SU753572A1 - Способ электрошлаковой сварки - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области срарочного производства и может быть использовано при изготовлении, сварньах заготовок из титановых и ни келевых сплавов, а также при наплав и литье. Вследствие «широких технологи1еских и металлургических возможнос тей электрошлаковые способы сварки имеют перспективу применени  дл  трудносвариваемых марок жаропрочных никелевых и титановых сплавов. Известен способ электрошлаковой сварки неплав щимс  или комбинированным , плав щимс  и неплав щимс  электродами, при котором осуществл ют модифицирование и легирование металла шва в режиме электролитичес кого переноса 1 . Недостатком его  вл ютс  ограни ченные возможности применени  или сложность реализации. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к описываемому изобретению  вл етс способ электрошлаковой сварки подключаемыми к общему токоподводу и погруж 5нны1ии в шлаковую ванну плав щимс  и неплав щимс  электродами, при котором шов легируют элементами, вход щими в состав неплав щегос  электрода путем его растворени  2. Способ позвол ет формировать швы без прибылей в начале и в конце шва, с легированием наплавл емого металла в процессе сварки.. Нар ду с преимуществс1ми способа установлено, что равномерность переноса легирующих компонентов неплав щегос  электрода и качество формировани  шва в значительной степени завис т от режима взаимодействи  электродов в шлаковой ванне, который характеризуетс  распределением токов по электродам, положением тепловых центров в шлаковой ванне, а также размером капель плав щегос  электрода. Стабильность этих факторов зависит от положени  электродов относительно друг друга. Так, например, при контактировании неплав щегос  и плав щегос  электродов происходит 6o.riee интенсивное легирование, так как в этом случае весь ток проходит через неплав щийс  электрод. В случае использовани  в качестве плав щегос  электрода стержней (прутков или пластин) затруднительно

осуп ствить компактное устройство, обеспечивающее надежный подвод тока к плав щемус  стержню. Причем при сгольшом вылете электрода относительно места токоподвода происходит значительный перегрев его джоулевым теплом , вызыва  интенсивное окисление поверхности, что нежелательно в особенности при сварке титановых сплавов.

Целью изобретени   вл етс  noaiaiEiieние качества сварного соединени  при электрошлаковой сварке комбинированными плав щимис  и неплав щимис  электродами путём расширени  возможностей легировани  шва и уменьшени  окислени  плав щегос  электрода на сухом вылете.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в процессе сварки регулируют рассто ние между концгиищ электродов, погруженными в шлаковую ванну, причем сближают их до соприкосновени .

С целью дозировани  переноса Элементов неплав щегос  электрода в сварочную ванну, контакт между соприкасающимис  электродами периодически разрывают с заданной частотой.

Регулирование рассто ни  между электродами осуществл ют в зависимости от величины тока, протекающего в цепи плав щегос  электрода.

При сближении электродов ток в ветви неплав шийс  электрод - шлакова  ванна - плав щийс  электрод возрастает , а в ветви плав щегос  электрода уменьшаетс . При соприкосновении электродов основной электрический ток к плав щемус  электроду протекает через неплав щийс  электрод, остава сь незначительным в цепи плав  щёгос  электрода. Уменьшение падени  напр жени  на вылете плав щегос  электрода приводит к концентрации выделени  тепловой энергии в шлаке, ускор   и стабилизиру  плавление электрода. Кроме того, на вылете уменьшаетс  окисление поверхности электрода. Благодар  существованию между электродами прослойки жидкого металла плав щегос  электрода создаютс  благопри тные услови  дл  надёжного контактировани .

Поэтому о надежности контакта или, наоборот, об отсутствии его можно судить по току, протекающему в цепи плав щегос  электрода. Регулиру  положение электродов при слуг чайных возмущени х по току в этой цепи вручную или автоматически, можно обеспечить необходимый режим взаимодействи  электродов в шлаковой ванне.

Автоматическое регулирование рассто ни  между электродами осуществл етс  перемещением одйего из электродов след щим приводом по току, протексиотцему в токопроводе плгш щеос  электрода.

Дл  расширени  возможностей дозировани  легирующих компонентов неплав щегос  электрода при сварке на режимах с контактированием электродов, контакт между ними периодически разрвают с заданной частотой. Возможност контактировани  электродов достигаетс  наклоном оси неплав щегос  элекрода к оси плав щегос .

Экспериментально установлено, что стабилизацией режима взаимодействи  электродов существенно улучшаетс  качество формировани  швов никелевых сплавов, обеспечиваютс  услови  исключени  таких дефектов, как несплавление кромок и подрез при формировании швов с малым усилением.

