CS246014B1 - Zariadenie pre ovplyvňovanie tuhnutia roztaveného kovu, najma pri zváraní - Google Patents

Abstract

Zariadenie je určené pre ovplyvňovanie tuhnutia zvarového kovu za účelom zjemnenia štruktúry tohoto .a zlepšeni® jeho mechanických a fyzikálnych vlastností. Podstatou vynálezu je prenesenie známého zariadenia, využívaného v oblasti odlievania a pretavovania kovov do procesu elektrtotroskového zvárania s jeho úpravou v tom, že pólové nástavce elektromagnetu, konštrukčné převedené v tvare E, sú umiestené tesne doliehajúc na chladiace príložky, pričom v deliacej rovině elektromagnetu medzera je vyplněná feromagnetickou vložkou za účelom zabezpečenia uzavretia magnetického toku v jadre elektromagnetu, hlavně pri zváraní súčastí nerovnakého priemeru.

Description

(54) Zariadenie pre ovplyvňovanie tuhnutia roztaveného kovu, najma pri zváraní

Zariadenie je určené pre ovplyvňovanie tuhnutia zvarového kovu za účelom zjemnenia štruktúry tohoto .a zlepšeni® jeho mechanických a fyzikálnych vlastností.

Podstatou vynálezu je prenesenie známého zariadenia, využívaného v oblasti odlievania a pretavovania kovov do procesu elektrtotroskového zvárania s jeho úpravou v tom, že pólové nástavce elektromagnetu, konštrukčné převedené v tvare E, sú umiestené tesne doliehajúc na chladiace príložky, pričom v deliacej rovině elektromagnetu medzera je vyplněná feromagnetickou vložkou za účelom zabezpečenia uzavretia magnetického toku v jadre elektromagnetu, hlavně pri zváraní súčastí nerovnakého priemeru.

Vynález sa týká zariadenia pre ovplyvňovanie tuhnutia roztaveného kovu, prispósobením známého zariadenia podmienkám elektrotiroskového zvárania, najma legovaných ocelí.

Podmienky primárnej kryštalizácie zvarového kúpela u procesu elektrotroskového zvárainia charakterizuje velký objem kovu v tekutom stave, jeho pomalé ochladzovanie, ktoré súvisí s velkým rozmerom kryštalitov. Zvary sú charakterizované najmá nižšími hodnotami mechanických a fyzikálnych vlastností a štruktúrnou nehomogenitou zvarového kovu v zrovnaní so základným materiálom. Na odstránenie .týchto nedostatkov sa výskům zameral na riešenie usměrňováním tuhnutia zvarového kovu, a to premiešovaním, pomocou ultrazvuku ako jej aplikáciou magnetického póla.

Zo· súčasného stavu techniky je známe riešenie s aplikáciou induktoru okolo· odtavnej elektródy, ktorým tečie prúd elektrotroskového procesu s cieiom regulácie gradientov, miešaním kúpela, trosky a taveniny. Hlavným nedostatkom daného riešenia je, že umíestenie induktoru daným spósobom rozšiřuje zvarovú medzeru, čo je v rozpore s požiadavkami procesu.

Za účelom premiešavania zvarového kúpela je tiež známe riešenie, kde okrem odtavnej elektrody, napájanej striedavým prúdom sú po jej bokách usporiadané, rovnoběžně s danou elektrodou ďalšie pomocné elekródý, napájené jednosměrným prúdom. Výsledný účinok je premiešavanie zvarového kúpela a tuhnúceho kovu, kde vířivé prúdy nemajú rovnakú intenzitu v celom priereze v dósledku čoho vznikajú aj rožne podmienky v jednotlivých častiach tuhnúceho kovu a teda ovplyvňujú len určitú vrstvu tohoto.

Je známe riešenie podlá DDR pat. čís. 64 292, umiestením magnetov alebo elektromagnetov do chladiacich príložiek. Nevýhodou je, že toto usporiadanie nerieši uspokojivo přivedeme magnetického póla do zvarového· kúpela, ktoré by v interakci! s prúdom elektrotroskového procesu zvárania vytvánalo pohyb trosky alebo· kúpela a taveniny.

Značný úspěch bol dosiahnutý aplikováním magnetického póla kolmo nia, rovinu zvaru podlá sovietskych autorov, použitím elektromagnetu tvoru U alebo tvaru uzavretého obdlžnika so štyrmi děvkami, navinutými z vnútornej strany konštrukcie a usporiadamými v blízkosti vodou chladeného· kryštalizátora so značnou medzerou rozstupu s dotykom pomocou nástavcov.

Nevýhodou riešetniiai, podlá autorov sa ukázalo, že uspokojivé výsledky boli doslahnuté len pri hodnotách sýtenia magnetického· pol'a do 15 mT, nad touto hodnotou sa prejavila nestabilita procesu, rozstrek tavného kúpela a prilepovaoie sa elektrody ku zvarencom. Nevýhody vyplynuly z konštrukčného riešenia zariadenia.

