SU1463413A1

SU1463413A1 - Method of machining with magnetically-controlled arc

Info

Publication number: SU1463413A1
Application number: SU864155113A
Authority: SU
Inventors: Борис Васильевич Чекин; Эдуард Степанович Мариновский; Ян Витальевич Чирков; Владимир Иосифович Поддубняк; Николай Федорович Дрыгин; Вячеслав Николаевич Пахомов; Анатолий Борисович Андаран
Original assignee: Донецкий Филиал Харьковского Института Инженеров Железнодорожного Транспорта Им.С.М.Кирова; Донецкая железная дорога
Priority date: 1986-12-02
Filing date: 1986-12-02
Publication date: 1989-03-07

Abstract

Изобретение относитс к дуговой наплавке или сварке с управлением процесса магнитным полем и может быть использовано в железнодорожном транспорте дл обработки из н ршенных поверхностей деталей рельсовых путей. Цель изобретени - увеличение производительности и качества обработки, преимущественно наплавки покрытым электродом . Способ состоит в совместном расплавлении сварочного покрытого электрода 1 и сварочной проволоки, предварительно намотанной на покрытый электрод и образующей соленоид 2. Взаимодействие переменного магнитного пол соленоида 2 с током дуги приводит к колебанию сварочной дуги и перемешиванию сварочной ванны. Покрытый электрод 1 подключают к источнику сварочной дуги, которым вл етс трансформатор 3, а соленоид 2 - к источнику тока низкой частоты, которым вл етс генератор импульсов. По соленоиду 2 пропускают ток низкой частоты 4-16 Гц. При этом ширина валика наплавленного металла в 1,4 раза , а длина в 1,3 раза больше, чем при наплавке одним покрытым электродом . Металл наплавл етс более равномерно вследствие мелкокапельного переноса . Валик наплавленного металла имеет мелкодисперсное строение. 1 ил. о fS (Л С L 4ib О СОThe invention relates to arc deposition or welding with a magnetic field control process and can be used in railway transport for processing from the opposite surfaces of rail track components. The purpose of the invention is to increase the productivity and quality of processing, mainly surfacing with a coated electrode. The method consists in the joint melting of the welding coated electrode 1 and the welding wire previously wound on the coated electrode and forming the solenoid 2. The interaction of the alternating magnetic field of the solenoid 2 with the arc current leads to the oscillation of the welding arc and mixing of the welding pool. The coated electrode 1 is connected to the source of the welding arc, which is the transformer 3, and the solenoid 2 to the low-frequency current source, which is the pulse generator. On the solenoid 2 pass the current of low frequency 4-16 Hz. At the same time, the width of the bead of the weld metal is 1.4 times, and the length is 1.3 times greater than when surfacing with a single coated electrode. The metal is deposited more uniformly due to the finely divided transfer. Roller weld metal has a fine structure. 1 il. about fS (L C L 4ib O CO

Description

Изобретение относитс к дуговой наплавке или сварке с управлением процесса магнитным полем и может б.1ть использовано в железнодорожном транспорте дл обработки изношенных поверхностей деталей рельсовых путей.The invention relates to arc surfacing or welding with process control by a magnetic field and can be used in railway transport for processing worn surfaces of rail track components.

Цель изобретени - увеличение производительности и качества обработки, преимущественно наплавки покрытым электродом.The purpose of the invention is to increase the productivity and quality of processing, mainly surfacing with a coated electrode.

На чертеже показана схема наплавки по предлагаемому способу.The drawing shows the deposition scheme for the proposed method.

Способ заключаетс в совместном расплавлении сварочного покрыти электрода 1 и сварочной проволоки, предварительно намотанной на покрытый электрод и образующей соленоид 2. Взаимодействие переменного магнитного пол соленоида 2. с током дуги приводит к колебанию сварочной дуги и перемешиванию сварочной ванны. Покрытый электрод 1 подключают к источнику сварочной дуги, которым вл етс трансформатор 3, а соленоид 2 - к источнику тока низкой частоты, которым вл етс генератор 4 импульсов.The method consists in the joint melting of the welding coating of the electrode 1 and the welding wire previously wound on the coated electrode and forming the solenoid 2. The interaction of the alternating magnetic field of the solenoid 2 with the arc current causes the welding arc to oscillate and mix the welding bath. The coated electrode 1 is connected to the source of the welding arc, which is the transformer 3, and the solenoid 2 - to the low-frequency current source, which is the 4-pulse generator.

