RU2470750C1 - Способ дуговой наплавки меди и медных сплавов на сталь - Google Patents
Способ дуговой наплавки меди и медных сплавов на сталь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2470750C1 RU2470750C1 RU2011126450/02A RU2011126450A RU2470750C1 RU 2470750 C1 RU2470750 C1 RU 2470750C1 RU 2011126450/02 A RU2011126450/02 A RU 2011126450/02A RU 2011126450 A RU2011126450 A RU 2011126450A RU 2470750 C1 RU2470750 C1 RU 2470750C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- arc
- welding
- steel
- web
- copper
- Prior art date
Links
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано при изготовлении узлов, деталей и конструкций из стали с наплавленным рабочим слоем из меди или медного сплава, предназначенным для обеспечения их антифрикционных свойств, коррозионной стойкости, электропроводности и др. На подлежащую наплавке поверхность изделия из стали наносят слой флюса-пасты и приваривают точечными швами полотно присадочного металла из меди или медного сплава. Затем осуществляют наплавку дуговым способом неплавящимся электродом в аргоне с использованием присадочной проволоки из меди или медного сплава с полным расплавлением упомянутого приваренного полотна. Способ обеспечивает уменьшение степени расплавления стали и минимальный (менее 5%) переход железа из стали в наплавленный металл, а также отсутствие ограничений, связанных с приемами подачи присадочного металла в зону наплавки, что снижает требования к квалификации сварщиков. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано в судостроении, машиностроении и в других отраслях промышленности при изготовлении узлов, деталей и конструкций из стали с наплавленным рабочим слоем из меди или медного сплава, предназначенным для обеспечения их антифрикционных свойств, коррозионной стойкости, электропроводности и др.
Известно, что наплавка меди и ее сплавов на сталь может выполняться различными дуговыми способами сварки плавлением: автоматическим под флюсом, ручным и механизированным аргонодуговым плавящимся и неплавящимся электродом, ручным покрытыми электродами. Однако при применении всех указанных способов дуговой наплавки меди и ее сплавов на сталь под действием сварочной дуги происходит значительное расплавление стали, перемешивание в сварочной ванне расплавленной стали с расплавленным присадочным металлом на медной основе и образование наплавленного металла с большим (10-30 мас.% и более) содержанием железа. Растворимость железа в твердой меди или в медном сплаве незначительная. Как показали исследования, в пересыщенном твердом растворе на основе меди может сохраняться до 3-5 мас.% железа. Остальное железо, перешедшее в наплавленный металл, выделяется в виде новой фазы - твердого раствора на основе железа. Выделения этой фазы существенно уменьшают коррозионную стойкость и антифрикционные свойства наплавленного металла, ударную вязкость и пластические свойства наплавленных образцов. Чтобы избавиться от выделений фазы на основе железа в рабочем слое наплавленного изделия и обеспечить его коррозионную стойкость и антифрикционные свойства, наплавку медных сплавов на сталь указанными дуговыми способами приходится выполнять в несколько слоев (Подгаецкий В.В. Механизированная наплавка слоя алюминиевой бронзы БрАЖМц 10-3-1,5. - Автоматическая сварка, 1959, №7, с.93). Но пластические свойства и ударная вязкость (при надрезе по зоне сплавления наплавленного металла со сталью) наплавленных образцов остаются низкими из-за наличия в зоне сплавления значительного количества выделений хрупкой и твердой фазы на основе железа.
Для обеспечения коррозионной стойкости, антифрикционных свойств, пластических свойств и ударной вязкости (при надрезе по зоне сплавления наплавленного металла со сталью) наплавленных образцов уже при наплавке медных сплавов на сталь в один слой наплавку медных сплавов на сталь следует выполнять без расплавления или с минимальным расплавлением стали так, чтобы содержание железа в первом слое наплавленного металла не превышало 5%.
Известен способ аргонодуговой наплавки неплавящимся электродом меди и ее сплавов на сталь (Патент РФ на изобретение №2390398 от 27 мая 2010 г.), принимаемый нами за прототип, при котором за счет применения специальной техники наплавки обеспечивается уменьшение степени расплавления стали и минимальный (менее 5%) переход железа из стали в наплавленный металл.
