Способ электродуговой наплавки

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«п952492 (61) Дополнительное к авт. свид-ву= (22) Заявлено 2Þ9.79 (2I ) 2821373/ 25-27 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 23.0882. Бюллетень ¹ 31

Дата опубликования описания 230882 1 М Кп 3

В 23 К 9/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621. 791..75(088.8) (72) Авторы изобретения

С.В.Гулаков, Б.И.Носовский и Л.К.Лещий6ЯЬфЩ фЮ

Ждановский металлургический инсти ут (71) Заявитель (54) СГОСОБ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ HAIIJIABKH

Изобретение относится к сварочному производству, в частности, к способам получения наплавкой деталей с поверхностью переменного состава.

Известен способ наплавки металла переменного состава, переходную зону в котором рекомендуют уменьшить за счет изменения количества легирующих элементов, вводимых в сварочную ванну, по сравнению с требуемым количеством этих элементов в соответствующих участках шва. При этом количество вводимых элементов изменяют на величину, пропорционально первой производной от требуемого закона изменения этих элементов в шве 11).

Недостатком способа является невозможность его реализации при больших градиентах изменения свойств..

Это связано с ограничением количества легирующих элементов в реальных электродных и присадочных материалах и предельной скорости .подачи их . в сварочную ванну. При дискретном изменении химического состава шва количество дополнительно вводимых легирующих должно стремиться к бесконечности, а время введения— к нулю, что нереально.

Целью изобретения является повы- ; шение качества наплавленной поверхности за счет уменьшения длины переходного участка.

Укаэанная цель достигается тем, что количество регулирующих элементов, вводимых в сварочную ванну, изменяют по сравнению с требуемым количеством этих элементов от 0,01 до .20%, при снижении степени легирования,.и от 0,01 до 100%, при ее повышении, и поддерживают это количество в течение времени, определяемо« го из зависимости

15 ванны Сз Со и сь щва, Сэ трев где Нв,з„„ц- объем сварочной ванны;

V - скорость сварки;

20 Sù - поперечное сечение шва;

С - количество легирующих, з вводимых в сварочную ванну, измененное относительно требуемого значения (экстремально возможное количество легиРующих, вводимых в сварочную ванну: 0,01-20% при уменьшении и 0,01100% при увеличении степени легировання);

952492

10 первоначальный уровень о легирующих, вводимых в ванну, от которого производится изменение концентрации,, - - требуемое количество легирующих в шве.

По истечении времени t изменяют степень легирования до требуемоф.

Ряд элементов, например углерод, даже при незначительном изменении содержания их в наплавленном металле, могут существенно изменить его свойства. Это обусловило выбор предела минимального содержания легирую« щих в электродном или присадочном материале 0,01%.

Ряд других легирующих элементов, например хром, никель, существенно изменяют свойства наплавленного материала при значительном их содержании. Поэтому верхний предел максимального содержания легирующих выбран 20%, при снижении легирования, и 100%, при его увеличении. При этом наиболее эффективного сокр-.— щения длины переходного участка 25 при увеличении степени легировання можно достичь, если в одном из электродов имеется 100% этого легирукщего элемента, и 0,01% при ее уменьшении. 30

При характере изменения химического состава, отличном от дискретного, кривую изменения состава разбивают на отдельные участки, на которых изменения состава произво- 35 дят дискретно от одного значения к другому. При этом частоту изменения состава выбирают в зависимости от характера кривой и необходимой точности соответствия реального 40 состава требуемому.

На чертеже изображены графики изменения содержания легирующих.

Кривыми 1 и 2 показан характер изменения содержания легирующих в 45 шве при дискретном изменении степени легирования соответственно от

Со Ло Стерв и oT Cp до Сз Утолщен ной кривой 3 показан характер изменения содержания легирующих в шве при увеличении степени легирования выше требуемого до Сз в течение (кривая 4) после чего количество легирующих, вводимых в шов, уменьшено до значения С вв.

Способ осуществляется следующим образом.

