Засіб наварювання виробів

Изобретение относится к сварке, а именно к наплавке цилиндрических изделий, например роликов машин непрерывного литья заготовок. Цель изобретения повышение долговечности роликов за счет торможения трещин термомеханической усталости. Способ наплавки включает наплавку поверхностного слоя валиками без перекрытия с зазором не менее суммарной величины протяженности зон термического • * « влияния соседних валиков. Ширину и высоту наплавляемых валиков определяют из соотношения l 0,01D+ + 2, где ( и д - ширина и высота валиков соответственно, мм; D - диаметр изделия после наплавки, мм; (3 - угол наклона наплавляемых валиков к оси изделия, град; Кіс ~ вязкость разрушения основного материала наплавляемого изделия в условиях отрыва при плоской деформации, Н/мм ; А - эмпирическая постоянная, равная 12,7551 -10"6 (Н/мм2)"2. После наплавки зазоры между валиками покрывают термостойким клеем. Способ обеспечивает реализацию в процессе, наплавки условий, необходимых для предотвращения разрушения изделия при эксплуатации, за счет выбора ширины и высоты оалика в зависимости от диаметра изделия, вязкости разрушения материала изделия в условиях отрыва при плоской деформации и выбранного угла наклона наплавляемых валиков к продольной оси изделия 1 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл. ON Изобретение относится к сварке, преимущественно к технологии наплавки цилиндрических изделий, работающих в условиях разрушения поверхности под воздействием термомеханической усталости, например, к наплавке роликов машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) и т.п. Цель изобретения - повышение долговечности роликов за счет торможения трещин термомеханической усталости. На фиг.1 изображена схема наплавки по известному способу; на фиг.2 и 3 - траектория движения трещины при одинаковой ширине наплавленных валиков в зависимости от угла/3; на фиг.4 и 5 - то же, при одном и том же угле /3 в зависимости от ширины валика. Технология способа состоит в следующем. На основании обследования и проведенного анализа разрушившихся в результате длительной эксплуатации роликов, выполненных из сталей мартенситного, ферритного, перлитного и смещенных структурных классов, найдена зависимость критической длины поверхностной трещи РПФ-К о о ю СА) CN 1600936 ны, развивающейся по эллиптическому ра и привести к разрушению, в то время как фронту в длину и в -глубину под действием при малом угле наклона валика трещина осциклических напряжений до 800 Н/мм2, от танавливается, не достигнув критического вязкости разрушения основного материразмера. Из геометрических соображений ала роликов. Получено соотношение Up « 5 (фиг.2 и 3) очевидно, что I = L • COS/? . Из = А 'К2|с, ранее полученного выражения L = A * К2|С . где Цф - недопустимая (критическая) длина Для гарантированного предотвращения поверхностной трещины (мм), которой соотразрушения ветствует критическая глубина трещины, і < (АК 2 ІС- COS/3)-5, MM, приводящая к лавинообразному разруше- 10 где I - ширина валика, мм; нию изделия; /3- угол наклона наплавляемых валиков Кіс - вязкость разрушения основного к продольной оси изделия, град, материала изделия в условиях отрыва при т.е. I 0,01 D + 2. мм, где q - высота нечном счете к разрушению изделия, валика, мм. действуют в осевом направлении, поэтому При диаметре изделия 300 мм q > опасное направление развития трещины в 45 >0,01 • 300 + 2 > 5 мм. Поскольку при наплавленном металле является перпендинаплавке для снижения расхода материала кулярным оси изделия (т.е. развитие трещистремятся ограничить высоту наплавленноны а диаметральной плоскости), Изменяя го слоя, верхний предел в каждом случае угол наклона направляемого валика к оси рассчитывается пользователем, исходя из изделия, можно изменять длину трещины, 50конкретных условий производства. растущей в опасном направлении. Чем Технический эффект от применения больше угол р между осью изделия и наизобретения по сравнению с прототипом плавленным валиком, тем длиннее траектосостоит в повышении долговечности издерия движения трещины при одинаковой лий. ширине наплавленных валиков (фиг.2 и 3). 55 Способ осуществляют следующим обПоэтому при большом угле р трещина моразом. жет в наплавленном валике той же ширины, На поверхность оси изделия диаметром что и выполненном с малым углом наклона меньше эксплуатационного диаметра на удк оси изделия, достичь критического разме- военную высоту наплавки наносят поверх 1600936 ностный слой, имеющий зазоры. Наплавка может быть осуществлена любым путем, обеспечивающим сплавление нанесенного металла с основным (т.е. с осью ролика), например, электродуговая наплэвка под 5 флюсом, в защитном газе, электроконтактная и др. В качестве электрода может быть использована порошковая проволока, порошковая лента, сплошная проволока и сплошная лента любого требуемого химиче- 10 ского состава. Ширина и высота наплавленного валика определяются из выражений I 0,01D + 2, где I, q - ширина и высота наплавленного 15 валика, мм; А-эмпирическая константа(А= 12,7551х х 10' 6 (Н/мм 2 )- 2 ; Кіс - вязкость разрушения материала оси изделия в условиях отрыва при плоской 20 деформации, Н/мм , /? - угол наклона полоски к оси изделия (0° < /? « o e 45')-5-ч7 *2«=5 6 47 5 47 47 4 6 55 2600 60 380 (12,7551x10* х26ОО'х О,0'х38О+ Ісоі 6О°)-5-43 tZ^u 6 40 5 43 6 43 3 43 90 300 2400 43 270 ИР 6 40 2*00 ? 50 6 Известный 80 6 80 6 Трещина остановлека Треіциял прошла зазору То хе Нзяос поиер*аости Угроза разрупения Разрушений ости Износ поверхности То же Без з а 1700 полнения Заполнен 1200 т/с слоем То же 2200 Трещина повлена Заполнен 1800 То же т/с слоем То хе 1310 Tpewna Вез з а 1600 - " полнения Заполнен '100 -*'т/с слоем То же 1800 Трещина иовпеиа Заполнен 2700 Трещина но&лена т/с слоем То хе 1400 Трешнна зээор Без з а 1900 - " полнения Заполнен 1500 т/с слоем То не 2700 Трещина новлена способ Без з а 1100 полнения То же 1000 прошла Разрушение То же Ріярушеиив оста Износ поверхпости оста- ИЇНОС понеркностн прошла Разрушение То же оста Изгіоі. поврряяости Разрушение Те же и с . Ширина валика в сторону уменывения не ограгснчема условиями разрушения, олнзко аначнтельное умоиьшекие по сргвнекию с расчетной величішоїі не рационально, так как пркводит к уненьиепию контактирумаея с горячей заготовкой поверхности ролика, возрастанию контактных напряжений н самой величины износа Высота волчка в сторону увеллчения не ограничена Однако, виоітрая высокие валики, необходимо с целью уменьшения концентрации напряжений между соседними валиками несколько увеличивать зазор между ними, т . е . брать его иольютм суммы зон термического няня пня. 'Риг 2 1600936 Фиг. 3 Редактор О.Головач Составитель Л.Назарова Техред М.Моргентэл Корректор Л.Патай Заказ 3237 Тираж 656 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101