Однако этот способ наплавки (прототип) распространяется только на способ аргонодуговой наплавки неплавящимся электродом, включающий расплавление присадочного материала только в виде прутка, отличающийся тем, что перед началом наплавки присадочный пруток устанавливают в месте начала наплавки под углом 5-15° к наплавляемой поверхности с упором в нее нижнего конца прутка, располагают сварочную горелку под углом 80-90° к присадочному прутку, зажигают дугу между неплавящимся электродом сварочной горелки и нижним концом присадочного прутка, не допуская контакта дуги со сталью, расплавляют присадочный пруток с его перемещением без изменения его угла наклона к наплавляемой поверхности до образования на ней ванны расплавленного металла присадочного прутка шириной 7-10 мм и толщиной 2-3 мм, после чего переносят сварочную дугу с присадочного прутка на образованную ванну расплавленного металла в точку на расстоянии 2-4 мм от ее головной части, располагают сварочную горелку под углом 40-45° к поверхности ванны расплава и осуществляют процесс наплавки углом вперед с поддержанием постоянного угла наклона сварочной горелки и уровня ванны расплавленного металла. Однако этот способ наплавки имеет следующие недостатки. При этом способе наплавки применяются сложные технологические приемы. Присадочный металл для наплавки применяется только в виде прутков, которые подаются в зону наплавки только вручную. Производительность наплавки очень низкая. Для обеспечения качественного выполнения наплавки при этом способе необходимо, чтобы наплавку выполняли только высококвалифицированные сварщики, тщательно обученные сложным технологическим приемам наплавки по прототипу.
Техническим результатом заявляемого изобретения является разработка способа дуговой наплавки меди и медных сплавов на сталь, в котором при сохранении уменьшения степени расплавления стали и минимальном (менее 5%) переходе железа из стали в наплавленный металл обеспечиваются упрощение технологических приемов наплавки, возможность применения присадочного металла в виде присадочной проволоки, возможность механизированной подачи присадочной проволоки в зону наплавки, повышение производительности наплавки и при котором нет необходимости в подготовке сварщиков для освоения специальной техники наплавки и в предъявлении повышенных требований к квалификации сварщиков.
Технический результат предлагаемого изобретения достигается за счет того, что для получения наплавленного слоя на поверхности стального изделия предварительно на стальную поверхность наносят флюс-пасту толщиной 0,1-0,2 мм, для наплавки используют присадочный металл одного и того же состава, состоящий из полотна толщиной 1,0-1,6 мм, предварительно приваренного точечными швами к стальной поверхности в шахматном порядке путем локального расплавления полотна на всю его толщину в отдельных точках диаметром 3-5 мм с шагом между точками 15-20 мм, и из сварочной проволоки, затем возбуждают дугу между неплавящимся электродом и полотном присадочного металла, достаточном для локального расплавления полотна под дугой на всю его толщину, после этого дугой без ее перемещения расплавляют полотно до поверхности стали, механизированным способом или вручную подают присадочную проволоку в образовавшуюся ванну жидкого металла и одновременно увеличивают сварочный ток в дуге до значения, необходимого для совместного плавления этой дугой присадочного полотна и присадочной проволоки, при этом образуют общую сварочную ванну из расплавленного присадочного полотна и расплавленной присадочной проволоки и продолжают процесс наплавки до получения наплавленного слоя на всей наплавляемой поверхности.
Опробование предложенного способа наплавки меди и медных сплавов на сталь производили следующим образом. Для наплавки по предложенному способу было взято полотно толщиной 1 мм из сплава марки МНЖКТ5-1-0,2-0,2 состава (мас.%): Ni - 6,1, Fe - 1,2, Mn - 0,72, Cu - остальное, шириной 40 мм и длиной 200 мм. На пластину размером 12×100×200 мм из стали АБ2 кисточкой был нанесен слой флюса-пасты толщиной - 0,15 мм в виде раствора буры в этиловом спирте. После нанесения флюса-пасты на пластину было уложено полотно из сплава МНЖКТ5-1-0,2-0,2 и приварено к стальной пластине точечными швами в шахматном порядке. Сварку выполняли без применения присадочного металла аргонодуговым способом неплавящимся электродом путем расплавления полотна в намеченных точках диаметром 3-5 мм с шагом между точками 15-20 мм. При этом для обеспечения надежного контакта полотна с пластиной у места сварки точки полотно прижимали к пластине с помощью ручного инструмента. После этого на стальную пластину с приваренным к ней полотном была выполнена наплавка механизированным способом неплавящимся электродом в аргоне проволокой диаметром 1,2 мм марки МНЖКТ5-1-0,2-0,2 того же состава, что и полотно, на режиме: сварочный ток 180-200 А, напряжение на дуге 16 В, скорость подачи проволоки 240 м/ч (4,0 м/мин), скорость наплавки 15 м/час. В результате на стальную пластину был наплавлен слой металла высотой 3,3 мм площадью 40×200 мм2. Наплавка была выполнена за 8 мин, а с учетом приварки полотна к пластине - за 10 мин.
Для сравнения аналогичный слой металла был наплавлен способом наплавки по прототипу, на что было затрачено 24 мин.
