RU2660537C1 - Способ восстановления наплавкой поверхностей тел вращения - Google Patents
Способ восстановления наплавкой поверхностей тел вращения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2660537C1 RU2660537C1 RU2017125906A RU2017125906A RU2660537C1 RU 2660537 C1 RU2660537 C1 RU 2660537C1 RU 2017125906 A RU2017125906 A RU 2017125906A RU 2017125906 A RU2017125906 A RU 2017125906A RU 2660537 C1 RU2660537 C1 RU 2660537C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- surfacing
- carried out
- heating
- electrode
- revolution
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims description 3
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/04—Welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P6/00—Restoring or reconditioning objects
- B23P6/02—Pistons or cylinders
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано для восстановления наплавкой изношенных поверхностей тел вращения. Электродуговую наплавку первого слоя износостойкого материала ведут по винтовой линии обратно-ступенчатым способом. Наплавку остальных слоев ведут поперечно колеблющимся электродом. После термообработки осуществляют механическую обработку наплавленной поверхности с использованием геомодификаторов трения. В качестве геомодификаторов трения используют вводимые со смазкой порошки, включающие серпентиниты и/или шунгиты. При наплавке слоев поперечно колеблющимся электродом на колебания электрода могут быть наложены высокочастотные ультразвуковые колебания частотой не менее 15 кГц. Ультразвуковое воздействие может осуществляться во время охлаждения тела при его термической обработке. Подогрев тела осуществляют предварительный и/или сопутствующий. Сопутствующий подогрев начинают со стороны, противоположной наплавке, и перемещают источник сопутствующего подогрева в направлении наплавки. Использование изобретения предотвращает искажение размеров и формы наплавляемой детали, предотвращает появление трещин в наплавке, снижает размеры припусков на механическую обработку. 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к сварочному производству, а именно к способам восстановления наплавкой изношенных поверхностей тел вращения.
Известен способ восстановления наплавкой поверхностей тел вращения, включающий подогрев тела, наплавку на поверхность тела электродом под слоем флюса износостойкого материала, термическую и механическую обработку наплавленной поверхности [Ли Р.И. Технологии восстановления и упрочнения деталей автотракторной техники. - Липецк: Изд-во ЛГТУ, 2014. - 379 с.]. Этот способ восстановления наплавкой поверхностей тел вращения по совокупности технических признаков и назначению является наиболее близким аналогом (прототипом) по отношению к предлагаемому способу.
Недостатком данного способа является возникновение в поверхностном слое наплавленного металла остаточных, в большинстве случаев растягивающих напряжений, приводящих к искажению размеров и формы наплавляемой детали, а также появлению трещин в самой наплавке.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является уменьшение и устранение деформаций и напряжений в наплавляемой детали.
Техническим результатом изобретения является снижение и предотвращение искажений размеров и формы наплавляемой детали, трещин в наплавке, снижение размеров припусков на механическую обработку.
Технический результат изобретения достигается тем, что в способе восстановления наплавкой поверхностей тел вращения, включающем подогрев тела, наплавку электродом износостойкого материала на поверхность тела, термическую и механическую обработку наплавленной поверхности, согласно изобретению электродуговую наплавку поверхности тела первым слоем ведут по винтовой линии обратно-ступенчатым способом, наплавку остальных слоев ведут поперечно колеблющимся электродом, а во время механической обработки поверхности тела после наплавки и термообработки используют геомодификаторы трения.
Технический результат изобретения достигается также тем, что при наплавке слоев поперечно колеблющимся электродом на колебания электрода накладывают более высокочастотные ультразвуковые колебания частотой не менее 15 кГц.
Кроме того, во время охлаждения наплавленного тела при его термической обработке используют ультразвуковое воздействие.
Кроме того, подогрев тела осуществляют предварительный и/или сопутствующий.
Кроме того, сопутствующий подогрев начинают со стороны, противоположной наплавке, и перемещают источник сопутствующего подогрева в направлении наплавки.
Кроме того, в качестве геомодификаторов трения используют вводимые со смазкой порошки, включающие серпентиниты и/или шунгиты.
Выполнение первого слоя электродуговой наплавки поверхности тела обратно-ступенчатым способом за счет рациональной последовательности укладки швов уменьшает (компенсирует) деформации продольной и поперечной усадок. Установлено, что соотношение электростатической, аэродинамической, электромагнитной, поверхностного натяжения, тяжести и других сил, воздействующих на каплю, находящуюся на торце электрода, влияет на характер плавления и перенос металла электрода. В связи с этим использование при электродуговой наплавке поверхности тела вторым и более слоем поперечно колеблющегося электрода позволяет повысить каплеперенос металла электрода и производительность наплавки, а также улучшить структуру наплавляемого металла. Поперечные колебания электрода снижают пребывание жидкого металла в зоне перегрева, а при перемещении источника теплоты температура металла в противоположной стороне слоя понижается, снижая его вязкость и поверхностное натяжение. В результате получаются валики с более плоской поверхностью, что позволяет снизить величины размеров припусков под последующую механическую обработку наплавленной поверхности тела вращения. За счет сокращения времени пребывания жидкого металла в зоне перегрева уменьшается величина зерна основного металла в зоне оплавления, что способствует появлению мелкозернистой структуры наплавленного металла. Поперечные колебания электрода также способствуют созданию дезориентированной структуры наплавленной поверхности увеличенной прочности.
