СПОСОБ ИСПРАВЛЕНИЯ ДЕФЕКТОВ НА ОТЛИВКАХ Российский патент 2003 года по МПК B23P6/00 

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано для исправления дефектов на отливках из жаропрочных высоколегированных сплавов на никелевой основе.

Известен способ сварки или наплавки жаропрочных высоколегированных сплавов в среде защитных газов неплавящимся электродом с подачей присадочного материала, в котором перед сваркой или наплавкой на поверхность детали наносят пластическое покрытие из близкого по химическому составу сплава при температуре ниже температурного интервала хрупкости основного металла. Пластическое покрытие наносят толщиной от 0,1 до 1,0 мм с перекрытием наплавляемой поверхности детали не менее 10 мм (патент РФ 2146988, В 23 К 9/167, В 23 К 9/23, 9/04, 1998 г.).

Недостатком известного способа является возможность появления несплавлений или горячих трещин из-за неравномерного слоя пластичного покрытия, наносимого газотермическим, плазменным или детонационным напылением. При нанесении пластичного покрытия отдельные поверхности разделки расположены не перпендикулярно фронту напыления, что приводит к неравномерности распределения пластичного покрытия.

Наиболее близким по технической сущности является способ исправления дефектов на отливках, включающий выявление дефектных участков, их механическую выборку и последующую заварку механической выборки неплавящимся электродом в среде защитных газов (Производственная инструкция ПИ 1.2.262-84. Термическая обработка и исправление заваркой дефектов отливок из конструкционных сталей и коррозионностойких сталей. М., ВИАМ, 1984, с. 10-15).

Недостатком известного способа является возможность образования горячих трещин.

Задачей изобретения является повышение качества заварок разделок на отливках из трудносвариваемых жаропрочных сплавов на никелевой основе.

Поставленная задача достигается тем, что в заявленном способе исправления дефектов на отливках, преимущественно из жаропрочных сплавов на никелевой основе, включающем выявление дефектных участков, их механическую выборку и последующую заварку механической выборки неплавящимся электродом в среде защитных газов, согласно заявленному изобретению механическую выборку выполняют чашеобразной формы, в механической выборке располагают мерную пластинку из сплава, близкого по химическому составу с основным металлом, затем на ней зажигают дугу и плавят, мерную пластинку подбирают из условия заполнения жидким металлом при ее полном расплавлении механической выборки на высоту
h = R / (1,3 ... 5),
где R - средний радиус механической выборки на поверхности отливок,
давлением столба дуги разгоняют жидкий металл мерной пластинки по поверхности механической выборки, в зону дуги подают присадочный материал, однородный с основным металлом, и образуют сварочную ванну малого объема.

Установлено, что если высота h = R/(6 ... 10), то жидкого металла мерной пластинки не хватает для полного смачивания механической выборки, возможен перегрев основного металла и образование горячих трещин. Если высота h = R/(0,5 ...1,2), то изменяются условия кристаллизации металла и возможно образование трещин.

Заявитель не обнаружил технических решений, в которых в качестве основного параметра используется уровень жидкого металла мерной пластинки.

Способ реализуют следующим образом.

На отливке выявляют дефектные участки. Производят механическую выборку дефектных участков. Механическую выборку выполняют чашеобразной формы. В механической выборке устанавливают мерную пластинку из сплава, близкого по химическому составу с основным металлом отливки.

Мерную пластинку подбирают таким образом, чтобы жидкий металл мерной пластинки при полном ее расплавлении заполнял механическую выборку на высоту h = R/(1,3 ... 5), где R - средний радиус механической выборки на поверхности отливки.

На мерной пластинке зажигают дугу и плавят мерную пластинку. Одновременно происходит равномерное пленочное расплавление основного металла за счет жидкого металла мерной пластинки. Давлением столба дуги разгоняют жидкий металл мерной пластинки по поверхности механической выборки. Дуга не касается основного металла и не перегревает металл мерной пластинки. В зону дуги подают присадочный материал, однородный с основным металлом, например, в виде сварной проволоки малого диаметра. Образуется сварочная ванна малого объема, которая разгоняется по поверхности механической выборки. В зону дуги снова подают присадочный материал. Процесс ведут до полной заварки механической выборки.

Пример конкретного выполнения
На отливке из сплава ЧС 70У-ВИ цветной дефектоскопией выявлена рыхлота. Абразивным инструментом выполнена механическая выборка чашеобразной формы. Глубина механической выборки составила 3 мм, средний радиус механической выборки на поверхности отливки составил 5,9 мм. Отливку перед заваркой закалили при температуре 1160^oС в течение 4 часов, затем механическую выборку подвергли пескоструйной обработке.

Отливку установили в камеру с проточным аргоном. В механическую выборку поместили мерную пластинку из сплава ЭП 683 в виде таблетки диаметром 10 мм и толщиной 2,0 мм.

На мерной пластинке зажгли дугу и расплавили ее. Давлением столба дуги разогнали жидкий металл мерной пластинки по механической выборке и в зону дуги подали присадочный материал из сплава ЭП 648 сечением 2х2 мм. Капля расплавленного металла образовала сварочную ванну малого объема, которая давлением столба дуги разгоняется по механической выборке. В зону дуги подают присадочный материал. Цикл повторяется.

Аргонодуговую заварку выполняли в непрерывном режиме с использованием источника питания ВС ВУ - 160.

ЛЮМ-контроль и рентген-контроль дефектов не выявил.

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано для исправления дефектов на отливках из жаропрочных высоколегированных сплавов на никелевой основе. При осуществлении данного способа выявляют дефектные участки и проводят их механическую выборку чашеобразной формы. В выборке располагают мерную пластинку из сплава, близкого по химическому составу с основным металлом. На мерной пластинке зажигают дугу и плавят. Пластинку подбирают из условия заполнения жидким металлом при ее полном расплавлении механической выборки на заданную высоту. Заварку механической выборки осуществляют неплавящимся электродом в среде защитных газов. Давлением столба дуги разгоняют жидкий металл пластинки по поверхности выборки. В зону дуги подают присадочный материал, однородный с основным металлом, и образуют сварочные ванны малого объема. Осуществление данного способа позволяет значительно повысить качество заварок разделок на отливках.

Способ исправления дефектов на отливках, преимущественно из жаропрочных сплавов на никелевой основе, включающий выявление дефектных участков, их механическую выборку и последующую заварку механической выборки неплавящимся электродом в среде защитных газов, отличающийся тем, что механическую выборку выполняют чашеобразной формы, в механической выборке располагают мерную пластинку из сплава, близкого по химическому составу с основным металлом, затем на ней зажигают дугу и плавят, мерную пластинку подбирают из условия заполнения жидким металлом при ее полном расплавлении механической выборки на высоту
H= R/(1,3. . . 5),
где R - средний радиус механической выборки на поверхности отливки, при этом давлением столба дуги разгоняют жидкий металл мерной пластинки по поверхности механической выборки, после чего в зону дуги подают присадочный материал, однородный с основным металлом, и образуют сварочные ванны малого объема.