SU1761402A1 - Method for plasma surface welding - Google Patents
Method for plasma surface welding Download PDFInfo
- Publication number
- SU1761402A1 SU1761402A1 SU904787609A SU4787609A SU1761402A1 SU 1761402 A1 SU1761402 A1 SU 1761402A1 SU 904787609 A SU904787609 A SU 904787609A SU 4787609 A SU4787609 A SU 4787609A SU 1761402 A1 SU1761402 A1 SU 1761402A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- arc
- main
- arcs
- power
- surfacing
- Prior art date
Links
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
Использование: во всех отрасл х народного хоз йства дл выполнени коррозион- но- и износостойкой наплавки. Сущность изобретени : наплавку производ т неплав щимс электродом с синхронными поперечными колебани ми основной сжатой дуги и токоведущей присадочной проволоки . Используют также дополнительную сжатую дугу, центр катодного п тна которой размещают на рассто нии от 2,6 до 3,4 среднего арифметического значени диаметров столбов двух сжатых дуг от центра катодного п тна основной сжатой дуги в направлении наплавки. Мощность дополнительной сжатой дуги должна составл ть от 1,3 до 1,8 мощностей основной сжатой дуги 2 табл., 1 ил. ЁUse: in all areas of the national economy to perform corrosion and wear-resistant surfacing. SUMMARY OF THE INVENTION: Surfacing is performed with a non-consumable electrode with synchronous transverse vibrations of the main compressed arc and current-carrying filler wire. An additional compressed arc is also used, the center of the cathode spot of which is placed at a distance of 2.6 to 3.4 times the arithmetic average value of the diameters of the pillars of two compressed arcs from the center of the cathode spot of the main compressed arc in the direction of surfacing. The power of an additional compressed arc should be from 1.3 to 1.8 powers of the main compressed arc 2 tabl., 1 sludge. Yo
Description
Изобретение относитс к области сварочного производства, в частности, к наплавке изделий коррозионностойкими и износостойкими материалами.The invention relates to the field of welding production, in particular, to surfacing of products with corrosion-resistant and wear-resistant materials.
В насто щее врем коррозионностой- ка и износостойка наплавка находит широкое применение в различных отрасл х народного хоз йства.At present, corrosion-resistant and wear-resistant surfacing is widely used in various sectors of the national economy.
Известен процесс плазменной наплавки с использованием присадочной проволоки , при котором дл улучшени качества наплавленного валика присадочную проволоку подогревают от независимого источника переменного тока. Подогрев проволоки осуществл ют пропусканием тока высокой частоты в пределах от 400 до 1000 Гц. Однако недостаток этого способа заключаетс в сложности реализации и ограничении производительности (не более 10 кг/ч).A plasma deposition process using a filler wire is known, in which the filler wire is heated from an independent source of alternating current to improve the quality of the weld bead. The wire is heated by passing a high frequency current in the range from 400 to 1000 Hz. However, the disadvantage of this method is the difficulty of implementation and the limitation of productivity (no more than 10 kg / h).
Наиболее близок к за вл емому способ плазменной наплавки неплав щимс электродом в среде защитного газа, при котором осуществл ют поперечные колебани сжатой дуги, а в зону дуги в процессе наплавки подают присадочную проволоку, колеблющуюс синхронно с колебани ми дуги, причем дл дополнительного подогрева присадочной проволоки через нее пропускают часть тока сжатой дуги. Недостаток этого способа наплавки в том, что при увеличении производительности наплавки выше 5 кг/ч необходимо увеличивать общий ток дуги, а следовательно, возрастает нагрузка на катод плазменной горелки, кроме того, увеличиваетс глубина проплавлени основного металла, в св зи с тем, что расплавление проволоки и основного металла осуществл етс одной дугой.Closest to the claimed method of plasma surfacing with a non-consumable electrode in a protective gas environment, in which the transverse oscillations of the compressed arc are carried out, and filler wire oscillating synchronously with the oscillations of the arc is supplied to the arc zone, and for additional heating of the filler wire through it pass part of the current of the compressed arc. The disadvantage of this method of surfacing is that with increasing surfacing performance above 5 kg / h it is necessary to increase the total arc current and, therefore, the load on the cathode of the plasma torch increases, moreover, the penetration depth of the base metal increases, because the melting wire and base metal is carried out in one arc.
