Способ сварки и наплавки и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ О 19) (1 УБЛИК 1)5 В 13 00 25 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ И НАПЛАВКИ ОСУЩЕСТВЛ Ерке и наовано во я сварквосста- ногослойни изнопокрытий: рение обйства для ся к сва использ оения дл ленин и ении м нанесен онных ся расши и устроО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СПОСОБ СВАРКИИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГОНИЯ(57) Изобретение относитплавке и может бытьвсех отраслях машиностри наплавки при изготовновлении деталей, получных изделий и покрытий,состойких и антикоррозиЦелью изобретения являетласти применения способа сварки швов в потолочном и вертикальном положениях, в том числе для сварки протяженных швов. Нагрев, плавление и поддержание температуры ванны дополнительного материала 3 осуществляют индукционным способом, перемещают изделие от ванны дополнительного материала к ванне присадочного материала 2. В качестве ванны дополнительного материала используют металлы, не растворяющие основной и присадочный металлы при температуре процесса. При сварке используют тигель-кристаллизэтор с индуктором 4, снабженный дополни-,ельной перегородкой 7, которая выполняет либо только роль ограничителч ванны присадочного материала, либо еще и роль кристаллизатора. Изобретение позволяет осуществить сварку легких металлов, в том числе и бериллия, в вертикальном и потолочном положениях, повысить качество сварного шва и улучшить контроль качества.2 с. и 3 3. п. ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к сварке и наплавке, может быть использовано во всех отраслях машиностроения для сварки и наплавки при изготовлении и восстановлении деталей, получения многослойных изделий и покрытий, нанесения износостойких и антикоррозионных покрытий.Целью изобретения является расширение области применения способа и устройства для сварки швов в потолочном и вертикальном положении, в том числе для сварки протяженных швов.Для нагрева, плавления и поддержания температуры ванны дополнительного материала используют индукционный нагрев, перемещают изделия от ванны дополнительного материала, в качестве которого используют металл,не растворяющий при температуре процесса присадочный и основной металлы, к ванне присадочного металла, используемый при сварке тигель-кристаллизатор снабжают дополнительной перегородкой, разделяющей его внутренний объем на два сообщающихся, причем перегородка выполняет либо только роль ограничителя ванны присадочного материала, либо еще и роль кристаллизатора,На фиг. 1 изображена схема сварки деталей из металла с потолочным положением шва; на фиг, 2 - разрез А - А на фиг. 1; на фиг. 3- схема индукционно-шлаковой сварки кольцевого с горизонтальной осью вращения шва деталей.Сварка деталей 1 из металла, например бериллия, с потолочным положением шва осуществляется расплавленным присадочным материалом 2 (бериллием), нагретым, например, до температуры350 - 1400 С, достаточной для расплавления основного металла поверхностей кромок свариваемых деталей и образования прочного сварного соединения основного и присадочного металлов. Расплавление и нагрев присадочного металла осуществляется теплом дополнительной ванны 3 и вихревыми токами индуктора тигля-индуктора 4, имеющего магнитопровод 5 и медный водоохлаждаем ый охл адит ель (кристалл из атор) 6, перегородку 7, закрывающую разделку кромок свариваемых деталей, боковые стенки 8 и заднюю стенку, ограничивающие расплавленный металл с четырех сторон и предотвращающие его растекание.Тигель-индуктор работает на токах промышленной и повышенной частот. Материалом дополнительной ванны 3 служит олово, имеющее плотность, равную 7,3 г/см. Плотность бериллия составляет около 1,8 г/смз (олово и бериллий практически не растворяются друг в друге).Через отверстие в тигле в нагретую до рабочей температуры, например 1400 С, дополнительную ванну подается присадочный металл 9 в виде ленты сплошного 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 или несплошного (сетчатого) сечения. Лента нагревается и расплавляется, затем расплавленный присадочный металл, вследствие меньшей плотности, чем металл шлаковой ванны, поднимается вверх и скапливается в ограниченном пространстве формующего устройства. Нагретый выше температуры плавления присадочный металл соприкасается с кромками свариваемых деталей, которые соответственно подготовлены к сварке, в том числе возможен предварительный подогрев, оплавляет основной металл, перемешивается с ним и при перемещении тигля-индуктора вдоль шва охлаждается охладителем (кристаллизатором) 6 и образует сварной шов 10. Режимы процесса выбираются эмпирически.