СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОПОКРЫТИЯ ОДНОВРЕМЕННОЙ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОЙ ПРИВАРКОЙ ДВУХ СТАЛЬНЫХ ПРОВОЛОК Российский патент 2016 года по МПК B23K11/06 

Описание патента на изобретение RU2578874C1

Изобретение относится к области электроконтактной роликовой сварки и приварки стальных присадочных проволок и может быть использовано при восстановлении наружных цилиндрических поверхностей изношенных деталей.

Известен способ формирования металлопокрытия одновременной электроконтактной приваркой двух стальных проволок, при котором касающиеся друг друга образующими стальные проволоки затягивают в зону деформации одним роликом-электродом, разогревают импульсами тока, пластически деформируют, приваривают к поверхности образца и формируют сдвоенный сварной валик [1].

Недостаток известного способа - низкое качество металлопокрытия. Металлографическими исследованиями установлено, что в сдвоенном сварном валике в стыке смежных проволок во многих случаях наблюдаются непровары.

Задача изобретения - формирование сплошного металлопокрытия без непроваров.

Технический результат достигается тем, что при затягивании присадочных проволок в зону деформации их дополнительно растягивают с приложением к каждой из них различного усилия, значения которых определяют из условия обеспечения относительных значений осевых составляющих пластической деформации присадочных проволок, при этом для одной проволоки пластическая деформация составляет от 0,30 до 0,33, а для другой - от 0,44 до 0,47.

На фиг. 1 показана схема осуществления способа. На образец 1 из присадочных проволок 2 и 3, которые затягивают роликом-электродом 4 и подтормаживают тарированными натяжными устройствами 5 и 6, наваривают металлопокрытие 7 из сдвоенных сварных валиков 8 со стыками 9; питание наплавочной установки осуществляют сварочным трансформатором 10 с прерывателем 11.

На фиг. 2 показан экспериментально установленный график зависимости прочности сварного соединения металлопокрытия с основным металлом образца при приварке проволок из углеродистых сталей на основу из стали 45 ГОСТ 1050-88. По оси абсцисс графика 12 отложены значения относительной осевой деформации проволок εу, по оси ординат - отношения прочности сварного соединения σ к максимально достижимой величине σMAX, равной пределу прочности на разрыв основного металла.

Сущность предлагаемого способа формирования металлопокрытия заключается в следующем. Присадочные проволоки 2 и 3 затягивают между образцом 1 и роликом-электродом 4, разогревают до пластического состояния импульсом тока, вырабатываемым сварочным трансформатором 10 и прерывателем тока 11, и подвергают присадочный металл трехмерной пластической деформации, при которой его некоторую часть выдавливают из-под ролика-электрода 4 в направлении, обратном направлению затягивания проволок 2 и 3. Подбором рациональных режимов приварки увеличивают относительное движение горячего присадочного металла по поверхности образца 1, тем самым разрушают и выносят из контактов присадочного и основного металлов плотные гидрооксидные пленки - главное препятствие для образования прочного сварного соединения в твердой фазе.

О качестве (прочности) сварного соединения судят по относительной осевой деформации присадочных проволок 2 и 3 при их приварке [2]. По графику 12 (для углеродистых материалов) заключают, что формирование сварного соединения начинается с минимальной осевой деформации εу=14…16%. При максимально достижимой деформации проволок 2 и 3 в 44…47% прочность сварного соединения равна прочности основного металла образца 1. При попытках превысить значение εу свыше максимально достижимой величины в 44…47% (без приложения дополнительных растягивающих сил FTP1 и FTP2 к проволокам 2 и 3) присадочный металл перегревается, начинает плавиться, появляются выплески и повышенное искрение. Поэтому режимы приварки выбирают из условия обеспечения осевой деформации присадочных проволок 2 и 3 в интервале от 0,30 до 0,33 для одной проволоки и от 0,44 до 0,47 - для другой, чем обеспечивают прочность сварного соединения металлопокрытия 7 с основным металлом образца 1, достаточную для последующей механической обработки и эксплуатации восстановленной детали.

В прототипе присадочный металл проволок 2 и 3 разогревают одним импульсом тока и совместно осаживают. Вследствие этого присадочные проволоки 2 и 3 затягивают в зону приварки с одинаковыми скоростями v1=v2, а необходимое для образования сварного соединения в твердой фазе относительное движение присадочных металлов проволок 2 и 3 в стыке 9 сдвоенных сварных валиков 8 не обеспечивают.