Целью предложенного способа вл етс повышение производительности процесса плазменной наплавки и улучшени качества наплавл емого сло путем регулиVIThe aim of the proposed method is to improve the performance of the plasma-facing process and to improve the quality of the deposited layer by adjusting VI.
ОABOUT
Ј ОЈ o
гоgo
ровани тепловложени в основной и присадочный материалы.heat input in the main and filler materials.
Поставленна цель достигаетс тем, что в известном способе плазменной наплавки неплав щимс электродом в среде защитного газа, при котором осуществл ют поперечные колебани дуги, а в зону дуги в процессе наплавки подают присадочную проволоку, колеблющуюс синхронно с колебани ми дуги, причем дл дополнительного подогрева присадочной проволоки через нее пропускают часть тока сжатой дуги , процесс ведут с использованием дополнительной сжатой дуги, центр катодного п тна которой размещают на рассто нии от 2,0 до 3,2 среднего арифметического значени диаметров столбов основной и дополнительной сжатых дуг от центра катодного п тна основной плазменной дуги в направлении наплавки, причем ее мощность должна составл ть от 1,3 до 1,8 мощности основной плазменной дуги.This goal is achieved by the fact that in a known method of plasma surfacing with a non-consumable electrode in a protective gas environment, in which transverse oscillations of the arc are carried out, and filler wire oscillating synchronously with arc oscillations is supplied to the arc zone, and the wires pass through it a part of the current of the compressed arc, the process is carried out using an additional compressed arc, the center of the cathode spot of which is placed at a distance of 2.0 to 3.2 arithmetic mean The value of the diameters of the pillars of the main and additional compressed arcs from the center of the cathode spot of the main plasma arc in the direction of surfacing, and its power should be from 1.3 to 1.8 of the power of the main plasma arc.
Сопоставимый анализ за вл емого решени с прототипом показывает, что при неизменном общем тепловложении в зону обрабатываемой поверхности при размещении в указанном диапазоне центров катодных п тен основной и дополнительной дуг и увеличива мощность дополнительной дуги от 1,3 до 1,8 мощности основной дуги удаетс обеспечивать перераспределение тепловложени в различные зоны обрабатываемой поверхности, тем самым добиватьс хорошего качества наплавки при высокой производительности процесса . Это объ сн етс тем, что при заданном рассто нии между центрами катодных п тен двух дуг, уменьшение мощности допол- нительной дуги ниже 1,3 мощности основной дуги, приводит к тому, что дополнительна дуга сильно отклон етс к основной , тем самым увеличива тепловложени в присадочный металл. При увеличении мощности дополнительной дуги выше 1,8 мощности основной дуги, основна дуга смещаетс в зону расплавленного основного металла, что приводит к увеличению тепловой энергии, вводимой в основной металл. Как уже отмечалось выше подобное вление электромагнитного взаимодействи дуг наблюдаетс лишь при определенном рассто нии между центрами катодных п тен двух дуг, которое составл ет от 2.0 до 3,2 среднего арифметического значени диаметров столбов основной и дополнительной дуги и определ етс по формулеA comparable analysis of the proposed solution with the prototype shows that with a constant total heat input to the area of the treated surface when placed in the specified range of centers of cathode spots of the main and additional arcs and increasing the power of the additional arc from 1.3 to 1.8, the power of the main arc is able to provide the redistribution of heat input to different zones of the surface to be processed, thereby achieving good quality of surfacing with high process efficiency. This is due to the fact that at a given distance between the centers of the cathode spots of two arcs, reducing the power of the additional arc below 1.3 of the power of the main arc, causes the additional arc to deviate strongly to the main arc, thereby increasing the heat input in filler metal. With an increase in the power of an additional arc above 1.8 of the power of the main arc, the main arc shifts to the zone of the molten base metal, which leads to an increase in thermal energy introduced into the base metal. As noted above, a similar phenomenon of the electromagnetic interaction of arcs is observed only at a certain distance between the centers of the cathode spot of two arcs, which is from 2.0 to 3.2 the arithmetic mean value of the diameters of the pillars of the main and additional arcs and is determined by the formula
+ d+ d
Зст.срZst.sr
ст.допd.dop
где dci.cp - средний диаметр столба двух дуг; dcr.ocH - диаметр столба основной сжатой дуги;where dci.cp is the average diameter of the column of two arcs; dcr.ocH - diameter of the main compressed arc column;
dc-г.доп диаметр столба дополнительной сжатой дуги.dc-dop is the diameter of the additional compressed arc column.
