Способ изготовления пластинчатых и трубчатых электродов для электрошлаковой сварки и наплавки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 79515 3 К 25/00, Зъ 40 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАВЕДОМСТВО СССР(56) Сварка металлов плэстинчэтыми электродами (электрошлэковый метод) /Под ред,М,А.Вэсиленко. К,: Техникэ, 1966, с, 57.Электрошлэковэя технология зэ рубежом /Под ред, Б.Е.Пэтонэ. К.: Наукова думкэ, 1982, с. 177,(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛАСТИНЧАТЫХ И ТРУБЧАТЫХ ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ СВАРКИ И НАПЛАВКИ(57) Использование; электрошлэковэя сваркэ и нэплэвкэ, например, для восстэновления валков прокатных станов. Внутреннюючасть коробчатого или трубчатого каркаса изготовления плэ звестны способ этых электрода едостэткэми эт ие технологиче ых с получением к из высокоугл е высокая трудо 3-зэ необходимо тносится к электричеке плавлением и может при электрошлэковой Известен способ изготых электродов путем э требуемой толщины. ндрических поверхновосстановления валков рименяются трубчатыеизготовляются путем проката,в из пэковок и пу ст.и н лить х способов является ких трудностей, свякованых и литых зэгородистых сталей, э мкость их изготовлести механической обнэли зэнн тово тэкж ния и рэбо соб изготовления путем зэполнения листового проката энным мэтериэНедостатком известного способэ является сложность получения проката с высоким содержанием углерода и легирующих элементов, необходимых для получения требуемой прочности и твердости нэплэвленного металла. Изготовить же трубчатый электрод из высокоуглеродистого проката необходимой для нэплэвки толщины, вальцовкой, вообще. е невозможно,бэ изгото спос ктрод рошкэ делен иком т эса. Э является эркэсе, э еплэ в основогрэничиОПИСАНИ Изобретение оской сварке и нэплэбыть использованосварке и нэплэвке,товления плэстинчэвырезки из прокатПри нэплэвке цилистей, например дляпрокатных станов, иэлектроды, которыевэльцовки листового электрода заливают жидким металлом, химический состав которого обеспечивает требуемый состав нэплэвленного металла, Каркас изготовляется из низкоуглеродистого листового проката. При этом надежный электрический контакт литого металла с корпусом осуществляется привэркой его электросвэркой к выступающим нэд литой частью благодаря недоливу боковым стенкэм, Для обеспечения гарантированного недоливэ. боковые листы верхней части каркаса имеют прорези, равные по высоте толщине каркаса. Химический состав литого металла, обеспечивающий заданный состэв нэплэвленного металла, рэссчитывэется по формулам, учитывающим химические и геометрические параметры электрода и основного металла. 2 з,п, ф-лы,Известен также споплэстинчэтых электродовкоробчатого кэркэсэ изпорошковым легировлом.Недостатком данноголения плэстинчэтых элесложность удержания потакже недостаточное всвязи с тем, что проводнном служит оболочка кэркМ Недостатком указ ется отсутствие наде контакта между лито лочкой. Это приводит го .режима плавл появлению дефекто ний,без учет кои детали, см; - ши ина пл 4 ав- орм электро вает размеры наплавляемых поверхностей и свариваемых сечений.Известен способ изготовления расходуемых электродов для электрошлаковой выплавки слитков сталей и сплавов, когда в полость наружного электрода заливают металл. образующий внутренний электрод. нного способа явля- ного электрического 10 сердцевиной и обонарушению тепловония электрода и в виде несплавлеЦелью изобретения является получениепрочного высококачественного наплавленного металла при сварке и наплавке крупных деталей, например валков прокатныхстанов, гЦель достигается заливкой внутреннейчасти коробчатого или трубчатого каркасажидким металлом, химический состав кОторого обеспечивает требуемый состав наплавленного металла, Каркас изготовляется 2из низкоуглеродистого листового проката,При этом надежный электрический контакт литого металла с корпусом осуществляется приваркой его электросваркой квыступающим над литой частью благодаря 3недоливу боковым стенкам,Для обеспечения гарантированного недолива боковые листы верхней части каркаса имеют прорези. равные по высотетолщине проката, 3Если высота прорези, а следовательно,и выступающей части листа над литой сердцевиной электрода окажется меньше толщины листа, то шов, скрепляющий каркас слитой частью, будет иметь недостаточное 4сечение для прохождения тока, Высота прорези свыше толщины листа создаст неудоб.ства для наложения качественного шва,С целью исключения недопустимых деформаций электрода при заливке жидким металлом боковые листы корпуса фиксируются проставками, привариваемыми к листу, а сам каркас фиксируется упорами, Для предбтвращения прожогов боковых листов в случае заливки перегретого металла места концентрированного нагрева боковых стенок корпуса охлаждаются,Химический состав литого металла, обеспечивающий заданный состав напл ленного металла, рассчитывается по фмулам.