Способ электродуговой наплавки

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 230882(72) Авторы изобретения С.В,Гулаков, Б.И.Носовский и Л.К.Лещий 6 ЙЩЩффЮЖдановский металлургический инсти ут(54) СГОСОБ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ НАПЛАВКИ 30 Изобретение относится к сварочному производству, в частности, к способам получения наплавкой деталей с поверхностью переменного состава.Известен способ наплавки металла переменного состава, переходную зону в котором рекомендуют уменьшить за счет изменения количества легирующих элементов, вводимых в сварочную ванну, по сравнению с требуемым количеством этих элементов в соответствующих участках шва. При этом количество вводимых элементов изменяют на величину, пропорционально первой производной от требуемого закона изменения этих элементов в шве 11,Недостатком способа является невозможность его реализации при больших градиентах изменения свойств Это связано с ограничением количества легирующих элементов в реальных электродных и присадочных материалах и предельной скорости .подачи их в сварочную ванну. При дискретном изменении химического состава шва количество дополнительно вводимых легирующих должно стремиться к бесконечности, а время введения - к нулю, что нереально. Целью изобретения является повы- ;шение качества наплавленной поверхности за счет уменьшения длины переходного участка.Указанная цель достигается тем,что количество регулирующих элементов, вводимых в сварочную ванну, изменяют по сравнению с требуемым количеством этих элементов от 0,01 до.20, при снижении степени легирования,.и от 0,01 до 100, при ее повышении, и поддерживают это количество в течение времени, определяемого из зависимости15ванны С з - С онсь щвО, Сэ Стревгде Нвцц- объем сварочной ванны;Чсв - скорость сварки;20 5 щво - поперечное сечение шва;С - количество легирующих,звводивых в сварочнуюванну, измененное относительно требуемого значения (экстремально возможное количество легиРующих, вводимых в сварочную ванну; 0,01-20при уменьшении и 0,01100 при увеличении степени легировання);10 первоначальный уровеньолегирующих, вводимых вванну, от которого производится изменение концентрации,ре требуемое количестволегирующих в шве.По истечении времени с изменяютстепень легирования до требуемо.Ряд элементов, например углерод,даже при незначительном изменениисодержания их в наплавленном металле, могут существенно изменить егосвойства. Это обусловило выбор предела минимального содержания легирующих в электродном или присадочномматериале 0,01,Ряд других легирующих элементов,например хром, никель, существенноизменяют свойства наплавленного материала при значительном их содержании. Поэтому верхний предел максимального содержания легирующих выбран 20, при снижении легирования,и 100, при его увеличении, Приэтом наиболее эффективного сокр. -щения длины переходного участка 25при увеличении степени легированняможно достичь, если в одном из электродов имеется 100 этого легирукщего элемента, и 0,01 при ее уменьшении. 30При характере изменения химического состава, отличном от дискретного, кривую изменения состава разбивают на отдельные участки, накоторых изменения состава производят дискретно от одного значенияк другому. При этом частоту изменения состава выбирают в зависимостиот характера кривой и необходимойточности соответствия реального 40состава требуемому.На чертеже изображены графикиизменения содержания легирующих.Кривыми 1 и 2 показан характеризменения содержания легирующих в 45шве при дискретном изменении степени легирования соответственно отСо Ло Сте и от Со до Сз . Утолщенной кривой 3 показан характер изменения содержания легирующих в швепри увеличении степени легированиявыше требуемого до Сз в течениес (кривая 4) после чего количестволегирующих, вводимых в шов, уменьшено до значения СтеСпособ осуществляется следующим 55образом.