Способ индукционной наплавки

СОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 04999 ЯО 23 К 13 00 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ С ТВ Т 5-27 Бюл. 9 15й научно-исследовактно-конструкторский и стипут токов выс.ВологдинаВ.Н.Иванов,ангулова,Колодий88.8) иппов .П.Е С.П ОБ ИНДУКЦИретение оике, в час тодам повь й машин, оумента, раб еде. Цель ичение ра ляемой по ериала(21) 3957571/ (22) 23.08.85 (46) 23.04.87 (71) Всесоюзнь тельский, про технологическ кой частоты им (72) К.П.Фил Г.В.Будкин, Е Г.Х.Буртман и (53) 621.791.(57) Изоной технческим мти деталго инстрзивной сется увева наплаввочного ОННОЙ НАПЛАВКИ носится к сварочности к технологиппения долговечноссобенно буровоотающего в абраю изобретения являномерности нагреерхности и нацлапри одновременном нагреве их в индукторе, повьппениеэффективности процесса наплавки иисключение нагрева выступающегостержня детали. Осуществляется нагрев детали индуцированным током, протекающим по радиусу, Для этого наднаплавляемой кольцевой поверхностьюрасполагают выступы иНдуктора, которые ориентируют по радиусу. Ток, протекая в основном по боковым сторонам выступов индукторов, индуцируется на кольцевой наплавляемой поверхности также в радиальном направленииСнижение нагрева выступающего стержня достигается за счет того, что д него индуктирующими ток элементами являются лищь малые основания выст пов. Вынос индуктора за пределы кон тура детали увеличивает зазор между индуктором и наружным буртом бе говой дорожки, исключая его перегр 2 ил.1304999 51015 20 1 1Изобретение относится к наплавке изнашиваемых поверхностей иэделий твердыми материалами индукционным методом и может быть использовано в машиностроении для наплавки торце - вых поверхностей изделий вокруг выступающего стержня, в частности бего-, вой дорожки лап буровых долот,11 ель изобретения - повышение равномерности нагрева наплавляемой поверхности и наплавочного материала и исключение нагрева выступающего стержня.Существо способа заключается в том, что нагрев наплавляемой поверхности и наплавочного материала производят расположенным напротив наплавляемой поверхности индуктором, при этом нагрев. кольцевой поверхности беговой дорожки производят выступами индуктора, для чего их подключают к токоподводящему проводнику индуктора и ориентируют по радиусу окружности беговой дорожки, а кольцо индуктора отводят за пределы контура детали.Таким образом осуществляется возможность нагрева индуцированным током, протекающим не по окружности наплавляемой поверхности, а по радиусу, для чего выступы индуктора размещают над наплавляемой беговой дорожкой, с расположенным на ней наплавочным материалом, и ориентируют их по радиусу. Ток, протекая в основном по боковым сторонам выступов индуктора, индуцируется за счет магнитного поля на кольцевой поверхности дорожки также в радиальном направлении. Концентрация токов на наплавляемой поверхности обеспечивает равномерный нагрев одновременно всей поверхности, а также наплавочного материала.Наряду с этим снижается нагрев центрального выступающего стержня. Это достигается тем, что для стержня индуктирующими ток элементами являются лишь малые основания выступов индуктора, не образующие цельного кольца вокруг стержня. В результате концентрация тока.в выступающем стержне невелика, что заметно снижает температуру его нагрева.Одновременно вынос индуктора, к которому подключены выступы, за пределы наплавляемой детали увеличивает зазор между индуктором и наружным буртом беговой дорожки, тем самым исключая перегрев бурта. 2На фиг,1 показано расположениеиндуктора относительно детали; нафиг.2 - сечение А-А на фиг.1На фиг.1 и 2 изображены: деталь 1, подвергаемая наплавке, кольцевая поверхность 2беговая дорожка ), индуктор 3, выступы 4 индуктора,токопоцводящие выводы 5 и,б индуктора, большее основа.ние 7 выступов 4,меньшее основание 8 выступов 4, боковые стороны 9 и О выступов 4,выступающий стержень 11 наплавляемойдетали, наружный бурт 12 кольцевойнаплавляемой поверхности, наплавочный материал 13.