расплавленного металла иа поверхности стали, не подвергающейся удалению поверхностных дефектов, В момент времени, изображенный на фиг. 6, проволока поднята, подача струи 8 кислорода прекращена и при помощи резака 1, осуществляющего удаление поверхностных дефектов, выполнен профиль по всей ширине, на котором удалены поверхностные дефекты. Ширина профиля, образованная при помощи сопла, удаляющего поверхностные дефекты, равна шир не, на которую была распределена ванночка расплавленного металла при помощи подачи струи 8 кислорода.

Зачищающую струю 4 кислорода для удаления поверхностных дефектов подают до тех пор, пока это требуется для выполнения операции удаления данного дефекта.

Этапы, следующие эа поджиганием фэкелов пламени для предварительного нагрева, могут быть автоматиэированы и осуществлены при помощи ряда программных устройств, реле и соленоидных клапанов, так что сигнал оператора или другой соответствую" щий сигнал будет включать и автоматически выполнять последовательность описанных этапов. Требуется

5 кающей из дополнительного сопла, с обрабатываемой поверхностью заготовки и точкой А касания заготовки концом проволоки б может изменяться в пределах от 1 до 15 см и предпочтительно составляет 5-10 см. Оптимальное расстояние между точками A и В зависит от угла А, под которым дополнительную струю 8 кислорода направляют на рабочую поверхность.

Чем больше указанный угол, тем меньше расстояние между этими точками. Угол А может изменяться в пределах от 30 до 80, предпочтительно он равен 50-60 . Если угол

4- равен 30, расстояние должно быть максимальным и составлять примерно 15 см, если угол равен

О

80, используется минимальное расстояние, равное 1 см, При этом

2 точки А и В не должны совпадать друг с другом.

На фиг. 3 изображен момент времени, когда нагретый конец проволоки находится в контакте с точкой А, 25 лежащей немного впереди от дефектной зоны на поверхности движущейся заготовки. Стрелкой указано направление перемещения обрабатываемой заготовки 5 со скоростью И, равной примерно 15 м/мин. Одновременно, поступающая из сопла дополнительная струя 8 кислорода вызывает воспламенение горячего конца проволоки, находящейся в контакте с поверхностью обрабатываемой заготовки. Это, в свою очередь, расплавляет зону, окружающую точку A. Начинается образование ванночки 9 расплавленного металла. На фиг, !4 изображена та же зона, что и на фиг.3, но спустя примерно 0,5 с. Поскольку стальная обрабатываемая заготовка продолжает двигаться в направлении, указанном стрелкой, ванночка расплавленного металла начинает разравниваться под воздействием струи 8 кислорода с образованием лопастеобраэной формы.

На фиг. 5 изображена та же зо" на, что и на фиг. 3, но спустя 1 с, Зона 9 представляет собой ванночку расплавленного металла, которая распределена на перемещающейся обрабатываемой заготовке 5 при помощи непрерывной подачи струи 8 кислорода. В это время проволоку б приподнимают.

Когда ванночка расплавленного металла распределяется на максимальную ширину, равную примерно 25 см, подачу струи 8 кислорода из сопла прекращают, и увеличивают подачу зачищающей струи кислорода из реза« ка 1 для удаления поверхностных дефектов. Зачищающая струя кислорода поддерживает ванночку расплавленного металла, продолжая образование профиля, на котором удаляются поверхностные дефекты в зоне 10.

Последняя содержит расплавленный металл и шлак, находящийся поверх расплавленной стали, в которой не производили удаление поверхностных дефектов и которая четко отлича$00795 также второй Гигнал для окончания выполнения зачистки дефекта при помощи отключения или уменьшения зачищающей струи кислорода, до такой величины, которая является доста" 5 точной только для поддержания факелов пламени предварительного нагрева, В этом состоянии устройство с нова готово для выполнения удаления поверхностных дефектов. >О

При другом способе выполнения указанных этапов осуществляется подача эачищающей струи кислорода, удаляющая поверхностные дефекты одновременно с подачей дополни- 35 тельной струи кислорода, разравнивающей ванночку расплавленного металла.

На фиг. 7 изображен вариант устройства, изображенного на фиг,1, о которое установлено на кронштейне с целью предоставления возможности осущеcTBJlATb перемещение устройства для зачистки поверхностных деФектов как в поперечном направлении по всей 25 ширине обрабатываемой заготовки,,так и в продольном направлении обрабатываемой заготовки. Это устройство может быть использовано для выборочной зачистки поверхности дефектов, беспорядочно расположенных на поверхности обрабатываемой =аготовки, причем указанное устройство устанавливается на одной линии с поврежденной зоной, а затем обеспечивается продоль.э, ное его перемещение над поврежденной зоной. Зона 14 представляет собой типичный профиль,на котором пооизводилось удаление поверхностных дефектов с помощью этого варианта устрой- 4О ства. В этом устройстве ось дополнительной струи 8 кислорода лежит в плоскости, перпендикулярной поверхности заготовки и проходящей через прямую, параллельную направлению относительного перемещения заготовки, В варианте выполнения устройства для осуществления способа, изображенном на фиг. 8, ось дополнительной струи 8 кислорода лежит в плоскости, перпендикулярной поверхности заготовки и проходящей через прямую, перпендикулярную направлению относительного перемещения заготовки.