Производят наплавку слоя двумяэлектродами разного химическогосостава (например, один - СвА,другой - ОХ 25 Н 13). Изменяя соотношение скоростей их подачи, при этомсуммарная скорость должна оставаться на одном уровне, можно регулировать содержание хрома в шве от0 до 25 и никеля до 0 до 13, 65 Допустим, необходимо в процессенаплавки резко изменить концентрацию хрома в шве от 0 до 10. Еслив требуемый момент временй изменитьсоотношение скоростей портачи электродов Ч от 1 до О,б, то времяизменейия концентрации хрома в швеот 0 до 9,5 будет приблизительноравно б с, а длина переходного участка - б см (для следующих параметровпРоцесса: 1 в=1 см/с 1 Чэзк=3 смБ,е, =1,5 см), а от 0 до 9,9соответственно 9 с и 9 см,Ускорить переходный процесс можно, если в момент легирования подавать в сварочную ванну в единицувремени не б 0 электрода СвА и40 электрода ОХ 25 Н 13, а 0СвА и 100 ОХ 25 Н 13, до тех пор,пока концентрация хрома в шве недостигнет 104 . После чего соотношение скоростей подачи этих электродов изменить до требуемого уровня,т.е. Ч(Ч =О,б, где Ч , - скоростьподачи электрода СвА, а ЧОХ 25 Н 13.Время перелегирования, а соответственно и время переходного процесса при этом будет равно1 воина, э - о Ь 2.8- оЕ =1(С 1,св 5 шва Сз Срев М,Б15-10а длина переходного участка станетравной 1 см,где С - максимально возможная степень легирования металлашва;С - первоначальное содержаниелегирующих элементов в шве;С- требуемое содержание легиф рующих элементов в шве,Видно, что, увеличив степень легирования выше требуемого всего в2,5 раза в течение времени с 1 с,удалось сократить длину переходногоучастка в б - 9 раз.При этом очевидно, что увеличитьперелегирование более чем в 2,5 разапри сохранении на постоянном уровнесуммарной массовой. скорости подачиэлектродов нельзя, Т.е. время перелегирования определяется объемом ванны,сечением шва, скоростью сварки, атакже максимальным количеством требуемого элемента в электродном иприсадочном материалах и требуемымиапазоном изменения этого элементав шве.Использование предлагаемого способа позволит получить наплавленныйслой с минимальными отличиями междутребуемым и реальным характером изменения химического состава и свойств.Применение способа для наплавкирабочего слоя с изменяющимися свойствами на прокатные валки (например,валки слябинга, блюминга, окалиноломателей) позволит увеличить сцепле952492 Составитель Г Тютченковаедактор О.Юрковецкая Техред М. Гергель Корректор А, Фере н Подписное Заказ 6146/19 Тираж 1153 ВНИИПИ Государственного комитета С по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб,4/5 илиал ППП "Патентф, г,ужгород, ул,Проектная,ние между валком и прокатываеьым металлом и улучшить удапение окалины, что приведет к повышению производительности обжимных станов и улучшению ;качества проката.формула изобретенияСпособ электродуговой наплавки слоя переменного состава, включающий подачу в сварочную ванну по меньшей мере двух легирующих материалов с изменением их соотношения в процессе , наплавки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества наплавленной поверхности за счет уменьшения, длины переходного участка, количество легирующих элементов, подаваемых в сварочную ванну, изменяют по сравнению с требуемым количеством этих элементов от 0,01 до 20, при снижении степени легирования, и от 0,01 до 100, при ее уве личении, и поддерживают это количество в течение времени, определяемого из зависимостиЧвоннц Сэ-Со25Чщ 5 цщо Сз-Стев где Не ,ц- объем сварочной ванныЧсз - скорость сварки,5,зо - поперечное сечение шваСз - количество легирующих,вводимых в сварочную ванну, измененное относительно требуемого;С - первоначальный уровеньлегирующих, вводимых вванну от которого производится изменение концентрации;С - требуемое количество леТев гирукщих в швеепосле чего изменяют количество легирукщих до требуемого значения.1 Источники инФормации,принятые во .внимание при экспертизе1. Теоретические и технологические основы наплавки. Новые процессы механизированной наплавки. Под ред.И.И,фрумина. Киев, ИЭС им.Е.О.Патона АН Украинской ССР; 1977, с.102-108 (прототип).