V procese plynulého odlievania a pretavovania kovov sa osvědčila technológia ovplyvňovania kryštalizácie tuhnúceho· kovu dvojicou magnetických poli podlá ČSSR AO čís. 170 919, zariadením podlá ČSSR AO číslo 171 943, pozostávajúceho z dvoich pólových nástavcov elektromagnetu· s dvoijicou cievok navinutých okolo daných pólových· nástavcov, ktoré boli umiestené po bokách kryštalizátora, v tesnej blízkosti tohoto, v tekutej oblasti ingotu.

Přenesením zariadenia známého riešenia do oblasti elektrotroskového zvárania, a prispósobením tohoto pre podmienky zvárania podlá vynálezu sa všetky nedostatky súčasne známého stavu techniky odstránia a konštrukčné prevedenie zariadenia umožňuje sýtenie podstatné vyššie, pri značné nižšej spotrebe energie.

Podstatou vynálezu je, že pólové nástavce elektromagnetu, konštrukčné převedené v tvare E, sú umiestené tesne doliehajúc na chladiace príložky, pričom medzera v deliacej rovině elektromagnetu je vyplněná feromagnetickou vložkou za účelom uzavretia magnetického toku v jadre elektromagnetu.

Pokrok riešenia podlá vynálezu a vyšší účinok je v tom, že do zvarového kúpela sú vnesené vibrácie, ktoré pósobia aj na tuhnúci zvarový kov a podstatné ovplyvňujú kvalitu zvaru s tvorbou jemnozrnnej štruktúry po· celom priereze zvaru. Parametre získané z praxe, například u vruhovej húževnatosti vykazujú hodnoty až 137 J. cm·^-2, čo je o 35 % viac než hodnoty dosahované u klasických spósobov zvárania.

Dalšími výhodami konštrukčného· prevedenia podlá vynálezu je, že týmto· možno zvárať súčasti irozdielnej hrůbky alebo šířky, nakolko medzeru v deliacej rovině elektromagnetu v tomto případe vyplňuje feromagnetická vložka, ktorá vždy zabezpečuje uzavretie magnetického toku v jadre eiekitroimagnetu. Dalšímu výhodou je, že u dlhýchi zvarov je možno danými převedením zabezpečil posuv elektromagnetov, spoločne s chladiacimi príložkami, a to tým, že pólové nástavce sú konštrukčné riešené s dotykom k daným príložkám, takže vytvárajú kompaktný celok.

Na pripojenom výkrese je znázorněné zariadenie v převedení podlá vynálezu, v řeze v náryse.

Zariadenie pozostáva z elektromagnetu 3, pričom pólové nástavce 7, s děvkami B, konštrukčné převedené v tvare E umožňujú maximálnu komcentráciu siločiar do zvarového priestoru. Medzeria v deliacej· rovině elektromagnetu 3 je vyplněná feromagnetickou vložkou 4, pre zabezpečenie uzavretia magnetického· toku v jadre elektromagnetu 3. Pólové nástavce 7 s navinutými děvkami 6, sú umiestené tesne doliehajúc na chladiace príložky 2, v blízkosti zváracieho priestoru.

Zariadením prispůsobeným pre elektrotroskové zváranie boli zvárané zvarence hrůbky 80 mm s výškou zvairu 180 mm a zvarovou medzeirou 35 mm. Eléktromagnet pozůstával z pólových nástavcov převedených v tvare E, umiestených po bokoch zvávaných častí, dotýkajúc sa chladiacich líšt, ako je to znázorněné na výkrese, kde medzera v deliacej rovině bola vyplněná feromagnetickou vložkou a chladiace příložky boli usporiadané tak, že překrývali zvair.

Elektroimagnet mal tieto parametre: šířka pólových nástavcov 175 mm, výška 220 milimetrov, vzduchová medzera 175 mm,. Velkost magnetickej indukcie 0,22 T, pri budiacom prúde 18 A, so spotřebou 1,6 kW. Prúd elektrotroskového procesu bol 1 200 A, pri napatí 40 V.

Vrubová húževnatosť zvarového kovu bola 137 J. cm^-2, čo je o 35 % viac než vykazujú parametre pri klasickom zváraní.

Claims (1)

1. PREDMET

   Zariadenie pre ovplyvňovamie tuhnuitia roztaveného kovu, najma pri zváraní, pozostávajúce z dvoch pólových nástavcov elektromlagnetu s navinutými cievkami okolo daných pólových nástavcov, vyznačujúce sa tým, že pólové nástavce (7) elektromagnetu (3), konštrukčne převedené v tvare

   VYNALEZU

   E, sú umiestené tesne doliehajúc na chladiace příložky (2), pričom medzera v deliacej rovině elektromagnetů (3) je vyplněná feromagnetickou vložkou (4), pre uzavretie magnetického toku v jadre elektrotnagnetu (3).