Спосіб елктрошлакового наплавлення

Реферат: Спосіб електрошлакового наплавлення включає присадження та подання електродного металу в шлакову ванну, наплавлення, подання плавкого електроду у ванну. Закінчують наплавлення при вертикальному положенні заготівки. UA 74140 U (12) UA 74140 U UA 74140 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області металургії, машинобудування, енергетики, переважно, де вимагається отримання багатошарового металу або ремонт зношених деталей. Відомий спосіб електрошлакового зварювання і наплавлення (патент ФРН № 2019318), що полягає в тому, що між зварюваними деталями, що наплавляються, утворюється жужільна ванна, куди занурюють нижні кінці електродів, а між електродом і деталлю, що наплавляється, розташовують електроізольовану пластину. Недоліком цього способу є те, що жужільна ванна контактує з деталлю, що наплавляється, по усій її глибині, а деталь підігрівається від тепла ванни і по мірі наплавлення збільшується глибина проплавлення заготівлі. При цьому товщина наплавленого шару, по площі деталі різна. Крім того, ускладнюється процес електрошлакового наплавлення, тому що необхідно виконувати рух відносно електрода, кристалізатора і електроізольованої пластини. Відомий спосіб вертикального електрошлакового зварювання а.с. № 298448, прийнятий за найближчий аналог, при якому електродний присадний метал подають в шлакову ванну, обмежену поверхнею, що наплавляється, і кристалізатором. Недоліком цього способу є те, що зважаючи на радіаційне підігрівання тіла заготівки, що наплавляється, в процесі наплавлення виходить нерівномірна глибина проплавлення заготівки, що призводить до неоднакового по висоті наплавлення хімічного складу і товщини шару, що наплавляється. В основу корисної моделі поставлена задача створити такий спосіб електрошлакового наплавлення, у якому шляхом забезпечення одночасного обертання заготівки з переміщенням заготівки відносно кристалізатора досягається забезпечення рівномірності глибини проплавлення по всій площі поверхні, що наплавляють. Поставлена задача вирішується тим, що запропоновано спосіб електрошлакового наплавлення, при якому електродний метал, що присаджують, подають у жужільну ванну, обмежену поверхнею, що наплавляється, і кристалізатором, у якому, відповідно до корисної моделі, наплавлення ведуть під кутом 85-90° до горизонту, при цьому заготівку - вал, що наплавляють, обертають відносно кристалізатора, а кристалізатор переміщають уздовж наплавленої заготівки зі швидкістю, яку визначають датчиком контролю рівня рідкого металу, а електрод, що плавиться, подають у жужільну ванну з заданою швидкістю, обумовленою режимом процесу наплавлення. При похилому розташуванні заготівки, що наплавляється, верхня частина дзеркала шлакової ванни своє радіаційне тепло віддає в кристалізатор, а нижня в електрод, що переплавляється, підігріваючи його перед плавленням. За рахунок обертання заготівки тепло ванни рівномірно розподіляється по поверхні заготівки. Крім того, метал, що наплавляється, кристалізується навколо заготівки у вигляді усіченого циліндра, який знижує усадкові навантаження на заготівлю за рахунок збільшення площі його поперечного перерізу. При закінченні наплавлення кут нахилу знижують до 0° або виводять ванну у верхню кишеню. Одночасно обертання заготівки сприятливо позначається на витяжці заготівки, що наплавляється, відносно кристалізатора. Це доводить до поліпшення якості наплавлення за рахунок рівномірної глибини проплавлення і рівномірного радіаційного навантаження на заготівку, що наплавляють. Суть технології, що заявляється, схематично показана на фіг. 1. На опори 1 і 2 встановлюється заготівка 3, що наплавляється. З нижньої частини встановлюється рухомий кристалізатор 5, та не рухома стінка 4, з датчиком 6. Потім встановлюється електрод, що витрачається, 7. Опора 2 опускається вниз, створюючи нахил установки на заданий кут. У плавильний простір, що утворюється між кристалізатором і заготівкою, що наплавляється, заливається рідкий флюс 8 і включається зварювальний ланцюг. Подача електрода у ванну і обертання деталі здійснюється із заданою швидкістю, а відносне переміщення деталі і обертання кристалізатора контролюється датчиком. Приклад виконання виплавки. На заготівку - вал - діаметром 200 мм і завдовжки 1500 мм із сталі 10ХМ, наплавляли шар завтовшки 20 мм із сталі марки 15Х2НЗМ. Кут нахилу заготівки складав 30 %. Як електрод використовувалася труба внутрішнім діаметром 210 мм і товщиною стінки 20 мм. Флюс застосовувався марки АНФ- 29.Швидкість наплавлення складала 1,4 м/годину і контролювалася датчиком. Струм на електроді = 4000А, напруга = 30-32В. Заготівка оберталася з постійною швидкістю. Після наплавлення візуальним оглядом було встановлено, що тріщин і грубих дефектів в наплавленому шарі немає. У поперечному перерізі, заготівлі на шліфах в наплавленому шарі і зоні термічного впливу основного металу тріщин також не виявлено. Одночасно виявлений на поперечному перерізі наплавленого металу подвійний напрям кристалів, причому зовнішній шар 1 UA 74140 U 5 10 наплавлення має дрібнішу структуру, що забезпечує стійкість наплавленого шару до тріщин навіть без спеціальної термообробки. Для забезпечення стійкості ЗТВ до тріщин, з урахуванням нагріву заготівлі в процесі наплавлення до високих температур (500-700°С), після наплавлення поміщають заготівку в термос або пісок, для уповільненого охолодження. На металургійних заводах ВАТ МК Ілліча і ВАТ МК "Азовсталь" для відновлення валків застосовується технологія електродугового наплавлення під шаром флюсу, з проміжною і наступною термообробкою. Впровадження пропонованого способу дозволить, порівняно з існуючим збільшити продуктивність процесу наплавлення в 10-15 разів, підвищити якість, понизити енерговитрати і вартість наплавлюваних матеріалів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Спосіб електрошлакового наплавлення, при якому електродний метал, що присаджують, подають в шлакову ванну, обмежену поверхнею, що наплавляється, і кристалізатором, який відрізняється тим, що наплавлення ведуть під кутом до 85-90° до горизонтальної поверхні, при цьому заготівку, що наплавляється, - вал, обертають відносно кристалізатора, а кристалізатор переміщають уздовж наплавленої заготівки із швидкістю, визначуваною датчиком контролю рівня рідкого металу, плавкий електрод подають у ванну із заданою швидкістю, визначуваною режимом процесу наплавлення, а закінчення наплавлення виконують при вертикальному положенні заготівки, що наплавляється, у верхній вивідній кишені діаметром більшим внутрішнього діаметра кристалізатора. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2