SU1622105A1 - Способ сварки и наплавки и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к сварке и наплавке и может быть использовано во всех отрасл х машиностроени  дл  сварк и наплавки при изготовлении и восстановлении деталей, получении многослойных изделий и покрытий, нанесении износостойких и антикоррозионных покрытий: Целью изобретени   вл етс  расширение области применени  способа и устройства дл  сварки швов в потолочном и вертикальном положени х, в том числе дл  сварки прот женных швов. Нагрев, плавление и поддержание температуры ванны дополнительного материала 3 осуществл ют индукционным способом, перемещают изделие от ванны дополнительного материала к ванне присадочного материала 2. В качестве ванны дополнительного материала используют металлы , не раствор ющие основной и присадочный металлы при температуре процесса . При сварке используют тигель-кристаллизатор с.индуктором 4, снабженный дополнительной перегородкой 7, котора  выполн ет либо только роль ограничител  ванны присадочного материала, либо еще и роль кристаллизатора. Изобретение позвол ет осуществить сварку легких металлов, в том числе и берилли , в вертикальном и потолочном положени х, повысить качество сварного шва и улучшить контроль качества. 2 с. и 3 з. п. ф-лы, 3 ил. tO (Л

Description

Фиг. 2

Изобретение относитс  к сварке и наплавке , может быть использовано во всех отрасл х машиностроени  дл  сварки и наплавки при изготовлении и восстановлении деталей, получени  многослойных изделий и покрытий, нанесени  износостойких и антикоррозионных покрытий.

Целью изобретени   вл етс  расширение области применени  способа и устройства дл  сварки швов в потолочном и вертикальном положении, в том числе дл  сварки прот женных швов.

Дл  нагрева, плавлени  и поддержани  температуры ванны дополнительного материала используют индукционный нагрев, перемещают издели  от ванны дополнительного материала, в качестве которого используют металл ,не раствор ющий при температуре процесса присадочный и основной металлы, к ванне присадочного металла, используемый при сварке тигель-кристаллизатор снабжают дополнительной перегородкой , раздел ющей его внутренний объем на два сообщающихс , причем перегородка выполн ет либо только роль ограничител  ванны присадочного материала, либо еще и роль кристаллизатора.

На фиг. 1 изображена схема сварки деталей из металла с потолочным положением шва; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема индук- ционно-шлаковой сварки кольцевого с горизонтальной осью вращени  шва деталей.

Сварка деталей 1 из металла, например берилли , с потолочным положением шва осуществл етс  расплавленным присадочным материалом 2 (бериллием), нагретым, например, до температуры 1350- 1400°С, достаточной дл  расплавлени  основного металла поверхностей кромок свариваемых деталей и образовани  прочного сварного соединени  основного и присадочного металлов. Расплавление и нагрев присадочного металла осуществл етс  теплом дополнительной ванны 3 и вихревыми токами индуктора тигл -индуктора 4, имеющего магнитопровод 5 и медный водоохлаж- даемый охладитель (кристаллизатор) б, перегородку 7, закрывающую разделку кромок свариваемых деталей, боковые стенки 8 и заднюю стенку, ограничивающие расплавленный металл с четырех сторон и предотвращающие его растекание.

Тигель-индуктор работает на токах промышленной и повышенной частот. Материалом дополнительной занны 3 служит олово , имеющее плотность, равную 7,3 г/см3. Плотность берилли  составл ет около 1,8 г/см3 (олово и бериллий практически не раствор ютс  друг в друге).

Через отверстие в тигле в нагретую до рабочей температуры, например 1400°С, дополнительную ванну подаетс  присадочный металл 9 в виде ленты сплошного

0

или несплошного (сетчатого) сечени . Лента нагреваетс  и расплавл етс , затем расплавленный присадочный металл, вследствие меньшей плотности, чем металл шлаковой

5 ванны, поднимаетс  вверх и скапливаетс  в ограниченном пространстве формующего устройства. Нагретый выше температуры плавлени  присадочный металл соприкасаетс  с кромками свариваемых деталей,

0 которые соответственно подготовлены к сварке , в том числе возможен предварительный подогрев, оплавл ет основной металл , перемешиваетс  с ним и при перемещении тигл -индуктора вдоль шва охлаждаетс  охладителем (кристаллизатором)

5 6 и образует сварной шов 10. Режимы процесса выбираютс  эмпирически.

