Способ электродуговой наплавки внутренних цилиндрических поверхностей и устройство для его осуществления

(51) 4 В 23 К 9 04 В(:Ег;О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМЪ( СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРЛ 119777, кл. В 23 К 9/04, 15.02.58.(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ НАПЛАВКИ ВНУТРЕННИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ И УСТРОЙСТВО(57) Изобретение касается наплавки, в част.ности дуговой, н среде защитных газовплавящимся электродом внутренних цилиндрических поверхностей малых диаметров иможет найти применние н химическоми нефтяном аппаратостроенни, н энергетическом машиностроении, а также при изготовлении оборудования лля атомных электростанций. Цель изобретения расширениетехнологических возможностей способа и поИзобретние относится к наплавке, н частности дуговой, н среде защитных газов плавящимся электродом внутренних цилиндрических поверхностей малых лиаметров и может найти применение в химическом и нефтяном аппаратостроении, н энергетическом машиностроении, а также при изготовлении оборудования для атомных электростанций.Цель изобретения расширение технологических возможностей способа за счет совмещения процесса формирования и деформации жилкой ванны с использованием кристаллизатора, одновременно выполняющго роль лсформирующего устройства, а также повышение качества наплавки за счет,801491637 А 1 2вышение качества наплавки. На поверхности детали электродом образуюг жидкую металлическую ванну. Удержание и деформацию ванны произволят путем непрерывного уменьшения ее ширины ло толщины наплавляемого слоя в процессе совместного врагцения наплавляемой заготовки и кристаллизатора. Диаметр крисгаллизатора составляет 0,5 0,9 диаметра напланляемой поверхности. Центр кристалл изатора при этом смещают относительно оси вращения детали на величину, равную половине разности диаметра летали и кристаллизатора. Электрод смещают н сторону, противоположную направлению их вращения на острый угол. Устройство лля осугцествления способа содержит кристаллизатор, выполняющий одновременно роль деформирующего устройства. В наружную цилиндрическую поверхность последнего вмонтирован тепловой демпфер в виде кольцевой жаро. прочной вставки, обеспечинакнцей оптимальный температурно-силовой режим процесса наплавки и деформирование напланленного слоя. 2 с.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл. трансформации литой структу ры н деформированную в процессе обкатки напланленного металла.На фиг.Показана хма способа наплавки внутренних цилинлрпчских поверхностей; на фиг. 2 - разрез А А на фиг. 1; на фиг. 3 корректировочный график для определения угла смещения я сварочного электрода.Суть способа заключается н том, что электродом 1 наводят жилкую металлическую ванну 2, контактирующую с наплавляемой поверхностью изделия 3, а хдержание жидкого металла на нргикальной цилиндрической понрхносги и го лфо)мацик произнолят путем непррцнного умньпгения,1)д.(с грдп)ав ис цц 1) ПсЦОРКЦОСТЦ 55-90 90-144 143-230 4115 72 ширины В жилкой ванны с момента подачи в нее электролного металла ло толщины цаплавляемого слоя О в процессе совместного вра(цения нацлавляемого изделия 3 и кристалл изатора 4, диаметр которого Осостдвляет 0,5 - 0,9 диаметра нацлавляечой поверхности О . Г 1 ри этом центр кристаллцзатора 4 смещают относительно оси вра)цения излелия 3 на величину е, равную половине разности их диаметров, а электрол 1 смещают в сторону, противоположную направлению врасцения изделия на острый х гол ч, образованный линией, проходящей через центры изделия и кристал,)издторд с олной стороны, и линией, црохоляцей чсрез ось электрода и центр кристдлг)издторд с лругой. Сме)цение электрода цд острый угол функционально связано с дидх(страх)и кристаллизатора и нацлдвлеццой поверхности и равно 20 - 80 (фиг. 3).11 ри этом корректировочный график на фиг. 3 лля оцрелеления угла смещения :с электрола строился с условием образоцдция цдчдльцой ширины сварочной ванны, гличдк)щейся от заданной тол)цины ндцлавлснцого слоя на величину абсолютного Об кдтця ХВ, равную 3 чм.Если лидчетр кристаллизатора О. составляет 0,5 - 0,9 (иаметра на)цтавляех(ой поверхности О, то процесс удержания и леформдции жилкой ванны илет стабильно, с об. рдзовдниеч глалкой безлефектной поверхцос Гц.(1 ри лидметр кристаллиздтора О. мень цц ,5 От лидчетрд цдплдвляемой повер- цос) и и О лля удержания жилкой ванны( г кц(ця цсобхолих(о сместить электрол нд )чс цьше 20, цри этом цротяженнь ц,Оцш.и коцтдктд ндплавляемого мс гд); и крисгд,.)издторд ученьшается ло г(ко вс,)ичицы, коглд большая часть ванны рдсцлдгдется зд линией, пересекающей )си нрдц(ения цдцлдвляечой заготовки и кристдл.)и.)тор). 11 ри эточ црц(есс форчиро(шция Цс)Цс)в,)Я(.Х)С)ГО С,Я с)РХ(с)(.ТСЯ.11 ри лцдчетре крцстдл,)издгрд Рболь- ЦС ( ) .,) ОТ Л И с Х С Т Р с Ц с Ц, Д В Л Я С Ч О И И О ВС Р Х- цо( ТИ 1) Крц(.Тс),ИЗс)ТОр Нс)ЧИцс)(.ВвцО, ця гь голькО фуцкцик) формирую(цего кристдллизд)Орд. 1 дк, цдчальцдя ширина вцц цриОЛИж;(ЕГСЯ К Ш,ШЦЦОй ТОп(ИЦС ЦсцГ)В 8.1)ме (р кристалпцддОра,ного соотношения дидметров кристаллизатора и нацлавленной поверхности.