Использование во время механической обработки поверхности тела после наплавки и термообработки геомодификаторов трения адсорбирует активизированные частицы геомодификаторов на поверхности детали уменьшая коэффициент трения, снижая шероховатость, увеличивая микротвердость поверхности, уменьшая затраты энергии на обработку и уровень шума в рабочем помещении.
Наложение на колебания поперечно колеблющегося электрода более высокочастотных ультразвуковых колебаний частотой не менее 15 кГц позволяет улучшить микроструктуру наплавляемого слоя, делая структуру металла мелкозернистой с высокой плотностью, тем самым повышая износостойкость наплавленного металла.
Использование ультразвукового воздействия во время охлаждения наплавленного тела при термической обработке позволяет устранять опасности зарождения холодных трещин и повысить качество наплавочного соединения из среднеуглеродистых легированных конструкционных сталей, например 30ХГСН2А, 30X3, 35Х, 40ХГСН2М, 40ХГСН2А и других. При ультразвуковой обработке средняя скорость охлаждения сталей в зоне термического влияния, отнесенная к 650°С, составляла 30 К/с.
Осуществление предварительного и/или сопутствующего подогрева тела вращения до температуры 100-500°С необходимо для исключения вероятности появления трещин, особенно если наплавляемая деталь предназначена для работы в условиях смены температур. Так, например, при восстановлении деталей из хромомолибденовых, хромовольфрамовых и других теплостойких инструментальных сталей необходим предварительный подогрев до 300°С. Совместное осуществление предварительного и сопутствующего подогрева тела вращения еще сильнее влияет на вероятность исключения трещин в наплавляемой поверхности.
Начало сопутствующего подогрева со стороны, противоположной наплавке, и перемещение источника сопутствующего подогрева в направлении наплавки способствуют получению более однородных по структуре наплавленных слоев.
Применение в качестве геомодификаторов трения вводимых со смазкой порошков, включающих серпентиниты и/или шунгиты, позволяет шлифовать поверхность тела вращения, вызывая рост его температуры. При этом частицы геомодификаторов активируются, диффундируют в поверхность детали и упрочняют ее за счет увеличения микротвердости поверхности трения.
Предлагаемый способ восстановления наплавкой поверхностей тел вращения осуществляют следующим образом.
Деталь (тело вращения) устанавливают на наплавочный станок и приводят во вращение. Осуществляют предварительный и/или сопутствующий подогрев тела вращения. Электродуговую наплавку поверхности тела первым слоем ведут по винтовой линии обратно-ступенчатым способом. Наплавку последующих слоев металла ведут поперечно колеблющимся электродом до восстановления нормального размера с припуском на механическую обработку. При необходимости выполняют вариант с наложением на колебания поперечно колеблющегося электрода более высокочастотных ультразвуковых колебаний частотой не менее 15 кГц. После наплавки деталь подвергают термической обработке. Во время охлаждения наплавленного тела при его термической обработке возможно использование ультразвукового воздействия. Далее проводят механическую обработку поверхности тела вращения, в том числе с использованием в ней геомодификаторов трения.
Пример:
Наплавка поверхности тела вращения (вала насоса диаметром 120 мм) производилась на переоборудованном токарно-винторезном станке, на котором также имелась наплавочная головка с подающим механизмом для подачи электрода (электродной проволоки) и присадочной проволоки. Число оборотов шпинделя составляло 1,33 мин-1. Наплавка велась под слоем флюса плавящимся электродом со скоростью подачи 2,1 м/мин. Режим наплавки состоял из силы тока 180-185 А и напряжения 32 В.
В таблице приведены результаты изменения показателей (искажение размеров и формы наплавляемого тела вращения, наличие трещин в наплавке, размеры припусков на механическую обработку, уровень шума в рабочем помещении), полученных в результате применения нового способа восстановления наплавкой поверхностей тел вращения относительно способа, выбранного в качестве прототипа.
Полученные при использовании способа восстановления наплавкой поверхностей тел вращения результаты показали снижение и предотвращение искажений размеров и формы наплавляемой детали, предотвращение появлений трещин в наплавке, снижение размеров припусков на механическую обработку и уровня шума в рабочем помещении.
