Способ двухдуговой наплавки

(71) Научно-пропо технологииМАШ" водственное обьединени ашиностроения "ЦНИИТ(54) СПОСОБ ДВУХДУГОВОЙ НАПЛАВКИ(57) Изобретение относится к наплавке подфлюсом, в частности к механизированнойнаплавке двумя проволочными электродамипод слоем флюса, и может быть использовано при наплавке коррозионностойкого, износостойкого или компенсирующего износслоя металла, а также при сварке как перлитного, так и других классов сталей в атомэнергетическом, химическом и тяжелом -машиностроении., Цель изобретения - повышение качества наплавленного слоя,юбинский, В.Н.. Г. Старченко. Изобретение относится к наплавке под флюсом, в частности к механизированной наплавке двумя проволочными электродами под слоем флюса, и может быть использовано при наплавке коррозионностойкого, износостойкого или компенсирующего износ слоя металла, а также при сварке как перлитных, так и других классов сталей в атомноэнергетическом, химическом и тяжелом машиностроении,Целью изобретения является повышение качества наплавленного слоя. На чертеже приве ения способа.Основной электро ерхности наплавляем ом 90 О, а дополнител глом а=5-75 к напл переди основного эл дена схема осуществ 1 располагают к поого изделия 2 под угный электрод 3 - под вляемой поверхности ктрода,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ И ВТОРСКОУУ СВИДЕТЕЛЬСТ Производят расплавление под флюсом подключенных к равным полюсам источника тока проволочных, основного . и дополнительного электродов. Дополнительный электрод подают под углом а=5 - 75 к наплавляемой поверхности впереди основного электрода, расположенного под прямым углом к поверхности наплавки, Расстояние а от точки пересечения осей электродов до наплавляемой поверхности определяют из условия 4.1011/2 б 1+б 2 47 Я а дб 10 31/2 б+б 24 тГ 9 а, где1 - сварочный ток основного электрода, А; б 1 - диаметр основного алекрода, мм; б 2 - диаметр дополнительного электрода мм. Величину тока, проходящего через дополнительный электрод, определяют из условия 32=(0,4 - 1.5),б 2/(б 1+б 22, где Зг сварочный ток дополнительного электрода, А, В результате уменьшается доля участия основного металла в наплавленном, исключаются шлаковые включения и наплавления. 1 ил., 1 табл. Электроды и иэделие подключены к источнику питания. Перераспределение токов производится балластными реостатами 5 и 6.1660885 5 10 15 20 Далее с помощью балластного реостата 5, включенного в цепь дополнительного электрода, устанавливается величИна тока 32=(0,41,5) + 1, затем с помощьюб 1с 1 + о 2балластного реостата 6, включенного в цепь наплавляемого изделия, устанавливается величина тока з= 1-2, Перемещением мундштука с токоподводом вокруг оси вращения подающего механизма устанавливается конкретный угол подачи а дополнительного электрода, После этого устанавливают вылет основного электрода и замыкают его на изделие. Дополнительный электрод с заранее выставленным углом подается до контакта с основным электродом так, чтобы точка пересечения осей электродов находилась на расстоянии а от поверхности наплавки2 314 10 2 (а(,2 С 1+ С 2 ц агде 31 - сварочный ток основного электрода, А;32 - сварочный ток дополнительногоэлектрода, А;д 1 - диаметр основного электрода, мм;г 2 - диаметр дополнительного электрода, мм,При этом смещение осей электродов,находящихся в плоскости их перемещенияво время наплавки, не должно превышать+0,5 диаметра д 2 дополнительного электрода, Далее открывается заслонка флюсобункера и включается процесс наплавки,Повышение качества наплавленногометалла обеспечивается перераспределением тепловложения сварочной дуги в жидкую металлическую ванну за счет введенияв зону горения дуги дополнительной проволоки противоположного потенциала, чтоспособствует раздвоению дуги и, следовательно, уменьшению тепловложения в основной металл, а также понижению прямоговоздействия дуги на основной металл, т,е.давлению дуги. Последний фактор позволяет улучшить формирование валиков и существенно уменьшить долю участия основногометалла в наплавленном, что, в свою очередь, позволяет достичь требуемых свойствнаплавленного слоя за один проход.