В этом устройстве дополнительная струя 8 кислорода направлена в точку В с правой стороны обрабатываемой заготовки 5, в результате чего в нíî-iI<8 расплавленногo металла смещается в направлении левой стороны загОтовки, ЭТО устрОиство позвОляет более быстро распределять образующую-. ся ванночку расплавленного металла на большей плошади, в результате го может быть образован более широкий профиль, на котором производитс". удаление поверхностных дефектов, по сравнению с устройством, изобра>кенным на фиг. 7, в котором исполь" эуется сопло для подачи дополнительной струи 8 кислорода, имеющее такие же размеры. <.Труя 8 может быть также расположена слева или ь л збой промежуточной точке. t1o>;,ет бь>ть также использована комбинация с применением двух таких Сопл для подачи дополнительных струй кислорода.

Устройство, изображенное на фиг.7, используется для образования ванн з,ки расплавленного металла, а устройство, изображенное I-Ia фиг.8. используется для распределения ванно ки расплавленного металла, по ширине заготовки. !

"la фиг.9 изображен ряд устройсте для удаления поверхностных дефектов, и которые имеют сопла для вь!полнения выборочного многопрофильного,удаления поверхностнь>х дефектов, по всей ширине обрабатываемой заготовки за один проход, Ряд резаков

15 для зачистки поверхно.: —, :v!-,I>< qeфектов, соответс-> вующие устройс ва 1 "> для подачи проволоки =оп--. :7 дл; подачи допопнительн= х сто. и к.-!слое О— да уст аkОвле> bl Hег! Од БI!жно !." ".1Г>!хе <>А ,-о:- каретке l H „ oionâA пере :ешае". ся по рельсам устройство може Геремещаться го всей длине обрабатываемой заготовки, в результате чего по всей ее ширине может производиться выборочная зачи-тI<à поверхностных дефектов при нормальной с <Орости резки, что обеспечивается вь:оорочным включе !ием ка«дог v из узгов, осущесiâëAþù!õ удаление поверхностных дефектов. Хотя в устройстве, изображенном I-Ia фиг.g o5рабатываемая заготовка расположена неподвижно, а каретка перемецастся над заготовкой, имеется возможносiь и в некоторых случаях является целесообразным обеспечить неподвижное положение устройства, производящего зачистку поверхносгных дефектов, 9 90С под которым перемещается с требуемой скоростью обрабатываемая заготовка.

На фиг. 10 изображен вид спереди устройства для удаления поверхностных дефектов, в котором используются резаки для удаления поверхностных дефектов, изображенные на фиг.9.

Каждый из указанных резаков содержит ряд верхних и нижних отверстий 20 и 21 для подачи горючего гаэа,которые @ расположены выше и ниже сопла 22 для подачи кислорода, выполняющего зачистку поверхностных дефектов. Обычно сопло 22 имеет ширину 0,6 см и длину 20 см. Кромки отверстия сопла частично закрыты при помощи вставок

23. Обычно эти вставки имеют длину 3 см у нижней кромки и максимальную высоту 0,4 см и содержат наклоненный профиль, составляющий внутрен- 20 ний угол равный примерно 10 . Такие вставки 23 расположены у каждого конца каждого отверстия 22 для подачи защищающей струи кислорода с целью постепенного уменьшения пото- 5 ка кислорода в направлении кромок каждого резака.

Как видно иэ схемы, изображенной на фиг. 1 1, можно обеспечить начало процесса зачистки каждого дефектно- Зв го участка заготовки 5 без остановки ее перемещения относительно резаков 15. Конец проволоки 6 может нагреваться непрегывно.

Предлагаемый способ обеспечивает з5 повышение производительности огневой зачистки дефектов на поверхности металлической заготовки за счет исключения необходимости остановки относительного перемещения заготовки. 4О

Формула изобретения

1. Способ огневой зачистки поверх- 4> ности металлической заготовки, при

l0 котором к месту начала зачистки подают нагретый до температуры воспламенения е кислороде конец проволоки, затем под острым углом к обрабатываемой поверхности эачищающую струю кислорода, а заготовку перемещают относительно струи, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения начала зачистки без остановки перемещения заготовки относительно зачи" аемой струи, в точку на поверхности обрабатываемой заготовки, расположенную на расстоянии от 1 до

15 см за концом проволоки, в момент соприкасания этого конца проволоки с поверхностью заготовки подают дополнительную струю кислорода со средней скоростью более высокой, чем скорост зачищающей струи кислорода.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что ось дополнительной струи кислорода располагают под углом от 30 до 80 к поверхности обрабатываемой заготовки в плоскости, перпендикулярной этой поверхности и проходящей через прямую, параллельную направлению относительного перемещения заготовки.

3. Способ по и ° 1, о т л и ч а юшийся тем, что ось дополнительной струи располагают под углом от 30 до 80 к поверхности обрабатываемой заготовки в плоскости, перпендикулярной этой поверхности, и проходящей через прямую, перпендикулярную направлению относительного перемещения заготовки.

4. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что конец проволоки нагревают непрерывно.

Источники информации принятые ео внимание при экспертизе

1, Патент Франции Н" 2276239, кп. В 23 К 7/06, 20.12.74, 2. Патент Лпонии N" 46-10936, кл. 12 В g, 19.03.71 (прототип).

Составитель B.Шишловский

Техред М.Тепер Корректор С. Цомак

Редактор Н. Егорова

Заказ 12210/76

Тираж 1150 Подписное

ННИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4