CS264153B1

CS264153B1 - Method of copper and its alloys surfacing on rotating components

Info

Publication number: CS264153B1
Application number: CS845644A
Authority: CS
Inventors: Alojz Ing Csc Gaspar; Pavol Pala
Original assignee: Alojz Ing Csc Gaspar; Pavol Pala
Priority date: 1984-07-23
Filing date: 1984-07-23
Publication date: 1989-06-13
Also published as: CS564484A1

Abstract

Riešenie sa týká sposobu naváranía médi a jej zliatin na rotačně súčiastky, například čistej legovanej médi, bronzov a mosadzí elektrickým oblúkom v ochrannej atmosféře inertných plynov metodou TIG. Pře súčiastku priemeru 100 mm použije sa měrný tepelný příkon 0,15 ± 0,04 kj. mnr1 a na každé zvýšenie, alebo zníženie priemeru o 50 mm změní sa měrný tepelný příkon o prírastok alebbo úbytok 0,035 +0,04 kj. mm-1. Podstata riešenia spočívá v tom, že regulováním měrného tepelného příkonu v uvedenom tolerančnom rozsahu udržuje sa súčiastka na funkčnom povrchu počas celého procesu naváranía na teplote do 550 °C, meranej na funkčnom povrchu vo vzdialenosti 40 až 100 mm od osi horákaThe solution concerns the process of welding media and its alloys on rotary parts, for example pure alloy media, bronze and brass electric arc in protective inert gas atmosphere by TIG. A 100 mm diameter component is used specific heat input 0.15 ± 0.04 kj. mnr1 and for any increase or decrease in the average 50 mm change in specific heat input o increase or decrease of 0.035 +0.04 kj. mm -1. The essence of the solution is that by controlling the specific heat input within the specified tolerance range the component on the functional surface during the whole process to the temperature up to 550 ° C, measured on a functional surface at a distance of 40 to 100 mm from the burner axis

Description

(57) Riešenie sa týká sposobu naváranía médi a jej zliatin na rotačně súčiastky, například čistej legovanej médi, bronzov a mosadzí elektrickým oblúkom v ochrannej atmosféře inertných plynov metodou TIG. Pře súčiastku priemeru 100 mm použije sa měrný tepelný příkon 0,15 ± 0,04 kj. mnr¹a na každé zvýšenie, alebo zníženie priemeru o 50 mm změní sa měrný tepelný příkon o prírastok alebbo úbytok 0,035 +0,04 kj. mm^-1. Podstata riešenia spočívá v tom, že regulováním měrného tepelného příkonu v uvedenom tolerančnom rozsahu udržuje sa súčiastka na funkčnom povrchu počas celého procesu naváranía na teplote do 550 °C, meranej na funkčnom povrchu vo vzdialenosti 40 až 100 mm od osi horáka.(57) The solution concerns the method of welding the media and its alloys to rotating components, such as pure alloyed media, bronze and brass, by arc welding under inert gas shielding by the TIG method. A specific thermal input of 0,15 ± 0,04 kj shall be used for a 100 mm diameter component. mnr ¹ and for each increase or decrease in diameter by 50 mm the specific heat input is changed by increment or decrease 0.035 + 0.04 kj. mm ^-1 . The principle of the solution is that by controlling the specific heat input within the tolerance range, the component is maintained on the functional surface during the entire welding process at a temperature of up to 550 ° C measured on the functional surface at a distance of 40 to 100 mm from the torch axis.

CS 264 153 BlCS 264 153 Bl

Vynález sa týká sposobu navárania médi a je] zliatin na rotačně súčiastky, například čistej legovanej médi, bronzoiv a mosadzi elektrickým oblúkom v ochrannej atmosféře inertných plynov metodou TIG na vonkajšiu povrchová plochu rotačných ocelových súčiastok, najma hriadelov, čapov·, piestov, piestnic, vložiek, upchávok, plunžrov a kataraktov o vonkajšom priemere 0 45 až 250 mm i viac a dížke 50 mm i viac, Iktoré z technologických dóvodov sú s výhodou opatřené vnútorným otvorom najmenej v dížke funkčnej návarovej plochy v pomere vonkajšieho priemeru k vnútornému 1,2 až 3,2 a viac a hrúbke steny pod návarom 10 až 40 mm a viac.The invention relates to a method for welding of media and alloys to rotating components, such as pure alloyed media, bronze and brass electric arc inert gas shielding, to the outer surface of rotating steel components, in particular shafts, pins, pistons, piston rods, inserts. , seals, plungers and cataracts having an outer diameter of 0 45 to 250 mm or more and a length of 50 mm or more. Some technological reasons are preferably provided with an internal opening at least in the length of the functional weld surface in a ratio of outer diameter to inner diameter of 1,2 to 3 , 2 and more and a wall thickness of 10 to 40 mm and more.

