Спосіб електроконтактного приварювання стільникової зерно-порошкової металевої стрічки

Реферат: Спосіб електроконтактного приварювання стільникової зерно-порошкової металевої стрічки на виріб типу тіл обертання включає формування стрічки та її подачу в зону приварки, роликовий електрод - виріб, обертання виробу зі швидкістю приварювання з одночасним пропусканням імпульсів зварювального струму при постійному переміщенні роликового електрода уздовж осі виробу. Стрічку формують з фольги або металевої стрічки, укладаючи на неї стільникові елементи, які приварюють конденсаторним зварюванням, заповнюють вічка стільникових елементів зернами карбідів, нітридів, боридів і силіцидів з електропровідною підкладкою і температурою плавлення більшою, ніж температура електричної дуги зварювального струму, а залишковий об'єм вічок заповнюють металевим порошком. UA 105069 U (12) UA 105069 U UA 105069 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електроконтактної роликової приварки порошкових матеріалів і може бути використана для відновлення зношених і зміцнення робочих поверхонь деталей типу тіл обертання. Найбільш близьким аналогом (прототипом) є спосіб електроконтактного приварювання металевих порошків на виріб типу тіл обертання, який включає формування стрічки, подачу стрічки в зону приварювання роликовий електрод - виріб, обертання виробу зі швидкістю приварки з одночасним пропусканням імпульсів зварювального струму при постійному переміщенні роликового електрода вздовж осі виробу, згідно з яким, стрічку формують з металевого порошку, в'яжучого матеріалу та металевої сітки шляхом подачі їх в міжвалковий зазор і прокатки через нагріті валки, швидкість обертання яких співпадає зі швидкістю обертання виробу [Патент РФ № 2322333, В23К 11/06, 2008]. Недоліком відомого способу є те, що наплавлена маса, в якій зв'язуючим матеріалом є спиртовий розчин полівінілбутираль, погіршує збудження та горіння електричної дуги. Це призводить до виникнення пористості, нерівномірної ширини, товщини наплавленого шару та глибини проплавлення основного металу. Порошкова маса, що наплавляється, просушується валками з електронагрівачами та робиться не електропровідною, і виникає подальша проблема в якісному та стабільному горінні дуги при наплавленні. Вигоряння клеїв або розчинів полімерів і флюсів, які складають від 5-30 % від маси порошку, в високотемпературній дузі призводить до появи дефектів в наплавленому шарі: пор, шлакових включень, мікротріщин. Крім цього відсутня імовірність регулювання товщини наплавленого шару, тому що процес оплавлення дугою дуже чутливий до товщини наплавленої маси. Відомий спосіб потребує використання спеціальної оснастки, пристосувань і великої підготовчої роботи, пов'язаної з виготовленням та укладанням елементів, забезпечення на поверхні деталі тонкого шару зварювальної композиції. Використання як порошкової композиції суміші металевого порошку, феросплавів та металевої сітки не забезпечують необхідну зносостійкість наплавленого шару. Твердість наплавленого шару складає 42 HRC, що в 2 рази менше твердості зерен карбідів вольфраму. Внаслідок цього зносостійкість виробу низька, він має багато дефектів у вигляді пустот, що знижує якість наплавленого шару. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу електроконтактного приварювання стільникової зерно-порошкової металевої стрічки на виріб типу тіл обертання шляхом використання нової технології формування металевої стрічки, що призведе до підвищення зносостійкості і твердості наплавленого шару за рахунок рівномірного розподілу зерен карбідів по поверхні відновленого виробу, внаслідок чого підвищиться його зносостійкість і твердість при одночасному спрощенні технології відновлення. Поставлена задача вирішується тим, що в способі електроконтактного приварювання стільникової зерно-порошкової металевої стрічки на виріб типу тіл обертання, що включає формування стрічки та її подачу в зону приварки роликовий електрод - виріб, обертання виробу зі швидкістю приварювання з одночасним пропусканням імпульсів зварювального струму при постійному переміщенні роликового електрода уздовж осі виробу, стрічку формують з фольги або металевої стрічки, укладаючи на неї стільникові елементи, які приварюють конденсаторним зварюванням, заповнюють вічка стільникових елементів зернами карбідів, нітридів, боридів і силіцидів з електропровідною підкладкою і температурою плавлення більшою, ніж температура електричної дуги зварювального струму, а залишковий об'єм вічок заповнюють металевим порошком. Формування металевої стрічки з фольги або