Способ автоматической наплавки толкателей Советский патент 1991 года по МПК B23K13/00 

Изобретение относится к сварке, а именно к способам для индукционной наплавки толкателей. .

Цель изобретения - уменьшение брака при автоматической наплавке путем стабилизации режимов нагрева.

На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства, в котором реализуется способ; на фиг.2 - кривая зависимости температуры тарелки толкателя от времени.

Устройство состоит из механизма 1 загрузки заготовок толкателей 2, поворотного стола 3 с наконечниками для крепления заготовок, дозатора 4 флюса, щелевого индуктора 5, бесконтактного датчика 6 для контроля температуры наплавляемой поверхности, кольцевого индуктора 7 с тиглем, бесконтактного датчика 8 для контроля температуры наплавляемого металла, системы 9 кристаллизации и закалки, механизма 10 съема наплавленных деталей, высокочастотного генератора (ВЧГ), среднечастотно- го генератора (СЧГ) и шкафа управления (ШУ).

Время на графике представлено в цик- ,лах, а температура - в градусах Цельсия. Длительность цикла составляет 9-14 с, в том числе перемещения 1-2 с. Увеличение цикла свыше 14 с нерационально из-за уменьшения производительности автомата, а уменьшение цикла меньше 9 с приводит к нестабильности работы автомата.

«

О

00

со

со

N5

Нагрев заготовки осуществляется в щелевом индукторе, заливка - на позиции кольцевого индуктора, охлаждение наплавленного толкателя - на позиции кристаллизации и закалки. Кружками на графике выделены точки контроля температуры, треугольником - точка заливки присадочного металла.

Способ осуществляется следующим образом,

После автоматической загрузки 1 заготовки толкателей 2 перемещают с помощью поворотного стола 3 с позиции на позицию с заданным циклом. Заготовка находится на позиции 8-12 с.

Увеличение времени свыше 12 с нерационально из-за уменьшения производительности, а уменьшение времени меньше 8 с приводит к нарушениям технологических требований к нагреву.

Время перемещения с позиции на позицию составляет 1-2 с. Уменьшение времени перемещения приводит к рывкам поворотного стола, увеличение - к уменьшению производительности. Начало цикла считается с команды на поворот стола.

Из дозатора 4 на тарелку толкателя засыпают флюс. В щелевом индукторе 5 заготовку нагревают до Ti 1100-1150°С, до полного расплавления флюса. Одновременно в щелевом индукторе находится пять заготовок.

Щелевой индуктор питается от СЧГ. Мощность СЧГ можно автоматически изменить. Марка СЧГ- 100/10.

Для предотвращения эффектов типа чернота и раковины на последней позиции нагрева перед наплавкой бесконтактным датчиком б контролируют температуру наплавляемой поверхности.

Датчиками контроля температуры служат пирометрические преобразователи ПЧД-121, входящие в агрегатный комплекс пирометров АПИР-С. Датчики работают в комплекте с вторичными преобразователями ППВ-3. Могут бытьчиспользованы другие фотодатчики.

Датчик 6 имеет обратную связь через систему управления ШУ с СЧГ. Регулирование мощности СЧГ и щелевого индуктора осуществляется изменением сопротивления в системе управления инвертором СЧГ.

Система регулирования мощности в простейшем случае трехступенчатая. Однако может быть использована многоступенчатая система регулирования.

Если перед наплавкой температура заготовки выше заданной TI, то сигнал датчика передается регулирующему устройству. Мощность щелевого индуктора автоматически уменьшается на одну ступень, а система управления ШУ выдает сигнал на поворот стола для заливки наплавленного металла без изменения длительности цикла.

Если температура заготовки ниже заданной It, система управления ШУ дает сигнал на поворот стола и отменяет команду на подачу присадочного металла. При этом мощность щелевого индуктораувеличивает0 ся на одну ступень. Наплавка на недогретую заготовку не производится. Ненаплавленные заготовки можно повторно использовать для наплавки. Так как в течение цикла температура заготовки меняется, то конт5 роль температуры Ti проводят за 0,2-3 с до окончания цикла. После этого контроль температуры и регулировка режимов прекращаются до конца следующего цикла.