Для образования сплошного металлопокрытия без непроваров предлагаемым способом присадочные проволоки 2 и 3 при затягивании подтормаживают натяжными устройствами 5 и 6 с различными усилиями FTP1 и FTP2, величины которых определяют из условия обеспечения значений осевых деформаций присадочных проволок 2 и 3, при этом для одной проволоки пластическая деформация составляет от 0,30 до 0,33, а для другой - от 0,44 до 0,47 и разница относительных осевых деформаций не менее 14…16%. Конкретные значения растягивающих усилий FTP1 и FTP2 могут быть подобраны экспериментально или же определены расчетным путем в результате решения задачи пластической деформации проволок 2 и 3.

Пример осуществления способа. Наплавляют цилиндрический образец диаметром D=50 мм из стали 45 ГОСТ 1050-88, применяют в качестве присадочного материала две стальные присадочные проволоки ПК-2 ГОСТ 9389-75 диаметром 1,8 мм. Устанавливают технологический режим приварки: сварочный ток I=9 кА, длительность импульсов тока tи=0,04 с, длительность пауз между импульсами tп=0,08 с, окружная скорость вращения детали υ=0,020 м/с, шаг наплавки по винтовой линии S=8 мм/об, усилие на ролике-электроде F=1900 Н. Одну из присадочных проволок притормаживают усилием FTP1=8 Н, вторую - усилием FTP2=24 Н. Замеряют расход первой присадочной проволоки LПР1=500 мм, расход второй проволоки LПР2=558 мм, длину сдвоенного сварного валика LВ=729 мм.

Вычисляют относительные осевые деформации присадочных проволок εу=(LВ-LПР)/LПР и получают εу1=0,46, εу2=0,30. Разница значений εу1 и εу2 составляет 0,16. Металлографическими исследованиями устанавливают отсутствие непроваров как между присадочным и основным металлами, так и в стыке сдвоенных сварных валиков.

Источники информации

1. Нафиков М.З. Формализованное описание процесса образования сварного соединения при контактной приварке проволоки // Сварочное производство. 2014. №6. С. 10-14 (прототип).

2. А.с. 641306, МКИ G01N 3/00. Опубл. 05.01.79. Бюл. №1.

Похожие патенты RU2578874C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОПОКРЫТИЯ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОЙ ПРИВАРКОЙ ПРИСАДОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ 2016
  • Нафиков Марат Закиевич
  • Загиров Ильнур Илдарович
  • Шакиров Ильшат Рамитович
  • Тархова Ляйля Мукаддасовна
  • Юнусбаев Наиль Муртазович
  • Наталенко Валерий Сергеевич
  • Галиуллин Ильнур Зинурович
RU2651839C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ ПРИ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОЙ ПРИВАРКЕ СЕТКИ ИЗ УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ 2011
  • Павлов Артур Павлович
  • Нафиков Марат Закиевич
  • Сайфуллин Ринат Назирович
RU2458767C1
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОПОКРЫТИЯ ИЗ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОЙ РОЛИКОВОЙ ПРИВАРКОЙ 2014
  • Нафиков Марат Закиевич
  • Фархшатов Марс Нуруллович
  • Валеев Венер Шагитович
  • Загиров Ильнур Ильдарович
RU2552200C1
СПОСОБ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОЙ НАПЛАВКИ 2006
  • Нафиков Марат Закиевич
  • Фархшатов Марс Нуруллович
  • Загиров Ильнур Илдарович
RU2307009C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОРИСТОСТИ МЕТАЛЛОПОКРЫТИЯ ИЗ ПРИСАДОЧНОГО МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОРОШКА 2015
  • Нафиков Марат Закиевич
  • Коннов Андрей Юрьевич
  • Загиров Ильнур Ильдарович
  • Юнусбаев Наиль Муртазович
RU2608859C2
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ ЕДИНИЧНОЙ ПЛОЩАДКИ МЕТАЛЛОПОКРЫТИЯ ПРИ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОЙ ПРИВАРКЕ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ СЕТКИ 2011
  • Павлов Артур Павлович
  • Нафиков Марат Закиевич
  • Сайфуллин Ринат Назирович
RU2458766C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗОНЫ ОБРАЗОВАНИЯ СОЕДИНЕНИЯ МЕТАЛЛОПОКРЫТИЯ С ОСНОВОЙ ПРИ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОЙ НАПЛАВКЕ 2005
  • Нафиков Марат Закиевич
RU2278009C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НАГРЕВА ПРИСАДОЧНОГО МЕТАЛЛА ПРИ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОЙ НАПЛАВКЕ 2006
  • Нафиков Марат Закиевич
  • Загиров Ильнур Илдарович
RU2315683C1
Способ восстановления валов электроконтактной приваркой перфорированной присадочной ленты 2020
  • Нафиков Марат Закиевич
  • Загиров Ильнур Илдарович
RU2744171C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗНОСА РОЛИКА-ЭЛЕКТРОДА ПРИ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОЙ НАПЛАВКЕ 2005
  • Нафиков Марат Закиевич
  • Загиров Ильнур Илдарович
RU2284888C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 578 874 C1

