СПОСОБ ДУГОВОЙ НАПЛАВКИ НЕПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ Российский патент 2002 года по МПК B23K9/04 B23K9/95 

Изобретение относится к способам наплавки неплавящимся электродом и может быть использовано для автоматической наплавки тонкостенных лезвийных поверхностей деталей во всех отраслях промышленности.

Известен способ дуговой наплавки неплавящимся электродом, при котором подают присадочную проволоку в сварочную ванну и воздействуют на сварочную ванну кристаллизатором (а.с. СССР 1540981, В 23 К 9/16, 1987г.).

Недостатком известного способа является возможность увеличения размера сварочной ванны из-за нарушения теплоотвода, вызванного нагревом кристаллизатора, механических деформаций или неточности настройки технологического зазора.

Наиболее близким по технической сущности является способ дуговой наплавки неплавящимся электродом, при котором создают сварочную ванну, подают присадочную проволоку в сварочную ванну и воздействуют на сварочную ванну кристаллизатором (патент РФ 2078655, В 23 К 9/04, 1994г.).

Недостатком известного способа является сравнительно большой объeм сварочной ванны, на которую оказывает механическое воздействие кристаллизатор. Наплавленный валик имеет большие припуски под механическую обработку.

Техническим результатом изобретения является наплавка лезвийных поверхностей деталей с минимальным припуском под обработку за счет уменьшения объема сварочной ванны и диаметра наплавляемого валика.

Технический результат достигается тем, что при наплавке неплавящимся электродом создают сварочную ванну, присадочную проволоку подают в сварочную ванну и воздействуют на сварочную ванну кристаллизатором, присадочную проволоку при этом предварительно электроизолируют, причем присадочную проволоку подают в сварочную ванну при появлении разности потенциалов между присадочной проволокой и наплавляемой деталью и прекращают подачу присадочной проволоки при исчезновении разности потенциалов.

Известен способ автоматической дуговой сварки неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки, при котором производят колебания электрода и присадочной проволоки, которую подают в хвостовую часть ванны, причем колебания ее осуществляют в пределах жидкой ванны с амплитудой, меньшей амплитуды колебаний электрода (а.с. СССР 596394, В 23 К 9/16, 1978г.).

Недостатком известного технического решения является невозможность наплавки тонкостенных лезвийных поверхностей деталей из-за сравнительно большого объема сварочной ванны.

Заявитель не обнаружил технических решений, в которых присадочная проволока при автоматической наплавке электроизолирована от сварочного оборудования, а сигналом к подаче присадочной проволоки является появление разности потенциалов между присадочной проволокой и деталью.

На фиг.1 показана схема реализации способа;
на фиг.2 - вид А на фиг 1;
на фиг.3 показаны фазы процесса наплавки.

Способ реализуется следующим образом.

Деталь 1 устанавливают так, что между наплавляемой поверхностью 2 и кристаллизатором 3 образуется технологический зазор h. В зону наплавки подводят сварочную головку 4 с неплавящимся электродом 5 и присадочную проволоку 6 до контакта с наплавляемой поверхностью 2 (фиг.3,а). Включают установку, подают ток, ведут наплавку. Присадочная проволока 6 образует единичную сварочную ванну (фиг.3,б,в), которая перемещается вместе с наплавляемой поверхностью 2 при вращении детали 1.

Присадочная проволока 6 оплавляется, отрывается от сварочной ванны (фиг. 3, г), и головная часть сварочной ванны может переместиться в хвостовую часть, образуя наплыв в виде капли.

Присадочная проволока 6 и механизм подачи 7 присадочной проволоки 6 электроизолированы от всего оборудования. При отрыве присадочной проволоки 6 от сварочной ванны появляется разность потенциалов между присадочной проволокой 6 и деталью 1.

При появлении разности потенциалов датчик напряжения 8 дает команду на включение механизма подачи 7 присадочной проволоки 6. Присадочная проволока 6 подается в головную часть сварочной ванны до контакта с ней (фиг.3,д). Механизм подачи 7 сварочной проволоки 6 отключается при исчезновении разности потенциалов между присадочной проволокой 6 и деталью 1. Собравшаяся в каплю сварочная ванна растягивается по наплавляемой поверхности 2 (фиг.3,е). Объем единичной сварочной ванны остается постоянным, но диаметр наплавочного валика уменьшается. При этом одновременно хвостовая часть сварочной ванны кристаллизуется, а присадочная проволока 6 оплавляется (фиг.3,ж). При отрыве присадочной проволоки 6 от детали 1 появляется разность потенциалов (фиг.3, з). Цикл повторяется.

Пример конкретного выполнения.

В автоматическом режиме производят наплавку тонкостенной детали (материал детали ЭП 648, ширина детали 1,5 мм) на высоту 0,8-1,0 мм с использованием присадочной проволоки ЭП-648 диаметром 1,6 мм. Скорость наплавки 10 м/час. Источник питания ВСВУ-400, ток наплавки 50-55 А.

В зону наплавки подводят сварочную головку и присадочную проволоку. Присадочную проволоку подводят до контакта с наплавляемой поверхностью. Включают установку, подают ток, ведут наплавку. При появлении разности потенциалов между деталью и присадочной проволокой контрольный блок включает механизм подачи присадочной проволоки. Скорость подачи присадочной проволоки 50-70 м/час. Механизм подачи присадочной проволоки отключается при появлении разности потенциалов.

Средняя высота наплавленного валика составляет 1,1 мм.

При автоматической наплавке лезвийных поверхностей деталей экономится присадочная проволока, повышается качество наплавки, повышается производительность при механической обработке наплавленных поверхностей.

Способ может быть использован при автоматической наплавке тонкостенных лезвийных поверхностей деталей. На сварочную ванну воздействуют кристаллизатором. Присадочную проволоку предварительно электроизолируют. Подают присадочную проволоку в сварочную ванну при появлении разности потенциалов между проволокой и наплавляемой деталью и прекращают подачу при исчезновении разности потенциалов. Способ обеспечивает высокое качество наплавки и экономию присадочной проволоки. 3 ил.

Способ дуговой наплавки неплавящимся электродом, при котором создают сварочную ванну, присадочную проволоку подают в сварочную ванну и воздействуют на сварочную ванну кристаллизатором, отличающийся тем, что присадочную проволоку предварительно электроизолируют, причем присадочную проволоку подают в сварочную ванну при появлении разности потенциалов между присадочной проволокой и наплавляемой деталью и прекращают подачу присадочной проволоки при исчезновении разности потенциалов.