SU1660885A1 - Способ двухдуговой наплавки - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к наплавке под флюсом, в частности к механизированной наплавке двум  проволочными электродами под слоем флюса, и может быть использовано при наплавке коррозионностойкого, износостойкого или компенсирующего износ сло  металла, а также при сварке как перлитного, так и других классов сталей в атомноэнергетическом, химическом и т желом машиностроении. Цель изобретени  - повышение качества наплавленного сло . Производ т расплавление под флюсом подключенных к разным полюсам источника тока проволочных, основного и дополнительного электродов. Дополнительный электрод подают под углом α = 5 - 75° к наплавл емой поверхности впереди основного электрода, расположенного под пр мым углом к поверхности наплавки. Рассто ние A от точки пересечени  осей электродов до наплавл емой поверхности определ ют из услови  4^.10^-2.I₁/2D₁ + D₂√1/TGΑ ≤A≤6^.10^-2.I₁/2D₁ + D₂√1/TGΑ, где I₁ - сварочный ток основного электрода, А

D₁ - диаметр основного электрода, мм

D₂ - диаметр дополнительного электрода, мм. Величину тока, проход щего через дополнительный электрод, определ ют из услови  I₂ = (0,4 - 1,5)^.D₂/(D₁ + D₂)I₁, где I₂ - сварочный ток дополнительного электрода, А. В результате уменьшаетс  дол  участи  основного металла в наплавленном, исключаютс  шлаковые включени  и наплавлени . 1 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к наплавке под флюсом, в частности к механизированной наплавке двум  проволочными электродами под слоем флюса, и может быть использовано при наплавке коррозионностойкого, износостойкого или компенсирующего износ сло  металла, а также при сварке как перлитных , так и других классов сталей в атомноэ- нергетическом, химическом и т желом машиностроении.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества наплавленного сло .

На чертеже приведена схема осуществлени  способа.

Основной электрод 1 располагают к поверхности наплавл емого издели  2 под углом 90°, а дополнительный электрод 3 - под углом « 5-75° к наплавл емой поверхности впереди основного электрода

Электроды и изделие подключены к источнику питани  Перераспределение токов производитс  балластными реостатами 5 и 6.

ON О О 00 00

сл

Далее с помощью балластного реостата 5, включенного в цепь дополнительного электрода, устанавливаетс  величина тока di

(0.4.1,5)

li, затем с помощью

d-i +d2

балластного реостата 6, включенного в цепь наплавл емого издели , устанавливаетс  величина тока . Перемещением мундштука с токоподводом вокруг оси вращени  подающего механизма устанавливаетс  конкретный угол подачи а дополнительного электрода. После этого устанавливают вылет основного электрода и замыкают его на изделие. Дополнительный электрод с заранее выставленным углом подаетс  до контакта с основным электродом так, чтобы точка пересечени  осей электродов находилась на рассто нии а от поверхности наплавки

4-10

г-2

3i

2di + d2

Ttg a

6-10Г27г-Д

ог

ftqa

2dl+d2ltg

гдеИт - сварочный ток основного электрода , А;

2 - сварочный ток дополнительного электрода, А;

di - диаметр основного электрода, мм;

d2 - диаметр дополнительного электрода , мм,

При этом смещение осей электродов, наход щихс  в плоскости их перемещени  во врем  наплавки, не должно превышать ±0,5 диаметра d2 дополнительного электрода , Далее открываетс  заслонка флюсобун- кера и включаетс  процесс наплавки,

Повышение качества наплавленного металла обеспечиваетс  перераспределением тепловложени  сварочной дуги в жидкую металлическую ванну за счет введени  в зону горени  дуги дополнительной проволоки противоположного потенциала, что способствует раздвоению дуги и, следовательно , уменьшению тепловложени  в основной металл, а также понижению пр мого воздействи  дуги на основной металл, т.е. давлению дуги. Последний фактор позвол ет улучшить формирование валиков и существенно уменьшить долю участи  основного металла в наплавленном, что, в свою очередь , позвол ет достичь требуемых свойств наплавленного сло  за один проход.