Генератор 4 1-1мпульСов тока одним выводом подключаетс к верхнему проводу соленоида, а нижним - к наплав- ленной детали 5.. Когда нижний конец электрода касаетс детали, цепь генератора 4 импульсов тока замыкаетс и по соленоиду 2 протекают импульсы тока..Сварочный трансформатор 3 включаетс по традиционной схеме. Дл предотвращени по влени дуги между покрытым электродом 1 и нижним концом соленоида 2 в момент открывани электрода 1 от наплавл емой детали 5 в цепь генератора 4 импухшсов включаетс ограничивающее сопротивление 6The generator 4 1-1 pulses of current is connected to the upper wire of the solenoid by one lead, and the lower one to the weld piece 5. When the lower end of the electrode touches the part, the circuit of the generator of 4 current pulses closes and current pulses flow through solenoid 2. Welding transformer 3 included in the traditional pattern. To prevent arcing between the coated electrode 1 and the lower end of the solenoid 2 at the time of opening of the electrode 1 from the weld piece 5, limiting resistance 6 is included in the circuit of the impingement 4

Сварочна проволока соленоида 2 изолируетс от стержн покрытого электрода 1 слоем обмазки. Процесс навивки при изготовлении спиральной части электрода предварительно осуществл етс на стержеЪь меньшего диаметра , чем диаметр покрытого электрода 1 Затем спираль надевают на электрод 1The welding wire of the solenoid 2 is isolated from the rod of the coated electrode 1 with a layer of coating. The process of winding in the manufacture of the spiral part of the electrode is preliminarily performed on a bar of a smaller diameter than the diameter of the coated electrode 1. Then the helix is put on the electrode 1

Экспериментальные исследовани по- казывают, что сварочна проволока соленоида 2 плавитс равномерно совместно с покрытым электродом 1. Дуга горит устойчиво, а ток управлени не прерываетс .Experimental studies show that the welding wire of the solenoid 2 melts uniformly with the coated electrode 1. The arc burns steadily, and the control current is not interrupted.

Устойчивость процесса горени дуги и . плавлени электрода зависит от амплитуды импульсов токал протекающееThe stability of the arc burning process and. melting of the electrode depends on the amplitude of the current pulses flowing

00

5five

j j

Q Q

0 50 5

5five

00

5five

го по спиральной части электрода. Поскольку по мере сгорани электрода амплитуда импульсов возрастает, то дл ее стабилизации необходимо, чтобы источник импульсов обладал соответствующей внешней характеристикой. Стабилизаци амплитуды импульсов может быть произведена различными способами .go on the spiral part of the electrode. Since as the electrode burns, the amplitude of the pulses increases, in order to stabilize it, it is necessary that the source of the pulses have a corresponding external characteristic. The amplitude of the pulses can be stabilized in various ways.

Колебани сварочной дуги, обеспечиваемые магнитным полем соленоида, привод т к рассредоточению сварочной дуги, снижению глубины проплавлени основного металла и улучшению качества металла, а наличие второго плав щегос электрода приводит к увеличению производительности процесса сварки или наплавки.The welding arc oscillations provided by the magnetic field of the solenoid result in dispersing the welding arc, reducing the penetration depth of the base metal and improving the quality of the metal, and the presence of a second melting electrode leads to an increase in the productivity of the welding or cladding process.

J Основное вли ние на сварочную дугу и процесс затвердевани сварочной ванны оказывает электромагнитна объемна сила, возникающа при взаимодействии магнитного пол , создаваемого соленоидом и током сварочной дуги.J The main influence on the welding arc and the process of solidification of the weld pool is exerted by the electromagnetic volume force arising from the interaction of the magnetic field created by the solenoid and the current of the welding arc.

Поскольку соленоид можно намотать из сварочной проволоки любого малого диаметра, то при предлагаемом способе масса сварочной горелки увеличитс незначительно при сохранении тех же условий визуального наблюдени , что и в случае применени одного электрода.Since the solenoid can be wound from welding wire of any small diameter, with the proposed method, the mass of the welding torch will increase slightly while maintaining the same conditions of visual observation as in the case of using one electrode.