Реферат патента 2016 года СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОПОКРЫТИЯ ОДНОВРЕМЕННОЙ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОЙ ПРИВАРКОЙ ДВУХ СТАЛЬНЫХ ПРОВОЛОК

Изобретение может быть использовано при восстановлении наружных цилиндрических поверхностей изношенных деталей электроконтактной роликовой приваркой присадочных стальных проволок. Приваривают одновременно две стальные проволоки, касающиеся друг друга образующими. Упомянутые проволоки затягивают в зону деформации одним роликом-электродом и разогревают импульсами тока. Пластически их деформируют и приваривают к поверхности образца с формированием сдвоенного сварного валика. При затягивании присадочных проволок в зону деформации их дополнительно растягивают с приложением к каждой из них различного усилия. Значения усилий определяют из условия обеспечения относительных значений осевых составляющих пластической деформации присадочных проволок, при этом для одной проволоки пластическая деформация составляет от 0,30 до 0,33, а для другой - от 0,44 до 0,47. Относительное движение разогретых металлов двух присадочных проволок, происходящее как по восстанавливаемой поверхности, так и в стыке смежных сварных валиков, приводит к разрушению плотных гидрооксидных пленок и способствует формированию сплошного металлопокрытия без непроваров. 2 ил., 1 пр.

Формула изобретения RU 2 578 874 C1

Способ формирования металлопокрытия электроконтактной приваркой присадочной проволоки, включающий одновременную приварку двух стальных проволок, касающихся друг друга образующими, при этом упомянутые проволоки затягивают в зону деформации одним роликом-электродом, разогревают импульсами тока, пластически деформируют и приваривают к поверхности образца с формированием сдвоенного сварного валика, отличающийся тем, что при затягивании присадочных проволок в зону деформации их дополнительно растягивают с приложением к каждой из них различного усилия, значения которых определяют из условия обеспечения относительных значений осевых составляющих пластической деформации присадочных проволок, при этом для одной проволоки пластическая деформация составляет от 0,30 до 0,33, а для другой - от 0,44 до 0,47.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2016 года RU2578874C1

НАФИКОВ М.З
Формализованное описание процесса образования сварного соединения при контактной приварке проволоки // Сварочное производство
Способ защиты переносных электрических установок от опасностей, связанных с заземлением одной из фаз 1924
  • Подольский Л.П.
SU2014A1
Приспособление для точного наложения листов бумаги при снятии оттисков 1922
  • Асафов Н.И.
SU6A1
С
Печь-кухня, могущая работать, как самостоятельно, так и в комбинации с разного рода нагревательными приборами 1921
  • Богач В.И.
SU10A1
Способ восстановления изношенных поверхностей 1989
  • Рогинский Леонард Брониславович
SU1704998A1
RU 2013109409 А, 10.09.2014
УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОГО УПРОЧНЕНИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН 2007
  • Сайфуллин Ринат Назирович
RU2342234C2
Станок для фрезерования изделий одновременно двумя расположенными друг против друга фрезами 1940
  • Дроздов А.В.
  • Радостин С.С.
SU68717A1

RU 2 578 874 C1

Авторы

Нафиков Марат Закиевич

Шакиров Ильшат Рамитович

Загиров Ильнур Илдарович

Нуртдинов Денис Маратович

Ибрагимов Давлетхан Муллаханович

Галиуллин Ильнур Зинурович

Павлов Артур Павлович

Даты

2016-03-27Публикация

2014-11-27Подача