Claims (6)
1. Способ восстановления наплавкой поверхности тела вращения, включающий подогрев тела вращения, электродуговую наплавку на его поверхность износостойкого материала, термическую и механическую обработку наплавленной поверхности, отличающийся тем, что электродуговую наплавку первого слоя износостойкого материала ведут по винтовой линии обратно-ступенчатым способом, наплавку остальных слоев ведут поперечно колеблющимся электродом, а механическую обработку наплавленной поверхности осуществляют с использованием геомодификаторов трения.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при наплавке слоев поперечно колеблющимся электродом на колебания электрода накладывают высокочастотные ультразвуковые колебания частотой не менее 15 кГц.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что при термической обработке тела вращения в процессе его охлаждения используют ультразвуковое воздействие.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подогрев тела вращения осуществляют предварительный и/или сопутствующий.
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что сопутствующий подогрев начинают со стороны, противоположной наплавке, и перемещают источник сопутствующего подогрева в направлении наплавки.
6. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в качестве геомодификаторов трения используют вводимые со смазкой порошки, включающие серпентиниты и/или шунгиты.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017125906A RU2660537C1 (ru) | 2017-07-18 | 2017-07-18 | Способ восстановления наплавкой поверхностей тел вращения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017125906A RU2660537C1 (ru) | 2017-07-18 | 2017-07-18 | Способ восстановления наплавкой поверхностей тел вращения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2660537C1 true RU2660537C1 (ru) | 2018-07-06 |
Family
ID=62815974
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017125906A RU2660537C1 (ru) | 2017-07-18 | 2017-07-18 | Способ восстановления наплавкой поверхностей тел вращения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2660537C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU407676A1 (ru) * | 1972-07-10 | 1973-12-10 | Способ широкослойной наплавки | |
GB2076560A (en) * | 1980-02-15 | 1981-12-02 | Blohm Voss Ag | Build-up Welding on Rotating Workpieces |
UA51394C2 (en) * | 2002-03-12 | 2006-08-15 | Univ Nat Mining | Method of strengthening-finishing treatment of details |
RU2291040C1 (ru) * | 2005-06-27 | 2007-01-10 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Способ восстановления роликов |
RU2308364C1 (ru) * | 2006-10-19 | 2007-10-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Способ восстановления бурильной трубы |
-
2017
- 2017-07-18 RU RU2017125906A patent/RU2660537C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU407676A1 (ru) * | 1972-07-10 | 1973-12-10 | Способ широкослойной наплавки | |
GB2076560A (en) * | 1980-02-15 | 1981-12-02 | Blohm Voss Ag | Build-up Welding on Rotating Workpieces |
UA51394C2 (en) * | 2002-03-12 | 2006-08-15 | Univ Nat Mining | Method of strengthening-finishing treatment of details |
RU2291040C1 (ru) * | 2005-06-27 | 2007-01-10 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Способ восстановления роликов |
RU2308364C1 (ru) * | 2006-10-19 | 2007-10-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Способ восстановления бурильной трубы |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2588421A (en) | Application of sprayed metal coatings to solid objects | |
CN102619477B (zh) | 一种耐磨耐蚀铁基合金激光熔覆石油钻杆接头 | |
RU2597474C2 (ru) | Способ получения ролика с наплавленным посредством сварки материалом и способ восстановления изношенного ролика посредством наплавки сваркой | |
US10086462B2 (en) | Hardfacing with low carbon steel electrode | |
US20150252631A1 (en) | Hardbanding method and apparatus | |
US20150217414A1 (en) | Method of remanufacturing a component | |
US4172155A (en) | Surfacing circular-section metal members | |
US8662376B2 (en) | Method and system for retreading track wheel | |
CN104988495A (zh) | 一种套筒类零件内壁感应熔覆再制造方法 | |
RU2476300C2 (ru) | Способ восстановления деталей пар трения интегральных рулевых механизмов с гидроусилителем руля | |
RU2299115C1 (ru) | Способ восстановления изношенных поверхностей стальных деталей | |
RU2660537C1 (ru) | Способ восстановления наплавкой поверхностей тел вращения | |
US20070137037A1 (en) | Controlled surface modification as an intermediate step in the surface texturing of work rolls | |
RU2420386C2 (ru) | Способ восстановления вала | |
RU2398668C2 (ru) | Способ ремонта гидрораспределителей | |
CN105517750A (zh) | 机器部件熔覆策略 | |
RU2668645C1 (ru) | Способ восстановления наплавкой роликов машин непрерывного литья заготовок | |
JP2007326554A (ja) | 金属結合による被覆を有するトラック・チェーン連結金具および車台トラック・ローラ | |
RU2532738C1 (ru) | Способ восстановления изношенных поверхностей стальных деталей | |
CN112975108B (zh) | 一种添加中间层材料的摩擦焊接方法 | |
RU2621942C2 (ru) | Способ восстановления изношенной поверхности зубьев каретки синхронизатора | |
RU2677559C1 (ru) | Способ сварки трением с перемешиванием алюминиевых заготовок переменной толщины | |
CN111254422B (zh) | 圆环型表面复合强化方法 | |
WO2018070316A1 (ja) | 摩擦撹拌接合方法および装置 | |
RU2775587C1 (ru) | Способ ремонта шеек стальных коленчатых валов |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20200120 |