Способ электродуговой обработки и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 19) 51)5 В 23 К 9/08, 9/04, 9/18 ИТЕТКРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОБРЕТЕНИЯ ИСА У СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОР плавкой под слоем флюса. Цель изобретения - обеспечение стабильности процесса наплавки под слоем флюса в широкоМ диапазоне режимов и повышение качества наплавленного металла. При дуговой наплавке с управляющим магнитным полем на постоянную составляющую магнитного потока накладывается составляющая импульсного магнитного потока. формируемого однонаправлен н ым плоскопараллельн ым. Устройство включает головку с мундштуком для направления плавящегося электрода, бун-. кер для флюса, соединенный с прогнутым каналом для подачи флюса. Канал выполнен Г-образным в сердечнике электромагнита. Сердечник выполнен Г-образным с рабочим торцом, параллельным продольной части Гхозяйственный, 1973.тво СССР8, 1987.ДУГОВОЙДЛЯ ЕГО О БРА- ЩЕся к дуговой свар ием и может быть ановлении изновтоматической наобразно ф-лы, 3 и канала для подачи флюса, 2 с Изобретение относится к дуговой сварке с магнитным управлением.и может использоваться при восстановлении изношенных деталей машин автоматической наплавкой под слоем флюса.Цель изобретения - обеспечение стабильности процесса наплавки под слоем флюса в широком диапазоне режимов и повышение качества наплавленного металла.На фиг,1 изображена временная диаграмма электромагнитного поля; на фиг.2 - устройство для осуществления способа; на фиг.3 - схема силовых линий плоскопараллельного магнитного поля.Сущность способа заключается в том, что на постоянную составляющую магнитного потока Ф 1 накладывается составляющая импульсного магнитного потока Ф (фиг,1),. формируемого однонаправленным плоскоараллельн асполагают араллельнь ез вертикал еречного се ым, силовые линиив вертикальных их плоскости, прохоьную и гориэонтальнчения наплавляемог которого оскостях, ящей чею оси поизделия,Устройство для осуществления способа электродуговой обработки (фиг.2) в плоско- параллельном импульсно-однонаправленном электромагнитном поле включает головку 1 с мундштуком 2 для направления плавящегося электрода, бункер для подачи флюса 3, соединенный с изогнутым каналом для подачи флюса, установленные с.зазором относительно мундштука, и электромагнит 4 с сердечником. Канал для подачи флюса 5 выполнен Г-образным в сердечнике электромагнита 4, Сердечник выполнен Г- образным с рабочим торцом, параллельным(57) Изобретение относитке с магнитным управлениспользовано при восстшенных деталей машин а 1708555 А 1создаваемый деухполупериодно выпрямленным током промышленной частоты, вы-40 45 50 продольной части Г-.образного канала 5 для подачи флюса.Способ осуществляется следующим образом.Магнитный поток % импульсной составляющей плоскопараллельного электромагнитного поля, конфигурация силовых линий в вертикальной плоскости которого показана на фиг.З, на протяжении каждого импульса, длительность которых равна 0,01 с, возрастая, перестраивает форму столбасварочной дуги в колоколообразную, а снижаясь, воз в ра щает ее в естественную, соответствующую дуге в отсутствии внешнего электромагнитного поля, При наибольшем значении импульса магнитного потока активное пятно сварочной дуги на. поверхности наплаеляемого изделия, рассредоточенное во время перестройки ее столба, прйобретает форму эллипса, длинная ось которого в этот момент имеет наибольшее значение по величине. Ширина наплаеляемых валиков при этом увеличивается, глубина проплавления основного металла уменьшается. В следующий момент времени с понижением величины импульсной составляющей магнитного потока возрастают силы пинч-эффекта и вследствие изменения электропроводности ферромагнитного изделия по мере его проплавления столб сварочной дуги сжимается, глубина проплавления основного металла увеличивается. Однако постоянная составляющая магнитного потока Ф (фиг.1) удерживает столб сварочной дуги в колоколообразной форме с рассредоточенным пятном нагрева на детали. Импульсный магнитный поток Ф 2 (фиг.1),зывает появление в расплаее сварочной ванны импульсных пондеромоторных сил, которые способствуют измельчению структуры наплаеденного металла, подавляя дендритную кристаллизацию. Скорости же вращения сварочной дуги и жидкого металла сварочной ванныне достигают пределов, при которых нарушаются защита зоны горения дуги и стабильность процесса при величине магнитной индукции более 0,025 Тп и частоте следования импульсов плоскопараллельного электромагнитного поля до 50Гц, когда длительность импульсного магнитного потока становится равной длительности самого импульса. Способ электродуговой обработки в плоскопараллельном электромагнитном поле с применением устройства осуществляется следующим образом. 