Способ наплавки на алюминий слоя другого металла Советский патент 1983 года по МПК B23K9/16 B23K9/04 

DO СО 9д 9д

:л Изобретение относится к сварочной технике и может быть использовано во всех областях народного хозяйства, где изготавливаются сварные конструкции из алюминиевых сплавов. Беспрерывное повышение мощностей машин и агрегатов требует применения все более стойких сплавов. Стойкость к износу является дополнительным требованием, предъявляемым к узлам и деталям, воспринимающих значительные усилия в условиях повышенных температур и одновременно подвергающихся воздействию истирающих или ударных нагрузок. Износостойкая наплавка в местах воздействия наиболее интенсивных нагрузок и может повысить стойкость деталей, определяющих срок службы машины, двигателя), агрегата. Многие детали изготавливаются из нескольки частей, соединяемых между собой сва кой, поэтому зачастую весьма выгодн является расположение сварного шва .зоне .наибольшего износа.Однако для повышения износостойкости укаропрочных алюминиевых сплавов требуется т кое высокое содержание элементов по группы железа,что изготовить деформ руемую сварочную проволоку с их содержанием на алюминиевой основе уже не представляется возможным. Известен способ наплавки алкмийия, при котором для упрочнения применяют композиционную алюминиевую проволоку,армированную тонкими (0,2 мм) волокнами никеля 1. Недостатками известного способа явялется то, что он малопроизводителен. Скорость наплавки не превышает 16-20 м/ч. При его осуществлении требуется предварительный подогрев до 200°С, что создает значительные сложности в обращении с горячими изделиями и дополнительного оборудования. Помимо этого, из готовление композиционной проволоки весьма трудоемко и возможно лишь в лабораторных условиях методом набора нужного пучка волокон (никелева пров(элока 0 0,2 мм в коли честве 20-30 штУ, их строгой центро ки и протягивания с небольшой скоростью через расплавленный алюминий методом беспрерывного литья, а прои воДсТВо тонкой проволоки для волоко требует использования дорогого прот ного оборудования и значительных производственных площадей. С применением обычных способов сварки доля переплавленного металла сравнительно невелика и, как правило, не превышает 20-°30 вес.% распра ленного металла. Известный прием по вышения доли электродного металла .|{до ЙГ-7р%5) за счет предварительно разделки кромок во многих случаях не может быть применен из-за ограничения по току. При наплавке по предварительно разделенным кромкам легко прожечь металл в корне шва. Цель изобретения - повышение качества наплавки путем повышения износостойкости наплавленного, слоя при наплавке на алюминий металлов на основе элементов группы железа, обеспечивающих снижение себестоимости. Поставленная цель достигается тем, Что первоначально наплавляют валик на токах в 1,5-3,0 раза и скоростях в 3-10 раз больших, чем применяемые для данной толщины наплавляемой детали, а наплавляемый металл вводят в количестве 20-90 вес.% сварочной ванны, после чего повторно переплавляют наплавленный металл с увеличением объема сварочной ванны в 1 ,2-5,0 раз. В предлагаемом способе сварки и наплавки весь шов первой стадии процесса.представляет собой спдошной интерметаллид, так как присадочный материал не успевает равномерно .- распределиться в объеме ванны. При повторнсяи его переплавлении но с условием, что новый валик по объему не превышает старый более чем в 5 раз, интертиеталлид размешивается по всему объему сварочной ванны с получением однородного шва, но содержащего инте1 еталлиды, более богатые алюминием. Однако и эту стадию процесса нельзя вести на обычных режимам, интерметаллид либо совсем не ,плавляется, либо с увеличением силы TOKa сплавится основной металл вокруг него, а интерметаллидный. валик в виде отдельных частиц закристаллизуется в сварном шве. Для хорошего размешивания необходимо сильнее чем обычно прогревать сварочную ванну более концентрированньам источником тепла, что достигается повышением в 1,5-3,0 раза сварочного тока и увеличением скороети сварки в 3-10 раз. Для ликвидации, подрезов, наплавлений возможны дополнительные проходы. . Процесс можно выполнять двух-трех лектродной горелкой,либо осуществить одной горелкой в несколько проход дов. Сварку можно производить как на переменном, так и на постоянном токе, прямой полярности. . При сварке на переменном тоуе источники должны содержать осциллято- t, стабилизаторы дуги и фильтры/Ъни.мающие постоянн cocтaвляkвдyю т.е. те же самые элемен гы, которые при(еняются и при обычной сварке. Наилучший эффект достигается с применением сжатой дуги. Концентрация тепла при этом повышается (температура столба дуги выше), диаметр столба уменьшается и поэтому,не расходуя дополнительной энергии,можно увеличить эффективность процесса, т.е. варить на несколько меньших токах с получением того же эффекта, которыйобеспечивается более мощными режимами. Аналогичное преимущество имеет и плазма. Диаметр вольфрамовог электрода выбирается как и при обыч ной сварке, а диаметр проволоки берется в пределах 0,4-5,0 мм. Для защиты лучше применять инертные газы. В том случае, если вводился чере присадачный материал легко растворимый в алюминии элемент группы железа (например, никель или кобальт), то необходшло его введение на первой стадии по нижнему пределу, т. е. ;20-30%., Если же вводится трудно растторимый элемент, то по верхнему пре;целу - до 80-90 %. ; С -ЛРУЭ ЬЙ стороны,использование этих пределов 20-90 % необходимо при наплавке алхяминиевых сплавов различных марок. Вели, например, в алюминиевом сплгше процентное содержан1Фе железа-мало (находится на нижнем пределе), то необходимо использо вать схему наплавки с верхним преде.лом насыцення (до 90) ; если же берется сплав с верхним пределом легирования - используют схему с нижним пределом насыцения 20-30 % и т.д. Пример. Предлагземый способ осуществляют при получении износостойкого слоя на поверхности поршня двигателя внутреннего сгорания Д-240,. Присадочный материал - сварочная проволока марки Св-08Г20 на железной основе. Размеры швов О/5 см При обычных режимах сварки (наплавка .алюминиевой проволоки) такое сечение шва можно получить на сварочных токах 100-300 А и скорости свар- |си 16-50 м/ч. В соответствии с требованиями qnoco6a на первой стадии ток по- вышают до 550 А,а скорость до 180 м/ч Два лоследующих переплава выполняют на том же токе с увеличением объема сварочной ванны в 1,2-5,0 раз при скоростях сварки 54 м/ч и 36 м/ч соответственно. На микрошлифах наблюдается равномерное распределение упрочняквдей фазы по всему объему с образованием ;характерного каркаса. Предлагаемый способ может быть использован и при сварке алкминия и его сплавов. Спел:об позволяет Урегулировать состав шва,повысить его износостойкость, увеличить срок .службы конструкции за счет увеличения ресурса работы. .

СПОСОБ НАПЛАВКИ НА АЯЬМИНИЙ СЛОЯ ДРУГОГО МЕТАЛЛА с ИспЪльзованИем проволоки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества наплавки путем повышения износостойкости наплавленного слоя при наплавке на алюминий металлов на основе элементов группы железа, первоначально наплавляют валик на токах в 1,5-3,0 раза и . скоростях в 3-10 раз больших, чем применяемыедля данной толщины, а наплавляемый металл вводят в количестве 20-90 вес.% -сва хэчной ванны, после чего повторно переплавляют наплавленный металл с увеличением объема сварочной ванны в 1,2-5,0 раз. в