Уменьшение тепловложени  в основной металл и жидкую сварочную ванну позвол ет уменьшить величину зоны термического вли ни  и величину зерна, а также повысить стойкотсь против межкри- сталлитной коррозии наплавленного метал0

5

0

5

-Di Г приводит к резкому понижела , исключить веро тность по влени  в основном металле холодных трещин повторного нагрева и гор чих трещин в наплавленном металле,;, обеспечить необходимый химический состав и механические свойства наплавленного металла.

Выбор величины сварочного тока г дополнительного электрода более

1 ъ d2 oVFdi

нию глубины проплавлени  и доли участи  основного металла в наплавленном, увеличивает веро тность образовани  шлаковых включений в зоне сплавлени  двух валиков и с основным металлом. Это св зано с тем, что сварочна  дуга горит преимущественно между основным и дополнительным электродами ,в результате чего недостаточно прогреваютс  жидка  металлическа  ванна и основной металл, угол смачивани  уменьшаетс .

Выбор величины сварочного тока 2 дополнительного электрода менее

d2

приводит к увеличению глу0 ,4

0

5

0

5

0

5

-li

di +d2

бины проплавлени  основного металла, доли участи  его в наплавленном металле и увеличению зоны термического вли ни . Это св зано с тем, что в этом случае дуга горит преимущественно между основным электродом и наплавл емым изделием. Увеличение доли участи  основного металла способствует образованию гор чих трещин и понижает стойкость против межкристал- литной коррозии антикоррозионной наплавки , приводит к образованию подваликовых трещин, понижает износостойкость при износостойкой наплавке.

Дополнительный электрод подают впереди основного по вектору скорости наплавки , так как в этом случае формирование валика и качество наплавки лучше, чем при подаче его сзади.

При подаче дополнительного электрода впереди основного ширина В наплавленного валика увеличиваетс , уменьшаетс  его высота Н, глубина проплавлени  h и дол  участи  основного металла в наплавленном у.

Такой характер формировани  валика при подаче дополнительного электрода впереди основного обусловлен уменьшением пр мого воздействи  дуги на основной металл {уменьшаетс  давление дуги) и более равномерным разогревом сварочной ванны . При подаче дополнительного электрода сзади основного в ванне образуетс  более мощна  дуга между основным электродом и металлом в св зи с тем, что плавление дополнительного электрода происходит за счет тепла, аккумулированного в жидкой шлаковой и металлической ваннах. Так, при наплавке проволоками диаметром 3 мм (основной электрод) и 2 мм (дополнительный электрод) и при режимах: 1 300-350 А, 11 30-32 В, м/ч, VA.n.100 м/ч с подачей дополнительного электрода впереди основного геометрические характеристики валиков составили: ширина мм, Н-2,6 мм. ,6 мм, у 28%, а сзади: мм, мм, ,5 мм, у 39%.

Дополнительный электрод подаетс  под углом 5-75° к поверхности наплавки. При увеличении угла подачи более 75° уве- личиваетс  веро тность преимущественного горени  дуги между основным и дополнительным электродами, что приводит к несплавлению наплавленного металла с изделием. Подача дополнительной прово- локи под углом менее 5° затруднена конст- руктивно, особенно при наплавке внутренних поверхностей тел вращени , кроме того,снижаетс  стабильность геометрии шва вследствие большей чувствитель- ности к смещению дополнительного электрода относительно основного и оси наплавки .