На позиции заливки присадочный ме0 талл расплавляется в кольцевом индукторе 7 с тиглем. Кольцевой индуктор питается от ВЧГ. Марка генератора ВЧИ2-100/0,066. Расплавленный присадочный металл заливается на заготовку через отверстие в ниж5 ней части тигля. После заливки этим же кольцевым индуктором производится электромагнитное перемешивание и подогрев залитого металла до 1г 1200-1250°С.

Контроль температуры Та производят

0 бесконтактным датчиком 8. Датчик 8 имеет обратную связь через систему управления ШУ с СЧГ и ВЧГ. Автоматическое управление ВЧГ производится включением и выключением напряжения на индукторе.

5 Недогрев присадочного металла приводит к объемной кристаллизации и образованию усадочных рыхлот в наплавленном слое. При недогреве датчик 8 дает сигнал в систему управления ШУ. По этому сигналу

0 увеличивается длительность цикла до достижения температуры Т2. Чтобы избежать перегрева заготовок в щелевом индукторе одновременно снижается его мощность на одну ступень. При достижении температуры

5 Та система управления ШУ дает команду на переход толкателя на позицию 9 кристаллизации закалки. Одновременно дается команда на восстановление мощности щелевого индуктора.

0 При перегреве наплавленного металла датчик 8 дает сигнал в систему управления ШУ для отключения ВЧГ до окончания цикла. Прекращение электромагнитного перемешивания и нагрева позволяет выравнять

5 температуру.

Так как температура металла в течение цикла изменяется, контроль Та производится в конце цикла за 0,2-3 с до подачи команды на поворот стола. Ограничение по времени (3 с) вызвано нестационарностью

температуры металла, связанной с нагревом ТВЧ. В течение 3 с перед окончанием нагрева температура стабилизируется. После этого контроль температуры прекращается до следующего цикла. Заготовка с расплавленным металлом переходит на позицию 9 кристаллизации и закалки. Затем наплавленный толкатель снимается механизмом 10 съема.

Использование предлагаемого способа автоматической наплавки обеспечивает за счет стабилизации режимов нагрева уменьшение выхода брака по черноте, раковинам и рыхлотам на 2%.

Формула изобретения 1. Способ автоматической наплавки толкателей, включающий загрузку заготовок, нанесение флюса, нагрев заготовок, заливку присадочного металла, электромагнитное перемешивание расплава, контроль температуры наплавляемого металла, закалку и выгрузку наплавленных толкателей, отличающийся тем, что, с целью

уменьшения брака при автоматической наплавке путем стабилизации режимов нагрева, производят контроль температуры заготовки перед заливкой присадочного ме- талла и контроль температуры наплавляемого металла при электромагнитном перемешивании за 0,2-3 с до окончания цикла.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что при подогреве заготовки увеличивают интенсивность нагрева заготовок.

3.Способ по п. 1,отличающийся тем, что при перегреве заготовки уменьшают интенсивность нагрева заготовок.

4.Способ по п.1, отличающийся тем, что при недогреве наплавляемого металла увеличивают длительность цикла при одновременном снижении интенсивности

нагрева заготовки.

5.Способ по п.1,отличающийся тем, что при перегреве наплавляемого металла прекращают электромагнитное перемешивание до конца цикла.

Изобретение касается сварки. Цель изобретения - уменьшение брака при автоматической наплавке путем стабилизации режимов нагрева. Способ включает загрузку заготовок, нанесение флюса, нагрев заготовок, заливку присадочного металла, электромагнитное перемешивание расплава, контроль температуры наплавляемого металла, закалку и выгрузку наплавленных толкателей. Производят контроль температуры заготовки перед заливкой присадочного металла и контроль температуры наплавляемого металла при электромагнитном перемешивании за 0,2-3 с до окончания цикла. При этом при подогреве заготовки наплавку не производят и увеличивают интенсивность нагрева заготовок, при перегреве уменьшают его интенсивность, при подогреве наплавляемого металла увеличивают длительность цикла при одновременном снижении интенсивности нагрева заготовок, при перегреве прекращают электромагнитное перемешивание до конца цикла. 4 з.п.ф-лы, 2 ил. I MS ел с

Вода

W

Фиг.1

12/0 TI WffB

800

600 400

200

l 3„ 4 56 18

Фш.гt, и