Способ электрошлаковой наплавки и устройство для его осуществления

(51) М. К В 25 к 2500 В 23 к 57/06 Государствеииый комитет Соввтв Министрвв СССР оо делам изабретеиий и открытий(45),Дата опубликовании от 2)Авторы В,С, Сидорово, Л,И. Падиаров, Ч.А. СагинС .И, Тимонин и М.Т. Ахметбеков 1) Заявитель арагандинский политехнический институт(54) СПОСОБ Э;1 ЕКТРОИЛАКОВОй НАПЛАВ(И УСТРО 1 СТВО,ИЯ ЕГО ОСГс ЕСТВЛЕНИ Изобретение Относится к Области ремонта и изготОвления конструкций и деталей машин и исполь зуется, например, при ремонте отверстии в теле барабанов паровых котлов в месте примыкания к ним патрубков, при ремонте проушин шарнирных соединений в стрелах грузоподьемных машин и т.д.Известен сдособ ремонта цилиндрических повврхностеи с помощью многопроходной ручной или автоматической дуговой сварки.Однако такой способ недроизводителен и не обеспечивает высокого качества наплавлвнного металла из-за Образования шлаковых включений между слоями надлявки.Известен способ злектоошлаковой наплявки поверхностей тел вращения, при котором электродами наводят шламовую и металлическую ванны контактирующие с на-. плавляемо 4 доверхностью, и осуществляют принудительное формиро 2вяние наплявленного металла в зязоре между наплавлявмой поверхностью и формирующим устройством,Однако шлаковую ванну наво дят в кольцевом зазоре между надлавляемой доверхностью и формирующим устройством и электроды располагают в этом же зазоре. При таком способе сварки устойчивый 1 о,электрошляковый процесс возможенпри толщине наплавляемого слОя неменее 14 мм, а мощность процессаи скорость сварки невелики вследствие опасности перегрева шлако вой ванны и ухудшения качестванаплавленного металла.Для повышения качества ипроизводительностиаплавки попредлагаемому способу шлаковую и ю металлическую ванны наводят поВсему внутреннем сечению 07 ВОЯстия наплавляемои детали, а электроды располагают вне зазора междунаплавляемой поверхностью и Форми рующим устройством.,Устройство для осуществления предлагаемого способа элактрошлаковой наплавки представляет собой формирующий кристаллизатор с наружной цилиндрической повархпостью, расположенный на расстоянии толщины наплавлвнного слоя от поверхности детали с возможностью перемещения вдоль вв образующей.Оно отличается тем, что в верхней части кристаллизатора смонтирован поддон в виде диска, служащего для наведения и перемещения шлаковой и металлической ванн.Поддон может быть изготовлен из огнеупорного теплоизоляционного материала, что способствует сохранению расплавлан;ого пДисадочного материала над поддоном в жидком состоянии и улучшает условия кристаллизации наплавлявмого слоя.На чертеже представлено предлагаемое устройство для осуществления способа элвктрошлаковой наплавки.Устройство содержит начальную кольцевую технологическую приставку 1, корпус 2 формирующего кристаллйзатора, поддон 3 в виде диска, конечную кольцевую технологическую приставку 4, электроды 5, сварочный флюс Ь, шлаковую вайну 7, металлическую ванну О, наплавляамую деталь Э и наплавлвнный слой 10.Способ осуществляют следующим образом.Устанавливают начальную и конечную кольцевыв технологические приставки и формирующий кристаллизатор, состоящий из корпуса 2 и поддона 3. При этом кольцевой зазор между поверхностью детали и поверхностью формирующего кристаллизатора должен быть постоянной ширины, равной толщине наалавленного слоя. На поверхность поддона 3 насыпают слоИ сварочного флюса 6, Количество флюса должно быть не меньше необходимого для образования шлаковой ванны 7 заданной глубины скак правило, в пределах 25-40 мм). Вводят сверху электроды 5 располагая их равномерно по окружности и на равном расстоянии от поверхности детали.Для болев полного использования тепла, выделяемого при электрошлаковом процессе, электроды располагают на малом расстоянии от поверхности детали. 