Способ электродуговой наплавки

(56) Авторское свидетельство СССРМ 556909, кл. В 23 К 9/04, 1977,(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ НКИ АПЛАВсварке и мое ктродуговой для восстаоверхностей, е качества и и. Наплавку ыполняют лесится к о при эл ектродом енных и овышени наплавк еталей в ением формиру- .чий электрод ачим электродом с при щей подкладки, ле дки. Лежачийнаплавляемойей нием формиру электрод расп поверхности и ющейлага ютд угломдэл + 32 Изобретение относится к производству и может быть ис для наплавки узких поверхностеЦель изобретения - повыше ва и производительности наплаНа фиг. 1 изображена схем на фиг, 2 - разрез А - А на фи расположения электрода с мет крупкой в качестве присадочно ла); на фиг, 3 - то же (схема ра электрода с пластиной в качеств ного материала),Наплавку узких ност производят лежачим дом подкл вдоль к а где К - коэффи равный 2 - 4 граддэл - тол щ при этом ширин соотношения иент п/мм;на эле опорциональности тродарода мм,ределяют из уэл жения адоч(2)емой повер ей деталей с применеповерх электро ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ(57) Изобретение отно жет быть использован наплавке лежачим эл новления узких изнош Цель изобретения - и производительности узких поверхностей д сварочномупользованой, ние качествки.а наплавки; г. 1 (схема аллической го материасполо е р с 1697994 А 1 располагают вдоль наплавляемои поверхности, устанавливая угол между поверхностью и широкой плоскостью электрода равным а= (0,6 - 0,8)К(дэл+ 3)/2, где К - коэффициент пропорциональности, равный 2 - 4 град/мм; дэл - толщина электрода, мм. Ширину электрода определяют как Ьл = (0,6 0,8)(Якр + 15), где Икр - ширина обрабатываемой поверхности, мм, Место расположения электрода определяют из сооотношений а =(0,4 - 0,6)(2 дэл + 9)/3, Ь= = а + 0,3 дэл, где а - наименьшее расстояние электрода от поверхности, мм; Ь - наименьшее расстояние электрода от подкладки, При наплавке длинных поверхностей используют два лежачих электрода, при малой длине поверхности - один электрод. В качестве дополнительного присадочного материала используют металлическую крупку или пластину, 1 табл., 3 ил,Яэл =0,6 - 0,%акр +где Икр - ширина обраности, мм, 169799410 20 30 35 40 45 50 а место расположения электрода определяют из соотношения;а щ(О,4 - 0,6) ( " ), (3)Ь=а+03 дэп, (4)где а - наименьшее расстояние электродаот поверхности, мм,Ь - наименьшее расстояние электродаот формирующей подкладки, мм,Повышение качества достигают за счет.расположения электрода под углом к наплавляемой поверхности и на определенном расстоянии от нее и формирующейплощадки, что обеспечивает равномерноепроплавление по всей поверхности, так какдуга между электродом и наплавляемойповерхностью горит в средней части этойповерхности. Увеличения производительНости достигают за счет обеспечения возможности оператору обслужить несколькопостов при данном способе наплавки,Способ осуществляют следующим образом.Подлежащее наплавке изделие 1 устанавливают на формирующую подкладку 2так, чтобы его наплавляемая поверхность 3была расположена в вертикальной плоскости, Наплавка может выполняться однимили двумя пластинчатыми электродами 4.Пластинчатые электроды 4 одним концом закрепляют в электрододержателях 5,при этом широкую плоскость электрода 4располагают под углом а к наплавляемойПоверхности 3 изделия 1.Геометрические параметры а,дэл, а, Ь,Определяющие расположение электрода и егоРазмер, определяют из уравнений 1 - 4.Электроды 4 изолируют от изделия 1 иформирующей подложки 2 по всей длине, заисключением участка 6 в конце электродов4, слоем сварочного флюса 7. Далее на сварочный флюс 7 по всей длине электрода 4,включая участок 6, укладывают дополнительный присадочный материал 8 в видеметаллического порошка, крупки, прутковили пластин, все засыпают слоем сварочного флюса 7,Для наибольшей эффективности использования тепла дуги количество дополнительного присадочного . материала (Одп)берут от количества расплавляемой массйэлектродного материала (Сэл) в соотношении= 1,0 - 2,0 (100 % - 200,% ) К электрвдодержателям 5 и изделию 1 подключают тоководы. При включении источника питания возбуждается электрическая дуга между концами электродов 4 на участке 6 и изделием 1 благодаря отсутствию в этом месте сварочного флюса 7 и наличию дополнительного присадочного материала (порошкового металла). Сварка ведется в противоположных направлениях от участка 6 в сторону электрододержателей 5. При небольшой длине наплавляемой поверхности используют один электрод, В этом случае свободный конец электрода 4 замыкают присадочным материалом (в виде металлического порошка, крупки) с изделием 1, Ширина электрода 4 (Ьл) берется больше ширины наплавляемой поверхности 3 (Якр) с тем, чтобы обеспечить контакт (соприкосновение) дополнительного присадочного материала 8 с поверхностью электрода 4 и в то же время исключить замыкание его с изделием 1.