Способ двухдуговой наплавки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1704974 А 5 В 23 К 9/04 ОБ ОПИСАК АВТОРСК ние ИТГОСУДАРС ГВЕНЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Научно-производственное обьединепо технологии машиностроения "ЦНИМАШ"(54) СПОСОБ ДВУХДУГОВОЙ НАПЛАВКИ(57) Изобретение относится к электродуговой наплавке двумя проволочными электродами под слоем Флюса и может бытьиспользовано при наплавке коррозионностойкого, износостойкого или компенсирующего износ слоя металла, а также присварке тонкостенных изделий. Цель изобретения - повышение качества наплавляемоговалика на начальном участке наплавки. Основной электрод 1 перед наплавкой замыкают на изделие 2 через дополнительный электрод 3, а величину тока, протекающего через дополнительный электрод 3 в момент начала процесса наплавки, устанавливают в соответствии с соотношением 12 = 12 + (0.5- 0,8)1 з, где 121 - ток, протекающий через дополнительный электрод в начале процесса наплавки А;12 - номинальный ток, протекающий через дополнительный электрод во время наплавки А: 13 - ток, А,протекающий через изделие, а через время т =д 1 д =(0,8 - 1,2) ( в )- с начала наплавки егоб 2 уменьшают до номинального значения, где б 1 и б 2 - диаметры основного и дополнительного электродов соответственно. Изобретениепозволяет уменьшитьо проплаеление в зону термического влияния основного металла, а также уменьшить вероятность прожогов тонколистового металла в начале наплавки. 1 ил., 1 табл,Изобретение относится к электродугооой аплаоксд:,ля проволочными электродами под слоем флюса и может бытьприменимо для процесса аплаоки коррозионностойкого, износостойкого или компенсируощео износ слоя мегалла, а такжепри сварке тонкостенных изделий,Целью изобретения является повышение качества наплаолснного слоя путемуменьшения проплаоления основного металла на начальном участке наплаоки.На чертеже представлена схема способа двухдуговой аплавки под флюсом.Основной электрод 1 в начальный момент наплаоки замыкают на изделие 2 черездополнительный электрод 3, а величину тока 13, протекающего через дополнительныйэлектрод 2 о начале процесса наплаоки спомощью активного сопротивления 4 увеличивают по соотношению13 - 12 + (0,5 - 0,8) 13,где 13 - ток, протекающий через дополнительный электрод в начале процесса наплавки, А;12 - номинальный ток, протекающий чесз дополнительный электрод во время на,лавки, А;1 з - номинальный ток, протекающий через изделие,А. По истечении времени т =(0.8-1,2 ( - ) с, определяемое реле времеб 1 гбгни с начала процесса наплаоки ток 1 г, протекающий через дополнительный электрод3, уменьшают с помощью активного сопротивления 5 до номинального 12,где б 1 - диаметр основного электрода, мм;бг - диаметр дополнительного электрода, мм.Повышение качества начального участка обеспечивается таким приемом как замыкание основного электрода не напрямую сизделием, а через дополнительный электрод, однополярный с изделием. В этом случае, о начале процесса наплавки,расплавленный металл дополнительногоэлектрода играет роль прослойки, защищающей основной металл от чрезмерного проплавления. Этот прием также позволяетувеличить расстояние между торцом основного электрода и изделием, что в моментобразования дуги создаст более "растянутую" оснооную дугу, способствующуюуменьшению давления дуги и вследствиеэтого меньшему проплаолению изделия.Повышение качества начального участка наплаолясмого оалика обеспечиваетсяакже принудительным перераспределением тепловложения сварочных дуг в жидкую металличсскую оан:у за счет увеличения тока косвнной дуги и уменьшения, оследствие этого, тока дуги прямого действия, т.е.ураонсния тока короткого замыкания в на 5 чальный период наплаоки и номинальноготока послсдующсй наплаоки при стабилизировавшемся процессе,Выбор величины сварочного тока дополнительного электрода 3 в начальный период болес 12+ 0,81 з, приводит к понижениюглубины проплаоления, вплоть до нссплавления.