В случае сварки пластинчатьдом: в случае наплавки цилиндрическим электродом: где Сн - заданное содержание химического элемента в наплавленном металле, %;Сж - содержание химического элемента в литом металле электрода, %;Со - содержание химического элемента в основном металле, подвергаемом сваркеили наплавке, %;С - содержание химического элемента в металле листового проката оболочки каркаса электрода, %;Ь - ширина наплавки или шва а проплавления, см;г - глубина проплавления основного металла, см;д - толщина свариваемого металла, см:М - 1 олщина электрода, см;а - толщина литой части электрода, см;О, К - ширина и величина усиления со стороны формирующего устройства при электрошлаковой сварке стыкового соединения, см;- толщина листовой оболочки электсм;.- диаметр наплавляемой цилиндричеР астинчатого электрода;см,По данному способу был изготовленопытный цилиндрический электрод для наплавки валка диаметром 100 см, слоем толщиной 10 см, Химический состав, жидкогометалла, исходя из необходимости получения наплавленного слоя содержит углерода0.9%; хрома 0,9%; ванадия 0,15% при величине проплавления основного металла 2 см.Металл валка ст 40 Х (С = 0,4%, Сг = 0,5%)толщина литой составляющей 3,6 см, каркасизготовлен из стали 3 толщиной 1,2 см, Состав: углерод 0,15%; хром 0,2%, Химическиеэлементы, подсчитанные по формуле: углерод 1,55%; хром 1,48%; ванадий 0,29%,Пример расчета содержания углерода влитом металле цилиндрического электродадля наплавки валка прокатного стана.98+ 281 ,1,5) принимаем 1,28 О,Проверка в лабораторных условиях по 0 казала близость расчетных и экспериментальных значений,Предложенный способ изготовленияэлектродов. позволяет осуществлять сваркуи наплввку инструментальных сталей, в час 5 тности восстанавливать отработанные валки прокатных станов, получая тем самымбезотходную технологию. Кроме того, появляется возможность увеличить эксплуатационную стойкость валков за счет нанесениянаплавленного слоя, более прочного посравнению с металлом валка.Формула изобретения1. Способ изготовления пластинчатых итрубчатых электродов для электрошлаковойсварки и наплавки сталей путем изготовления коробчатого или трубчатого каркаса изнизкоуглеродистой стали и заполнениявнутренней части жидким металлом, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения0 прочности и качества наплавленного металла при изготовлении преимущественно валков прокатных станов и роторов турбин,боковые листы оболочки каркаса в верхнейсвоей части приваривают электросваркой клитой части электрода, при этом заполнениекаркаса производят с недоливом,2,. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что боковые листы оболочки каркасадля качественной их приварки имеЮт в вер 0 хней части прорези, обеспечивающие недолив жидкого металла до верхних кромокбоковых листов каркаса глубиной, равнойтолщине этих листов,3. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я5 тем, что; с целью получения заданного химического состава наплавленного металла химические элементы литой части электродарассчитывают по формуламв случае сварки пластинчатым электродом -0 держание углерода ве; 0,9%;углерода в основном- з анное м мета е кани где нап лавленно Со - сод реталле, 0,4 О, Сл - соде ржтового проката углерода в металле ли очки каркаса, 0,15; вки без учета проплав ние бол пла Ь - ширинаия, 10 см; авления основного г- глубинаалла, 2 см; трода, 6 см;й части электрода Й - тол а - тол эл 20ина листовой оболочки каркаса2 см;етр наплавляемой цилиндриче 100 см,Сж М - толщ ктрода, 1 б -диам й детали, О,Р100 ержания углерода в того электрода для стана.по формуле: 35 гд на е Сн - заданноеплавленном метСо - содержанметалле, подвергаеСл - содержа нистового проката обда; 0,15 У,;Ь - ширина шния, 12 см;г - глубина проталла, 2 см;д - толщина100 см содержание углеролле, 0,9 ;ие углерода в основмом сварке, 0,9%;е углерода в меолочки каркаса м талле ли- .электро без учета проплавлелавления основного ваемого металла,2 г,8 см;электрода, 5 см;со стороны форсм;со сторо ф рй - тол щина - толщинаО - ширинирующего устК - величинирующего устМ - толщинода, 1,5 см; а электрод литой част а усиления ройства, 14 а усиления ройства, 1,5 э листовой ектродом б - г )г ны о см,оболочки электб+Ь Ь Расчет выполняется по формуле; Сж =0,15212 1,548З,бпринимаем 1,55 ,Пример расчета содлитом металле пластинчасварки валка прокатногоРасчет выполняется- ширина пластинчатого электрода,98 лучае наплавки трубчатымСж =Сн о+Ь-.г Ь+г - СЗаказ 4408 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 где Сн - заданное содержание химического элемента в наплавленном металла, ф;См - содержание химического элемента в литом металле электрода, 7 ь;Со - содержание химического элемента в основном металле, подвергаемом сварке или нвплавке, Я,:Сл - содержание химического элемента в металле листового проката оболочки каркаса, ;Ь - ширина наплавки или шва без учета проплавления, см; Й - толщина электрода, см;а - толщина литой части электрода, см; О, К - ширина и величина усиления состороны формирующего устройства при 10 электрошлаковой сварке стыкового соединения, см;М - толщина листовой оболочки каркасаэлектрода, см;б - диаметр наплавляемой цилиндриче ской детали, см.