Naváranie médi a jej zliatin na rotačně súčiastky sa v súčasnosti robí poloautomatickým alebo automatickým sposobom za rotácie súčiastky elektrickým oblúkom metodou TIG, MIG impulzne, vibračně alebo plazmou, pričom přídavný materiál je plný alebo rúrkový drot, páska alebo prášok, ktorý sa plynule podává v potrebnom množstve do miesta navárania. Súčiastky z ocelí obvyklých alkostí a mikrolegovaných so zaručenou zvaritefnosťou sa v súčasnosti navárajú za studená bez predohrevu a súčiastky zo zušlachtítelných legovaných ocelí sa obvykle navárajú s predohrevom a dohrevom. Zvarový spoj vzniká difúzny alebo tavný. Závažným problémom pri realizácii navárania je vzájomné posobenie roztaveného kovu, médi a jej zliatin a povrchom ocelových súčiastok. V oceli pod návarom vznikají! trhliny, praskliny a difúzne zatečeniny sroerujúce od hranice stavenia najma po hraniciach zrn do híbky základného materiálu od niekoTko desatín milimetra až do10 mm a viac. Pri naváraní na súčiastky zo zušlachtítelných ocelí vyskytuje sa zvýšená početnost trhlin, prasklin a zatečenín, najma keď základný materiál je v zuštachtenom stave a před naváraním sa uskutoční predpísaný predohrev na potrebnú teplotu. Problém podnávarovej praskavosti sa všeobecné podTa literatúry a podlá technologickej a výrobnej praxe rieši nanášaním podnávarovej niklovej medzivrstvy o hrúbke 5 až 40 ₍um, chemickým, elektrolytickým alebo plameňopráškovým sposobom. Uvedená technológia zvyšuje výrobně náklady cca o 50 až 200 % v porovnaní s nákladmi na samotné naváranie. Nanášanie niklovej medzivrstvy je prácna a energeticky náročná operácia. Nikel je drahý a deficitný materiál. Pri elektrolytickom nanášaní sa dosiahne hrubozrnná a porézna nekvalitná vrstva. Pri chemickom a plameňopráškovom nanášaní sa vyskytuje vysoké percento nežiadúcich nečistot, ktoré spůsobujú změnu chemického zloženia návarovej vrstvy a tým aj změny mechanických a klzných vlastností v neprospěch kvality. Malá vrstva niklu je neúčinná a 1'ahko sa odtaví účinkom elektrického obláká.The welding of the medium and its alloys to the rotating components is currently done in a semi-automatic or automatic manner by rotating the component by electric arc method TIG, MIG impulse, vibration or plasma, the filler material being solid or tubular wire, tape or powder which is continuously fed in quantity to the welding site. Parts of usual alkalinity and microalloyed steels with guaranteed weldability are currently cold-welded without preheating and parts of heat-treated alloy steels are usually welded with preheating and post-heating. The weld joint is diffused or fused. A serious problem in the realization of welding is the mutual interdependence of the molten metal, the medium and its alloys and the surface of the steel components. They are formed in steel under the deposit! cracks, cracks and diffuse fractures extending from the building boundary, in particular along the grain boundary, to the depth of the base material from a few tenths of a millimeter up to 10 mm or more. When welding to heat-treated steel parts, there is an increased frequency of cracks, cracks and liquids, especially when the base material is in a heat-treated state and the required pre-heating to the required temperature is carried out before welding. Generally, according to literature and technological and manufacturing practice, the problem of sub-crazing cracking is solved by applying a sub-clad nickel layer of 5 to 40 ₍ µm, chemical, electrolytic or flame-powder) thickness. This technology increases production costs by about 50 to 200% The nickel interlayer is a labor-intensive and energy-intensive operation Nickel is an expensive and deficient material Coarse-grained and porous poor-quality coating is achieved by electrolytic coating A high percentage of undesirable impurities occur in chemical and flame-powder coating A small layer of nickel is ineffective and is easily melted by the effect of electric clouds.

Uvedené nedostatky odstraňuje sposob navárania médi a jej zliatin na rotačně súčiastky metodou TIG měrným tepelným príkonom 0,015 ± 0,04 kj. mm¹ pre priemer 100 mm a na každé zvýšenie alebo zníženie priemeru o 50 mm zvačšeným, alebo zmenšeným tepelným príkonom o 0,035 ± 0,04 kj. mni¹. Jeho podstata spočívá v tom, že regulováním měrného tepelného příkonu v uvedenom tolerančnom rozsahu udržuje sa súčiastka na funkčnom povrchu počas celého procesu navárania na teplote do 550 ° Celsia, meranej na funkčnom povrchu vo vzdialenosti 40 až 100 mm od osi horáka.These deficiencies are eliminated by the method of welding the media and its alloys to the rotating parts by the TIG method with a specific heat input of 0.015 ± 0.04 kj. mm ¹ for a diameter of 100 mm and for each increase or decrease in diameter by 50 mm by increasing or decreasing the thermal input by 0,035 ± 0,04 kj. mni ¹ . It is based on the fact that by controlling the specific heat input within the tolerance range, the component is maintained on the functional surface during the entire welding process at a temperature of up to 550 ° C measured on the functional surface at a distance of 40 to 100 mm from the torch axis.

