Спосіб виготовлення полегшених біметалів електродуговим зварюванням

Реферат: Спосіб виготовлення полегшених біметалів електродуговим зварюванням включає з'єднання плакувальної пластини з підкладкою електродуговим зварюванням. Підкладку виготовляють збірною із зовнішньої рами, внутрішніх перемичок із трубчатих заготовок круглого перерізу та облицювальної пластини з забезпеченням в останній крізних технологічних отворів діаметром, більшим діаметра електрода для зварки. Плакувальну пластину приварюють до зовнішньої рами та внутрішніх перемичок підкладки в звичайний спосіб, а облицювальну пластину - через технологічні отвори. Зазори між плакувальною пластиною та зовнішньою рамою і зовнішньою рамою та облицювальною пластиною заварюють по всьому периметру біметалу. UA 105338 U (12) UA 105338 U UA 105338 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 полегшених біметалів за допомогою механічної обробки його пластин та їх зчеплення між собою електродуговим зварюванням. Одним із відомих способів для отримання біметалів є технологія, в основі якої лежить нанесення розплавленого металу на робочу поверхню виробу методом електрошлакової наплавки плавким електродом. 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 хімічного складу наплавленого плакувального шару, підвищення якості поверхні біметалічного зливка при збереженні високої міцності з'єднання шарів біметалу. Проте при цьому способі спостерігається утворення кристалізаційних тріщин і інших дефектів в самому плакувальному шарі і на його поверхні. Найбільш близьким за технічною суттю до технічного рішення, що заявляється, є спосіб виготовлення біметалів електродуговим зварюванням, при якому електрод підводять до зварюваних пластин до запалення дуги і, підтримуючи горіння дуги в необхідних межах. формують зварний шов за участю 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. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалити спосіб виготовлення біметалів електродуговим зварюванням, у якому забезпечується здешевлення виготовлення біметалу, зменшення ваги, повна герметизація його внутрішніх порожнин, що забезпечує більш високий строк експлуатації цього виробу та достатньо високий рівень міцності зчеплення плакувальної пластини з підкладкою, щоб унеможливити відокремлення цієї пластини від підкладки в процесі подальшого використання біметалу. Поставлена задача вирішується тим, що в способі виготовлення полегшених біметалів електродуговим зварюванням при використанні трубчастих заготовок, що включає з'єднання плакувальної пластини з підкладкою електродуговим зварюванням, згідно з пропонованою корисною моделлю, новим є те, що підкладку виготовляють збірною із зовнішньої рами, внутрішніх перемичок із трубчатих заготовок круглого перерізу та облицювальної пластини з забезпеченням в останній крізних технологічних отворів діаметром, більшим діаметра електрода для зварки, причому плакувальну пластину приварюють до зовнішньої рами та внутрішніх перемичок підкладки в звичайний спосіб, а облицювальну пластину - через технологічні отвори. Крім цього, зазори між плакувальною пластиною та зовнішньою рамою і зовнішньою рамою та облицювальною пластиною заварюють по всьому периметру біметалу. Таким чином, спосіб стає придатним для забезпечення необхідної міцності зчеплення плакувальної пластини з підкладкою, здешевлення виготовлення біметалу, зменшення ваги, повної герметизації його внутрішніх порожнин, що забезпечує більш високий строк експлуатації цього виробу. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких зображено: на Фіг. 1 - варіант виготовлення полегшеної підкладки із зовнішньої рами та внутрішніх перемичок із трубчатих заготовок круглого перерізу, місця приварювання плакувальної пластини до зовнішньої рами та внутрішніх перемичок підкладки і заварювання плакувальної пластини по периметру зовнішньої рами підкладки; на Фіг. 2 - встановлення облицювальної пластини з виготовленими в ній технологічними отворами на підкладку, зварювання по контуру облицювальної пластини з зовнішньою рамою підкладки та процес формування зварної ванни при зварюванні облицювальної пластини через технологічні отвори з внутрішніми перемичками підкладки. Спосіб реалізується таким чином. В біметалі підкладка (як правило, із звичайної конструкційної сталі) призначена для кріплення до неї плакувальної пластини 1 (наприклад із неіржавіючої сталі) та подальшого з'єднання пластин біметалу між собою для створення необхідних виробів. Для зменшення ваги біметалу підкладка може бути виготовлена порожнистою. При цьому співвідношення пустот та смуг металу, що несуть на собі навантаження від плакувальної пластини, підбираються в залежності від товщини цієї пластини та функцій біметалу. Так, для товщини плакувальної пластини 3…6 мм розміри пустот можуть досягати площі з радіусом і; 50…60 мм при товщині внутрішніх перемичок металу 3…10 мм. Для виготовлення полегшеної підкладки може бути, наприклад, запропонована конструкція, що складається з зовнішньої рами 2, внутрішніх перемичок 