наплавленного металла с основным,увеличивается вероятность образованияшлаковых включений о зоне сплавлениядвух еаликоо. Это связано с тем, что сварочная Гуго горит, преимущественно между основным и дополнительным электродом.Выбор величины сварочного тока дополнительного электрода 13 в начальный период менее 12+0,5 1 з приводит к увеличениюглубины проплавления основного металла,доли участия его в наплавленном, к увеличению зоны термического олияния и прожогалс. Это связано с тем, что дуга горит,преимущественно, между основным электродом и иэделием. Увеличение доли участияосновного металла в наплавленном понижает в этих местах износо- и коррозионностойкость при износо- и коррозионностойкойнаплавке, приводит к образованию горячихи подваликовых трещин.Если ток 12, протекающий через дополнительный электрод в начальный период на 35 плавки уменьшить до номинального 12бдраньше времени т = 0,8 ( - -, то, вследствиебгтого, что система из двух дуг не успела стабилизироваться, т,е. длины этих дуг не стали40 еще оптимальными, соответствущими параметрам наплавки, произойдет чрезмерноепроплаоление основного металла из-за обрыва косвенной и резкого увеличения токаоснооной дуги, нарушится устойчивость45 процесса.Если же ток 12 уменьшить до номинального 1 г позже времени т" 1,2( - ), то приб,бгстабилизации системы из двух дуг, т.е. припрекращении процесса взрывобезопасногооплавления электродов токами короткогозамыкания, уменьшится ток основной дуги.а следооательно и глубина проплаоления,Все это будет способствовать уменьшениюдоли участия основного металла в наплавленном (возможно даже несплавленис), чтоприосдст к изменению свойств наплавлевного металла в начальный период, в отличиеих от всего наплаоленного слоя.Примером выполнения способа являет- большей величины тока на дополнительномся автоматическая наплавка под флюсом электроде, по сравнению с экспериментомОФна пластины из Ст,З размером М б. В экспериментах ЬИФ 7 и 8 при опти 150 х 30 х 16. Для антикоррозионной наплав- мальных режимах наплавки время "выдержки выбирали проволоку марки СвХ 25 Н 13 5 ки" выходит за рал 1 ки рекомендуемого, чтодиаметром 4 и 3 мм (основная и дополни- ухудшило качество формирования, Так втельная соответственно). Режимы наплавки эксперименте М 7 за счет превышения вреприведены в таблице, Запись параметров мени "выдержки",основной металл в началетока приводилась на самописцах марки Н процесса наплавки не успел расплавиться,348/4, 1 О что привело к частичному несплавлению иПосле окончания процесса наплавки подрезам.ферритометром фирмы "Ферстер" контакт-Уменьшение времени "выдержки" приным методбм определялось содержание а- водит в эксперименте М 8 к увеличениюфазы в наплавленном металле. Данный глубины проплавления из-за раннего увелиметод исследований позволяет провести 15 чения тока прямой дуги 1 з.точный сравнительный анализ содержания В экспериментах ММ 4 и 5 выдержаныа-фазы по старой и новой технологии в на- параметры режимов наплавки, входящие вчальный период наплавки, а также по всей пределы заявленных формул. Но если в эксдлине наплавленного валика, перименте М 4 основной электрод замкнутДоло участия основного металла в на через дополнительный, то в экспериментеплавленном определяли по формуле М 5 основной электрод замкнут прямо наЕ изделие, что приводит к увеличенному проЕпр + Гн плавлению основного металла из-за отсутПлощади проплавления Гп и наплавки ствия расплавленной прослойки из металлаГ, измеряли в 3-к сечениях на проплавлен дополнительного электрода и существованых микрошлифах. Результаты измерения ния в начальный период прямой "укорочена-фазы в наплавленном металле и вычис- ной" дуги,ленная доля участия основного металла в Анализ макроструктуры показал, что понаплавленном характеризуют качество про- существующему методу глубина проплавлецесса наплавки при различных режимах и 30 ния в начальный период наплавки увеличеспособах в начальный и последующий пери- на за счет большего тепловложения прямойоды