Высота формующего устройства выбирается такой, чтобы расплавленный металл 2 мог бы вытекать поверх стенки 8 за счет давления столба ванны 3 высотой Н, равной разнице уровней дополнительной ванны по разные стороны перегородки. С учетом этой зависимости выбирается как максимальная высота устройства, так и расположение приемного отверстия для присадочного металла (с учетом максимально возможного уровня дополни-, тельной ванны)Формующее устройство изготавляется из огнеупорных или высоко- огнеупорных материалов с защитной туго- плавкой оболочкой или без нее.Индукционно-шлаковая сварка (фиг. 3) кольцевого с горизонтальной осью вращения шва деталей из бериллия (подобно свариваются швы в вертикальном положении) осуществляется с помощью тигля-индуктора (тигля-кристаллизатора) с соприкасающейся дополнительной ванной 3. Тигель-индуктор имеет индуктор 4 с медным водоохлаждаемым индуктирующим проводом и магнитопроводом, работающий на токах промышленной и повышенной частот, и тигель из огнеупорных или высокоогнеупорных материалов с защитной оболочкой или без нее. В тигель-индуктор засыпается порошок, например, олова или свинца, которые в качестве металла шлаковой ванны плавятся и нагреваются до рабочей температуры, например 1400 С, тепловой энергией, выделяющейся под действием вихревых токов, индуктируемых индуктором,По достижении рабочей температуры в шлаковую ванну через приемное отверстие подается присадочный металл 9 в виде ленты, который плавится и нагревается до температуры, например, 1350 - 1400 С, теплом дополнительной ванны и вихревыми токами, В результате различия в плотности металлов дополнительной ванны, например олова 7,3 г/см и свинца 11,3 г/см, и присадочного металла бериллия (1,8 г/см ) последний поднимается вверх и скапливается между формующим элементом и сва 162205риваемыми деталями, при этом заполняявсе пространство между кромками деталей,нагревая и оплавляя поверхности кромокдеталей и перемешиваясь с основным металлом. При вращении деталей в направлении от дополнительной ванны к ваннеприсадочного металла металл заполнившийшов, соприкасается с охладителем и отвердевает, образуя сварной шов 1 О. Формующий элемент изготавливается из огнеупорных материалов.Для исключения вытекания расплавленного металла через зазор в свариваемыхдеталях устанавливают дополнительные элементы 11 и 12, ограничивающие ванны расплавленных материалов,Изобретение позволяет осуществлят ьсварку шва в потолочном положении,сварку кольцевых и вертикальных швов с. движением тигля-индуктора или свариваемых и наплавляемых деталей и сваркулегких металлов, в том числе и бериллия, а также повысить качество сварного шва и улучшить контроль качества.формула изобретения1. Способ сварки и наплавки с использованием формирующего устройства, при котором для плавления присадочного материала используют тепло ванны расплавленного дополнительного материала, имеющего больший удельный вес, чем присадочный материал, и температуру плавления меньшую, чем температура плавления присадоч. ного материала, отличающийся тем, что, с целью расширения области его применения, нагрев, плавление и поддержание необходимой температуры дополнительного материала производят индукционным способом, а в качестве дополнительного материала используют материалы, не растворяющие основной и присадочный материалы при температуре ведения процесса.2. Способ по п. 1, отличающийся тем,что, с целью сварки протяженных швов, осуществляют перемещение изделия относительно формирующего устройства в направлении от ванны дополнительного материала к ванне присадочного материала.15 3. Устройство для сварки и наплавки, содержащее корпус с индуктором и кристаллизатором, отличающееся тем, что, с целью выполнения швов в потолочном и вертикальном положении, корпус дополнительно снабжен перегородкой, разделяющей его внутренний объем на две сообщающиеся камеры, причем кристаллизатор охватывает лишь одну из камер, и выступающей за габариты корпуса.4. Устройство по п. 3, отличающеесятем, что, с целью выполнения швов в потолочном положении, перегородка в части, выступающей за габариты корпуса, выполнена. по форме и размерам в соответствии с разделкой свариваемых кромок.Ь, Устройство по п. 3, отличающееся 30 тем, что, с целью сварки вертикальныхи кольцевых швов, кристаллизатор установлен на перегородке.Составитель Техред А. Кравчук Тираж ного комитета по изобрет Москва, Ж - 35, Рау ательский комбинат Пат. АрестКорректор МПодписноеиям и открытиям икая наб., д. 4/5т, г. Ужгород, ул Самборскаяи ГКНТ СССРГагарина, 1 О 1