Плавящийся электрод и способ его изготовления

2 триальныи институт пен ко, А,А. Кулишов ство СССР 02, 1972. ство СССР 06, 1966. ПроизводствоМ., 1979, с. 34 - КТРОД И СПО тся к сварке, в ча способам изгото ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР НИЕ ИЗОБРЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) ПЛАВЯЩИЙСЯ ЭЛЕЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ(57) Изобретение относитности к конструкциям и ления плавящихся элктродов для сварки и наплавки, и может быть использовано в машиностроении и строительстве. Цель изобретения - повышение жестости и эксплуатационно-технологических свойств плавящегося электрода, Плавящийся электрод состоит из металлической оболочки, выполненной в виде запрессованных последовательно одна в другую капсул 1, наполненных шихтой 2. Капсулы 1 имеют донную 3 и боковую 4 части, Изготовление плавящегося электрода ведут прессованием предварительно изготовленных пакетов, состоящих из чередующихся слоев шихты и металлических пластин. Прессование ведут в матрице, в дне которой имеются отверстия. 2 с,п, фалы, 8 ил., 3 табл.1625636 5 10 15 шений: 20 25 30 35 40 45 50 55 1.2-2,845,6 - 64,7 3,2 - 12,4 МедьКремний Марганец Изобретение относится к области сварки, в частности к плавящимся электродам для дуговой и плазменно-дуговой сварки и наплавки, и может найти применение в различных отраслях машиностроения, строительстве, при производстве ремонтных работ.ЦельЮ изобретения является повышение жесткости и эксплуатационно-технологических свойств электрода.На фиг.1 изображен плавящийся электрод, общий вид; на фиг.2-4 - схемы последовательности изготовления плавящегося электрода; на фиг. 5-8 - варианты расположения отверстий в дне матрицы для изготовления электродов.Плавящийся электрод состоит из герметичных капсул 1, содержащих порошкообразную шихту 2, капсулы 1 имеют донную часть 3 и соединены одна с другой боковыми частями 4.Плавящийся электрод применяется для дуговой сварки и наплавки следующим образом.Подающим механизмом сварочной установки плавящийся электрод подается в токоподводящее устройство, при этом благодаря неподвижному сочленению капсул 1 электрод сохраняется как единое целое. Так капсулы 1 герметичны, то исключается попадание влаги и газов в шихту 2, что улучшает качество наплавленного металла, Так как частицы порошкообраэной шихты 2 уплотнены до такой степени, что возникают межатомные и межмолекулярные связи, то шихта 2 превращается в плотное вещество, перемещение частиц которого одна относительно другой затруднено из-за связи частиц между собой на атомном и молекулярном уровнях, это позволяет снизить требования к материалу, из которого изготовлены герметичные капсулы. В качестве такого материала могут быть применены медь и алюминий, причем толщина стенок герметичных капсул 1 может быть уменьшена, что позволяет изготавливать плавящийся электрод с большим коэффициентом заполнения его шихтой 2. Донные части 3 герметичных капсул 1 разделяют шихту 2 на отдельные порции, при этом исключается просыпание шихты через открытый торец плавящегося электрода (возможно высыпание лишь одной порции шихты, что практически не играет роли при наплавке). Плавящийся электрод изготавливают следующим образом.Из металлической полосы, предназначенной для изготовления оболочки капсул,изготавливают пластины (шайбы) 5. Брикетируют шихту и из брикетов шихты и пластин 5 изготавливают пакеты, в которых слои шихты 6 чередуются с пластинами 5(фиг.2), Затем пакеты укладывают в матрицу 7 и производят прессование, Перед укладкой в матрицу 7 первого пакета на дно матрицы кладут металлическую пластину 8 (одну из тех, которые идут на изготовление пакетов),Прессование осуществляют пуансоном 9 (фиг.Зб). Прессование каждого пакета ведут до оставления в матрице пресс-остатка толщиной, большей толщины металлической пластины, Следующий пакет кладется на этот пресс-остаток.Конструктивные размеры пакетов и матрицы выбирают с учетом следующих соотноН О:1 0,10;(810)пб = О,где Н - высота пакета, мм;О - диаметр пакета и внутренний диаметр матрицы, мм; т - толщина металлической пластины, мм: и - количество отверстий в дне матрицы;О - диаметр отверстий в дне матрицы, мм,Это равенство указывает на то, что площадь поперечного сечения пакета должна быть в 8-10 раз больше суммарной площади всех отверстий в матрице. Если суммарная площадь всех отверстий в матрице окажется меньше чем в 10 раэ площади поперечного сечения пакета (например, в 11 раз), то на оболочке капсул появятся прорывы. При соотношении площадей менее 8 совместная деформация оболочек капсул оказывается недостаточной и сочленение капсул одна с другой непрочным и негерметичным, Воэможные варианты расположения отверстий в дне матрицы показаны на фиг. 5 - 8. На фиг. 5 показана матрица для прессования одного плавящегося электрода, имеющая одно отверстие, расположенное в центре. Производительность прессования плавящегося электрода в этом случае невелика, одно для изготовления электрода может быть использован маломощный пресс.