Пример. Осуществл ют наплавку изношенных поверхностей катани железнодорожных крестовин из высокомарганцевой стали Г13Л покрытым электродом ЦНИИ Н-4, на который по всей его длине наматывают спираль из сварочной проволоки состава Э 65X25 Г13НЗ., соответствующего марке стержн покрытого электрода ЦНИИ Н-4. Диаметр навивочной проволоки 1 мм, шаг навивки 1,2 мм. Покрытый электрод подключают к сварочному трансформатору с . последующим выпр млением тока. Минус источника подключают к наплавл емой детали, плюс - к держателю электрода. Сварочный ток составл ет 160-170 А. Сварочна проволока подключаетс к генератору импульсов тока с регулированием частоты и амплитуды. Выход генератора подключают к наплавл емому образцу к верхнему выводу соленоида. Ток соленоида измен ют в пределах 10-20 А, частоту импульсов 4,0-50 Гц.Example. The worn-out surfaces of rolling rail crosses made of high-manganese steel G13L are coated by welding with a coated CRI H-4 electrode, on which a coil of welding wire E 65X25 G13NZ. Corresponding to the core of the coated electrode CRI H-4 is wound over its entire length. The diameter of the winding wire is 1 mm, the step of winding is 1.2 mm. The coated electrode is connected to a welding transformer. subsequent rectification of current. The source minus is connected to the weld part, plus to the electrode holder. The welding current is 160-170 A. The welding wire is connected to a current pulse generator with frequency and amplitude control. The output of the generator is connected to the weld sample to the upper output of the solenoid. The current of the solenoid is varied within 10–20 A, the pulse frequency is 4.0–50 Hz.

Получено устойчивое горение дуги, при обрывании дуги процесс ее повторного за :игани происходит без за31463АThe steady arc burning is obtained, when the arc is cut off, the process of its recurring is behind: the game takes place without a 31463A

труднений. Визуально наблюдают эакру- . чивание дуги вокруг продольной оси покрытого электрода. Диаметр сварочной ванны в 1,8-2 раза больше, чем при плавлении одиночного покрытого электрода ЦНИИ Н-4.hard times Visually observe eakru-. chivanie arc around the longitudinal axis of the coated electrode. The diameter of the weld pool is 1.8-2 times larger than when a single coated electrode of the TsNII N-4 is melted.

Визуальный осмотр показывает, что ширина валика наплавленного металла примерно в 1,4 раза, а длина в 1,3 ра-|о за больше, чем при наплавке электродом ЦНИИ Н-4. Металл наплавл етс более равномерно вследствие мелкокапельного переноса, и валик наплавленного металла имеет .мелкодисперсное строе- 15 ние.A visual inspection shows that the width of the bead of the weld metal is about 1.4 times, and the length is 1.3 times more than when surfacing with the CRI H-4 electrode. The metal is deposited more evenly due to the fine-drop transfer, and the weld metal roll has a finely divided structure.

Предлагаемый способ обеспечивает меньшее тепловложение в металл по сравнению с базовым объектом, одиночным покрытым электродом ЦНИИ Н-4. 20The proposed method provides less heat input to the metal compared to the base object, a single coated electrode of the Central Research Institute N-4. 20

Металлографическими исследовани ми установлено, что наиболее благопри тна измельченна структура наплавл емого металла имеет место при питанииMetallographic studies have established that the most favorable ground structure of the deposited metal occurs when feeding

1313

соленоида током 10-15 А с частотой 4-16 Гц.solenoid current 10-15 A with a frequency of 4-16 Hz.

Claims

1 When using the proposed method, the deposition rate increases by 1.8–2 times, and the operational durability of the test crosses is 25–30% compared to the base object. Invention Formula

A method of treating a magnetic arc with an arc, in which an arc is acted upon by a low-frequency alternating magnetic field, characterized in that, in order to increase the productivity and quality of processing, mainly surfacing, with an electrode coating, the melting is helically wound on the coated electrode along its entire length. the electrode and a pulse current are passed through it, and the coated electrode is connected to a direct current source.