Способ электрошлаковой наплавки

О П- И С-А Н И Е 1111775943ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ьоюз Сснетских Социалистических республикпо делам изобретений (43) Опубликовано 23.10,82. Бюллетень39 и открытий(45) Дата опубликования описания 23,10.82Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ 11 АПЛАВКИ ГосУдаРстеенный комтот (23) П о итПриоритет Изобретение относится к области восстановления и упрочнения быстроизнашивающихся изделий, например черпаков драг, за счет нанесения электрошлаковой наплавкой значительной массы металла,Рост добычи драгоценных металлов и других ценных полезных ископаемых во многом обеспечивается развитием и интенсификацией дражного способа добычи,Рабочий орган драги - черпачная цепь, взаимодействуя с грунтом забоя, испытывает значительные абразивные и ударные нагрузки. Режущие кромки черпаков быстро изнашиваются. Черпак емкостью 380 л и весом 1850 кг за год эксплуатации теряет 80 - 120 кг металла, затем его отправляют в металлолом.Производительность драги, оснащенной изношенными черпаками, снижается -на 30%. Задача реставрации изношенных черпаков и продления их срока службы является актуальной.Известен способ печной отливки козырька в земляную форму с последующей ручной сваркой отливки с изношенным черпаком 1). Этот способ имеет ограниченные возможности по применяемым материалам и низкую производительность при сварочных работах. Реставрация одного черпака емкостью б 00 л длится 12 смен, Повышение производительности затруднено также пзза плохой сварпваемости стали 110 Г 13 А, нз которой изготавливают черпаки н козырьки.д Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к описываемому изобретению является способ электро- шлаковой наплавки, при котором изношенную гасть изделия предварительно отлива О ют из металла расплавляемых подвижныхэлектродов в формирующем кристаллизаторе, который подключают к одному из полюсов источника питания, а затем отлитую изношенную часть приваривают к неизно шенной части изделия 2.Опробованпе известного способа дляэлектрошлаковой наплавки черпака драги выявило следующие недостатки известного способа.20 В связи с тем, что рабочая кромка черпака, подлежащая реставрации, имеет значительную протяженность (до 1700 мм), в качестве электродного материала применилп группу подвижных электродов в коли честве 12 штук, установленных с определенным шагом. Большое количество электродов способствует неравномерному распределению тока, что сказывается на интенсивности плавления электродов, приводит к ЗО неравномерному распределению тепла и, 775943как следствие, к нсудовлствор)псльцому формпроьанпю поверхности отливки ос)- бсццо краевых участков), а в целом - к низкому качеству наплавленного металла, Группа подвижных электродов получилась громоздкой - ес вес вместе с токоприемником превысил 250 кгс,Известная технология элсктрошлаковой наплаВки предусмат 1 эиваст тг 1 к)кс пода 11 у, подогрев и оплавленис заготовки изделия, по затруднено применительно к таким массивным изделиям, как черпаки драг.Целью настоящсго изобретения является повышение качества наплавкп путем выравнивания тепловых условий и сокращсния количества подвижных электродов,Поставленная цель достигается тем, что перед отливкой изношенной части изделия к свариваемой кромке цеизношешой части изделия по ее периметру, в промежутках между плавящимися подвижными электродами, прпваривают прихватками пластины, которые затем расплавляют в кристаллизаторе одновремсшо с подвижными электродами, при ем прп расплавлспии пластин пх подключаОт вместе с Г)одви 5 кныхи электродами и изделием к одному полюсу источника питанги, а кр)сталлнзатор - к другому, а после расплавления пластин и 011;а 11- ления сварпваемой кромки изделия к одному полюсу источника п)пания по;ГклОчак)т изделие и кристаллпзатор, а к другому полюсу подключают подвижные электроды,Количество подвижных электродов сокращается применением неподвижных пластин, укрепленных на кромке заготовки, которые наряду с подвижными электродами у:)аствуют в формировании изношенной части изделия. Такое сочетание элскгродо)з и пластин способствует также стабилизации тепловых условий при электрошлаковой наплавкс за счет равномерного и одновременного расплавления электродного материала.На фиг, 1 представлена схема электро- шлаковой наплавки участка рабочей кромкп черпака драги по предложенному способу; на фиг, 2 показан участок готового изделия; на фиг. 3, 4, 5 - стадии процесса наплавки.Подготовка изделия 1 под наплавку включает в себя кислородную зачистку кромки и вырезку" специальных отверстий для подачи подвижных электродов 2 большого сечения .(фиг, 1). Затем к подготовленной кромке в промежутках между отверстиями крепят прихватками пластины 3, после чего кромку черпака с приваренными к ней пластинами устанавливают внутри изолированцого кристаллизатора 4, а подвижные электроды 2 закрепляют в суппорте наплавочного аппарата и погружают в отверстия в кромке черпака, как показано на фиг, 3,Процесс реставрации черпака осуществляется следующим образом. г д 10 20 30 35 40 50 55 60 05 Сны чалпр Овод 5 т элек рогпл акову 10 От ливку 5 козырька черпака, т. с. отлпваюг его изношенную часть, Грп:ю 1, отливка роз:51 ирусС 51 как за счет расплаВлени 51 подвижных электродов 2, так и за счет расплав 1 сни 51 псподВпжных пластин 3, что сВ 51- зано с подьемом уровня шлака. Такая комбшация электродов позволила сократить количсспзо подвижных электродов до 6.