Основной электрод подаетс  под пр мым углом к наплавл емой поверхности дл  того, чтобы исключить вли ние взаимного расположени  плоскостей оплавленных торцов электродов, определ ющих характер и направление переноса электродного металла. Изменение режима горени  дуги, характера переноса металла (от капельного к струйному и наоборот) вносит нестабильность в геометрию наплавл емых валиков. При подаче основного электрода перпендикул рно плоскости наплавки (отклонение ±5°) стабилизируетс  расположение плоскостей оплавленных торцов при изменении тока напр жени  , а следовательно, и характер переноса металла.

Качество наплавки зависит от места подачи дополнительного электрода. Если величина а от точки пересечени  осей электродов до поверхности наплавл емого издели  превысит

-2 til .п-

61(Г

2aV+d2Y

то основной и дополнительный электроды оплав тс  до оптимальной величины дугового промежутка между ними. При этом рассто ние между основным электродом и изделием увеличитс  и превысит длину обрыва дуги. Дуга будет гореть только между проволочными электродами. Формирование шва ухудшаетс , глубина проплавлени 

не регулируетс . Имеет место несплавление . При уменьшении а менее v-2 3i

4,10

2di +d2

дополнительный электрод подаетс  на край ванны или перед ней. Это приводит к прекращению горени  дуги между двум  прово- лочными электродами. при этом дополнительный электрод поступает непосредственно в зону плавлени , что способствует залипанию дополнительной проволоки, нарушению устойчивости процесса и, как следствие, понижению качества наплавленного металла.

Пример. Наплавку проводили на пластины сечением 150x400x 0 мм сварочной проволокой Св- 07Х25Н13 диаметром 2, 3 и 4 мм под флюсом ОФ-10 на лабораторной установке. Сочетание диаметров электродов , соответствующие им режимы наплавки и результаты экспериментов приведены в таблице.

Расчетное значение а в экспериментах рассчитывалось по формуле

n

Ji

tg a

а(4.б).10-5й -У

при этом коэффициент пропорциональности дл  экспериментов 2, 6 и 8 был равен 4-10 , дл  экспериментов 1, 4 и 7 - , дл  экспериментов 3 и 5 - 5;10 . В граничных экспериментах 2 и 6 рассто ние а бралось меньше минимального расчетного, а в граничных экспериментах 1 и 4 - больше максимального расчетного на 5-15%. В эксперименте 3 все параметры вз ты в границах расчетных формул, кроме заниженного коэффициента (0,2) в формуле12 (0,,5) ДУГИ Каждый эксперимент проводилс  5 раз, геометрические характеристики валика замер лись- в 5-6 сечени х. Дол  участи  основного металла в наплавленном рассчитывалась по известной формуле

, где FI

площадь наплавV % Y /0 Fi + F2

ленного металла, F2 - площадь зоны проплавлени .

Ультразвуковой контроль показал отсутствие шлаковых включений по зоне сплавлени  в местах перекрыти  валиков, имевших краевой угол смачивани / 50°.

Проведенна  сери  экспериментов 5, 7 и 8 подтверждает необходимое качество наплавленного сло .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ двухдуговой наплавки, при котором к разным полюсам источника тока подключают проволочные основной и дополнительный электроды, которые располагают по углом один к другому и к наплавл емой поверхности, отличающийс  тем, что, с целью повышени  , качества наплавленного под флюсом металла, дополнительный электрод подают под углом а 5-75° к наплавл емой поверхности впереди основного электрода, который располагают под пр мым углом к поверхности наплавки, при этом ток, проход щий через дополнительный электрод, определ ют, из услови 

   Ъ(0.,5), где31 - сварочный ток основного электрода , А;

   12 - сварочный ток дополнительного электрода, А;

   di - диаметр основного электрода, мм;

   da диаметр дополнительного электрода , мм,

   а рассто ние а от точки пересечени  осей электродов до наплавл емой поверхности определ ют из услови 

   ,-2 31

   10

   4. .J1, ,-уС1Г а 2di +d2 lga

   31

   2di +d2

   ynr

   tq a

   где а - угол наклона дополнительного 15 электрода к наплавл емой поверхности, град.