П р и м е р, Плавящийся электрод для наплавки износостойкого алюминиевого сплава на быстроизнашивающиеся детали ходовой части десантной бронетехники Оболочка капсул состоит из алюминия АД 1.В капсулах содержится шихта следующего состава, мас.;В табл.3 приведены данные Ьо изготовлению плавящегося электрода при различных соотношениях количества п отверстий в матрице, диаметра д отверстий и диаметра 0 пакета.Использование изобретения позволит выполнять сварку и наплавку алюминиевых и медных сплавов при больших коэффициентах заполнения электрода шихтой, выполнять наплавку композиционных материалов, вводить в состав шихты гигроскопичные и легкоокисля ю циеся компоненты (например, хлористый литий, церии и др.), ликвидировать просыпание шихты и засорение ею механизмов сварочной установки.Формула изобретения 1. Плавящийся электрод, выполненный в вид металлических соединенных между собой капсул, наполненных порошкообразным наполнителем (шихтой), о т л и ч а ющ и й с я тем. ч 1 о, с целью повышения жесткости и эксплуатационно-технологическ х свойств электрода, преимущественно при изготовлении оболочки из алюминия или меди, капсулы выполнены чашеобразной формы и частично запрессованы последовательно одна в другую.2. Способ изготовления плавящегося электрода, при котором производят совместное деформирование оболочки и шихты, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения жесткости и эксплуатационно- технологических свойств электрода, при изготовлении оболочки из алюминия и меди предварителЬно изготавливают пакеты, в которых слои шихты чередуют с металлическими пластинами, затем производят поочередное прессование пакетов с помощью матрицы с отверстиями в дне и пуансонов, при этом прессованием первого пакета на дно матрицы укладывают металлическую пластину, пакет укладывают в матрицу металлической пластиной к пуансону, прессование каждого пакета ведут до пресс-остатка в матрице толщиной, большей толщины металлической пластины, а шении:Н О;1010(810)п 6 = 0 50 где Н - высота пакета, мм; О - диаметр пакета и внутренний диа 55 метр матрицы, мм;1 - толщина металлической пластины мм;п - количество отверстий в дне матрицы; 6 - диаметр отверстий в дне матрицы,мм. Никель 2,6 - 17,5Титан бария 12,7-14,2Фторцирконат калия 6,2 - 7,0Фтористый барий 4.4-5,5Коэффициент заполнения капсул шихтой 57.Для изготовления плавящегося электрода применяются порошкообразная шихтаи диски из алюминия ДА 1 диаметром 50 мми толщиной 6 мм. Предварительно изготавливается пакет из алюминиевых дисков ипорошкообразной шихты согласно фиг.2,Скрепление слоев осуществляется за счетпропитки клеем КМЦ. Толщина пакета45 мм, толщина прослоек шихты 9 мм.Количество дисков алюминия е пакете 3,количество прослоек шихты в пакете 3,Прессование осуществляется давлением500 т гидравлическим прессом через матрицу (фиг.8), имеющую 6 отверстий диаметром7 мм,П р и м е о 2. Плавящийся электрод длянаплавки износос гойкого слоя на поверхности деталей, подверженных абразивномуизносу, Оболочка плавящегося электродасостоит из меди М 1. В капсулах содержитсяшихта следующего состава, мас.:Плавиковый шпат 7-10Кремнефтористыйнатрий 3,0-5,0Графит 6,0-8,0Цирконий 0,9 - 1,1Ферромарганец 1,1 -1,3Металлический хром 8,0 - 10,0Алюминий 2,5-3,5Касситерит 5,0-8,0Сидерит 5,0-6,0Железный порошок 60,0-47,0Медная оболочка ОстальноеДля изготовления плавящегося электрода применяются порошкообразная шихтаи диски из меди М 1 толщиной 7 мм, диаметром 50 мм. Предварительно изготавливается пакет из медных дисков и, порошкообразной шихты согласно фиг.2.Скрепление слоев осуществляется за счетпропитки раствором жидкого стекла. Толщина пакета 54 мм. Прессование производится через матрицу, имеющую 6 отверстийдиаметром 7 мм. В пакете имеется два слоямеди и два слоя шихты. Прессование осуществляется на гидравлическом прессе давлением 600 т.В табл. 1 приведены результаты прессования плавящегося электрода при различных высоте Н и диаметре О пакетов.В табл.2 приведены данные по изготовлению плавящегося электрода при различных толщине т металлического диска идиаметре 0 пакета,5 10 15 20 25 30 35 40 45 конструктивные размеры пакетов и матрицы выбирают с учетом следующих соотно 1625636 Таблица 1Таблица 3 Результаты прессования Качественный электрод Соединение капсул непрчное, электрод легкоразрушается Трещины на боковых поверхностях электродаКачественный электрод То жеЭлектрод легко разрушается по трещинамКачественный электрод Капсулы плохо соединены между собой, электрод легко разрушаетсяКачественный электрод То жеТрещины на боковых поверхностях электродаКачественный электрод То жеКачественный электрод То жеПродольные трещины на электродеКачественный электрод Плохое соединение капсул Качественный элект о1625636 Составитель Т. АрестРедактор О. Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор Т, Пали Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 каз 248 ВНИИПИ Госуд Тираж 510венного комитета по изобрете 113035, Москва, Ж, Раушска Подписноеям и открытиям при ГКНТ Снаб., 4/5