В период отливки козырька черпака на по,Визкныс электроды и изделие пода;от ОдпнакОВОС по фазе пли ПО,15 рносГП цапэ 51- жсцие (о одного полоса источника питанпя), акр 1 ста 1 л 5 ЗатОр - Г 1 эоИВОположное.Следующая стадия цроцссса на-шнается когда поднимающаяся шлаковая ванна достатоц)о прогреет и оплавпт кромку черпака (фиг, 4). При этом заканчивается отливка козырька, и жидкая металлическая ванна приближается к кромке черпака. Б этот момент производят переключение напряжения по фазе, при ез одинаковое по фазе напряжение от одного полюса источника питания подают на из елие и кристаллизатор, протпвоцоложнос - ца подьижные электроды. 11 родолжать процесс, не переклю ая напряжения, нельзя, так как это приведет сначала к расстройству элсктрошлакового процесса, а затем ц к короткому замыкашцо цепи.Заключительная стадия процесса -- приварка отлитого козырька к черпаку (ф 11 г. 5). При это 1 расходуются подВижныс электроды. Надежное сплавление обеспечено большим запасом тепла, накопленным зкидкпм металл , и оплавлением кромки черпака.Использование предлагаемого способа электрошлаковой наплавки обеспечивает по сра)зпецию с существую 1 цимп следующие прспмущества:выравниваются тепловые условия при отливкс изношенной части изделия, улучшается формирование и в общем качество наплавленного металла;сокращается количество и вес подвижных электродов, что упрощает подготовительные технологические операции;исключается необходимость в предварительной печной отливке изношенной части с последующей ручной приваркой ее к изделию;расширяется возможность легирования цаплавленного металла, что позволяет значительно увеличить срок службы изношенных изделий.Годовой экономический эффект от внедрения предложенного способа электрошлаковой наплавки черпаков емкостью 380 л в объединении .1 ензолото составит 250600 руб.П р и м е р. По заявленному способу электрошлаковой наплавки был наплавлен об. разец черпака емкостьо 380 л.35 40 Размеры обр азца, я Вл я 10 цегося за Гото В- кой под наплавку, составляли 60 ХЗООХ Х 1200 мм. К кромке образца, имеющей длину 1200 мм, прикрепили пластины прямоугольного сечения размером 40 ,150 Х ХЗОО мм в количестве трех штук (неподвижные электроды) . Расстояние между пластинами - 70 мм.Подвижными электродами служили ци-. линдрические стержни Ы 50 мм, закрепленные в суппорте установки А.Все электроды и заготовка изготовлены из высокомарганцовистой стали 110 Г 13 Л.Конструкцию из заготовки неподвижных и подвижных электродов поместили в водоохлаждаемый кристаллизатор, изолированный от заготовки. Напряжение междугруппой электродов и кристаллизатором составило 42 В. После начала процесса установился следующий режим плавления подвижных и неподвижных электродов:напряжение - 35 В,ток на подвижных электродах - 6000 А, ток на неподвижных пластинах - 5000 А.По окончании расплавления неподвижных электродов - пластин и оплавления заготовки произвели переключение напряжения: заготовку подсоединили к кристаллизатору и напрякение между заготовкой и кристаллизатором с одной стороны и подвижными электродами с другой стороны составило 35 В, в режиме плавления, при этом ток на подвижных электродах составил 7000 А.Биметаллический образец, извлеченный из кристаллизатора, отличается высоким качеством формирования поверхности наплавленного металла и надежным соединением его с заготовкой.Выводы о полезности объекта.Предложенный . способ электрошлаковой наплавки обеспечивает получение наплав 5 10 15 20 25 зо ленного металла высокого качества и может быть использован для наплавки изношенных деталей, например черпаков драг формул а изобретенияСпособ электрошлаковой наплавки, при котором изношенную часть изделия предварительно отливают из металла расплавляемых подвижных электродов в формирующем кристаллизаторе, который подключают к одному из полюсов источника питания, а затем отлитую изношенную часть приваривают к неизношенной части изделия, отличающийся тем, что, с целью повышения качества наплавки путем выравнивания тепловложения и сокращения количества подвижных электродов, перед отливкой изношенной части изделия к свариваемой кромке неизношенной части изделия по ее периметру, в промежутках между плавящимися подвижными электродами, приваривают прихватами пластины, которые затем расплавляют в кристаллизаторе одновременно с подвижными электродами, причем при расплавлении пластин их подключают вместе с подвижными электродами и изделием к одному полюсу источника питания, а кристаллизатор к другому, а после расплавления пластин и оплавления свариваемой кромки изделия к одному полюсу источника питания подключают изделие и кристаллизатор, а к другому полюсу подключают подвижные электроды. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Хисматулин Е. Р Лушней М. К., Герасимов Е. А, Наплавка и сварка деталей из стали Г 15 Л, Сварочное производство, 1965, Мо 11, с, 18 - 20.2, Авторское свидетельство СССР М 210284, кл. В 2 ЗК 25/00, 31.10.66.,г1 Изд.2 сударственного ко 113035, Москва, 7 Тираж 115 итета СССР по делам и (-35, Раушская наб., д. Подписноебретеннй и открытий