металевої стрічки та конденсаторне приварювання до неї стільникових елементів робить отриману конструкцію жорсткою, гнучкою та міцною. Укладання зерен карбідів, нітридів, боридів і силіцидів з електропровідною підкладкою і температурою плавлення більшою, ніж температура електричної дуги зварювального струму в вічка стільникових елементів та заповнення металевим порошком залишкового об'єму вічок забезпечує рівномірний розподіл зерен по робочій поверхні відновленого виробу. Це дозволяє використовувати "тіньовий" ефект при експлуатації, який полягає у тому, що при куті атаки менше 90°° абразивні включення при експлуатації вдаряються в зерна, які сприймають на себе робоче навантаження і не контактують з матрицею наплавленого шару, яка залишається пластичною, утримує зерна карбідів від руйнування і не зношується. При цьому зносостійкість наплавленого шару збільшується в 2-3 рази за рахунок участі в зношуванні тільки зносостійких зерен, розташованих вище основи наплавленого шару, а глибина проплавлення основного метала деталі зменшується. Вічка стільникових елементів електропровідні, тому при проходженні струму в них виділяється тепло для якісного розплавлення порошку, матеріалу вічок, електропровідної підкладки зерен та матеріалу виробу. При цьому температура плавлення рідкої металевої ванни не перевищує 1500°°С, що не 1 UA 105069 U 5 10 15 20 25 30 призводить до руйнації зерен карбідів, які мають температуру плавлення в 2-3 раза вищу. Нахил роликового електрода відносно горизонталі запобігає зсипанню порошку з металевої стрічки. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де зображена принципова технологічна схема способу електроконтактного приварювання стільникової зерно-порошкової металевої стрічки на виріб типу тіл обертання. Спосіб здійснюється таким чином. На фольгу або металеву стрічку 1, яка змотується з бухти 2, укладають стільникові елементи 3, які приварюють до стрічки 1 конденсаторною машиною 4. В вічка стільникових елементів 3 з бункера 5 укладають зерна 6, остаточний об'єм вічок заповнюють з бункера 7 порошком 8. Отриману стільникову зерно-порошкова стрічку 9 подають в зазор між виробом 10, що обертається, та роликовим електродом 11. При пропусканні імпульсів зварювального струму від трансформатора 12 відбувається нагрів і приварювання стільникової зерно-порошкової стрічки 9 до виробу типу тіла обертання. Приклад. В умовах виробництва виконувалось наплавлення робочої поверхні циліндричного виробу зі сталі 12X18Н10Т. Стільникову зерно-порошкову стрічку виготовляли з металевої фольги (матеріал 12X18Н10Т) товщиною 0,15 мм, та шириною 22 мм. Стільникові елементи зі сталі 12X18Н10Т розміри вічок шестикутник з шириною грані 4,5 мм. Зерна твердого сплаву реліт (ТУ 322-19-005-96) розмірами 1,6-2,5 мм. Тип сплаву "З-1" з підкладкою. Як підкладку використовували окис алюмінію Аl2O3 завтовшки 150-250 мкм. Залишковий об'єм вічок заповнювали порошковою масою (порошок СНГН-55 зернистістю 25-100 мкм). Спосіб наплавлення виконували на режимі: сила струму, А 1800-2100 напруга на дузі, В 36-42 швидкість наплавлення, м/хв. 0,2-0,3 розміри стрічки В×Н, мм 22×4,5. При наплавленні техпроцесс був стабільний. Зерна в наплавленому шарі знаходилися з постійними розмірами, не руйнувалися та зберігали свої фізико-механічні характеристики і рівномірно розподілялися по поверхні виробу, що наплавлявся. В наплавленому шарі були відсутні пори, раковини, тріщини та інші дефекти. Використання стільникової зерно-порошкової стрічки в способі електроконтактного приварювання дало гарне формування наплавленого шару, внаслідок чого в 2-4 рази підвищилась продуктивність наплавлення. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Спосіб електроконтактного приварювання стільникової зерно-порошкової металевої стрічки на виріб типу тіл обертання, що включає формування стрічки та її подачу в зону приварки, роликовий електрод - виріб, обертання виробу зі швидкістю приварювання з одночасним пропусканням імпульсів зварювального струму при постійному переміщенні роликового електрода уздовж осі виробу, який відрізняється тим, що стрічку формують з фольги або металевої стрічки, укладаючи на неї стільникові елементи, які приварюють конденсаторним зварюванням, заповнюють вічка стільникових елементів зернами карбідів, нітридів, боридів і силіцидів з електропровідною підкладкою і температурою плавлення більшою, ніж температура електричної дуги зварювального струму, а залишковий об'єм вічок заповнюють металевим порошком. 2 UA 105069U Комп’ютерна верстка М. Мацело 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