Способ осуществляют следующим образом,Наплавочный материал 13 наносятна наплавляемую поверхность 2 детали 1 и размещают деталь 1 в индукторе 3. Над наплавляемой поверх 1 костью 2 располарают выступы 4 индуктора 3. Выступы 4 подключены киндуктору 3, который вынесен за пределы контура детали 1. Выступы 4ориентируют по радиусу кольцевойбеговой дорожки наплавляемой поверхности 2. 30Ток от источника питанияне показан) подводят к выводам 5 и 6 индуктора 3, а от него к выступам 4.По выступам 4 ток протекает вдольних от большего основания 7 к меньшему 8 сначала по одной стороне 9выступа 4, затем по другой стороне10 в противоположных направлениях и,таким образом, обтекает.последова тельно все выступы 4. На соседнихвыступах по обращенным друг к другуих сторонам 9 и 10 ток протекает впротивоположных направлениях. Засчет этого в силу эффекта близоститок концентрируется на указанныхсторонах 9 и 1 О выступов 4 и это заставляет ток от индуктора 3 затекатьна выступы 4 и проходить по ним поуказанным траекториям. Ток, индуцированный в детали 1, повторяет форму тока индуктора, т.е. течет понагреваемой торцевой поверхности 2 врадиальном направлении, Для беспрепятственного затекания тока в выступынеобходимо: ширину Ь выступов 4выбирать большей,цв глубин проникновения тока. в материал пластины. зЬ. 2 или Ь 1 Оэ1304999 3где л " 500грМ- глубина проник-новЕния тока вматериал выступа;1" - удельное электрическое, сопротивление материалавыступа, Ом м;- частота тока, Гц,В выступающем стержне 11 такжеЮ индуцируется ток, однако индуктирующими элементами являются лишь малые основания 8 выступов. Их длина, а следовательно, и ток существенно меньше длины и тока боковых сторон15 9 и 10 выступов, Это заметно уменьшает эффект нагрева выступающего стержня 11. Ток к выступам 4 подводят от индуктора 3. Последний располагают эа пределами контура детали для исключения нагрева протекающим по нему током элементов детали 1. Для уменьшения воздушного зазора между деталью и выступами индуктора обращенные к детали плоскости выступов и индуктора совмещают, .Проведены эксперименты по наплавке лап буровых долот в диапазоне диаметров 140-320 мм с предварительно наплавленной цилиндрической и торцевой поверхностью концевой опоры.П р и м е р. Наплавку шариковой беговой. дорожки опоры скольжения лапы из стали 14 ХНЗИА пройЪводят твердым сплавом марки ЗВ 16 К. На опоре 35 скольжения лапы, в паз укладывают твердосплавное кольцо ф,48 мм внутренний ф 36 мм. Выступы индуктора располагают над кольцом с зазором 3-4 мм. Под кольцом предварительно насыпают прокаленную буру для очищения поверхностей от окислов и вывода шлаков при наплавке. Индуктор подключают к машинному генератору ОПЧ - 250/10 (частотой 1 О кГц) через трансформатор типа Т 32-800. Получают равномерный нагрев до 1260-1280 С расплавляемого наплавочного материала и детали при следующем режиме: мощность от генератора Р = 50 кВт, время нагрева= 50 с.Последующие металлографические исследования показывают плотное сплавление наплавочного кольца с по" верхностью детали по всей окружности опоры. Центральный выступающий стержень детали в процессе наплавки нагревается ниже 600 С. Перегрева остальных элементов детали не наблюдается. Формула изобретения Способ индукционной наплавки кольцевойповерхности вокруг выступающего стержня, при котором нагревают индуцированным током наплавляемую поверхность и наплавочный материал кольцевым индуктором, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения равномерности нагрева наплавляемой поверхности и исключения нагрева выступающего стержня, кольцевой индуктор располагают за пределами контура наплавляемой поверхности, а нагрев кольцевой наплавляемой поверхности и наплавочного материала осуществляют выступами, выполненными на кольцевом индукторе и ориентированными по радиусу наплавляемой кольцевой поверхности,1304999 Составитель Э,Ветроехред Л, Сердюкова актор П.Герешие 6 Подписнго комитета СССРи открытийРаушская наб., д.4/5, Тираждарствензобретен ва, ЖПроектная приятие, г,Ужгород изводственно-полиграфическо каз 1372/12. ВНИИПИ Го по делам 113035; Мо