Способ электрошлаковой сварки комбинированными электродами Советский патент 1980 года по МПК B23K25/00 

значительных трудовых затрат на последующую механическую обработку.

Кроме того, до настоящего времени не преодолены трудности наведения шлаковой ванны неплавящимся электродом. Нередки случаи приваривания электрода к подложке и эрозии основания приспособления. На неплавящийся электрод из тугоплавкого металла отрицательное действие оказывает дуга, возбуждаемая -между ним и подложкой в начальной стадии процесса, затруднительно также сформировать корень шва без технологических прибьи ей известными приемами наведения шлаковой ванны плавящимися электродами. Не удается избежать эрозии основания приспособления и в этом случае, в особенности при использовании пластинчатых электродов.

Целью предлагаемого изобретения является расширение диапазона свариваемых толщин и марок металлов при сварке электрошлаковым способом с повышением качества сварных соединений.

Поставленная цель достигается тем, что после возбуждения процесса в шлаковую ванну подают дополнительный стержневой электрод, электрически связанный с упомянутыми неплавящимися и плавящимися проволочными электродами, а перед выведением усадочной раковины этот дополнительный стержневой электрод выводят из шлаковой ванны.

Для облегчения наведения шлаковой ванны и улучшения формирования корня шва без прибыли при возбуждении процесса проволочный электрод подают со скоростью 0,5-1,5 см/сек, а для расширения диапазона свариваемых тоЛщин с формированием корня шва без прибыли неплавящийся электрод набирают в виде гребёнки стержней, которую располагают вдоль свариваемых кромок В течение времени выведения усадочной раковины проволочный электрод

.подают импульсами.

Комбинацией неплавящегося электрода с проволочным в начальной и заключительной стадиях процесса и использованием стержневого электрода в качестве основного присадочного металл достигается возможность сварки трудндеформируемых марок материалов с улучшением качества формирования шва без прибылей. Проволочный электрод в этом случае может быть менее легированным, так как подается в незначительных количествах.

Предложенная комбинация электродов в процессе сварки позволяет использовать технологический прием с применением более легированного, чем основной металл стержневого электрода, и менее легированного проволочного . В этом случае может быть достигнут требуемый химсостав шва с одновременным увеличением скорости подъема металлической ванны и снижением погонной энергии за счет ускоренного плавления проволочного электрода. Это обстоятельство особенно важно при сварке титановых и никелевых сплавов. Эффективность способа возрастает при формировании фасонных швов, когда в зависимости от конфигурации сечения соответственно комбинируют электроды в процессе сварки.При этом возрастает возможность формирования фасонных швов со значительным перепадом посвариваемой толщине, так как имеется возможность ввести

продольный электрод в узкую щель формирующего вкладыша. Исключается отрицательное воздействие дуги на неплавящийся электрод в начальной стадии процесса. Импульсная подача небольших порций металла в виде проволоки при выведении усадочной раковины сокращает время ее выведения.

На фиг. 1 изображена технологическая схема предлагаемого способа; на фиг. 2 - разрез А-А фиг.1.

Электрошлаковую сварку по предлагаемому способу осуществляют следующим образом.

в плавильное пространство, образованное свариваемыми кромками профилированной заготовки 1 (фиг. 1 и 2)

и формирующими планками кокиля 2, вводят подключенные к одному и тому же источнику неплавящийся электрод 3, который может быть выполнен в виде гребенки из прутков, проволочный 4 и стержневой 5 присадочные электроды.

Неплавящийся электрод 3 и стержневой электрод 5 устанавливают с зазором от основания кокиля, а проволочный электрод 4 закорачивают с ним через пластину-подложку из материала, близкого по химсоставу со свариваемой заготовкой. При формировании фассонного шва, например типа швеллер, со значительным перепадом по свариваемой -толщине проволочный электрод размещают в вырезе, выполненном в формирующем вкладыше б. Затем засыпают флюс и наводят ванночку жидкого шлака под неплавящимся электродом, подавая рядом с ним проволочный электрод с ненебольшой скоростью (0,5-1,5 см/сек). После погружения неплавящегося электрода в шлаковук) ванночку, резко нарастает ток в цепи неплавящегося злект-рода, обеспечивая расплавление всего флюса, подогрев кромок, и плавление

их с формированием корня шва. Время наведения шлаковой ванны и формирования корня шва задается режимом наведения в зависимости от свариваемой толщины и контролиру.ется,

например, с помощью реле времени.

По истечении заданного времени переходят на режим сварки. Переход на режим сварки может осуществляться автом тически; При этом включается поддача стержневого электрода и в необходимых случаях, выводится на заданную скорость проволочный электрод. Для обеспечения качественного формирования шва присадочные электроды подают с плавным нарастанием скорости до заданной величины. Общий сварочный ток стабилизируется путем изменения расстояния между неплавящимся электродом и металлической ванной. На заключительной стадии процесса переходят на режим выведения усадочной раковипы. При этом прекращают подачу стержневого электрода и устанавливают заданный сварочный ток для выведения усадочной раковины. В этом случае комбинируют с неплавящимся электродом проволочный, родавая его импульсно. время чередования импульсов и пауз выбирается опытным путем в зависимости от свариваемой толщины с учетом физических свойств свариваемого металла. Режимы сварки выбираются для каж;лого .конкретного случая.

В качестве примера в таблице приведены режимы, на которых сваривался швеллер из никелевого сплава ЭЙ 437Б с толщиной полки 45 мм и толщиной стенки 20 мм. В качестве неплавящегося электрода использовался молибденовый пруток диаметром 12 мм,

5 а присадочными электродами служили проволока диаметром 4 мм и стержень сечением 1,5 см из металла того же химсостава, что и основной.Сварку вели с флюсом АНФГП.

23-25 1500-1700 70-75 1800-2000 80-100 6-7

Условные обозначения:

Uc6напряжение сварки,

ток наведения шлаковой ванны

время наведения шлаковой

ванны;

сь ток сварки;

Vn.9скорость подачи проволочного

электрода;

ъскорость подачи стержневого

электрода, VCB - скорость сварки; сь выведения усадочной раковины.

Сварные соединения, выполненные на указанных режимах с дополнительным легированием в процессе сварки молибденом в пределах 2-3%, были по уровню жаропрочности близкими с основным металлом. Результаты химического анализа металла шва показали незначительный угар таких химических активных элементов, как титан и алюминий .

Использование предлагаемого способа электрошлаковой сварки комбинированными электродами Обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие основные преимущества:

2-2,5 300-400

Используя предлагаемый способ, например, при изготовлении кольцевых заготовок из жаропрочных сплавов для изделий авиационной техники, мож0но сэкономить на каждые 1000 заготовок со средним весом 50 кг свыше 16 т металла или свыше 8000 рублей.

Формула изобретения

5

5 риваемых толщин и марок металлов, повышения качества сварных соединений, после возбуждения процесса в шлаковую ванну подают дополнительный стержневой электрод, электрически

0 связанный с упомянутыми неплавящимися и плавящимися проволочными электродами, а перед выведением усадочной раковины этот дополнительный стержневой электрод выводят из шлаковой

5 ванны.

I 3. Способ ПОП.1, отличающийся тем, что, с целью ускоре5ния выведения усадочной раковины

в течение времени ее выведения, проволочный электрод подают импульсами.

которую располагают вдоль свариваeNMX кромок.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР 474411, кл. В 23 К 25/00, 1973.