На обеих наплавленных пластинах было определено содержание железа в наплавленном металле и наличие выделений фазы на основе железа в его структуре.
Результаты исследования приведены в таблице и показывают следующее. При обоих способах наплавки: предложенном и по прототипу содержание железа в наплавленном металле, определенное методом микрорентгеноспектрального анализа, низкое и находится примерно на одном уровне: 1,8-3,2 мас.%. При металлографическом исследовании шлифов, полученных из наплавленных образцов, на микроскопе «Axiovert 40MAT» при увеличении 100 и 300 установлено, что микроструктура наплавленного металла везде однофазная, выделения фазы на основе железа в наплавленном металле при обоих способах наплавки отсутствует. Недопустимые дефекты в наплавленном металле (трещины, свищи, непровары) также отсутствуют при обоих способах наплавки. Отличие заключается в длительности наплавки на сталь одинакового по размерам слоя медно-никелевого сплава (объем 26,3 см3; масса 234 г). Длительность наплавки по предложенному способу (с учетом времени на приварку полотна к пластине) составила 10 мин, а при наплавке по прототипу - 24 мин, производительность наплавки соответственно 23,4 г/мин и 9,8 г/мин. Таким образом, производительность наплавки по предложенному способу в 2,4 раза выше, чем при наплавке по прототипу.
Таблица | |||||||
Результаты опробования наплавленных образцов | |||||||
Способ наплавки | Массовая доля железа в наплавленном металле, % | Наличие фазы на основе железа в наплавленном металле | Наличие недопустимых дефектов в наплавленном металле | Объем и масса наплавки | Длитель ность наплавки, мин |
Производительность наплавки, г/мин | |
см3 | г | ||||||
Предложенный | отсутствует | отсутствуют | 26,3 | 234 | 10 | 23,4 | |
По прототипу | отсутствует | отсутствуют | 26,3 | 234 | 24 | 9,8 | |
Примечания: 1) В таблице приведены результаты определения массовой доли железа не менее чем на 3-х образцах. В числителе приведены минимальные и максимальные значения, в знаменателе - средние значения. | |||||||
2) Длительность наплавки по предложенному способу включает время на приварку полотна к пластине (2 мин) и на наплавку. |
Claims (3)
1. Способ дуговой наплавки меди и медных сплавов на сталь, включающий использование неплавящегося электрода и присадочного металла из медного сплава, отличающийся тем, что для получения наплавленного слоя на поверхности стального изделия предварительно на стальную поверхность наносят флюс-пасту, для наплавки используют присадочный металл, состоящий из полотна толщиной 1,0-1,6 мм, предварительно приваренного точечными швами к стальной поверхности, и из сварочной проволоки, имеющих одинаковый состав, затем возбуждают дугу между неплавящимся электродом и полотном присадочного металла на токе, достаточном для локального расплавления полотна под дугой на всю его толщину, после этого дугой без ее перемещения расплавляют полотно до поверхности стали, механизированным способом или вручную подают присадочную проволоку в образовавшуюся ванну жидкого металла и одновременно увеличивают сварочный ток в дуге до значения, необходимого для совместного плавления этой дугой присадочного полотна и присадочной проволоки, при этом образуют общую сварочную ванну из расплавленного присадочного полотна и расплавленной присадочной проволоки и продолжают процесс наплавки до получения наплавленного слоя на всей наплавляемой поверхности.
2. Способ наплавки по п.1, отличающийся тем, что перед приваркой полотна к наплавляемой стальной поверхности на эту поверхность наносят слой флюса-пасты толщиной 0,1-0,2 мм, применяемой для сварки медного сплава аналогичного состава.
