Способ электродуговой сварки чугуна

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1458 А 5)5 В 23 К 9/14,ИЕ Н К ПАТЕНТУ юл, %15 и Л.Г,Бабико машинострое ММашино в и,/Под ред оение, т.2 машиностроени М,; Машиностр3,ЭЛ Е КТРОДУГО В и./Под ред,оение, т,2,ВАР бретение от дству и може ых областях ью изобрете ества сварног осится к сварочному т быть использовано в ародного хозяйства, ия является повышео соединения. произ различ Це ние ка Спб осуществляют с щим образо ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР)(57) Использостроения, Су вание, все отрасли машинощность изобретения: предвам.Процесс начинают с предварительного подогрева деталей, который проводят дугой плавящегося электрода чередованием периодов горения дуги и пауз для распределения тепла по металлу деталей,за счет его теплопроводности, причем конец электрода с горящейдугой в первые периоды ее горенияперемещают быстро (присадочный материал образует пыль на деталях) для того, чтобы тепловложение было минимальным, Паузы имеют продолжительность примерно вдвое больше периоДа горения дуги для распределения тепла в зоны, отдаленные от зоны шва, Следующие проходы дугой проводят.рительный подогрев детали, разделка и наплавка на свариваемые кромки выполняется дугой плавящегося электрода, Разделку кромок толщиной от 1 до 10 мм осуществляют со скоростью Ч150/д где Ч - скорость перемещения дуги, мм/с; д - толщина деталей, и остановками, длительность которых вдвое превышает длительность периодов горения дуги, Подогрев детали, разделку и наплавку кромок присадочным металлом выполняют на токе, превышающем ток сварки на величину от 30 до 50% О медленнее(присадочный материал остается на деталях в виде застывших капель и пристающих наплавленных участков) также с паузами. Дальнейшие проходы проводят еще медленнее(с проплавлением ранее наплавленного присадочного материала) также с паузами. Наконец, после разогрева кромок до нужной температуры и деталей до - д температуры, исключающей возможность Сф образования в зоне шва трещин и зон отбе- ь лэ, проводят электродуговую разделку кромок выплавкой основного металла до нужных конфигураций и размеров. Для обеспечения беспрепятственного удаления расплавленного металла детали устанавливают таким образом, чтобы свариваемые кромки находились вертикально, наклонно или обеспечивали вытекание расплавленно- (Д го металла сквозным проплавлением или в зазор между деталями, Разделка кромок в предлагаемом решении является продолжением и поддержанием подогрева деталей взоне шва для успешного проведения последующих операций.Подготовку разделанных и разогретых кромок к сварке проводят несколькими проходами конца электрода с горящей дугой (далее проходами дуги) вдоль кромок сверху вниз, при этом обеспечивают свободное стекание расплавленного металла за пределы кромок, с каждым разом обновляя металл в матрице кромок до образования переходного слоя, обеспечивающего хорошую свэриваемость и состоящего практически из присадочного металла, При этом размеры и конфигурация кромок существенно не изменяются, т.е, по крайней мере, ничего не предпринимается, чтобы их изменить. Поведение металла в расплавленной ванночке контролируют визуально и добиваются прекращения кипения металла, которое наблюдается в присутствии вредных примесей, мешающих хорошему свариванию. Вредные примеси удаляются из переходного слоя вместе с выплавляемым (зэменяемым) метэллом, Процесс подготовки кромок можно назвать промывкой, таккак в каждом новом проходе в момент сплавления происходит сильное разбавление содержания примесей, а удаление части металла с примесями и поступление металла без примесей обеспечивают чистоту кромок. Толщина переходного слоя составляет, кэк правило, 2-4 мм и определяется глубиной проплавления металла в перемещающейся ванночке в зоне горения дуги.