СПОСОБ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОЙ ПРИВАРКИ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ПОРОШКОВ Российский патент 2007 года по МПК B23K11/06 

Изобретение относится к электроконтактной роликовой приварке ферромагнитных порошков и может быть использовано для восстановления изношенных и упрочнения рабочих поверхностей деталей типа тел вращения.

Прототипом изобретения является способ электроконтактной приварки ферромагнитных порошков, включающий приведение во вращение детали со скоростью приварки порошка, дозированную подачу порошка в зону контакта роликовый электрод-деталь и одновременное пропускание импульсов сварочного тока при постоянном перемещении роликового электрода вдоль оси детали [1].

Недостатком прототипа является усложнение конструкции роликового электрода и зависимость качества приварки порошка от износа роликового электрода (величины зазора между зубчатым венцом и деталью).

Изобретение позволяет получить новый технический эффект - стабильное качество приварки вне зависимости от износа роликового электрода.

Этот технический эффект достигается тем, что в способе электроконтактной приварки ферромагнитных порошков, включающем приведение во вращение детали со скоростью приварки порошка, дозированную подачу ферромагнитного порошка в зону контакта роликовый электрод-деталь и одновременное пропускание импульсов сварочного тока при постоянном перемещении роликовых электродов вдоль оси детали, не приваренный ферромагнитный порошок отсасывают из зоны приварки с усилием меньше силы притяжения магнитного потока в зоне приварки.

На чертеже приведена схема реализации способа.

Схема способа включает в себя деталь 1 и роликовый электрод 2 с механизмом нагружения (на чертеже не показано) к детали 1. Бункер-дозатор 3 ферромагнитного порошка, трубопровод 4 для отсасывания не приваренного порошка, фильтр 5 для сбора не приваренного порошка, который сообщается с вакуум-насосом.

Способ электроконтактной приварки ферромагнитных порошков осуществляют следующим образом. Механизм вращения приводит во вращение деталь 1. Роликовый электрод 2 посредством механизма нагружения прижимается к детали 1 и за счет силы трения вращается в направлении, указанном стрелкой. Токопровод осуществляется по схеме роликовый электрод 2 - деталь 1. Ферромагнитный порошок поступает из бункера-дозатора 3 к зоне приварки. При отсутствии импульса сварочного тока порошок всасывается в трубопровод 4 и по нему поступает в фильтр 5 для сбора порошка, а чистый воздух отсасывается вакуум-насосом (на схеме не показано). При пропускании импульса сварочного тока возникающий магнитный поток F_эм воздействует на частицы ферромагнитного порошка, при этом максимум напряженности магнитного потока в зоне контакта роликовый электрод 2 - деталь 1, в результате частицы порошка притягиваются под роликовый электрод 2 накатываются на поверхность детали 1 и привариваются последующими импульсами сварочного тока. При этом величина сварочного импульса обратно пропорциональна сопротивлению в точке контакта роликовый электрод 2 - деталь 1, т.е. количеству порошка между электродом 2 и деталью 1.

При увеличении количества порошка в зоне контакта возрастает электрическое сопротивление, уменьшается сила тока сварочного импульса, а следовательно, и количество порошка, притягиваемого в зону наплавки. Соответственно при уменьшении количества порошка падает сопротивление, возрастает сила сварочного тока, процесс повторяется в обратном порядке. По истечении времени переходного процесса система стабилизируется, и процесс приварки происходит при постоянной плотности сварочного тока на единицу объема наплавляемого порошка, что стабилизирует условия нагрева и деформации порошкового материала, обеспечивая постоянную плотность и прочность привариваемого слоя.

Приварка ферромагнитного порошка осуществляется при условии, что сила отсасывания меньше силы притяжения магнитного потока F_эм в зону контакта роликовый электрод 2 - деталь 1. В противном случае весь поступающий из бункера-дозатора 3 порошок будет отсасываться вакуум-насосом. Таким образом, мощность всасывания порошка можно регулировать в зависимости от режимов приварки и необходимой толщины покрытия. При большой мощности всасывания толщина покрытия уменьшается за счет малого количества привариваемого порошка. При низкой мощности всасывания часть неприваренного порошка отсасывается вакуум-насосом, а часть будет осыпаться с детали. Бункер-дозатор должен подавать только то количество порошка, которое необходимо для данного режима приварки, а вакуум-насос должен отсасывать только случайно возникающий избыток порошка или регулировать количество отсасываемого порошка в зависимости от требуемой толщины покрытия и режимов приварки.

Избыток порошка всасывается в трубопровод 4 и поступает в фильтр 5 для сбора порошка. Весь собранный порошок полностью пригоден для повторного использования, так как исключено его взаимодействие с охлаждающей жидкостью.

Способ и устройство реализованы на установке для электроконтактной приварки 011-1-02Н "Ремдеталь" с вертикальным расположением электрода. Приваривают металлические порошки ПС 14-80 и ФБХ 6-2 на изношенные поверхности опорных шеек распределительных валов, на шатунные и коренные шейки чугунных коленчатых валов. Из табл.1 видно, что при толщине приваренного слоя 0,8...1 мм образуется покрытие с твердостью в пределах 54...60 HRC. При испытании образцов износостойкость покрытия в 1,5...2 раза выше износостойкости новых деталей. Остаток ферромагнитного порошка составляет 5...10%.

Таблица 1Толщина покрытия, ммТвердость покрытия, HRCКол-во привариваемого порошка, %Кол-во отсасываемого порошка, %0,8...154...6090...955...10

Источник информации.

1. Авторское свидетельство СССР №1637979, кл. В23К 11/06, Бюл. №12, 1991 (прототип).

Изобретение может быть использовано для восстановления изношенных и упрочнения рабочих поверхностей деталей типа тел вращения. Механизм вращения приводит во вращение деталь. Роликовый электрод посредством механизма нагружения прижимается к детали и за счет силы трения вращается. Порошок поступает из бункера-дозатора к зоне приварки. При отсутствии импульса сварочного тока порошок всасывается в трубопровод и по нему поступает в фильтр для сбора порошка. При пропускании импульса сварочного тока на частицы порошка воздействует магнитный поток. Частицы порошка притягиваются под роликовый электрод и привариваются к детали. Избыток порошка всасывается в трубопровод с усилием меньше силы притяжения магнитного потока в зоне приварки и поступает в фильтр для сбора порошка. Способ позволяет регулировать количество отсасываемого порошка в зависимости от требуемой толщины покрытия и режимов приварки, при этом обеспечивает стабильное качество приварки вне зависимости от износа роликового электрода. 1 ил., 1 табл.

Способ электроконтактной приварки ферромагнитных порошков, включающий приведение во вращение детали со скоростью приварки порошка, дозированную подачу ферромагнитного порошка в зону контакта роликовый электрод-деталь и одновременное пропускание импульсов сварочного тока при постоянном перемещении роликовых электродов вдоль оси детали, отличающийся тем, что не приваренный ферромагнитный порошок отсасывают из зоны приварки с усилием меньше силы притяжения магнитного потока в зоне приварки.