ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения технологической разработки.

Суть способа электродуговой обработки, а именно, наплавка кромок изделий, состоит в том, что в процессе обработки на ванну расплавленного металла воздействуют магнитным полем, электрод смещают от края кромки на расстояние, равное , где - толщина изделия (мм), а напряженность магнитного поля

выбирают равной 0,02 - 0,1j _g(э), гдеj _g- ток дуги (а)

На рис. 1 изображена схема процесса наплавки поверхностей кромки предлагаемым способом, где 1 - наплавляемая деталь, 2 - основание, 3 - наплавленный слой, 4 - ленточный электрод, 5 - мундштук, 6 - полюса электромагнитов, 7 - дуга, 8 - жидкий металл, 9 - башмак, - величина смещения электрода в сторону детали,f_э- электродинамическая сила, Н - напряженность внешнего магнитного поля.

Наплавка предлагаемым способом производится следующим образом.

Наплавляемая деталь 1 укладывается на основание 2, к наплавляемому торцу кромки с зазором устанавливается на основании башмак 9, после чего подводится мундштук 5 с. ленточным электродом 4 и полюсами 6, при этом ленточный электрод смещают от края кромки в сторону детали на расстояние , определяемое отношением , где - толщина детали (мм).

Начинается процесс наплавки, при котором наводимое полюсами 6 магнитное поле напряженностью Н, пронизывает дуговой промежуток и расплавленный металл ванны, взаимодействуя с током, проходящим через дугу 7 и жидкий металл 8. В результате этого взаимодействия появляется электродинамическая силаf_э, направленно действующая на расплавленный металл ванны и дугу 7. При этом часть расплавленного металла перемещается на кромку, стекает на торцевую поверхность кромки и формируется башмаком 9.

Смещение ленточного электрода 4 от края кромки в сторону детали 1 обеспечивает незначительное расплавление кромки, вследствие чего снижается разбавление наплавленного слоя основным металлом и повышается уровень легирования.

Пример.

Наплавлялись кромки прямоугольных полос из стали ст. 3 размерами 16 х 100 х 500 мм сварочным автоматом АДС-1000-2 под слоем флюса АН-60 с применением порошкового ленточного электрода марки ПЛ-у 30х30 ГЗТЮ сечением 45 х 3 мм.

Режим наплавки:

Вид тока дуги переменный

Сила тока дуги, а 1800 - 2000

Напряжение на дуге, В 45 - 50

Вылет электрода, мм 45

Вид тока намагничивания

в катушках электромагнита переменный

Напряженность поля намагничивания, э 40-200

Смешение электрода от края кромки

в сторону детали, мм 1, 5 - 3

При этом определялись стабильность процесса и качество наплавленного слоя.

Стабильность процесса оценивалась с помощью методов математической статистики по коэффициенту вариации при обработке осциллограмм тока.

При наплавке по известному способу коэффициент вариации составлял 15-16 % - формирование поверхностей кромки было неудовлетворительным, а именно: имело место значительное расплавление кромки и снижение уровня легирования наплавленного слоя вследствие близкого расположения электрода к краю кромки, а также неравномерное формирование слоя на торцевой поверхности (пропуски чередуется с наплывами) из-за значительного удаления электрода от края кромки.

При наплавке по известному способу коэффициент вариации по току составлял 10-11%, т.е. стабильность процесса увеличилась в 1,5 раза, при оптимальном расстоянии электрода от края кромки проплавление кромки было незначительным, формирование поверхностей кромки хорошее, без наплывов, и пропусков в наплавленном слое.

При этом было установлено, что при смешении электрода менее чем на 1,5 мм торцевая поверхность кромки сильно расплавляется, а увеличение смещения свыше 3,5 мм не обеспечивает хороший прогрев торцевой поверхности кромки и сплавление наплавленного металла с кромкой.

При напряженности магнитного поля менее 40 э смещаемого с горизонтальной поверхности количества металла недостаточно для наплавки торцевой поверхности кромки.

Увеличение напряженности магнитного поля свыше 200 э приводит к значительному перемещению металла с горизонтальной поверхности

значительным наплывом на край кромки, что обуславливает ухудшение формирования горизонтальной и торцевой поверхностей кромки.

Способ значительно повышает качество наплавленного металла и производительность процесса наплавки.

Рис. 1. Схема процесса наплавки поверхностей электродуговой обработкой