Расположение пластинчатого электрода 4 под углом к наплавляемой поверхности 3 изделия 1 вызывает горение дуги между электродом 4 и наплавляемой поверхностью 3 в средней части последней, что обеспечивает равномерное проплавление по всей наплавляемой поверхности 3. Этого не происходит в случае параллельного расположения пластинчатого (ленточного) электрода относительно плоскости наплавляемой поверхности 3.При увеличении угла наклона электрода 4 верхняя часть электрода 4 удаляется от наплавляемой поверхности 3 и активное пятно дуги больше локализуется в нижней части электрода 4. При этом уменьшается величина сварочного тока при всех прочих равных периметрах наплавки и глубина проплавления верхней части кромки. Уменьшение глубины проплавления изделия 1 снижает разбавление наплавленного металла основным металлом,Расстояния а и Ь (Ь всегда больше а) от изделия 1 и формирующей подкладки 2 обеспечивает проплавление нижней части йаплавленной поверхности 3 и исключает воэможность горения дуги между электродом 4 и формирующей подкладкой 2.Экспериментально в лабораторных условиях установлены предельные значения .числовых коэффициентов зависимостей, определяющих величины угла а ширины Ь, расстояний а, и Ь, при которых обеспечивается стабильность процесса наплавки, наибольшая производительность, высокое качество наплавки и минимальный расход электроэнергии (см, таблицу).Если Яэл06(Якр + 15), выступающая часть электрода над изделием мало контактирует с дополнительным присадочным материалом, что приводит к неполномурасплавлению дополнительного присадочного материала.Если Ьл0,8(Икр+ 15), происходит неполное расплавление электрода и дополнительного присадочного материала.Бэл +3Еслиа(22 ),плоскостьллектрода больше приближается к наплавляемой поверхности, Это приводит к увеличению сварочного тока, большему проплавлению верхних участков наплавляемого торца детали, нерациональным потерям тепла дуги на излишнее расплавление основного металла.дэл +3Если а,4 2 ., плоскость электрода значительно удаляется от наплавляемой плоскости, дуга локализуется и горит в основном в нижней части кромки изделия, что приводит к существенному уменьшению сварочного тока, снижению производительности наплавки и несплавлениям наплэвленного валика с изделием, При а0,4 - не обеспечи 2 д+91 вается стабильность процесса наплавки; неустойчиво горит дуга, что приводит к значительным колебаниям тока в напряжение, При а 0,6снижение сварочного тока приводит не только к уменьшению производительности, но и несплавлениям в нижней части наплавляемой кромки.При Ьа+ 0,3 дэл происходит горение дуги между электродом и подложкотй, приводящее к выходу из строя последней, а при Ьа + 0,3 дэл электрод удаляется от нижней кромки наплавляемой поверхности на такое расстояние, при котором она не проплавляется и образуются несплавления,Примеры выполнения наплавки торцовой поверхности для различных значений а,Я , а, Ь,Выполнялись наплавки торцовой поверхности пластин из стали Ст.З толщиной 10 мм, длина.наплавляемой кромки 300 мм, высота наплавки 15 мм, Электроды из Ст. 3. Дополнительная присадка - крупка, рубленная из сварочной проволоки СвГ 2 С диаметром 1,2 мм, флюс АНА.С учетом площади сечения наплавленного валика (Гн = 150 мм ) и выбора рацио 2нального количества дополнительного присадочного материала площадь сечениял гэлектрода(Еэ) должна быть Рэ = 80-50 мм .ИСХОДЯ ИЗ УСЛОВИЯ, ЧтО Яэл =(0,6 - 0,фиакр++ 15), выбирают толщину электрода дэл. = 5 =3,0 мм.Результаты экспериментов представлены в таблице. Пример наплавки изделия. Наплавляли10 грунтозацеп башмака гусеничного трактораТ, Высота износа 15 мм, ширина наплавляемой кромки 12 мм, площадь сечения. наплавки =" 160 мм, Башмак устанавливалитэк, чтобы грунтозацеп располагался на гру 15 зовой подложке.Электроды из стали Ст. 3 шириной Ьл ==25 мм, толщиной дэл = 3,0 мм. Два электрода выставляли относительно наплавляемой поверхности на расстоянии а = 2,5- 3,0 мм20 (от наплавляемой кромки), Ь =4,0(от подложки) и угол а = 15 О, а затем их закрепляли вэлектрододержателях. На подложку вдольэлектродов насыпали небольшой слой сварочного флюса, а вдоль электродов была25 уложена (насыпана) дополнительная присадка - крупка рубленая. Качество наплавкихорошее.Способ позволяет получать качественные изделия с высокой производительноЗО стью процесса.Формула изобретенияСпособ электродуговой наплавки узкихповерхностей изделия, при котором наплавку ведут ленточным электродом с формиру 35 ющейподкладкой, отличающийся тем,что, с целью повышения качества и производительности наплавки, электрод устанавливают неподвижно вдоль наплавляемойповерхности под углом а к ней, определяе 40 д +3мым из выражения а = К где К -2коэффициент пропорциональности, равный2 - 4 град/мм, д - толщина электрода, мм,ширину электрода определяют в соответст 45 вии с выражением8 эл =(0,6 - 0,8)(Якр+ 15), мм,где Икр - ширина наплавляемой поверхности, мм,при этом наименьшее расстояние электрода от наплавляемой поверхности выбираютиз условияа =(04 - 06) " - ,мм,а наименьшее расстояние электрода от подкладки Ь определяют какЬ = а + 0,3 д,мм.1 б 97994 оставитель С.Мезенцеваехред М,Моргентал орректор Т,П едактор Н,Горват Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гага 10 аказ 4353 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5