Уменьшение тепловложения в основной металл и жидкую сварочную ванну позволяет уменьшить величину зонытермического влияния и величину зерна, атакже повысить стойкотсь против межкристаллитной коррозии наплавленного металла, исключить вероятность появления в основном металле холодных трещин повторного нагрева и горячих трещин в наплавленном металле обеспечить необходимый химический состав и механические свойства наплавленного металла.Выбор величины сварочного тока 2 дополнительного электрода болееО 21,5+ 31 Гприводит к резкому пониже 11 + ц 2нию глубины проплавления и доли участия основного металла в наплавленном, увеличивает вероятность образования шлаковых включений в зоне сплавления двух валиков и с основным металлом. Это связано с тем, что сварочная дуга горит преимущественно между основным и дополнительным электродами,в результате чего недостаточно прогреваются жидкая металлическая ванна и основной металл, угол смачивания уменьшается.Выбор величины сварочного тока 2 дополнительного электрода менее г 225 0,4 с + с 31 приводит к увеличению глуС 1 + С 2бины проплавления основного металла, доли участия его в наплавленном металле и увеличению зоны термического влияния, Это связано с тем, что в этом случае дуга горит преимущественно между основным электродом и наплавляемым изделием, Увеличение доли участия основного металла способствует образованию горячих трещин и понижает стойкость против межкристалЗ 5 литной коррозии антикоррозионной на.плавки, приводит к образованию подваликовых трещин, понижает износостойкость при износостойкой наплавке,Дополнительный электрод подают впе реди основного по вектору скорости наплавки, так как в этом случае формирование валика и качество наплавки лучше, чем при подаче его сзади.При подаче дополнительного электрода 45 впереди основного ширина В наплавленного валика увели ивается, уменьшается его высота Н, глубина проплавления Ь и доля участия основного металла в наплавленном У.Такой характер формирования валикапри подаче дополнительного электрода впереди основного обусловлен уменьшением прямого воздействия дуги на основной металл (уменьшается давление дуги) и более равномерным разогревом сварочной ванны, При подаче дополнительного электрода сзади основного в ванне образуется более мощная дуга между основным электродом и металлом в связи с тем, что плавление до 1660885полнительного электрода происходит за счет тепла, аккумулированного в жидкой шлаковой и металлической ваннах, Так, при наплавке проволоками диаметром 3 мм (основной электрод) и 2 мм (дополнительный электрод) и и ри режимах: 1=300-350 А, 0=30 - 32 В, У=19 м/ч, Чд.п =100 м/ч с подачей дополнительного электрода впереди основного геометрические характеристики валиков составили: ширина В=24 мм, Н=:2,6 мм, Ь=3,6 мм, у =28 , а сзади: В=20 мм, Н=З мм, 6=6,5 мм, у=39%,Дополнительный электрод подается под углом 5 - 75 к поверхности наплавки. При увеличении угла подачи более 75 увеличивается вероятность преимущественного горения дуги между основным и дополнительным электродами, что приводит к несплавлению наплавленного металла с изделием. Подача дополнительной прово- локи под углом менее 5 затруднена конструктивно, особенно при наплавке внутренних поверхностей тел вращения, кроме того, снижается стабильность геометрии шва вследствие большей чувствительности к смещению дополнительного электрода относительно основного и оси наплавки.Основной электрод подается под прямым углом к наплзвляемой поверхности для того, чтобы исключить влияние взаимного расположения плоскостей оплавленных торцов электродов, определяющих характер и направление переноса электродного металла. Изменение режима горения дуги, характера переноса металла (от капельного к струйному и наоборот) вносит нестабильность в геометрию наплавляемых валиков, При подаче основного электрода перпендикулярно плоскости наплавки (отклонение ч). стабилизируется расположение плоскостей оплавленных торцов при изменении тока напряжения, а следовательно, и характер переноса металла,Качество наплавки зависит от места подачи дополнительного электрода, Если величина а от точки пересечения осей электродов до поверхности наплавляемого изделия превысит61022 01 + С 12т 9 дто основной и дополнительный электроды оплавятся до оптимальной величины дугового промежутка между ними. При этом расстояние между основным электродом и изделием увеличится и превысит длину обрыва дуги. Дуга будет гореть только между проволочными электродами. Формирование шва ухудшается, глубина проплавления не регулируется. Имеет место несплавление, При уменьшении а менее10-2 1 . Г 1 -2 о 1+ о 2 т 9 а5 дополнительный электрод подается на крайванны или перед ней. Это приводит к пре-.