RU2113330C1

RU2113330C1 - Process of removal of slag crust

Info

Publication number: RU2113330C1
Application number: RU96123771A
Authority: RU
Inventors: Ю.С. Коробов; В.М. Мишин
Original assignee: Государственное объединение "Уральский завод транспортного машиностроения"
Priority date: 1996-12-17
Filing date: 1996-12-17
Publication date: 1998-06-20

Abstract

FIELD: welding. SUBSTANCE: process can be used for overlaying of cylindrical surfaces of parts of small diameter under flux. Slag flux is subjected to action of cooling atmosphere. Compressed air is used in the capacity of cooling atmosphere. Cooling is conducted at distance along circumference from point of arcing corresponding to 20-100 diameters of electrodes in direction along tangent to slag crust. EFFECT: stable quality and high productivity of process.

Description

Изобретение относится к сварке, преимущественно плавке под флюсом цилиндрических поверхностей деталей небольшого диаметра. The invention relates to welding, mainly submerged arc welding of cylindrical surfaces of small diameter parts.

Известен способ сварки и наплавки под флюсом, в котором отделение шлаковой корки происходит самопроизвольно за счет различной термической усадки наплавленного металла и шлаковой корки. Недостатком указанного способа сварки является плохая отделяемость шлаковой корки при наплавке цилиндрических поверхностей деталей небольшого диаметра. Наплавка происходит по винтовой линии и на 2 - 5 витке общий нагрев детали уже не позволяет шлаковой корке остыть до температуры, при которой разность в термической усадке поверхности металла и шлаковой корки вызывает растрескивание последней. Поэтому при осуществлении наплавки таких деталей происходит через 1 - 2 оборота останавливать процесс для охлаждения детали. A known method of welding and surfacing submerged arc, in which the separation of the slag crust occurs spontaneously due to various thermal shrinkage of the weld metal and slag crust. The disadvantage of this welding method is the poor separability of the slag crust during surfacing of cylindrical surfaces of small diameter parts. Surfacing occurs along a helical line and at a 2–5 turn, the general heating of the part no longer allows the slag crust to cool to a temperature at which the difference in the thermal shrinkage of the metal surface and the slag crust causes cracking of the latter. Therefore, when surfacing such parts, it takes 1 to 2 turns to stop the process for cooling the part.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ удаления шлака со сварного шва, в котором для улучшения его отделимости на горячую поверхность шва воздействуют острофокусированными струями жидкости. Недостатками указанного способа удаления шлака являются ухудшение условий труда сварщика из-за интенсивного газообразования и усложнение обработанной жидкости. Closest to the proposed technical solution is a method of removing slag from the weld, in which to improve its separability on the hot surface of the seam are exposed to sharply focused jets of liquid. The disadvantages of this method of removing slag are the deterioration of the working conditions of the welder due to intense gas formation and the complexity of the treated liquid.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение качества сварного соединения и производительности процесса. The objective of the proposed technical solution is to improve the quality of the welded joint and the performance of the process.

Для решения указанной задачи в известном способе удаления шлака со сварного шва образующуюся шлаковую корку охлаждают сжатым воздухом на расстоянии по окружности от места горения электрической дуги в 20 - 100 диаметров электрода в направлении по касательной к шлаковой корке. To solve this problem, in the known method of removing slag from the weld, the resulting slag crust is cooled with compressed air at a distance of 20 to 100 diameters of the electrode in a circumferential direction from the arc burning point in the direction tangent to the slag crust.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

При наплавке под флюсом цилиндрических поверхностей деталей шов перемещается по винтовой линии, образующуюся на шве шлаковую корку охлаждают струей сжатого воздуха. Зона охлаждения расположена на расстоянии по окружности, соответствующим 20 - 100 диаметрам электродов. Это расстояние выбрано опытным путем. С одной стороны, сварочная ванна до начала обдува успевает остыть ниже порога возможного образования кристаллических трещин, а шлаковая корка - затвердеть. С другой стороны, остается достаточно времени до завершения полного оборота для принудительного охлаждения шлаковой корки ниже температуры начала легкого отделения шлаковой корки от поверхности металла вследствие достижения необходимой разницы в их термической усадке. When surfacing under the flux of cylindrical surfaces of parts, the seam moves along a helical line, the slag crust formed on the seam is cooled by a stream of compressed air. The cooling zone is located at a distance around the circumference corresponding to 20 to 100 diameters of the electrodes. This distance is selected empirically. On the one hand, the weld pool has time to cool below the threshold for possible formation of crystalline cracks before blowing, and the slag crust harden. On the other hand, there is enough time before the completion of a complete revolution for the forced cooling of the slag crust below the temperature of the onset of easy separation of the slag crust from the metal surface due to the necessary difference in their thermal shrinkage.

Направление струи охлаждающего воздуха выбрано по касательной к поверхности шлаковой корки. Вследствие этого последняя охлаждается довольно интенсивно, металл же околошовной зоны не охлаждается непосредственно струей сжатого воздуха, а лишь посредством теплообмена с шлаковой коркой. Это снижает вероятность образования трещин в околошовной зоне. The direction of the cooling air stream is chosen tangentially to the surface of the slag crust. As a result of this, the latter cools quite intensively, while the metal of the heat-affected zone is not cooled directly by a stream of compressed air, but only through heat exchange with a slag crust. This reduces the likelihood of cracking in the heat affected zone.

Пример конкретного выполнения. На шейку из стали 38ХС диаметром 65 мм с основным отверстием диаметром 24 мм, длиной 90 мм произведена однослойная наплавка под слоем флюса марки АН-348 проволокой марки 30ХГСА диаметром 2,0 мм. Режимы наплавки: ток 160 A, напряжение 22 B, скорость вращения детали 0,017 об/с, наплавка по винтовой линии с шагом 5 мм. В процессе сварки выполнялось охлаждение по предлагаемому способу при давлении сжатого воздуха 40 МПа на удалении по окружности 80 мм от зоны горения электрической дуги. Наплавка выполнена непрерывно при удовлетворительной отделяемости шлаковой корки от поверхности металла до завершения каждого очередного витка. Металлографическое исследование наплавленного металла и зоны термического влияния показало отсутствие в этих областях трещин. An example of a specific implementation. On a neck made of steel 38XC with a diameter of 65 mm with a main hole with a diameter of 24 mm and a length of 90 mm, single-layer surfacing was performed under an AN-348 flux layer with a 30KhGSA grade wire with a diameter of 2.0 mm. Surfacing modes: current 160 A, voltage 22 V, part rotation speed 0.017 r / s, surfacing along a helix with a step of 5 mm. In the welding process, cooling was performed according to the proposed method at a compressed air pressure of 40 MPa at a circumference of 80 mm from the burning zone of the electric arc. Surfacing is performed continuously with satisfactory separability of the slag crust from the metal surface until the completion of each subsequent turn. A metallographic study of the deposited metal and the heat affected zone showed the absence of cracks in these regions.

Применение предлагаемого способа позволяет осуществлять процесс наплавки под флюсом цилиндрических поверхностей деталей небольшого диаметра при стабильном качестве и высокой производительности. The application of the proposed method allows the process of surfacing under the flux of cylindrical surfaces of parts of small diameter with stable quality and high performance.

Claims

The method of separating the slag crust, mainly for guiding under the submerged arc of cylindrical surfaces of shafts of small diameter, in which the slag crust is exposed to a cooling medium, characterized in that compressed air is used as a cooling medium, while cooling is carried out at a distance around the circumference of the arc burning point, corresponding to 20 to 100 diameters of the electrode in a direction tangential to the slag crust.