СПОСОБ НАПЛАВКИ ЭЛЕКТРОДНОЙ ЛЕНТОЙ Российский патент 1999 года по МПК B23K9/04 

Изобретение относится к восстановлению изношенных деталей машин, может найти применение в различных отраслях машиностроения, а также в сельскохозяйственном ремонтном производстве.

Предлагаемый способ является усовершенствованием известного способа.

В известном способе электродную ленту желобообразной формы во время наплавки подают перпендикулярно наплавляемой поверхности. При этом электродная лента может располагаться по отношению к направлению наплавки выпуклостью или вогнутостью. В обоих случаях хорда дуги занимает только перпендикулярное положение к направлению наплавки и ширину наплавленного слоя можно регулировать изменением длины хорды дуги окружности.

Недостатком прототипа является ограниченная возможность регулирования ширины слоя наплавленного металла. Для изменения этой ширины электродную ленту нужно профилировать по форме желоба с разным радиусом, для чего необходимо иметь различные комплекты гибочных роликов, что создает дополнительные технологические трудности. Изменить ширину наплавляемого валика поворотом желобообразной ленты вокруг вертикальной оси, как при использовании плоской ленты, нецелесообразно из-за неравномерности наплавленного слоя по толщине в его поперечном сечении. Последней недостаток в виде гребнистости проявляется также и при перпендикулярном положении хорды дуги и направлению наплавки по причине низкой стабильности горения дуги из-за "блуждания". Кроме того, при известном способе наплавляемая деталь испытывает значительное термическое воздействие вследствие большой силы сварочного тока.

Новизной предлагаемого изобретения является то, что электродную ленту желобообразной формы подают под углом выпуклостью к наплавляемой поверхности и обкатывают по ней торец ленты по радиусу ее кривизны. Возможна обкатка ленты с проскальзыванием.

Предлагаемое решение позволяет регулировать ширину наплавляемого слоя, повысить стабильность горения дуги, уменьшить термическое воздействие на деталь и тем самым улучшить качество восстановленных деталей машин.

На чертеже показана схема процесса наплавки электродной лентой поверхности детали.

Под углом к наплавляемой поверхности детали 1 подают электродную ленту 2 желобообразной формы, проходящую через радиальную прорезь 3 управляющего сектора 4. Зубчатое колесо 5 приводится в движение рейками 6 от кулачкового механизма 7, выполненного в виде двух расположенных один внутри другого эксцентриков с одинаковыми эксцентриситетами, имеющих возможность взаимного поворота, рычага 8, снабженного ползунами 9, 10, 11. При вращении механизма 7 рычаг 8 качается вокруг оси ползуна 9 и через ползуны 10 и 11 приводятся в движение рейки 6. При этом зубчатое колесо 5 вместе с сектором 4 совершает плоскопараллельное движение и перемещает электродную ленту 2. Размеры a и b механизма изменяются перемещением подвижного ползуна 9 по стойке. При a=b центр зубчатого колеса 5 остается неподвижным и оно вместе с сектором 4 и электродной лентой 2 совершает возвратно-вращательное движение по схеме чистого скольжения. В результате обкатки торца ленты 2 по детали 1 по такой схеме ширина наплавляемого валика получается минимальной. Полное использование ширины электродной ленты 2 обеспечивается за счет соответствующего суммарного эксцентриситета механизма 7. При установке ползуна 9 по уровню наплавляемой детали 1 (b = c) торец ленты 2 обкатывает деталь 6 по схеме качения без скольжения, при этом ширина наплавленного валика равна ширине электродной ленты 2.

Изменяя плечи a и b и суммарные эксцентриситеты механизма 7, регулируются схема обкатывания детали 1 и, как следствие, ширина наплавляемых валиков. Последняя может быть больше или меньше ширины электродной ленты. Если требуемая ширина валика больше или меньше ширины применяемой электродной ленты, то наплавку осуществляют по схеме соответственно качения с опережающим или отстающим скольжением. Во всех случаях точка горения электрической дуги периодически перемещается по всей ширине электродной ленты 2. Подачу электродной ленты к поверхности детали осуществляют в момент нахождения электрической дуги у краев ленты.