кращению орения дуги между двумя проволочными электродами. при этомдополнительный электрод поступает непос 10 редственно в зону плавления, что способствует залипанию дополнительнойпроволоки, нарушению устойчивости процесса и, как следствие, понижению качестванаплавленного металла.15 П р и м е р. Наплавку проводили напластины сечением 150 х 400 хО мм сварочной проволокой СвХ 25 Н 13 диаметром 2,3 и 4 мм под флюсом ОФна лабораторной установке. (;очетание диаметров элект 20 родов. соответствующие им режимынаплавки и результаты экспериментов приведены в таблице,Расчетное значение а в экспериментахрассчитывалось по формулепри этом коэффициент пропорциональности д 2 ля экспериментов 2, б и 8 был равен4 10, для экспериментов 1, 4 и 7 - б 10ЗО для экспериментов 3 и 5 - 5 10 . В гранич ных экспериментах 2 и 6 расстояние а бралось меньше минимального расчетного, а вграничных экспериментах 1 и 4 - большемаксимального расчетного на 5-15 , В эксперименте 3 все параметры взяты в границах расчетных формул, кромезаниженного коэффициента (0,2) в формулле 32=(0,4 - 1,5)- -11 дуги, Каждый эксб 1+ г 12перимент проводился 5 раз,геометрические характеристики валика замерялись в 5 в сечениях. Доля участия основного металла в наплавленномрассчитывалась по известной формулеу,=, где Е 1 - площадь наплавоЕ 1+ Е 2ленного металла, Е 2 - площадь зоны проплавления.Ультразвуковой контроль показал отсутствие шлаковых включений по зонесплавления в местах перекрытия валиков,имевших краевой угол смачивания Р=50.Проведенная серия экспериментов 5, 7и 8 подтверждает необходимое качество наплавленного слоя.Формула изобретенияСпособ двухдуговой наплавки, при котором к разным полюсам источника токаподключают проволочные основной и до1 бб 0885 4 10 +,. а 610 х 31 312 о 1+с 1 г 1Экспе- рнмент Диаметры электрода Рассто Угол е 1град Вылрдн" ныд коэфрсссссент Формулы, да - 1 Ерлевоссугол 75,град пр нн 8ячество воняя валика е д участя оснояного метдс 25 28-32 О-о 0 ропсгаллессся н 250 2 5,5 2832 9 75455 320 28-32 200 28-32 70 28-32 3 500 3 400 4 350 8,9 101,8 2 1,5 1,0 527,3 2 . 300 4 350 28-32 28-32 9,9 9,9 0,5 0,5 Составитель Д. Слинко Редактор В. Данко Техред М.Моргентал Корректор Э. Лончаковааказ 2081 Тираж 539 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, 7 К, Раушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент"., г Ужгород, ул.Гагарина. 101 полнительный электроды, которые располагают по углом один к другому и к наплавляемой поверхности, отл и чаю щийс я тем,что, с целью повышения, качества наплавленного под флюсом металла, дополнительный электрод подают под углом а=5 - 75 кнаплавляемой поверхности впереди основного электрода, который располагают подпрямым углом к поверхности наплавки, приэтом ток, проходящий через дополнительный электрод, определяют из условияЪ =(0,4 - 15))31,где )1 сварочный ток основного электро-да,А; 15.32 - сварочный ток дополнительногоэлектрода, А; д 1 - диаметр основного электрода, мм;02 - диаметр дополнительного электрода. мм,а расстояние а от точки пересечения осей электродов до наплавляемой поверхности определяют из условия где а - угол наклона дополнительного электрода к наплавляемой поверхности, град. Неудоялетворптельнос, Плохое сплавлснпе, гепмс трия вва нестабнльссаНеуносима творнтельнсе. Геометрия шва сс стльлльна18 удовлетворительное. Больное косе сс осссссвцссго метал:са в наплаяленномНеудовл гвс ритс льнаОтлично"Неудснс:етворнтельное. Дополннтсльнып элктрод эдлнп. Токи не РсГулнрусотсяХоровееХоропее