Способ управления электрошлаковым процессом Советский патент 1990 года по МПК B23K25/00 

Изобретение относится к области сварки и может применяться в отраслях промышленности, использующих электрошлаковый процесс сварки и наплавки проволочными электродами и плавящимся мундштуком.

Существуют изделия, к качеству поверхности контура наплавленного металла которых предъявляются специфические требования, например зубья крупномодульных шестерен.

Дефекты поверхности контура наплавленного металла - в основном результат изменения химического состава шлака, тепловой и электродинамической ситуации.

Целью изобретения является улучшение качества поверхности контура наплавленного металла путем обеспечения непрерывности и оперативности контроля за изменением

состава шлака без нарушения электрошлакового процесса.

Указанная цель достигается тем, что возникающее изменение химического состава шлака оценивается по глубине погружения электрода в шлаковую ванну и при необходимости компенсируется подачей на зеркало шлаковой ванны компонентов флюса, причем глубина погружения определяется без прерывания электрошлакового процесса замером температуры шлаковой ванны и силы тока с последующим вычислением по формуле

..В-12+Т

н А п в-Т+т+тп

сл

оэ ю

о со

где Л, В - коэффициенты

трода; / - сила тока;

материала элекТ - температура шлаковой ванны; Тп - температура плавления материала электрода. Причем

А CltPlW-;

4Я.

D

4-р

Жх

где C-Y- удельная теплоемкость материала

электрода;

D - диаметр электрода; v - скорость подачи электрода; А, - коэффициент теплопроводности материала электрода;

р - удельное электрическое сопротивление электрода; я 3,14...

Способ опробован в лабораторных условиях на модели при электрошлаковой наплавке зубьев крупномодульных шестерен плавящимся мундштуком. Процесс осуществляется на постоянном токе прямой полярности от источника с подающей внешней характеристикой. Параметры технологии при этом варьируются: диаметры электродов 2-4 мм; скорости подачи электродов 350- 400, 150-240 и 80-130 м/ч соответственно; напряжение на U1B Ј7 35-55 В; сила тока / 300-650 А; глубина шлаковой ванны /г 45-50 мм.

Соответствие реальной и расчетной глубин погружения электрода в шлаковую ванну проверяется следующим образом.

Методом мгновенного извлечения электрода из шлаковой ванны с одновременным отключением тока определяется реальная глубина погружения В этот же момент замеряют текущее значение силы тока и температуру фиксированной точки шлаковой ванны вольфрамрениевой термопарой и вычислялась расчетная глубина погружения. Отклонение не превышает 8%.

По известной глубине погружения производят стабилизацию химического состава шлака.

Использование предлагаемого способа управления электрошлаковым процессом обеспечивает по сравнению с известными следующие основные преимущества: стабилизацию геометрических размеров контура наплавленного металла и проплавления за счет стабильности химического состава шлака и, следовательно, электрошлакового процесса; улучшение качества поверхности контура наплавленного металла за счет непрерывности, оперативности контроля за изменением химического состава шлака без прерывания электрошлакового процесса, исключения резких изменений электродинамической ситуации; возможность применения плавящегося мундштука.

Формула изобретения

Способ управления электрошлаковым процессом, при котором определяют глубину погружения электрода в шлаковую ванну и по результатам измерения воздействуют на состав шлака, добавляя во флюс

.необходимый ингредиент, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества поверхности контура наплавленного металла путем обеспечения непрерывности и оперативности контроля за изменением состава шлака без прерывания процесса, измеряют

температуру шлаковой ванны и силу сварочного тока и определяют глубину погружения электрода Я по соотношению

Н-А В12+Т

н-А 1пв Г+т+т п

A CyD2v ГДеЛ -41-;

о 4р . B Wl

/ - сила сварочного тока;

Т - температура шлаковой ванны;

Тп - температура плавления материала

электрода;

С 7 - удельная теплоемкость материала электрода;

D - диаметр электрода;

v - скорость подачи электрода;

А, - коэффициент теплопроводности материала электрода;

р - удельное электрическое сопротивление материала электрода;

л 3,14...

Изобретение относится к сварке и может применяться в отраслях промышленности, использующих электрошлаковый процесс проволочными электродами и плавящимся мундштуком. Цель изобретения - улучшение качества наплавки за счет непрерывного контроля за изменением химического состава шлака. Производят измерение температуры шлаковой ванны и определяют глубину погружения электрода по соотношению H=ALN (BJ²+T)/BJ² +T-T_п, где A и B - коэффициенты материала электрода

J - сила сварочного тока

T - температура шлаковой ванны

T_п - температура плавления материала электрода. По результатам измерения воздействуют на химический состав шлака, например, добавляя во флюс фторид кальция. Это позволяет стабилизировать электрошлаковый процесс и избежать дефектов поверхности, возникающих при изменении температурных и электрических полей.