5 10 20 25 30 При пропускании по обмотке электромагнита 4 (фиг.2) двухпопупериодно выпрямленного тока промышленной частоты в зоне сварочной дуги и расплава сварочной ванны создается плоскопараллельное электромагнитное поле, имеющее форму силовых линий 6 (фиг.З). Флюс из бункера 3 (фиг.2) через канал 5 сердечника электромагнита поступает в зону наплавки и, расплавляясь, образует шлаковый пузырь, который обеспечивает защиту расплава сварочной ванны от воздействия атмосферного воздуха,Длительность импульсной составляющей магнитного потока Ф равна длительности паузы и соответствует установленному значению частоты электромагнитного поля. Амплитуда магнитного потока регулируется изменением величины магнитной индукции поля. Величина постоянной составляющей магнитного потока Ф 1 меньше импульсной и устанавливается в зависимости от значения последней.П р и м е р. Предлагаемым способом с помощью устройства наплавляли образцы из стали 45 диаметром 70 мм с использованием электродной проволоки марки Нп-ЗОХГСА диаметром 2 мм, Образцы наплавляли автоматической головкой АОМ, источником тока для наплааки служил сварочный преобразователь АД. Катушка электромагнита имеет обмотку с числом витков,500 медной проволоки марки ПЭФи питается двухполупериодно выпрямленным током промышленной частоты. Сечение сердечника электромагнита имеет размеры 26 х 26 мм, диаметр канала в нем 16 мм,Образцы наппавляли на форсированном режиме со скоростью 20 м/ч на токе обратной полярности= 300 А при рабочем напряжении О = 32 В. Скорость подачи электродной проволоки Чп.п. = 144 м/ч, вылет электродаэ = 60 мм, Параметры плоскопараллепьного электромагнитного поля следующие: величина магнитной индукции В = 0,028 Тл, частота импульсной составляющей магнитного потока 1 - 10 Гц. Соотношениепостоянной и импульсной составляющих магнитного потока - 3/4. Ширина валиков, наплавленных в электромагнитном поле, получается на 30-356 больше, а глубина проплавления основного металла на 40-500 меньше по сравнению с наплавкой без поля. Структура металла, наплаеленного в плоскопараллепьном электромагнитном поле, получается однородной, мелкозернистой, с подавлением дендритной кристаллизации.Наплавка образцов на укаэанном режиме без магнитного поля приводит к нарушению стабильности процесса и неудовлетворительному формированию валиков и структуры наплавленного металла,Таким образом, изобретение позволяет при восстановлении изношенных деталей машин автоматической наплавкой под слоем флюса обеспечить стабильность процесса в широком диапазоне его режимов и повысить качество наплавленногометалла,формула изобретения 1. Способ электродуговой обработки, при котором на сварочную дугу и сварочную ванну воздействуют электромагнитным полем с постоянной и импульсной составляю-. щими магнитного потока, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечения стабильности наплавки под флюсом в широком диапазоне режимов и повышения качества нанлавленного металла, импульсный магнитный поток формируют однонаправленным плоскопараллельным. силовые линиикоторого располагают в вертикальных плоскостях, параллельных плоскости, проходящей через вертикальную и горизонтальную5 оси поперечного сечения наплавляемого иэделия.2. Устройство для электродуговой обработки, содержащее головку с мундштукомдля направления плавящегося электрода,1 О бункер для подачи флюса, соединенный сизогнутым каналом для подачи флюса, установленные с зазором относительно мундшгука электромагнит с сердечником, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения15 стабильности наплавки под флюсом в аироком диапазоне режимов.и повышения качества наплавленного металла, канал дляподачи флюса выполнен Г-образным в сер-дечнике электромагнита, сердечник выпол 20 нен Г-образным с рабочим торцом,параллельным продольной части Г-образного канала для подачи флюса,1708555 Составитель Г.КвартальноваРедактор М,Товтин Техред М.Моргентал Корре евс Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гага рина аказ 389 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113 О 35, Москва, Ж, Раушская наб 4/5