При увеличении рассто ни между центрами катодных п тен двух дуг выше 3,2 dcT.Aon происходит уменьшение силы электромагнитного взаимодействи между угла0 ми и это сильно ухудшает регулирование тепловложени в основной и присадочный материалы. Увеличение этого рассто ни приводит к удлинению сварочной ванны, увеличению энергии на ее поддержание вWith an increase in the distance between the centers of the cathode spots of two arcs above 3.2 dcT.Aon, the strength of the electromagnetic interaction between the angles is reduced, and this greatly impairs the regulation of heat input to the main and filler materials. An increase in this distance leads to a lengthening of the weld pool, an increase in the energy for its maintenance in
5 расплавленном состо нии и тем самым уменьшает производительность процесса. Уменьшение указанного рассто ни ниже 2,0 dcT.cp приводит к сильному электромагнитному взаимодействию плазменных дуг и5 of the molten state and thereby reduces the productivity of the process. Decreasing this distance below 2.0 dcT.cp leads to a strong electromagnetic interaction between plasma arcs and
0 как следствие этого к их совместному горению в общем столбе, что ухудшает регулирование тепловложени в различные зоны обрабатываемой поверхности.As a consequence, to their joint combustion in the common column, which impairs the regulation of heat input to different zones of the treated surface.
Предложенный способ плазменной на5 плавки с использованием электромагнитного взаимодействи двух сжатых дуг, позвол ет, не измен общей мощности дуг оперативно перераспредел ть ее на расплавление основного металла или приса0 дочной проволоки, что в свою очередь дает возможность в широких пределах варьировать производительность наплавки по ширине и высоте наплавленного валика, при этом обеспечива минимальное проплавле5 ние основного металла, а, следовательно поддержива высокое качество наплавлен ного валика. Особенно эффективен спосоС при необходимости получени наплавл емых участков с различными теплофизиче0 скими свойствами.The proposed method of plasma melting using the electromagnetic interaction of two compressed arcs allows, without changing the total power of the arcs, to quickly redistribute it to melting the base metal or filler wire, which in turn makes it possible to vary the deposition rate over a wide range the weld bead, while ensuring minimum penetration of the base metal, and, therefore, maintaining the high quality of the weld bead. The method is especially effective when it is necessary to obtain welds with different thermal and physical properties.
На чертеже представлена схема осуществлени способа.The drawing shows the implementation of the method.
Способ осуществл етс следующим об разом.The method is carried out as follows.
5Первую основную дугу 1 возбуждают5 The first main arc 1 excite
между электродом 2 и изделием 3. Вторук дополнительную дугу 4 возбуждают межд электродом 5 и изделием на рассто нии о , 2 до 3,2 dcT.cp. После возбуждени двух ду;between electrode 2 and product 3. A second arc 4 is excited by a vortex between the electrode 5 and the product at a distance of about 2 to 3.2 dcT.cp. After excitation of two dy;
0 включают подачу проволоки 6 и скорость V сварки. Ток первой и второй дуги устанавли вают таким образом, чтобы отношение мощ ности дополнительной дуги к мощности основной дуги было в пределах от 1,3 до 1,0 include wire feed 6 and welding speed V. The current of the first and second arc is set so that the ratio of the power of the additional arc to the power of the main arc is in the range from 1.3 to 1,
5 в зависимости от производительности про цесса по ширине и по высоте наплавленногс валика, а также в зависимости от составе основного и присадочного материалов.5 depending on the productivity of the process on the width and height of the weld bead, and also on the composition of the base and filler materials.
