Способ дуговой обработки

(,504 В 23 К 9/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ф(р,-,с. -13И "." 1 ОПИСАНИ ТЕНИ ИДЕТЕЛЬСТ К АВТОРСКОМ тво СССР 23,04.7(54) СПОСОБ ДУГОВОЙ ОБРАБОТКИ (57) Изобретение относится к облас машиностроения и может быть исполь эовано для повышения прочности вал наплавленных хромоникелевой аустенитной сталью, а также сварных шво выполненных аустенитными электродн ми материалами. Цель - обеспечение высокой усталостной прочности напл о лажде лостн Вр ы(21) 4022091/27-27(71) Одесский инстского флота(56) АвтОрское свидУ 414066, кл. В 23 У 17тут инженеров моО.И.Стальниченко8)етельсК 9/16 1 ленного металла при улучшении условийтруда и расширении технологическихвозможностей способа за счет обработки деталей цилиндрической формы .ипод флюсом. Цель достигается тем,что охлаждение наплавленного на цилиндрическую деталь и под флюсом слоя производят сжиженным азотом, подавая его в зону охлаждения через порошкообраэную медную массу. Скоростное охлаждение наплавленного металла необходимо начинать в интервале интенсивного карбидообразования 800-500 С. При таком способе наплавки с интенсивным принудительным охнием достигается высокая устаая прочность наплавленного металла. Отсутствует контакт оператора с парами азота. 1 ип., 1 табл.Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для повышения прочности налов, наплавленных хромоникелевой аустецит 5 ной сталью, а также сварных швов, выполненных аустенитными электродными материалами, особенно эффективен способ при наплавке аустенитной сталью судовых гребных валов. 10Цель изобретения - обеспечение высокой усталостцой прочности наплавленного металла при улучшении условий труда и расширения технологических воэможностей способа эа счет обработ ки деталей цилиндрической формы и под флюсом.Цель достигается тем, что охлаждение производят сжижецным азотом, 20 подаваемым в зону охлаждения через порошкообразную массу, при этом металлической массой является порошкообразная медь.Способ сводится к тому, что ско ростное охлаждение напланпенногоаустенитного металла начинают проиэоводить при 800 С, когда происходит наиболее интенсивное карбидообразование, и охлаждение прекращают прио500 С, когда процесс образования карбидов заканчивается.Скоростное охлаждение наплавленно-.го металла в указанном температуРноминтервале приводит к подавлению внем карбидообразовация, Применение нкачестве хладагента сжиженного азота,а не другого инертного газа (что также возможно) поясняется тем, что он 40дешевле и безопасен в работе. Существенно ускоряет процесс охлаждения иподвод сжиженного газа через порошкообразную смесь, так как она обеспечивает контакт хладагента с охлаждаемым объектом на большой площади. Приэтом порошкообразной меди отдаютпредпочтение перед иными недрагоцецными порошкообраэными металлами, потому что она обладает более высокойтеплопронодностью, и тем самым такжеускоряет процесс охлаждения. Непосредственный, беэ использования порошкообразной металлической массы,подвод сжиженного азота к охлаждае 55мому объекту приводит к образованиюгазовой пелены, которая выполняетфункцию термоизоляции, препятствуяотбору тепла,На чертеже изображена схема установки, предназначенной для Реализации предлагаемого способа.Оца состоит из вала 1, ца который электродной проволокой 2 из аустецитного металла напланлец металл 3. К налу 1 поджата герметиэированцая емкость 4, неизменно связанная с суппортом токарного станка, приводящего во вращение вал 1, В емкости 4 находится порошкообразная медь 5, которая с открытой стороны емкости 4 находится в непосредственном контакте с понерхностью вала 1 на участке, содержащем охлаждаемую часть АВ наплавленного металла 3. Трубка 6 соединяет сосуд Дьюара 7 с емкостью 4. В сосуде Дьюара 7 содержится ожиженный гаэ 8, например азот. В азот погружена электрическая спираль 9, выполненная с воэможностью подключения к источнику 10 питания. Над поверхностью сжиженного газа 8 в сосуде Дьюара 7 располагается парообраэная смесь 11.