Основным фактором, определяющим получение положительных результатов (отсутствие трещин и зон отбела) при подогреве дугой, является скорость перемещения дуги. Она зависит от толщины свариваемых или восстанавливаемых деталей и, как указывалось выше, от стадии нагрева. Для толщины деталей от 1 до 10 мм во время подготовки кромок скорость перемещения дуги выражается приближенной формулой:ч,150где Ч - скорость перемещения дуги, мм/с;д - толщина детали в зоне сварки, мм,Подготовительные операции (предварительный подогрев, разделку и промывку кромок) проводят г, величиной сварочного тока, нэ 30 - 50 О превышающей номинальную. Меньший ток не обеспечивает стабильного горения дуги при быстрых перемещениях, а превышение более 50 приводит к разрушению обмазки электрода и большому разбрызгиванию расплавленной ванночки.П р и м е р. Сваривали две пластины из чугуна(150 х 100 х 15 мм). Их установили на крупной решетке. наклонно с опорой на стенку, Использовали источник постоянного сварочного тока с электродами УОНИ диаметром 4 мм, Подогрев, разделку кромок и их промывку вели при токе 250 А, сварку - током 180 А. Подогрев начинали быстрым, за 1 - 2 с 10 15(скорость 75 - 150 мм/с) проходом дуги плавящегося электрода вдоль будущих кромок. Через 2 - 4 с эту операцию повторили, но время прохода было 3 - 4 с (скорость 40 - 50 мм/с). После паузы б - 8 с снова проходы со скоростью 30 - 40 мм/с и еще один цикл с такими же параметрами. В следующем проходе скорость перемещения дуги задавали равной - 15 мм/с, при этом кромки оплавлялись, В 2-3 прохода дуги задавали конфигурацию и размеры кромок. После этого приступали к промывке кромок, которую проводили со скоростью 30-40 мм/с, давая стекать металлу, оплавляемому с кромок, и 20 тут же нэплэвляя присадочный материал При этом наблюдали поведение ванночки, как она кипит и сплавляется с основным металлом. Промывку проводили до достижения плотной структуры в границах кромок, хорошей смачиваемости ванночки 30 35 расплава с основным металлом и прекращения кипения металла в ней, то есть до создания в пределах кромок состава металла, близкого к хорошо свариваемой низко-углеродистой стали. Затем ток снизили до 180 А и провели заполнение подготовленных кромок присадочным материалом. Получили шов, который при испытаниях показал прочность, не уступающую основному металлу герметичный и обрабатываемый средства 40 ми, обычными для обработки сварных швов на стальных изделиях. Способ позволяет получить надежноесварное соединение деталей из чугуна (уст 45 ранение дефектов изделий) с характеристиками прочности, не. уступающимиосновному металлу, При этом шов доступенмеханической обработке обычными способами, Поскольку переходный слой и наплав 50 ляемый металл представляет собой хорошосвариваемую сталь, открываются небывалые возможности сварки чугуна со сталью,что обещает новые перспективы в технике итехнологии,55 Применение во.всем процессе тольконизкоуглеродистых стальных материаловделает излишним использование в качествеприсадочных материалов дефицитных и дорогостоящих цветных и редкоземельных металлов, а также порошковых проволок.1811458 Составитель В.КуликТехред М.Моргентал Корректор М.Куль Редактор Г.Бельская Заказ 1459 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 фПроизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагаринэ, 101 Формула изобретения Способ электродуговой сварки чугуна, включающий предварительный подогрев, а также разделку кромок и сварку плавящимся электродом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества сварных соединений толщиной от 1 до 15 мм путем исключения образования ледебурита и цементита, предварительный подогрев осуществляют дугой плавящегося электрода, при этом подогрев и разделку кромок выполняют с периодическим горением дуги со скоростью не менее 15 мм/с и длительностью пауз, вдвое превышающей длительности пе риодов горения дуги, после разделки кромок производят оплавление кромок с удалением расплавленного металла, причем подогрев, разделку и оплавление кромок выполняют на токе, превышающем ток 10 сварки на величину от 30 до 50,