Токи основной и дополнительной дуги выбранные таким образом, чтобы отношеThe currents of the main and additional arcs are selected in such a way that
ние мощностей двух дуг было в указанных пределах, дают возможность за счет электромагнитного взаимодействи дуг регулировать тепловложение в основной и присадочный материалы.The power of the two arcs was within the specified limits, which makes it possible, due to the electromagnetic interaction of the arcs, to regulate the heat input to the main and filler materials.
Пример. Производилась наплавка на сталь 10Х2ГНМ высоколегированной стальной проволокой 05Х20Н9ФБС. В качестве источников питани примен ли ВСВУ-315 иТИР/ЗООМ. Ток основной дуги измен ли в пределах от 190А до 240, дополнительной - от 260 до 310А. Общую мощность вводимую в две дуги поддерживали посто нной, В качестве плазмообразующего газа использовали Аг с расходом 5 л/мин при диаметре основного и дополнительного сопла равномExample. Surfacing was made on 10H2GNM steel with high-alloyed steel wire 05Kh20N9FBS. VSVU-315 ITIR / ZOOM was used as food sources. The current of the main arc varied from 190A to 240, additional - from 260 to 310A. The total power introduced into the two arcs was kept constant. As the plasma-forming gas, Ar was used with a flow rate of 5 l / min with the diameter of the main and additional nozzles equal to
5мм, при этом диаметр столба основной дуги равно как и дополнительной составил5 mm, while the diameter of the column of the main arc as well as additional was
6мм. В качестве защитного газа использовали смесь 98% Аг и 25Н2 с расходом 20 л/мин. Амплитуда колебаний 50 мм, частота колебаний сварочной головки 40 кол/мин. Скорость продольного перемещени сварочной головки измен ли в пределах от 7 до6mm. A mixture of 98% Ar and 25H2 with a flow rate of 20 l / min was used as a shielding gas. The amplitude of oscillation is 50 mm, the oscillation frequency of the welding head is 40 count / min. The speed of the longitudinal movement of the welding head varied from 7 to
11 м/ч.11 m / h
Результаты экспериментов приведены в табл. 1 и 2.The results of the experiments are given in table. 1 and 2.
Как видно из табл.1 уменьшение мощности дополнительной дуги ниже 1,3 мощ- ности основной дуги приводит к несплавлению основного металла с наплавленным , а следовательно, резко ухудшает качество наплавленного валика. Это объ сн етс сильным прит жением дополнитель- ной дуги к основной, тем самым увеличива тепловложени в присадочную проволоку. Увеличение указанного отношени мощностей выше 1,8 приводит наоборот к резкому увеличению проплавлени основного ме- талла, Это объ сн етс тем, что основна дуга сильно прит гиваетс к дополнительной , и обе дуги гор т вместе на основной металл.As can be seen from Table 1, a decrease in the power of the additional arc below 1.3 of the power of the main arc leads to the non-fusion of the base metal with the deposited and, therefore, sharply deteriorates the quality of the weld bead. This is due to the strong attraction of the additional arc to the main arc, thereby increasing the heat input to the filler wire. An increase in the indicated power ratio above 1.8 leads to the opposite of a sharp increase in the penetration of the base metal. This is due to the fact that the main arc is strongly attracted to the additional one, and both arcs burn together on the base metal.
TI Ti
Уменьшение рассто ни между центрами анодных п тен двух дуг приводит к уве- личениюэлектромагнитногоA decrease in the distance between the centers of the anode spots of two arcs leads to an increase in the electromagnetic field.
взаимодействи дуг и как следствие к их совместному горению, что ухудшает регулирование тепловложени и приводит к резкому увеличению проплавлени основногс металла и уменьшению производительности процесса.the interaction of arcs and, consequently, their joint combustion, which impairs the regulation of heat input and leads to a sharp increase in the penetration of the base metal and a decrease in the productivity of the process.
