СПОСОБ ОТДЕЛЕНИЯ ШЛАКОВОЙ КОРКИ Российский патент 1998 года по МПК B23K9/18 

Изобретение относится к сварке, преимущественно плавке под флюсом цилиндрических поверхностей деталей небольшого диаметра.

Известен способ сварки и наплавки под флюсом, в котором отделение шлаковой корки происходит самопроизвольно за счет различной термической усадки наплавленного металла и шлаковой корки. Недостатком указанного способа сварки является плохая отделяемость шлаковой корки при наплавке цилиндрических поверхностей деталей небольшого диаметра. Наплавка происходит по винтовой линии и на 2 - 5 витке общий нагрев детали уже не позволяет шлаковой корке остыть до температуры, при которой разность в термической усадке поверхности металла и шлаковой корки вызывает растрескивание последней. Поэтому при осуществлении наплавки таких деталей происходит через 1 - 2 оборота останавливать процесс для охлаждения детали.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ удаления шлака со сварного шва, в котором для улучшения его отделимости на горячую поверхность шва воздействуют острофокусированными струями жидкости. Недостатками указанного способа удаления шлака являются ухудшение условий труда сварщика из-за интенсивного газообразования и усложнение обработанной жидкости.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение качества сварного соединения и производительности процесса.

Для решения указанной задачи в известном способе удаления шлака со сварного шва образующуюся шлаковую корку охлаждают сжатым воздухом на расстоянии по окружности от места горения электрической дуги в 20 - 100 диаметров электрода в направлении по касательной к шлаковой корке.

Способ осуществляют следующим образом.

При наплавке под флюсом цилиндрических поверхностей деталей шов перемещается по винтовой линии, образующуюся на шве шлаковую корку охлаждают струей сжатого воздуха. Зона охлаждения расположена на расстоянии по окружности, соответствующим 20 - 100 диаметрам электродов. Это расстояние выбрано опытным путем. С одной стороны, сварочная ванна до начала обдува успевает остыть ниже порога возможного образования кристаллических трещин, а шлаковая корка - затвердеть. С другой стороны, остается достаточно времени до завершения полного оборота для принудительного охлаждения шлаковой корки ниже температуры начала легкого отделения шлаковой корки от поверхности металла вследствие достижения необходимой разницы в их термической усадке.

Направление струи охлаждающего воздуха выбрано по касательной к поверхности шлаковой корки. Вследствие этого последняя охлаждается довольно интенсивно, металл же околошовной зоны не охлаждается непосредственно струей сжатого воздуха, а лишь посредством теплообмена с шлаковой коркой. Это снижает вероятность образования трещин в околошовной зоне.

Пример конкретного выполнения. На шейку из стали 38ХС диаметром 65 мм с основным отверстием диаметром 24 мм, длиной 90 мм произведена однослойная наплавка под слоем флюса марки АН-348 проволокой марки 30ХГСА диаметром 2,0 мм. Режимы наплавки: ток 160 A, напряжение 22 B, скорость вращения детали 0,017 об/с, наплавка по винтовой линии с шагом 5 мм. В процессе сварки выполнялось охлаждение по предлагаемому способу при давлении сжатого воздуха 40 МПа на удалении по окружности 80 мм от зоны горения электрической дуги. Наплавка выполнена непрерывно при удовлетворительной отделяемости шлаковой корки от поверхности металла до завершения каждого очередного витка. Металлографическое исследование наплавленного металла и зоны термического влияния показало отсутствие в этих областях трещин.

Применение предлагаемого способа позволяет осуществлять процесс наплавки под флюсом цилиндрических поверхностей деталей небольшого диаметра при стабильном качестве и высокой производительности.

Способ может быть использован при наплавке под флюсом цилиндрических поверхностей деталей небольшого диаметра. На шлаковую корку воздействуют охлаждающей средой. В качестве охлаждающей среды используют сжатый воздух. Охлаждение производят на расстоянии по окружности от места горения дуги, соответствующем 20 - 100 диаметрам электрода в направлении по касательной к шлаковой корке. Применение предлагаемого способа позволяет осуществлять процесс наплавки под флюсом цилиндрических поверхностей деталей небольшого диаметра при стабильном качестве и высокой производительности.

Способ отделения шлаковой корки, преимущественно для направки под флюсом цилиндрических поверхностей валов небольшого диаметра, в котором на шлаковую корку воздействуют охлаждающей средой, отличающийся тем, что в качестве охлаждающей среды используют сжатый воздух, при этом охлаждение производят на расстоянии по окружности от места горения дуги, соответствующему 20 - 100 диаметрам электрода в направлении по касательной к шлаковой корке.