ндплавки, дуги в жидкую ванну, зона термическогоПараметры режима наплавки и резуль- влияния также увеличена, в то время кактаты экспериментов приведены в таблице. глубина проплавления по предлагаемомуВ экспериментах 1 и 2 ток на дополни способу по всей длине наплавленного валительном электроде 1 наплавки был выбран ка одинакова, а зона термического влияниябольше максимально Расчетного и меньше меньше из-за меньшего воздействия прямои дуги на ванну расплавленного металламинимально расчетного по формуле 2 = 2+ в начале процесса расплавки, Таким обра, ) з, где коэффициент К = . вы 1 - 2 40 зом, предлагаемый способ наплавки позвофф Гз ляет обеспечить высокое качествоходит за рекомендуемые пределы. Неудов- наплавленного металла путем равномернолетворительнсе качество формирования го распределения доли участия основноговалика в эксперименте М 1 за счет несплав- металла в наплавленном по всей длине валения его с основным металлом связано с 45 лика, повысить производительность начрезмерным увеличением тока 3 на допол- лавки путем исключения выборкинительном электроде. В начальный период начальных Участков валиков и их заплавленаплавки горит преимущественно только ния, а также уменьшить зону термическогокосвеннаядуга,нерасплавляяосновнои е влияния в начале наплавляемого валика ииметалл, В эксперименте + 2 основной эле -исключить прожоги при сварке тонколистоРод замкнут перед наплавкс,-1 напрямую на вых изделий в начальный период.изделие, к тому же, ток на дополнительном Ф о Р м У л а и 3 о б р е т е и и яэлектроде в начальный пер 1 од наплавки Способ двухдуговой 1 наплавки, при кобыл меньше реко лендуемоо, что привело к тором независил 1 ую Лугу возбуждают междузначительному и;:оплавлею основного 55 основным и лополнительныл 1 электролдми,металла "короткой дугой. В экспериментаДугу пРялОго ЛЕйСтвия возбуждают л 1 еждУьи+ 3 и 6 набл вдается хорошее фо л 1 о 1 здел 1 еи и основным электродом, при этомп 1 е наплавлен Ого валика, но в экспери- сумму токов протекающих в процессе наФ 3 увеп чен краевой угол за счет плавки чсреэ допол 1 тельный электрод иизделие, устанавлива.от равной оку, пода1704974 12 - номинальный ток, протекающий через дополнительный электрод во время наплавки, А;1 з - номинальный ток, протекающий через изделие, А,при этом длительность начального периода процесса наплавки устанавливают по соотношению1=(0,8-1,2) ( - )2,где б 1 - диаметр основного электрода, мм;бг - диаметр дополнительного электрода, мм;с - время, в течение которого протекает ток 13. с,качество форыиоовэниа ва. лика Дола участил основного металла у.Хозффици. амг кт Вид контакта Хозфосновного злак фицм. тропа с издели емг Кеем ез Ээээду Ферстер 1 емеч елеалии) Влсыавыдаемнкм1. С. Сааречм ыйтокнадел игк Нэпранемие И.В. Сварочный токдополнмтеаьноы злаке о е Наеме. нааьный сварочный токОСЕЮЕ неы злект 1 ь А заве е/н В нана. Ноенала нальеее мамаеессд. 1 з. А В начале прс пасса Ноим- нааьмый 1 з.О.б 26-32 Через допалмее. тельный1.4 6 400 7 400 гелокое. Валик с надрезам. Нет проплавленма Плевое. увели. чена глубина пооплввлемма 0,51 2.7 ОЬ 0,7 26-32 4-11в. гтр Н И ЕЕ Н ЕЕ Е: КОЗффкаОЕЕЫЕ Кт и - т - .ХЗ М - Ч з ЫатЗаказ 152 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. 24 ос ва, Ж, Рзушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 г ваемому на основной электрод, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышениякачества наплавляемого метал геа на начальном участке, основной элект;ад перед наплавкой замыкают на иэделие через 5дополнительный электрод, а всзличину тока,протекающего через дополнительный электрод, в начальный период процасса наплавки устанавливают в соответствии ссоотношением 1013." 12+ (0,5- 0,8)1 э,где 13 - ток, протекающий через дополнительный электрод в начале процесса йаплавки, А;15 Неудоалегвори. тельное. Нет сплаеленив Неудовлетвори. тальмол. юьное п аенме Хорошее. увекеичен крае Ой УГОЛ Сыачнинма Отличное Паокое. увел чена глубина проплввлемча Хорошее