3. Способ наплавки по п.1, отличающийся тем, что предварительную приварку полотна присадочного металла к стальной поверхности осуществляют с прижатием его в зоне сварки путем локального расплавления полотна на всю его толщину дугой неплавящегося электрода в аргоне без применения присадочной проволоки, при этом приварку осуществляют в отдельных точках, расположенных в шахматном порядке, диаметром 3-5 мм с шагом между точками 15-20 мм.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011126450/02A RU2470750C1 (ru) | 2011-06-27 | 2011-06-27 | Способ дуговой наплавки меди и медных сплавов на сталь |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011126450/02A RU2470750C1 (ru) | 2011-06-27 | 2011-06-27 | Способ дуговой наплавки меди и медных сплавов на сталь |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2470750C1 true RU2470750C1 (ru) | 2012-12-27 |
Family
ID=49257419
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011126450/02A RU2470750C1 (ru) | 2011-06-27 | 2011-06-27 | Способ дуговой наплавки меди и медных сплавов на сталь |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2470750C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1563914A1 (ru) * | 1988-01-05 | 1990-05-15 | Предприятие П/Я А-3881 | Способ широкослойной наплавки алюминиевой бронзы на низколегированную сталь |
SU1648661A1 (ru) * | 1988-11-02 | 1991-05-15 | Московский Завод Режущих Инструментов "Фрезер" Им.М.И.Калинина | Способ наплавки меди и медных сплавов на сталь |
RU1779502C (ru) * | 1990-04-02 | 1992-12-07 | Специальное Проектное И Конструкторское Технологическое Бюро Литейного И Кузнечного Производств "Стройдормаш" | Способ наплавки медных сплавов на сталь |
CA2505440A1 (en) * | 2004-05-03 | 2005-11-03 | Industria Proveedora De Partes Metalurgicas Limitada | A corrosion resisting joining area and method between materials of copper and stainless steel or titanium, which are the constituents of permanent cathodes for electrolytic processes and cathodes obtained |
RU2390398C1 (ru) * | 2008-09-12 | 2010-05-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") | Способ аргонодуговой наплавки неплавящимся электродом меди и ее сплавов на сталь |
-
2011
- 2011-06-27 RU RU2011126450/02A patent/RU2470750C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1563914A1 (ru) * | 1988-01-05 | 1990-05-15 | Предприятие П/Я А-3881 | Способ широкослойной наплавки алюминиевой бронзы на низколегированную сталь |
SU1648661A1 (ru) * | 1988-11-02 | 1991-05-15 | Московский Завод Режущих Инструментов "Фрезер" Им.М.И.Калинина | Способ наплавки меди и медных сплавов на сталь |
RU1779502C (ru) * | 1990-04-02 | 1992-12-07 | Специальное Проектное И Конструкторское Технологическое Бюро Литейного И Кузнечного Производств "Стройдормаш" | Способ наплавки медных сплавов на сталь |
CA2505440A1 (en) * | 2004-05-03 | 2005-11-03 | Industria Proveedora De Partes Metalurgicas Limitada | A corrosion resisting joining area and method between materials of copper and stainless steel or titanium, which are the constituents of permanent cathodes for electrolytic processes and cathodes obtained |
RU2390398C1 (ru) * | 2008-09-12 | 2010-05-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") | Способ аргонодуговой наплавки неплавящимся электродом меди и ее сплавов на сталь |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105643103B (zh) | 一种镀锌钢板激光搭接焊接方法 | |
KR101888780B1 (ko) | 수직 방향 협개선 가스 실드 아크 용접 방법 | |
Qin et al. | Microstructures and properties of welded joint of aluminum alloy to galvanized steel by Nd: YAG laser+ MIG arc hybrid brazing-fusion welding | |
KR200418345Y1 (ko) | 일렉트로 가스 용접장치 | |
Singh et al. | Lap weld-brazing of aluminium to steel using novel cold metal transfer process | |
CN104722896A (zh) | 一种镍基合金的埋弧自动焊焊接方法 | |
CN101249583A (zh) | 镁合金熔化极气体保护焊-非熔化极气体保护焊复合焊 | |
CN109202227A (zh) | 一种有效抑制铝镁合金tig焊接缺陷的操作工艺 | |
US20230256532A1 (en) | Joining of lead and lead alloys | |
KR100811920B1 (ko) | 용접 맞대기 이음의 일면 용접방법 | |
RU2470750C1 (ru) | Способ дуговой наплавки меди и медных сплавов на сталь | |
Khamari et al. | Microstructure analysis of arc welded mild steel plates | |
JP6119948B1 (ja) | 立向き狭開先ガスシールドアーク溶接方法 | |
AU2006230731B2 (en) | Electric arc welding wire | |
KR100666788B1 (ko) | 선박 용접 맞대기 이음의 일면 용접방법 | |
KR20180031046A (ko) | 수직 방향 협개선 가스 실드 아크 용접 방법 | |
CN115703163A (zh) | 多电极单面埋弧焊接方法 | |
JP5287656B2 (ja) | 亜鉛系めっき鋼板の重ねすみ肉アーク溶接方法及び重ねすみ肉アーク溶接継手 | |
CN115916446B (zh) | 电弧焊方法 | |
CN108290239B (zh) | 立式窄坡口气体保护弧焊方法 | |
Adamiec et al. | Modern methods of aluminum alloys welding | |
US2772963A (en) | Inert-gas shielded-arc welding of 90-10 type copper-nickel material | |
RU2346793C2 (ru) | Способ сварки плавлением меди и ее сплавов со сталями | |
Balamurugan et al. | Cold metal transfer (CMT) technology-A review | |
RU2470752C1 (ru) | Способ дуговой сварки меди и медно-никелевых сплавов со сталью |