Спосіб виготовлення біметалів електродуговим зварюванням плавким електродом з використанням технологічних отворів

Реферат: Спосіб виготовлення біметалів електродуговим зварюванням плавким електродом з використанням технологічних отворів включає формування зварного шва між пластиною підкладки та плакувальною пластиною біметалу за участі металу плавкого електрода. В місцях зварювання в пластині підкладки наскрізь свердлять технологічні отвори діаметром, більшим діаметра електрода для зварювання, пластини тимчасово скріплюють та через технологічні отвори зварюють між собою. UA 102053 U (12) UA 102053 U UA 102053 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до виготовлення біметалічних матеріалів за допомогою методу електродугового зварювання та може бути використана для отримання біметалів за допомогою механічного свердління його пластин та їх зчеплення між собою електродуговим зварюванням плавким електродом. Одним із відомих способів для отримання біметалів є технологія, в основі якої лежить нанесення розплавленого металу на робочу поверхню виробу методом електрошлакової наплавки. При цьому оплавлення основного і розплавлення присадного металів відбувається за рахунок тепла, що виділяється в шлаковій ванні при протіканні через неї електричного струму [1]. Цей спосіб забезпечує рівномірність товщини і хімічного складу наплавленого плакувального шару, підвищення якості поверхні біметалічного зливка при збереженні високої міцності з'єднання шарів біметалу. Проте при цьому в способі спостерігається утворення кристалізаційних тріщин і інших дефектів в самому плакувальному шарі і на його поверхні. Найближчим аналогом вибрано спосіб виготовлення біметалів електродуговим зварюванням плавким електродом, при якому електрод підводять до зварюваних пластин до запалення дуги і, підтримуючи горіння дуги в необхідних межах, формують зварний шов за участі металу плавкого електрода [2]. Цей спосіб відрізняється хорошою контрольованістю зварювального шва, малими капітальними витратами. Проте його застосування для виготовлення біметалів проблематичне із-за неможливості виконування з'єднання внутрішніх поверхонь пластин біметалу, а зварювання по контуру пластин не дає потрібної міцності їх зчеплення і виникає висока вірогідність відокремлення пластин одна від одної в процесі експлуатації біметалу. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалити спосіб виготовлення біметалів електродуговим зварюванням плавким електродом, у якому відсутнє псування якості лицьової поверхні плакувальної пластини та забезпечується достатньо високий рівень міцності зчеплення пластин біметалу, щоб унеможливити відокремлення плакувальної пластини від пластини підкладки в процесі подальшого використання біметалу. Поставлена задача вирішується тим, що в способі виготовлення біметалів електродуговим зварюванням плавким електродом з використанням технологічних отворів, що включає формування зварного шва між пластиною підкладки та плакувальною пластиною біметалу за участі металу плавкого електрода, в якому згідно з корисною моделлю в місцях зварювання в пластині підкладки наскрізь свердлять технологічні отвори діаметром, більшим діаметра електрода для зварки, пластини тимчасово скріплюють та через технологічні отвори зварюють між собою. Таким чином, спосіб стає придатним для забезпечення необхідної міцності зчеплення пластин біметалу при відсутності псування лицьової поверхні плакувальної пластини. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких зображено: на Фіг. 1 - варіанти нанесення технологічних отворів в пластині підкладки в місцях подальшого зварювання; на Фіг. 2а - процес формування зварювальної ванни та зварювальний шов при повному заповненні технологічного отвору; на Фіг. 2б - зварювальний шов при частковому заповненні технологічного отвору та заглушка для отвору. Спосіб реалізується таким чином. В пластині підкладки 1 завдяки попередній розмітці або використанню шаблонів в місцях подальшого зварювання виконуються технологічні отвори 2 (Фіг. 1). При цьому пластину 1 свердлять наскрізь (Фіг. 2а). Діаметр отвору 2 підбирають декілька більшим діаметра електрода 3 з обмазкою 4 так, щоб останній вільно заходив в отвір 2. Крім того, між електродом і стінками отвору повинен залишатися простір для виходу парів та газів, супроводжуючих процес зварювання. При цьому треба враховувати, що процес зварювання потрібно виконувати в порівняно вузькому отворі, що потребує певної кваліфікації зварювальника. З іншої сторони, діаметр отвору 2 не повинен бути дуже великим, щоб забезпечити не надмірну витрату електродів. Як правило, діаметр технологічного отвору на 30…50 % виконують більшим діаметра електрода з обмазкою. Кількість та спосіб розміщення отворів 2 на пластині підкладки 1 можуть бути вибрані, виходячи із потреб міцності з'єднання пластин біметалу, і це можна визначити в результаті експериментів. В подальшому пластину підкладки 1 встановлюють на плакувальній пластині 5 та попередньо закріплюють на ній, наприклад, спеціальними затискачами або струбцинами. Для здійснення зварювання електрод 3 встановлюють в черговий технологічний отвір 2 (див. Фіг. 2а). Після початку електродугового зварювання настає плавлення верхньої поверхні плакувальної пластини 5 та бокових сторін отвору 2 в пластині підкладки 1. Цей розплав 1 UA 102053 U 5 10 15 змішується з розплавленим металом плавкого електрода 3, та відбувається утворення чергової зварної ванни 6. Процес зварювання може продовжуватися, поки ванна зварювання не заповнить весь технологічний отвір 2. Після охолодження та кристалізації зварної ванни отримуємо зварний шов 7 між пластинами біметалу 1 та 5 (див. Фіг. 2а). Загальна ж кількість зварних швів і забезпечить високий рівень міцності зчеплення пластин біметалу. Виступаючи над поверхнею пластини 1 напливи металу зварного шва бажано видалити (наприклад, зішліфувати урівень з поверхнею цієї пластини). При зчепленні пластин біметалу значної товщини для економії електродів зварним швом можна заповнити лише частину технологічного отвору. Тоді в незаповнені частини отворів 2 можуть бути запресовані заглушки 8 (Фіг. 2б). Пропонований спосіб виготовлення біметалів електродуговим зварюванням плавким електродом з використанням технологічних отворів істотно розширює можливості свого застосування за рахунок спрощення і здешевлення технології, забезпечення заздалегідь потрібних властивостей поверхні плакувальної пластини біметалу та досягнення високого рівня міцності зчеплення шарів біметалу, що забезпечує низьку вірогідність його руйнування в процесі експлуатації. 1. Патент РФ № 2193071, кл. С22В9/20; заявл. 05.06.2000; опубл. 20.11.2002. 2. Сварка в машиностроении / Под ред. Н.А.Ольшанского. - М.: Машиностроение, т.1, 1978, с.144-151. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Спосіб виготовлення біметалів електродуговим зварюванням плавким електродом з використанням технологічних отворів, який включає формування зварного шва між пластиною підкладки та плакувальною пластиною біметалу за участі металу плавкого електрода, який відрізняється тим, що в місцях зварювання в пластині підкладки наскрізь свердлять технологічні отвори діаметром, більшим діаметра електрода для зварювання, пластини тимчасово скріплюють та через технологічні отвори зварюють між собою. 2 UA 102053 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3