Способ восстановления изношенных поверхностей деталей машин Советский патент 1992 года по МПК B23P6/00 

Изобретение относится к восстановлению деталей машин, может найти применение 8 различных отраслях машиностроения и является усовершенствованием известного способа по авт. св. N 433739.

Известен способ восстановления изношенных поверхностей деталей машин,при котором полосу металла малой толщины, непрерывно поджимаемую роликом, привариаают к вращающейся детали, для чего источник нагрева помещают между деталью и ПОЛОСОЙ и образуют на поверхности врсстанавливаемой детали сварочную ванну путем расплавления электрической дугой электрода и поверхностного слоя полосу нагревают тем же источником, ив процессе поджатия ее и полученный металл прослойки пластически деформируют.

: Недостатком этого способа является ограниченная возможность обеспечения качественного соединения полосы с поверхностью детали, что можно объяснить следующим образом.

Соединение металлов прослойки и полосы происходит в результате разрушения окисной пленки на нагретой привариваемой поверхности полосы под действием приложенного усилия ролика, при котором сближение атомов и активация поверхностей твердых тел достигаются так же, как при сварке металлов в твердой фазе, т.е. за счет их пластической деформации. Приварка осуществляется при больших скоростях, поэтому продолжительность действия силовой нагрузки ролика в зоне деформации незначительна, что вызывает вытяжку (удлинение)

полосы на 7-12% и не Обеспечивает качественного ее соединения с основой. Увеличение вытяжки полосы за счет повышения усилия ролика с целью интенсификации процесса разрушения окисной пленки и тем 5 самым повышения прочности соединения при надлежащем качестве восстановленной поверхности детали невозможно вследствие чрезмерного вытеснения металла прослойки за кромки полосы.

Целью изобретения является повышение качества соединения путем разрушения окисной пленки на поверхности полосы.

Указанная цель достигается тем, что полосу натягивают, удлиняя перед зоной при- 15 варки.

На чертеже изображена схема приварки полосы на поверхность изношенной де-, тали предлагаемым способом.

К восстанавливаемой поверхности вра- 20 щающейся детали 1 автоматически по касательной под малым углом а к ней подают электродную проволоку 2, между ними горит электрическая дуга 3. Непрсредственно за зоной горения дуги 3 к детали 1 с опреде- 25 ленным усилием поджимают роликом 4, расположенным под углом Р, полосу 5, при самозатягиваемой подаче которой создают ее натяжение с усилием Р. Деталь 1 вращают с линейной скоростью (скоростью при- 30 варки) 45-70 мм/с. Дуга 3, горящая между электродной проволокой 2 и деталью 1, образует на поверхности детали 1 сварочную ванну и обеспечивает направленный выг брОс капель 6 жидкого металла в зону 7 35 поверхности полосы 5, которые, налипая, покрывают ее сплошным слоем. В результате этого, а также теплового воздействия дуги 3, горящей на расстоянии от поверхности самозатягиваемой полосы 5, определяемом 40 углом у , последняя в зоне 7 нагревается. При вращении детали 1 образовавшийся на поверхности самозатягиваемой полосы 5 слой металла контактируете расплавленной поверхностью детали 1, и под действием 45 усилия ролика 4 образуется зона приварки 8. Полоса 5 в нагретой зоне 7, прилежащей к зоне приварки 8, под усилием Р натяжения подвергается вытяжке (удлинению), при которой за счет продольного течения метал- 50 ла происходит увеличение площади поверхности полосы 5 в зоне 7. При этом площадь поверхности окисной пленки вследствие ее хрупкости остается неизменной, в результате чего пленка разрушается. 55 Поскольку соединяемая поверхность полосы 5 в зоне 7 имеет сплошное покрытие из капель 6, то разрушенная окисная пленка на ней не восстанавливается. Полоса 5 поступает в зону приварки 8, где происходит ее осадка по высоте и уширение с формированием прослойки 9 из металла сварочной ванны.

При совместной пластической деформации полосы 5 и прослойки 9 в зоне приварки 8 их металлы перемещаются в основном в продольном направлении, вызывая при этом их движение (сдвиг) одна относительно другой, в результате чего происходит дальнейшее разрушение поверхностных окисных пленок и создаются условия для ускорения образования физического контакта и активации контактных поверхностей и повышения интенсивности развития взаимодействия соединяемых металлов как в плоскости контакта с образованием прочных металлических связей, так и в объеме зоны контакта.

Таким образом, удлинение полосы перед зоной приварки позволяет повысить качество соединения ее с прослойкой.

Полосу металла толщиной 1 мм и шириной 10мм приваривали на образцы из стали 45 диаметром 55 мм электродной проволокой СВ-15ГСТЮЦА диаметром 1,6 мм с помощью специального устройства, смонтированного на базе токарного станка. В качестве источника питания служил сварочный выпрямитель ВДГ-60 1У. Диаметр прижимнОго ролика - 50 мм, ширина - 10 мм. Усилие натяжения самозатягиваемой полосы создавали фрикционным торможением.

Приварку осуществляли с обратной полярностью тока напряжением на дуге 26В, током 300 А.

Углы а, , Y 20 при этом равны 10,20 и 20° соответственно, усилие прижатия ролика - 800 Н, частота вращения детали 16 мин-1, ciTopocTb подачи электродной проволоки - 88 мин/с.

Для получения сравнительных результатов при исследовании прочности соединения полосы с основой все перечисленные выше параметры режима процесса приварки, кроме усилия натяжения полосы, которое изменяли в пределах Н через 20 Н, оставляли постоянными. Полосу прив.аривали также без ее натяжения. Количество образцов с учетом трехкратной повторности опытов на каждом режиме составило 21, в том числе 3 образца без натяжения полосы. Одновременно определяли удлинение приваренной полосы. Качество соединения полосы с основой устанавливали металлографическим анализом шлифов и методом отслаивания.

Эксперименты подтвердили устойчивое повышение качества соединения при ведении процесса приварки полосы с ее натяжением. Наилучшее соединение наблюдалось при усилии натяжения 310 Н, при котором удлинение полосы составило 18%, тогда как при приварке полосыбез натяжения оно равнялось 11 % и качество соединения было заметно низкое.

Способ обеспечивает высокое качество соединения при приварке полос малых толщин.

Формула изобретения Способ восстановления изношенных поверхностей деталей машин по авт. св. isfe 1433739, отличающийся тем, что, с целью повышения качества соединения путем разрушения окисной пленки на поверхности полосы, ее натягивают, удлиняя перед зоной приварки.

Мзо6ретеиие касается восстановления деталей машин, может найти применение 8 различных отраслях машиностроения и является усовершенствованием известно^ го способа по авт. св. N; 1433739. Цель изобретення - повышение качества соединения путем разрушения окисной пленки на поверхности полосы. К восстанавливаемой поверхности вращающейся детали автоматически по касательной под малым углом подают электродную проволоку. За зоной горения дуги к детали с определенным усилием поджимают роликом полосу. Сварочная ванна образуется за счет плавления только поверхности детали. Металл сварочной ванн.ы под действием дуги выбрасывается на поверхность полосы и покрывает ее перед зоной приварки сплошным слоем. При самозатягивании полосу натягивают, удлиняя ее перед зоной приварки, в процессе чего происходит разрушение окисной пленки на ее поверхности. При совместной пластической деформации в зоне приварки полосы и п.рослойки из металла сварочной ванны достигается повышение качества соединения. 1 ил.С