Описанный выше положительный эффект возникает как следствие отличительных признаков предложенного способа.

Предложенный способ позвол ет получить эффект нулевого сухого вылета электрода при использовании достуных присадочных материалов в виде стержней (прутков, пластин) при одновременном упрощении техники сварки .

В случае применени  в качестве неплав щихс  электродов стержней из тугоплавких металлов и сплавов при контактировании электродов расшир ютс  пределы легировани  шва этими металлами.

Предложенный способ по сн етс  технологической схемой, представленной на чертеже,

В плавильном колоДце, образованном свариваемыми кромками издели  1 и формирунмцим приспособлением 2, навод т шла;ковую ванну 3 известными способами, например неплав щимс  электродом 4. При электроишаковом процессе с подведением сварочного тока через неплав щийс  электрод 4 осуществл ют подогрев свариваемых кромок и плавление их с образованием корн  шва. Затем включают поДачу плав щегос  электрода 5. С этого момента подвод т к шлаковой ванне ток через оба электрода. По мере крис-таллизации металлической ванны 6 образуетс  шов 7. С подъемом металлической ванны б осуществл ют подъем неплав щегос  электрода 4, регулиру  его вручную или автоматически и стабилизиру  общий сварочный ок известными способгши.

. Автоматическую стабилизацию режима взаимодействи  электродов в шлаковой ванне осуществл ют следук цим ббразом.

Задающее устроййтвр 8 настраивают на заданный ток в цепи плав щегос  электрода, определ емый семейством зависимостей тока от рассто ни  междуэлектродами дл  соответствующих скоростей подачи плав щегос  электрода. Сигналы от зада ощего

устройства 8 и датчика тока 9, установленного в цепи плав щегос  электрода и представл ющего собой трансформатор тока или шунт соответственно дл  переменного и посто нного тока, передаютс  в сравнивающее устройство 10.

Сигнал рассогласовани  подаетс  на исполнительный реверсивный механизм 11, который осуществл ет регулировочное поперечное (или угловое ) перемещение плав щегос  электрода 5. Дл  осуществлени  периодического контактировани  электродов

с заданным циклом задающее устройство 8 содержит задатчик программы (не показано).

Описанным способом с контактированиам электродов на вылете в шлаковой ванне сваривались кольцевые заготовки из никелевого сплава ХН77ТЮР со свариваемой толщиной 40 и 28 мм.

Примен ли неплав щийс  электрод из молибдена, а плав щийс  электрод из сплава ХН77ТЮР, Процесс сварки вели с флюсом АНФ-1п. Режимы сварки приведены в таблице.

Claims (1)

1. 6 daa . Рс .э. Uca . Vc3 . Ли . tH Ось ЗсА U6 Как видно из таблицы, с контактированием электродов (режим 1,2) содержание молибдена в шве достигает 2,2-3 вес.%, без контактировани  электродов (режим 3) молибдена содержалось почти в 2 раза меньше, . средние значени  по содержанию молиб дена получены при сварке на режиме 4 с периодическим разрывом контакта с заданной частотой. Использование предлагаемого спос ба электрошлаковой сварки обеспечит по сравнению с сувдаствующими способ ми следующие преимущества: -повыпаетс  степень равнокюрнрс ти переноса в шОв легируи цих компонентов неплав щегос  электрода; -улучшаетс  формирование швов на никелевой основе; -уменьшаетс  окисление пбверхности плав щегос  электрода на суiXOM вылете. Условные обозначени : свариваема  толщина диаметр неплав щегос  электрода; поперечное сечение плав щегос  электрода; напр жение на ванне при сварке J скорость подачи плав щегос  стержневого электрода; ток наведени  шлаковой .вамны; врем  наведени ; ток сварки; ток слежени , поддерживаемый в ветви плав щегос  электрода; напр жение при формировании верхней части шва. Эти преимущества позвол т повысить качество сварных соединений, следствием чего  витс  расширение области применени  электрошлаковых процессов. Использу  предлагаемый способ электрошлаковой сварки, например, дл  изготовлени  в сварном варианте, взамен , раскатного варианта, кольцевых заготовок из трудносвариваемых марок никелевых сплавов дл  изделий летательных аппаратов, можно сэкономить на каждые 1000 заготовок со средним весом 50 кг свыше 16 тонн металла , т.е. свыше 80000 рублей. Формула изобретени  1. Способ электрошлаковой сварки, подключаемыми в общему токопроводу и погруженными в шлаковую ванну плав щимс  и неплав щимс  электродами, при котором шов легируют элементами.