Способ упрочнения напланленного аустенитного металла заключается в следующем. Сообщая валу 1 вращение в направлении, показанном на чертеже стрелкой, приступают к наплавке металла 3 и одновременно подключают спираль 9 к источнику 10 питания. Это приводит к подогреву сжиженного вэота. Образовавшиеся пары 11 оказывают давление ца сжцженный азот 8 и вытесняют его через трубку 6 в емкость 4, Сжижецный азот, проникая в порошкообраэную медь 5, производит отбор тепла от наплавленного на вал 1 металла 3. Отбор тепла происходит интенсивно, т.е. достигается скоростное охлаждение наплавленного металла благодаря тому, что велика площадь контакта сжиженного азота и медного порошка и велика разность температур кристаллизующегося наплавленного металла и сжиженного азота (температура последнего равна - 196 С, так что указанная разность температур в процессе охлаждения изменяется в интервале приблизительно 1000-700 С). Охлаждению способствует высокая теплопроводцость медного порошка. Охлаждение азотом начинается в точке А, где наплавленный металл 3, поступая в емкостЬ 4, входит в соприкосновение с медным порошком 5. Заканчивается скоростное охлаждение в точке В, где наплавленцый металл 3, покидая емНаплавка циальног 200 ез спе охлаж 18 0,8 10 ения,2 120 з13 кость 4, теряет соприкосновение с порошком 5.П р и м е р. Для проверки эффективности ускоренного охлаждения производят исследования образования карбидов в наплавленном аустенитном металле. Сравнивают два варианта - наплавка аустенитной стали, выполненная без специального охлаждения, и наплавка вала аустенитной сталью, выполненная по предлагаемому способу. Для такого сравнения произведена наплавка на вал ф 120 мм из стали 35 электродной проволокой марки 1,6 Св - 06 Х 19 НДТ аустенитного класса в среде углекислого газа, Режимы наплавки обеспечивают качественное формирование наплавленного металла и характеризуются следующими показателями: сварочный ток (140-150) А, напряжение дуги (28-29) В, скорость наплавки 0,5 см/с. Наплавка выполнена ,на два захода по винтовой траектории постоянного шага, шаг наплавки 16 мм, вылет электрода (14-16) мм. Без специального охлаждения наплавлен один образец. Второй образец наплавлен с охлаждением сжиженным азотом. При этом медный порошок состоит из гранул округлой формы размером до 0,4 мм, просеивание порошка произведено на сите с номером сетки 0,4 по ГОСТУ.Проведены испьтания на усталость моделей валов, наплавленных беэ специапьного охлаждения и с охлаждением сжиженным азотом с порошкообраэной медью на том же режиме и теми же электродами, что и в первом примере. Испытания на усталость проведены на машине, осуществляющей чистый изгиб 93562по акопеременому циклу. Частотавращения образца 1500 об/мин, базаиспытаний 10 циклов. Испытания проводят на воздухе. Результаты испытаний приведены в таблице.Из таблицы следует, что пределвыносливости образцов, подвергшихсяв процессе наплавления охлаждению 10 сжиженным азотом через порошкообразную медь, превышает предел выносливости образцов, не подвергнутых принаплавке скоростному охлаждению принятых за базовый объект на 317.1 Б Технические преимущества способазаключаются в воэможности наплавкицилиндрических иэделий электродуговымметодом под флюсом, а также в улучшении гигиенических условий для работы 20 оператора по сравнению с известнымспособом при сохранении высокой усталостной прочности наплавленного металла. формула изобретения25 Способ дуговой обработки преимущественно наплавки хромоникелевымиаустенитными сталями углеродистыхсталей в среде инертного газа с принудительным охлаждением струей сжиженного азота, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечениявысокой усталостной прочности наплавленного металла при улучшении условийтруда и расширении технологических 35воэможностей способа за счет обработки деталей цилиндрической Формы ипод флюсом, струю сжиженного азотаподают в зону охлаждения через порошкообразную медь в интервале температур 800-500 С.1393562 Продолжение таблицы 200 180 10 170 160 1 О 140 120 10 Составитель Н.Герш Техред Л.Сердюкова Редактор А.Воров ектор М.Д к аз 1914/12 роектная, 4 оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгоро Наплавка с омлаждением азотом через порошкообразную медь 2 Тираж НИИПИ Государстве по делам изобрет 35, Москва, Ж, 1,7 10 3,2 10 21 Подписноеого комитета СССРий и открытийаушская наб д. 4/5