Таким образом, предлагаемый способ наплавки деталей желобообразной лентой позволяет получать валики различной ширины при улучшенной стабильности процесса наплавки и равномерности плавления электродного материала. При этом наплавленная поверхность получается более ровной. Кроме того, способ позволяет снизить термическое воздействие на деталь благодаря меньшей силе сварочного тока.

Пример. Для реализации предлагаемого способа была изготовлена наплавочная установка на базе универсального сварочного автомата типа TC-17M1. Наплавку производили на плоскую поверхность детали из материала сталь 45 ГОСТ 1050-88 электродной лентой из низкоуглеродистой качественной стали тонколистового холоднокатаного проката ГОСТ 9045-80 шириной 60 мм, толщиной 0,6 мм, изогнутой по радиусу 30 мм. Наплавку производили под слоем флюса AH-348A по схемам: наплавка известным способом с расположением ленты перпендикулярно наплавляемой поверхности детали; наплавка предлагается способом с расположением желобообразной ленты под углом 50 град. выпуклостью к наплавляемой поверхности по вариантам - качение без проскальзывания и обкатка торца ленты с проскальзыванием.

При наплавке известным способом величина сварочного тока была принята равной 700 А, при реализации предлагаемого способа в пределах от 180 до 250 А, напряжение дуги - 28...34 В, полярность тока - обратная.

Опыты по наплавке известным способом с подачей ленты желобообразной формы перпендикулярно наплавляемой поверхности показали, что наплавленный валик, ширина которого равна хорде дуги окружности желоба, имеет неудовлетворительное качество из-за ярко выраженной неравномерности толщины слоя и прижогов по его краям. Попытка регулировать ширину слоя поворотом ленты вокруг оси желоба привела к еще большей неравномерности покрытия.

Наплавку предлагаемым способом производили при неподвижном и подвижном центре зубчатого колеса 5 управляющего сектора 4.

При неподвижном центре колеса 5 электродная лента совершала возвратно-вращательное движение и электрическая дуга периодически перемещалась по всей ширине электродной ленты. Подачу ленты к детали осуществляли в момент нахождения электрической дуги у ее краев. Ширина наплавленного валика при принятой схеме наплавки была минимальной и равнялась 5...7 мм. Горение дуги было устойчивым, наплавленный слой имел равномерную толщину, прижоги отсутствовали.

Во всех других случаях, когда центр колеса был подвижным, ширина наплавленного слоя равнялась величине перемещения этого центра. Варьируя параметрами режима наплавки, были получены валики различной ширины от 6 до 100 мм, толщиной от 1,2 до 3,5 мм.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет при одной и той же ширине электродной ленты получать наплавленные слои различной ширины высокого качества.

Способ может найти применение в различных отраслях машиностроения и сельскохозяйственном ремонтном производстве при восстановлении изношенных деталей наплавкой. Электродную ленту в форме желоба подают в процессе наплавки под углом выпуклостью к восстанавливаемой поверхности. Обкатывают по ней торец ленты по радиусу ее кривизны. Возможна обкатка ленты с проскальзыванием. При этом ширина наплавленного слоя может быть как больше, так и меньше ширины электродной ленты. Способ обеспечивает получение наплавленных слоев различной ширины при одинаковой ширине электродной ленты. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Способ электродуговой наплавки электродной лентой, при котором ленту желобообразной формы подают к поверхности детали, отличающийся тем, что ленту подают выпуклостью к наплавляемой поверхности под углом к ней и обкатывают по наплавляемой поверхности торец ленты по радиусу ее кривизны. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что торец ленты обкатывают с проскальзыванием.