8103Процесс возбуждают замыканием одного или нескольких электродов б на поверхность детали Э илина начальную кольцевую технологи 5 ческую приставку 1. Возбудившаяся в начальный момент дуга гаснет под действием образующейсяшлаковой ванны. Последовательновключают подачу остальных электродов. Образующаяся в результатерасплавления флюса б шлаковая ванна 7 заполняет вначале кольцевойзазор между поверхностью деталии поверхностью кристаллизатора, азатем всв внутреннее сечение отверстия наплавляемой детали надподдоном 3. При этом флюс в зависимости от диаметра отверстия может расплавиться не вась, а сохраниться в центре, образуя холмик,выступающий над поверхностью шлаковои ванны. Эта часть флюса является резарвйой и в дальнейшем компенсирует расход шлака на гарниссаж и угар. Новыв порции флюса подсыпают в центральную часть, увеличивая высоту холмика,Температура образовавшейсяшлаковой ванны неодинакова по сечению отверстия. Наибольшая температура вблизи электродов 5 истанки наплавляамого отверстия,а налменыая на периферии возлези холмика флюса Температура вблизиэлектродов и станки отверстия достаточна для расплавления электродного и основного металла. Чтобыдобиться равномерного оплавлениястанки отверстия по всему пари 4 О метру, использудт больюв количество электродов и располагаютих на малом расстоянии один от другого (15-30 мм) или придают электродам возвратно-поступательное45 движение по окружности. Электродырасплавляют в шлаковой ванна надподдоном 3. Жидкий металл стекает в кольцевой зазор между поверхностью детали и поверхностьюкристаллизатора, образуя ванну 8.Поскольку теплоотвод из металлической ванны происходит в стенкуотверстия и в закристаллизовавшийся слоИ наплавленного металла(теплоотвод в поддон 3 весьма мал,так как он изготовлен из твплоизоляционного огнеупорного материала), кристдллиты наплавленного слоя растут от стенок отверстия и вверх. Благодаря такомуросту кристаллитов последниепорции металла кристаллизуютсяне посредине наплавленного слоя,а 4015а на наружной его доверхности. При этОм вредные дримесий кристаллизующиеся в последнюю очередь, вытесняются за дределы слоя наплавки, что повышает качество надлавлейного слоя и значительно увеличивает скорость надлавки.По мере кристаллизации наплавленного слоя 10 формирующий кристаллизатор поднимают с помощью 10 гидравлического или механического домкрата или любого другого устройства. Скорость подъема кристаллизатод равна скорости надлавки. 15Заканчивают процесс на конечной кольцевой технологической дриставке 4 таким образом, чтобы вывести металлическую вайну за дределы сечения надлавляемой детали 8,20ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ электрошлаковой 25 наплавки, дреимуществ 8 нно внутренней цилиндрической поверхности, при котором электродами наводят шлаковую и металлическую ванны, контактирующие с надлавляемой йо- зо 6веохностью и осуществляют дринудитвльнов форнированив нанлавлвнного металла в зазоре между наплавляемой поверхностью и формирующим устройством, о т л ича ю щ и И с я тем, что, с целью повышения качества и дроизводительности надлавки, шлаковую и металлическую ванны йаводят до всему Внутр 8 ннему сеч 8 нию Отверстия наплавляемой детали, а электроды располагают вне зазора межд надлавляемой поверхностью и формирующим устройством.2. Устройство для осуществления способа электрошлаковой надлавки до д. 1 дредставляющее собой орнирухавт кристалливатор с наружной цилиндрической доверхностью, расдоложенный на расстоянии толщины наплавленного слоя от поверхности детали с возможностью перемещения вдоль 88 образующей , отличаю - щ е а с я тем, что в верхней части кристаллйзатора смонтирован доддон в виде диска, служащего для наведения и перемещения шлаковой и металлической ванн,3 Л ираж 1 ф 7 едак ор Н. Суханова Состави ель М фнног 1 наоб 113035 релнривтие Патен 1 И 11 Г 11 осуларствено лева Москва,комитета Совеа Ииннсг стеннй и открытий Раушская наб., 4Москва, Г 59, Берсиконская наб