Устройство для осу)цествления способапрелстдвляет собой цилиндрический кристаллизатор 4, выцолняюций одновременно роль деформирующего устройства, в наружную поверхность которого вмонтирован тепловой лемпфер в виде кольцевой жаропрочной вставки 5 с внешним диаметром, равным диаметру кристаллизатора.Тепловой демцфер в виде кольцевойжаропрочной вставки с заданной теплопроволностью образует гралиент температур на поверхности контакта деформируемого металла с кристаллизатором, который уклалы.15 вается в температурный режим прокаткиразличных сталей (1250 - 750 С), в результате чего обеспечивается оптимальный температурно-силовой режим процесса наплавки и формирования плакируюшего слоя.Жаропрочная вставка толщиной ло 1,5 мми шириной 12 мм выполнена путем зацрессовки в нагретую Медную заготовку цорошкд вольфрама.Осевое смещение с кристаллизатора 4От)ц)сительно оси вращения нацлавляечого 25 излелия 3 (фиг. 1) равно половине раз.ности диаметров цдцлавленной поверхности заготовки О и кристдллизатора О.,На фиг. 2 стрелками показано цдцравлецис вращения цаплавляемого излелия 3 и кристаллиздтора 4.30 В процессе леформацци и обкатки литой структуры цаплавленного слоя повышается чистота его поверхности, изчельчается его структура, повышаются црочностнь)е характеристики, что в целом цриволит к повышению качества наплавки.35 При,)(ер. Нацлавляют изделие 3 нд Ст 3 с)идметром ндцлавляемой поверхности 120 чм. Тол)цина ндцлдвляемого слоя0 чм.Нд нижнее основание излелия 3 прихватывдют технологическую шайбу 6 тол(циной 40 5 мч и с внутрецнич лиаметроч 1(Н) мч луговой сваркой сооно с цаплавляемой цоверх- НОСТЫЮ.Нд илд вляемое и:)лег ие 3 устд цдл ивд к гцд плдншайбу 7, здкрецлякг кулачкдчи 8, с ВЦХТРИ Рс)СЦО,)с)ГДЮТ КРИСТс(,),)ИЗДТО;) 4 Л четроч 72 мм.Лг(я ндплавки предлагаемым сцособочвнутренних цилицлрических цоверхцостс и лидчетром 5523 чм требуется три типоразмера кристаллиздторов.Рекоменлуечые лидметрц кристдллизд горов, применяемых цри цдцлдвке вну).ренних цилицлрических цовер цостси ли;)- хтром 55 в 2 мч, ланы в таблице.До ндчала наплавки верхнюк кромку кристаллиздторд 4 располагают на расстоянии 8 мм ндд шайбой 6. При этом боковая поверхность кристаллизатора 4 должна контактировать с технологической шайбой 6.Электрод 1 устанавливают так, цтобы расстояния от оси электрода до наплдвляемой поверхности и внутренней кромки технологической шайбы 6 были равны.Электрод 1 (см - 04 Х 9 Н 11 МЗ) диаметром 1,2 мм находится между наплавляемой поверхностью изделия 3 и боковой поверхностью кристаллизатора 4. До начала наплавки угол смещения а электрода (фиг. 2) равен нулю. После включения привода вращения планшайбы 7 возбуждают дугу и перемещают электрод 1 нд угол 50, который определяют по графику нд фиг. 3, в зависимости от соотношения диаметров кристаллизатора и наплавляемой поверхности (ь/Он=0,72). После этого в процессе всеп цикла ндплавки относительное расположение электрода 1 и кристаллизаторд 4 не изменяют.11 аплавку производят по винтовой линии: на постоянном токе обратной полярности, на закритической плотности тока, в режиме струйного переноса электродного металла. Ток наплавки 220 в 2 А, скорость наплавки 46 м/ч.Таким образом, в результате использо ванин данного способд ндплдвки и устрой. ства для его осуществления расширяются технологические возможности способа зд счет использования кристаллиздтора в качестве деформирующеп устройствд, а также повышается качество наплдвленного слоя в результате его термомеханицеского обждтпя. Фпр,иилт кнбра сни 1. Способ электродуговой наплавкивнутренних цилиндрических поверхностей, при котором на вертикальных стенках вращающегося изделия электродом наводят жидкую сварочную ванну и удерживают ее с помощью охлаждаемого кольцевого кристаллизатора, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей способа и повышения качества наплавленного металла, дополнительно производят деформирование наплавленного металла путем обкатки его тем же кристаллизатором, диаметр которого составляет 0,5 - 0,9 от диа метра наплавляемой поверхности, при этомцентр кристаллизатора смещают относительно оси вращения детали в сторону изделия нд величину, равную половине разности их диаметров, а электрод смещают в сторону, противоположную направлению вращения 20 изделия на острый угол, образованный линией, проходящей через центры изделия и кристаллиздтора с одной стороны, и линией, проходящей через ось электродд и центр кристаллизатора с другой.252. Устройство для электродуговой наплавки внутренних цилиндрических поверх.ностей, выполненное в виде охлджддемого теплопроводного кристаллиздторд с ндружнои цилиндрической поверхностью, огличакэщеесч тем, что, с целью повыпения кд.цества наплавки, в цилиндрическую поверхшсть кристаллизатора вмонтирован тепловой демпфер в виде кольцевой ждропрочной вставки с внешним диаметром, равным дид метру кристалл издторд..Ькз 37)9 5 В 11 ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж -35, Раушская наб, д, 45 Производственно-издательский комбинат сПатснт, г. Ужгород, ул. Гагарина, 10