Спосіб дугового широкошарового наплавлення

Спосіб дугового широкошарового наплавлення, що полягає в переміщенні дуги торцем стрічки для наплавлення поперечним магнітним полем, який відрізняється тим, що час переміщення дуги від одного до іншого краю стрічки розділяють на періоди, які складаються із трьох заданих інтервалів часу, протягом яких послідовно прогрівають поверхню, що наплавляється, і оплавляють електродну стрічку нерухомою дугою, охолоджують наплавлену ділянку, і переміщують дугу на сусідню ділянку. Корисна модель відноситься до наплавлення, зокрема, до способів дугового широкошарового наплавлення із застосуванням зовнішніх керуючих магнітних полів і може бути використаним при виробництві біметалевих матеріалів, виготовленні і ремонті металоконструкції!, які експлуатують в умовах підвищеного зносу робочих поверхонь. Найбільш близьким по технічній сутності до корисної моделі, що описується, є спосіб широкошарового наплавлення, в якому зварювальну дугу по торцевій поверхні наплавлювальної стрічки переміщують поперечним магнітним полем, яке генерують електромагнітами, розташованими паралельно стрічці по обидва боки її бічних поверхонь. Протилежні відносно стрічки електромагніти живлять від одного генератора синусоїдальних або прямокутних імпульсів струмом різної полярності. Періодичною зміною через задані проміжки часу, тривалість яких залежить від ширини шару що наплавляється, полярності імпульсів струму досягають сканувального характеру переміщення дуги в зоні наплавлення [Eihhorn F., Dilthey U., Huwer W. Unterpulver - Auftragschweissen mit 60-90 und 120 mm breiten Gr-Nn-Stahlbandelektroden. "Industrie - Anzeiger", 1972 No. 98, S. 2369 -2372.]. Недоліком зазначеного способу є неможливість досягнення рівномірного оплавлення електродної стрічки І прогріву поверхні, що наплавляється. Це призводить до значних змін довжини дуги, погіршення стабільності її горіння, звуження області, в якій відбувається її стабільне переміщення. При прямокутній формі імпульсів струму через котушки електромагнітів досягається однакова швидкість переміщення дуги, однак при ска нувальному характері її руху відбувається більш інтенсивний нагрів периферійних областей стрічки і поверхні, що наплавляється. Зазначені негативні ефекти посилюються при синусоїдальній формі імпульсів через максимальну швидкість переміщення дуги в центральній області наплавлення. Досягнення задовільного формування шару, що наплавляється, шляхом регулювання форми імпульсів не перспективно через необхідність врахування не тільки геометричних характеристик шару, а і теплофізичних властивостей матеріалу стрічки і виробу. До того, це вимагає застосування вельми складних генераторів імпульсів струму. В основу корисної' моделі, що заявляється, поставлено задачу удосконалення способу широкошарового наплавлення шляхом керування процесами прогріву поверхні виробу і оплавлення електродної стрічки, що забезпечує розширення його технологічних можливостей і підвищення якості шару, що наплавляється, яке досягається регулюванням амплітудно-частотних характеристик струму наплавлення і керуючого магнітного поля. Поставлену задачу вирішують тим, що в способі дугового широкошарового наплавлення, який полягає в переміщенні дуги торцем стрічки для наплавлення поперечним магнітним полем, новим є те, що час переміщення дуги від одного до другого краю стрічки розділяють на періоди, які складаються із трьох заданих інтервалів часу, протягом яких послідовно відбувається- прогрівання поверхні, що наплавляється, і оплавлення електродної стрічки нерухомою дугою; охолодження наплавленої ділянки; переміщення дуги на сусідню ділянку. Така послідовність технологічних операцій 00 ю О) 9158 в процесі широкошарового наплавлення дозволяє керувати процесом розповсюдження тепла в стрічці та виробі і досягати задовільного формування шару, що наплавляється. На кресленні наведено часові діаграми роботи джерела живлення для наплавлення, індукції керуючого магнітного поля і переміщення дуги. Розглянемо запропонований спосіб дугового широкошарового наплавлення для випадку, коли час переміщення дуги від одного до другого краю поверхні, що наплавляється, розділено на однакові періоди Після вмикання спеціалізованого пристрою керування електромагнітними діями (ПКЕМД) [Рижов P.M., Малишев О.В., Тітов А.О. Спосіб дугового зварювання неплавким електродом із використанням зовнішніх комбінованих керуючих магнітних полів і пристрій для його реалізації - Патент на винахід №50430А В23К9Ю8 15.10.2002 Бюп №10] керуючий сигнал вмикає джерело живлення для наплавлення на час tH, яке генерує струм з амплітудою І„. Починається процес оплавлення електродної стрічки і прогрівання поверхні, що наплавляється. По закінченню часу t H джерело живлення на час to переводиться в черговий режим, коли малоамперна дуга не прогріває поверхні. Відбувається процес охолодження, який супроводжується кристалізацією наплавленої ділянки і вирівнюванням температурного поля в виробі і стрічці. По Комп'ютерна верстка М. Мацело закінченню часу to ПКЕМД на час t H подає струм заданої амплітуди і полярності на електромагніти, розташовані на головці для наплавлення паралельно електродній стрічці, які генерують в зоні наплавлення поперечне керуюче магнітне поле. Одночасно з електромагнітами вмикається джерело живлення для наплавлення зі струмом Іп. При взаємодії індукції керуючого поля з цим струмом на дугу починає діяти сила, що м переміщує зі швидкістю Vd на сусідню ділянку шару, що наплавляється. По закінченню часу t n завершується період t u , який є сумою часових інтервалів tH, to і t n . Час сканування дуги від одного до другого краю стрічки U складається із послідовності періодів 1Ц| кількість яких залежить від ширини шару, що наплавляється По завершенню часу tCK зазначені вище часові діаграми повторюються, але на електромагніти подається струм протилежної полярності, що спричинює переміщення дуги в зворотній бік. Таким чином, дуга здійснює імпульсний сканувальний рух поверхнею, що наплавляється, з імпульсним оплавленням стрічки і прогріванням виробу. Дослідна перевірка запропонованого способу показала, що він має суттєві переваги, головною із яких є можливість керування процесами формування і кристалізації шару, що наплавляється, шляхом регулювання енергетичними і динамічними характеристиками дуги. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м Київ-42, 01601