Высота формующего устройства выбираетс  такой, чтобы расплавленный металл 2 мог бы вытекать поверх стенки 8 за счет давлени  столба ванны 3 высотой Н, равной разнице уровней дополнительной ванны по разные стороны перегородки . С учетом этой зависимости выбираетс  как максимальна  высота устройства , так и расположение приемного отверс5 ти  дл  присадочного металла (с учетом максимально возможного уровн  дополни-, тельной ванны). Формующее устройство из- готавл етс  из огнеупорных или высокоогнеупорных материалов с защитной тугоплавкой оболочкой или без нее.

0 Индукционно-шлакова  сварка (фиг. 3) кольцевого с горизонтальной осью вращени  шва деталей из берилли  (подобно свариваютс  швы в вертикальном положении) осуществл етс  с помощью тигл -индуктора (тигл -кристаллизатора) с соприкасающей5 с  дополнительной ванной 3. Тигель-индуктор имеет индуктор 4 с медным во- доохлаждаемым индуктирующим проводом и магнитопроводом, работающий на токах промышленной и повышенной частот, и ти0 гель из огнеупорных или высокоогнеупорных материалов с защитной оболочкой или без нее. В тигель-индуктор засыпаетс  порошок , например, олова или свинца, которые в качестве металла шлаковой ванны плав тс  и нагреваютс  до рабочей температу5 ры, например 1400°С, тепловой энергией, выдел ющейс  под действием вихревых токов , индуктируемых индуктором.

По достижении рабочей температуры в шлаковую ванну через приемное отверстие подаетс  присадочный металл 9

® в виде ленты, который плавитс  и нагреваетс  до температуры, например, 1350- 1400°С, теплом дополнительной ванны и вихревыми токами. В результате различи  в плотности металлов дополнительной ванны,

5 например олова 7,3 г/см3 и свинца 11,3 г/см3, и присадочного металла берилли  (1,8 г/см3) последний поднимаетс  вверх и скапливаетс  между формующим элементом и свариваемыми детал ми, при этом заполн   все пространство между кромками деталей, нагрева  и оплавл   поверхности кромок деталей и перемешива сь с основным металлом . При вращении деталей в направлении от дополнительной ванны к ванне присадочного металла металл заполнивший шов, соприкасаетс  с охладителем и отвердевает , образу  сварной шов 10. Формующий элемент изготавливаетс  из огнеупорных материалов.

Дл  исключени  вытекани  расплавленного металла через зазор в свариваемых детал х устанавливают дополнительные элементы 11 и 12, ограничивающие ванны расплавленных материалов.

Изобретение позвол ет осуществл ть сварку шва в потолочном положении, сварку кольцевых и вертикальных швов с движением тигл -индуктора или свариваемых и наплавл емых деталей и сварку легких металлов, в том числе и берилли , а также повысить качество сварного шва и улучшить контроль качества.

Claims (4)

1. Формула изобретени 

   . Способ сварки и наплавки с использованием формирующего устройства, при котором дл  плавлени  присадочного материала используют тепло ванны расплавленного дополнительного материала, имеющего больший удельный вес, чем присадочный материал, и температуру плавлени  меньшую , чем температура плавлени  присадоч

   ного материала, отличающийс  тем, что, с целью расширени  области его применени , нагрев, плавление и поддержание необходимой температуры дополнительного ма- териала производ т индукционным способом, а в качестве дополнительного материала используют материалы, не раствор ющие основной и присадочный материалы при температуре ведени  процесса.
2. 2.Способ по п. I, отличающийс  тем, что, с целью сварки прот женных швов, осуществл ют перемещение издели  относительно формирующего устройства в направлении от ванны дополнительного материала к ванне присадочного материала.
3. 3.Устройство дл  сварки и наплавки , содержащее корпус с индуктором и кристаллизатором, отличающеес  тем, что, с целью выполнени  швов в потолочном и вертикальном положении, корпус дополнительно снабжен перегородкой, раздел ющей его внутренний объем на две сообщающиес  камеры, причем кристаллизатор охватывает лишь одну из камер, и выступающей за габариты корпуса.
4. 4.Устройство по п. 3, отличающеес  5 тем, что, с целью выполнени  швов в

   потолочном положении, перегородка в части, выступающей за габариты корпуса, выполнена по форме и размерам в соответствии с разделкой свариваемых кромок.

   о. Устройство по п. 3, отличающеес  0 тем, что, с целью сварки вертикальных и кольцевых швов, кристаллизатор установлен на перегородке. .

   0

   Фиг.1

   Фиг.З