Výhodou sposobu navárania médi a jej zliatin na rotačně súčiastky podlá vynálezu je, že u súčiastok z konštrukčných a najma legovaných ocelí odpadá nanášanie drahej niklovej medzivrstvy, pomocný predohrev a dohrev, technologické zariadenie na nanášanie medzivrstvy a na predohrevy a dohrevy a manipulácia s horúcimi predhriatymi kusmi. Vzniká úspora prácnosti a energie, skrátenie výrobného cyklu za súčasného dodržania kvality zvarového spoja bez nežiadúcich trhlin, prasklin a zatečenín. Priamym působením zdroja navárania nastaveného na optimálně parametre a súčiastky, nastavenej na vhodné otáčky, v závislosti na hrúbke steny, priemere, dížke a hmotnosti súčiastky sa dosahuje optimálny měrný tepelný příkon, ktorý zabezpečuje vytváranie difúzneho spoja návaru so základným materiálom za priaznivých podmienok, bez iniciácie podnávarových trhlin, prasklin a difúznych zatečenín. Podmienkou vytvorenia týchto priaznivých stavov je použitie definovaného měrného tepelného příkonu a jeho regulácie v predpísanej tolerancii za účelem dosiahnutia potřebného predohrevu, s neprestúpením teploty 550 °C, meranej na funkčnom povrchu vo vzdialenosti 40 až 100 mm od osi horáka.The advantage of the method of welding the media and its alloys to the rotating parts according to the invention is that the parts made of structural and especially alloyed steels eliminate the application of expensive nickel interlayer, auxiliary preheating and post-heating, technological equipment for applying the interlayer and . Saves labor and energy, shortens the production cycle while maintaining the quality of the welded joint without unwanted cracks, cracks and liquids. By direct action of the welding source set to optimal parameters and the component set to a suitable speed, depending on the wall thickness, diameter, length and weight of the component, an optimum specific heat input is achieved which ensures the diffusion bonding of the weld deposit to the base material under favorable conditions, without initiation cracks, cracks and diffuse liquids. The condition of these favorable conditions is to use a defined specific heat input and its regulation within the prescribed tolerance to achieve the required preheating, with a temperature not exceeding 550 ° C measured on the functional surface at a distance of 40 to 100 mm from the burner axis.

Ako příklad navárania médi a jej zliatin na ocelová rotačná sáčiastku podl'a vynálezu možno uviesť piestnicu, vyrobená z nízkolegovanej zušlachtitelnej oceli s vonkajším priemerom 0 125 mm, vnátorným otvorem 0 50 mm, celkovej dížky 820 mm a d’žky návarovej funkčnej plochy 220 mm pri mechanizovanom naváraní metodou TIG přídavným materiálom 0 2,5 mm. Paraaž 350 mm/.min, rýchlosťou podávania drůtu 600 až 800 mm/min a spotřeba argonu 12 až 14 1/min sa regufujá tak, aby dávali měrný tepelný příkon v hodnotě 0,17 kj. . mm^-1 ± 0,04 kj. mm¹. Počas procesu sa sleduje teplota predohrevu na funkčnom povrchu, ktorá vo vzdialenosti 40 mm od osi horáka až po koniec funkčnej plochy na obidve strany nesmie prestápiť 550 °C. Uvedený měrný tepelný příkon zabezpečuje predpísaný technologický proces navárania bez tvorenia podnávarových defektov. Kontrola teploty na funkčnom povrchu sa ro26 413 3 bila termokriedou v uvedenej vzdialenosti. Magnetodefektoskopické a metalografické skúšky potvrdili kvalitu podnávarovej zóny bez trhlin a difúznych zatečenín v oceli.Examples of welding of media and its alloys to a steel rotary bag according to the invention include a piston rod made of low-alloy heat-treated steel with an outer diameter of 0 125 mm, an inner opening of 0 50 mm, a total length of 820 mm and a weld surface length of 220 mm. for mechanized TIG welding with filler material 0 2.5 mm. A steam of 350 mm / min, a wire feed rate of 600 to 800 mm / min and an argon consumption of 12 to 14 l / min are adjusted to give a specific heat input of 0.17 kj. . mm ^-1 ± 0,04 kj. mm ¹ . During the process, the preheating temperature on the functional surface shall be monitored, which shall not exceed 550 ° C at a distance of 40 mm from the burner axis to the end of the functional surface on both sides. Said specific heat input ensures the prescribed technological welding process without the formation of underfloor defects. The temperature control on the functional surface was beaten with thermo chalk at the indicated distance. Magnetodefectoscopic and metallographic tests confirmed the quality of the underfloor zone free of cracks and diffuse liquids in steel.

Claims

SUBJECT

Method of welding of media and its alloys to rotating parts by TIG method with specific heat input 0,15 ± 0,04 kj. mm ^-1 for a diameter of 100 mm and, for each increase or decrease in diameter by 50 mm, by increasing or decreasing the specific heat input by 0,035 ± 0,04 kj. mm ¹ , characterized in that by controlling the specific heat input within said tolerance range, the component is maintained on the functional surface during the entire welding process at a temperature of up to 550 ° C measured on the functional surface at a distance of 40 to 100 mm from the torch axis.