Увеличение рассто ни между центрами анодных п тен приводит к несплавлению основного металла с наплавленным и к снижению производительности процесса. Это объ сн етс тем, что при таком рассто нии между центрами анодных п тен двух дуг уменьшаетс их электромагнитное взаимодействие и нарушаетс совместное горение двух дуг в общую сварочную ванну.Increasing the distance between the centers of the anode spots leads to the non-fusion of the base metal with the weld metal and to a decrease in the productivity of the process. This is due to the fact that at such a distance between the centers of the anode spots of two arcs, their electromagnetic interaction decreases and the joint burning of the two arcs into the common weld pool is disturbed.
Применение данного способа целесообразно во всех отрасл х народного хоз йства дл создани коррозионностойких слоев. Способ улучшает качество наплавки и повышает его производительность, а это, в свою очередь, приводит к экономии дорогосто щих материалов и энергоресурсов.The application of this method is advisable in all sectors of the national economy to create corrosion-resistant layers. The method improves the quality of the cladding and increases its productivity, and this, in turn, leads to the saving of expensive materials and energy resources.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904787609A SU1761402A1 (en) | 1990-02-01 | 1990-02-01 | Method for plasma surface welding |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904787609A SU1761402A1 (en) | 1990-02-01 | 1990-02-01 | Method for plasma surface welding |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1761402A1 true SU1761402A1 (en) | 1992-09-15 |
Family
ID=21494218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU904787609A SU1761402A1 (en) | 1990-02-01 | 1990-02-01 | Method for plasma surface welding |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1761402A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4333306A1 (en) * | 1993-09-30 | 1995-04-06 | Alexander Dipl Ing Bammer | Electric arc surfacing method |
| RU2815524C1 (en) * | 2023-06-27 | 2024-03-18 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Method of plasma welding and surfacing |
-
1990
- 1990-02-01 SU SU904787609A patent/SU1761402A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР № 498118, кл. В 23 К 9/16, 1973. Вайнерман А.Е. и др. Наплавка сжатой дугой нержавеющей стали на углеродистые и низколегированные стали. Л.: Машиностроение, 1975, с. 4. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4333306A1 (en) * | 1993-09-30 | 1995-04-06 | Alexander Dipl Ing Bammer | Electric arc surfacing method |
| RU2815524C1 (en) * | 2023-06-27 | 2024-03-18 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Method of plasma welding and surfacing |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Meng et al. | High speed TIG–MAG hybrid arc welding of mild steel plate | |
| US20070012671A1 (en) | Welding method and welded joint structure | |
| Wu et al. | Effects of single and double pulses on microstructure and mechanical properties of weld joints during high-power double-wire GMAW | |
| US4366362A (en) | All position TIG welding process | |
| US4162389A (en) | Welding apparatus | |
| RU2646302C1 (en) | Method of welding by arc combination | |
| CN113941777A (en) | Thick plate ultrahigh-power laser scanning-high-frequency pulse deep melting TIG (tungsten inert gas) hybrid welding method | |
| RU2362659C2 (en) | Method for multiarc welding or pad welding in protective gas | |
| SU1761402A1 (en) | Method for plasma surface welding | |
| RU2653396C1 (en) | Method of manufacturing the t-beam with laser beam | |
| RU2739308C1 (en) | Method of arc welding of aluminium alloys with combination of non-consumable and consumable electrodes | |
| RU2686505C1 (en) | Method of plasma processing of metal products | |
| US20050051525A1 (en) | Tig welding apparatus and method | |
| JPH11123553A (en) | Welded joint structure | |
| Khoshnaw et al. | Arc welding methods | |
| Singaravelu et al. | Modified short arc gas metal arc welding process for root pass welding applications | |
| RU2595185C2 (en) | Method of plasma treatment of metals | |
| RU2713186C1 (en) | Method for spatial stabilization of arc | |
| RU2705847C1 (en) | Plasmatron for plasma-selective frying of metal powders | |
| JP3867164B2 (en) | Welding method | |
| RU2817683C1 (en) | Non-consumable electrode welding method of aluminium and its alloys | |
| Nilsson et al. | Parameter influence in CO2-laser/MIG hybrid welding | |
| RU2735698C1 (en) | Method of electroarc hardening of steel products | |
| SU1199807A1 (en) | Method of surface treatment of current-conducting materials | |
| SU1623846A1 (en) | Plasma welding plant |