3, виготовлених при розрізанні труби потрібного діаметра на кільця необхідної висоти, та облицювальної пластини 4, що закриває 1 UA 105338 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 внутрішні порожнини збірної підкладки. Довжина сторін зовнішньої рами повинна відповідати розмірам пластини біметалу, а висота як рами 2 так і внутрішніх кілець 3 - бути меншою товщини біметалу на товщину плакувальної 1 та облицювальної 4 пластин. При цьому раму, наприклад, можна зігнути із квадратного профілю потрібного перерізу, заздалегідь в місцях згинання, надрізавши фаски під 45° не на повну глибину профілю. Стик в місці змикання зігнутої рами проварюють електродуговою зваркою (зварний шов 5) (Фіг. 1). Раму 2 встановлюють на внутрішню сторону плакувальної пластини 1, притискають до неї та приварюють електродуговою зваркою в звичайний спосіб (зварні шви 6). Далі на плакувальну пластину в середині зовнішньої рами встановлюють внутрішні перемички (кільця) 3, притискають їх до плакувальної пластини і приварюють як до плакувальної пластини та сторін рами (шви 7), так і одне до одного та плакувальної пластини (шви 8). Місця зварювання та кількість зварних швів 6, 7 та 8 повинні забезпечувати надійне скріплення плакувальної пластини зі збірною підкладкою. Для герметизації незначного зазору між плакувальною пластиною та зовнішньою рамою стик між ними пропарюють по всьому біметалу (шов 9). Це усуває попадання вологи у всередину біметалу та запобігає корозії і передчасному його руйнуванню. Крім цього, такий додатковий зварний шов 9 підвищує міцність зчеплення пластин біметалу. Для закриття внутрішніх порожнин підкладки може бути використана облицювальна пластина 4 (Фіг. 2). Її розміри менші розмірів зовнішньої рами на величину зварного шва 10, що забезпечує можливість її приварювання зверху, по краю рами 2. Це забезпечує повну герметизацію біметалу. Для приварювання пластини 4 до внутрішніх перемичок 3 на цій пластині в місцях зварювання заздалегідь виготовляють крізні технологічні отвори 11, діаметр яких підбирають декілька більшим діаметра електрода 12 так, щоб останній вільно заходив в отвір 11. З іншої сторони, діаметр отвору 11 не повинен бути дуже великим, щоб забезпечити не надмірну витрату електродів. Як правило, діаметр технологічного отвору на 5…10 % виконують більшим діаметра електрода. При цьому отвори 11 розміщують безпосередньо над смугами металу внутрішніх перемичок, щоб забезпечити надійне приварювання пластини 3 до перемичок 4. Оскільки облицювальна пластина не несе на собі великих навантажень, то товщина цієї пластини може бути набагато меншою товщини плакувальної пластини та складати 1…2 мм, а місць приварювання пластини 3 до перемичок 4 може бути небагато. При цьому невелика товщина пластини 3 також зменшує загальну вагу біметалу та собівартість його виготовлення. Для здійснення зварювання електрод 12 встановлюють в черговий технологічний отвір 11. Після початку електродугової зварки настає плавлення поверхні внутрішніх перемичок 3 та бокових сторін отвору 11. Цей розплав змішується з розплавленим металом плавкого електрода 12, та відбувається утворення зварної ванни 13. Процес зварювання продовжують, поки ванна зварювання не заповнить весь технологічний отвір 11 та декілька не вийде над поверхнею пластини 3. В кінці бажано бокові кромки біметалу та поверхню облицювальної пластини очистити від зварних напливів та вирівняти (наприклад шліфуванням). Пропонований спосіб виготовлення полегшених біметалів електродуговим зварюванням при використанні трубчастих заготовок істотно розширює можливості свого застосування за рахунок зменшення ваги біметалу, спрощення і здешевлення технології його виготовлення, забезпечує повну герметизацію біметалу та обумовлює високий рівень міцності зчеплення плакувальної пластини з підкладкою, що гарантує більш високий строк експлуатації цього виробу. 1. Патент РФ № 2193071, кл. С22В 9/20; заявл. 05.06.2000; опубл. 20.11.2002. 2. Сварка в машиностроении / Под ред. Н.А. Ольшанского. - М.: Машиностроение, 1978. - Т. 1. - С. 144-151. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 1. Спосіб виготовлення полегшених біметалів електродуговим зварюванням, що включає з'єднання плакувальної пластини з підкладкою електродуговим зварюванням, який відрізняється тим, що підкладку виготовляють збірною із зовнішньої рами, внутрішніх перемичок із трубчатих заготовок круглого перерізу та облицювальної пластини з забезпеченням в останній крізних технологічних отворів діаметром, більшим діаметра електрода для зварки, причому плакувальну пластину приварюють до зовнішньої рами та внутрішніх перемичок підкладки в звичайний спосіб, а облицювальну пластину - через технологічні отвори. 2 UA 105338 U 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що зазори між плакувальною пластиною та зовнішньою рамою і зовнішньою рамою та облицювальною пластиною заварюють по всьому периметру біметалу. Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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