RU1811458C - Способ электродуговой сварки чугуна - Google Patents

Abstract

Использование: все отрасли машиностроени . Сущность изобретени : предварительный подогрев детали, разделка и наплавка на свариваемые кромки выполн етс  дугой плав щегос  электрода. Разделку кромок толщиной от 1 до 10 мм осуществл ют со скоростью V 150/(3,, где V- скорость перемещени  дуги, мм/с; 6- толщина деталей, и остановками, длительность которых вдвое превышает длительность периодов горени  дуги. Подогрев детали, разделку и наплавку кромок присадочным металлом выполн ют на токе, превышающем ток сварки на величину от 30 до 50%,

Description

Изобретение относитс  к сварочному производству и может быть использовано в различных област х народного хоз йства.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества сварного соединени .

Способ осуществл ют следу ющим образом .

Процесс начинают с предварительного подогрева деталей, который провод т дугой плав щегос  электрода чередованием периодов горени  дуги и пауз дл  распределени  тепла по металлу деталей,за счет его теплопроводности , причем конец электрода с гор щей дугой в первые периоды ее горени  перемещают быстро (присадочный материал образует пыль на детал х) дл  того, чтобы тепловложение было минимальным. Паузы имеют продолжительность примерно вдвое больше периода горени  дуги дл  распределени  тепла в зоны, отдаленные от зоны шва, Следующие проходы дугой провод т

медленнее (присадочный материал остаетс  на детал х в виде застывших капель и при-, стающих наплавленных участков) также с паузами. Дальнейшие проходы провод т еще медленнее (с проплавлением ранее наплавленного присадочного материала) также с паузами. Наконец, после разогрева кромок до нужной температуры и деталей до температуры, исключающей возможность образовани  в зоне шва трещин и зон отбе- ла, провод т электродуговую разделку кромок выплавкой основного металла до нужных конфигураций и размеров. Дл  обеспечени  беспреп тственного удалени  расплавленного металла детали устанавливают таким образом, чтобы свариваемые кромки находились вертикально, наклонно или обеспечивали вытекание расплавленного металла сквозным проплавлением или в зазор между детал ми. Разделка кромок в предлагаемом решении  вл етс  продолжением и поддержанием подогрева деталей в

Ь

СП

ы

зоне шва дл  успешного проведени  последующих операций.

Подготовку разделанных и разогретых кромок к сварке провод т несколькими проходами конца электрода с гор щей дугой (далее проходами дуги) вдоль кромок сверху вниз, при этом обеспечивают свободное отекание расплавленного металла за пределы кромок, с каждым разом обновл   металл в матрице кромок до образовани  переходного сло , обеспечивающего хорошую свариваемость и состо щего практически из присадочного металла. При этом размеры и конфигураци  кромок существенно не измен ютс , т.е. по крайней мере, ничего не предпринимаетс , чтобы их изменить . Поведение металла в расплавленной ванночке контролируют визуально и добиваютс  прекращени  кипени  металла, которое наблюдаетс  в присутствии вредных примесей, мешающих хорошему свариванию . Вредные примеси удал ютс  из переходного сло  вместе с выплавл емым (замен емым) металлом. Процесс подготовки кромок можно назвать промывкой, так как в каждом новом проходе в момент сплавлени  происходит сильное разбавление содержани  примесей, а удаление части металла с примес ми и поступление металла без примесей обеспечивают чистоту кромок . Толщина переходного сло  составл ет, как правило, 2-4 мм и определ етс  глубиной проплавлени  металла в перемещающейс  ванночке в зоне горени  дуги.

Основным фактором, определ ющим получение положительных результатов (отсутствие трещин и зон отбела) при подогреве дугой,  вл етс  скорость перемещени  дуги. Она зависит от толщины свариваемых или восстанавливаемых деталей и, как указывалось выше, от стадии нагрева. Дл  толщины деталей от 1 до 10 мм во врем  подготовки кромок скорость перемещени  дуги выражаетс  приближенной формулой:

V

150 8Ггде V- скорость перемещени  дуги, мм/с; д- толщина детали в зоне сварки, мм.

Подготовительные операции (предварительный подогрев, разделку и промывку кромок) провод т с величиной сварочного тока, на 30-50% превышающей номинальную . Меньший ток не обеспечивает стабиль- ного горени  дуги при быстрых перемещени х, а превышение более 50% приводит к разрушению обмазки электрода и большому разбрызгиванию расплавленной ванночки.

Пример.

Сваривали две пластины из чугуна (150x100x15 мм). Их установили на крупной решетке наклонно с опорой на стенку. Использовали источник посто нного сварочного тока с электродами УОНИ диаметром 4 мм. Подогрев, разделку кромок и их промывку вели при токе 250 А, сварку - током 180 А. Подогрев начинали быстрым, за 1-2 с

(скорость 75-150 мм/с) проходом дуги плав щегос  электрода вдоль будущих кромок. Через 2-4 с эту операцию повторили, но врем  прохода было 3-4 с (скорость 40-50 мм/с). После паузы 6-8 с снова проходы со

скоростью 30-40 мм/с и еще один цикл с такими же параметрами. В следующем проходе скорость перемещени  дуги задавали равной 15 мм/с, при этом кромки оплавл лись . В 2-3 прохода дуги задавали конфигурацию и размеры кромок. После этого приступали к промывке кромок, которую проводили со скоростью 30-40 мм /с, дава  стекать металлу, оплавл емому с кромок, и тут же наплавл   присадочный материал.

При этом наблюдали поведение ванночки, как она кипит и сплавл етс  с основным металлом. Промывку проводили до достижени  плотной структуры в границах кромок , хорошей смзчиваемости ванночки

расплава с основным металлом и прекращени  кипени  металла в ней, то есть до создани  в пределах кромок состава металла, близкого к хорошо свариваемой низко-углеродистой стали. Затем ток снизили до 180 А

и провели заполнение подготовленных кромок присадочным материалом. Получили шов, который при испытани х показал прочность , не уступающую основному металлу, герметичный и обрабатываемый средствами , обычными дл  обработки сварных швов на стальных издели х.

Способ позвол ет получить надежное сварное соединение деталей из чугуна (устранение дефектов изделий) с характеристиками прочности, не. уступающими основному металлу. При этом шов доступен механической обработке обычными способами . Поскольку переходный слой и наплавл емый металл представл ет собой хорошо свариваемую сталь, открываютс  небывалые возможности сварки чугуна со сталью, что обещает новые перспективы в технике и технологии.

Применение процессе только низкоуглеродист.ых стальных материалов делает излишним использование в качестве присадочных материалов дефицитных и дорогосто щих цветных и редкоземельных металлов , а также порошковых проволок.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ электродуговой сварки чугуна, включающий предварительный подогрев, а также разделку кромок и сварку плав щимс  электродом, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества сварных соединений толщиной от 1 до 15 мм путем исключени  образовани  ледебурита и цементита , предварительный подогрев осуществл ют дугой плав щегос  электрода, при

   этом подогрев и разделку кромок выполн ют с периодическим горением дуги со скоростью не менее 15 мм/с и длительностью пауз, вдвое превышающей длительности периодов горени  дуги, после разделки кромок производ т оплавление кромок с удалением расплавленного металла, причем подогрев, разделку и оплавление кромок выполн ют на токе, превышающем ток

   сварки на величину от 30 до 50%.