Производят наплавку слоя двумя электродами разного химического состава (например, один - Св-08А, другой — OX25H13). Изменяя соотно- 60 шение скоростей их подачи, при этом суммарная скорость должна оставаться на одном уровне, можно регулировать содержание хрома в шве от

О до 25% и никеля до 0 до 13%. 65

Допустим, необходимо в процессе наплавки резко изменить концентрацию хрома в шве от 0 до 10%. Если в требуемый момент временй изменить соотношение скоростей подачи электродов „(Ч от 1 до 0,6, то время изменейия концентрации хрома в шве от О до 9,5% будет приблизительно равно б с, а длина переходного участка — б см (для следующих параметров процесса: в=1 см/с; Чвсц„„=3 см шва соответственно 9 с и 9 см.

Ускорить переходный процесс можно, если в момент легирования подавать в сварочную ванну в единицу времени не 60% электрода Св-OSA u

40% электрода ОХ25Н13, а 0%

Св-08А и 100% ОХ25Н13, до тех пор, пока концентрация хрома в шве не достигнет 104 . После чего соотношение скоростей подачи этих электродов изменить до требуемого уровня, т.е. VÄ(V =0,6, где V . — скорость подачи электрода Св-01А, а Ч

ОХ25Н13.

Время перелегирования, а соответственно и время переходного про цесса при этом будет равно ьоннм . э- о 26 -О е„— е„ св5шьа "G Стрев И 25 ® а длина переходного участка станет равной 1 см, где С вЂ” максимально возможная степень легирования металла шва;

С вЂ” первоначальное содержание легирующих элементов в швеу

С вЂ” требуемое содержание леги« ® рующих элементов в шве.

Випно, что, увеличив степень легирования выше требуемого всего в

2,5 раза в течение времени t 1 с, удалось сократить длину переходного участка в 6 — 9 раз.

При этом очевидно, что увеличить перелегирование более чем в 2,5 раза при сохранении на постоянном уровне суммарной массовой. скорости подачи электродов нельзя. Т.е. время перелегирования определяется объемом ванны, сечением шва, скоростью сварки, а также максимальным количеством требуемого элемента в электродном и присадочном материалах и требуемым

° ° иапазоном,изменения этого элемента в шве.

Использование предлагаемого способа позволит получить наплавленный слой с минимальными отличиями между требуемым и реальным характером изменения химического состава и свойств.

Применение способа для наплавки рабочего слоя с изменяющимися свойствами на прокатные валки (например, валки слябинга, блюминга, окалиноломателей) позволит увеличить сцепле952492

Составитель Г. Тютченкова

Техред N. Гергель Корректор А. Фере нц

Редактор О.Юрковецкая

Заказ 6146/19 Тираж 1153 Подписное.

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35 Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4. ние между валком и прокатываеьым металлом и улучшить удапение окалины, что приведет к повышению производительности обжимных станов и улучшению

;качества проката.

Формула изобретения

Способ электродуговой наплавки слоя переменного состава, включающий подачу в сварочную ванну по меньшей мере двух легирующих материалов с изменением их соотношения в процессе, наплавки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества наплавленной поверхности за счет уменьшения, длины переходного участка, количество легирующих элементов, подаваемых в сварочную ванну, изменяют по сравнению с требуемым количеством этих элементов от 0,01 до

20%, при снижении степени легирования, и от 0,01 до 100%, при ее уве- 20 личении, и поддерживают это количество в течение времени, определяемого из зависимости

"ванны Сэ-С ю

Чсэ 5 цщо Сз- s где Н „,,- объем сварочной ванны

Чсз - скорость сварки;

5„щд - поперечное сечение шва

Сз - количество легирующих, вводимых в сварочную ванну, измененное относительно требуемого.

С - первоначальный уровень легирующих, вводимых в ванну от которого производится изменение концентрации;

С вЂ” требуемое количество легирукщих в шве, после чего изменяют количество легирукщих до требуемого значения.

Источники информации принятые во .внимание при экспертизе

1. Теоретические и технологические основы наплавки. Новые процессы механизированной наплавки. Под ред. И.И.Фрумина. Киев, ИЭС им.Е.О.Патона

AH Украинской ССР, 1977, с.102-108 (прототип).