[go: up one dir, main page]

RU2159171C1 - Method for electric arc double-layer welding-on - Google Patents

Method for electric arc double-layer welding-on Download PDF

Info

Publication number
RU2159171C1
RU2159171C1 RU99111917A RU99111917A RU2159171C1 RU 2159171 C1 RU2159171 C1 RU 2159171C1 RU 99111917 A RU99111917 A RU 99111917A RU 99111917 A RU99111917 A RU 99111917A RU 2159171 C1 RU2159171 C1 RU 2159171C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
main electrode
bath
welding
filler wire
length
Prior art date
Application number
RU99111917A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU99111917A (en
Inventor
Ф.Н. Рыжков
Н.Ю. Усикова
Ю.А. Артеменко
Р.В. Барыбин
В.Я. Воротников
Original Assignee
Курский государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Курский государственный технический университет filed Critical Курский государственный технический университет
Priority to RU99111917A priority Critical patent/RU2159171C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2159171C1 publication Critical patent/RU2159171C1/en
Publication of RU99111917A publication Critical patent/RU99111917A/en

Links

Images

Landscapes

  • Arc Welding In General (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Abstract

FIELD: electric arc welding of parts of carbon, medium-alloy quenchable steels, for example in lock joints of drilling pipes, crank shafts of engines and so on. SUBSTANCE: welding-on is realized by means of main electrode while feeding into crystallized zone of bath heated wire spaced from main electrode by distance consisting 0.35-0.4 of length of welding bath. Additive wire is heated by electric current pulses. Main electrode and additive wire are subjected to cross oscillations with frequency depending upon width of welding bath. EFFECT: enhanced formation of bead at simultaneous reduction of length of welding bath. 1 tbl

Description

Изобретение относится к области электродуговой наплавки деталей из углеродистых, среднелегированных закаливающихся сталей, например замковых соединений бурильных труб, коленчатых валов двигателей, валков холодной прокатки и т.п. The invention relates to the field of electric arc surfacing of parts from carbon, medium alloy hardened steels, for example tool joints of drill pipes, crankshafts of engines, cold rolls, etc.

Способ дуговой сварки плавящимся электродом (а.с. СССР N 633688, В 23 К 9/18), в котором плавящемуся электроду сообщают колебания вдоль его оси, дополнительной присадочной проволоке - поперечные колебания, является аналогом способа дуговой двухслойной наплавки. The method of arc welding with a consumable electrode (AS USSR No. 633688, 23K 9/18), in which vibrations along its axis are reported to the consumable electrode, transverse vibrations are used for the additional filler wire, is an analog of the two-layer arc welding method.

Недостаток способа заключается в том, что он не изменяет форму сварного шва, а следовательно, усиление валика и его др. геометрические размеры остаются большими. The disadvantage of this method is that it does not change the shape of the weld, and therefore, the reinforcement of the roller and its other geometric dimensions remain large.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения можно считать способ дуговой двухслойной наплавки (RU 97104641 A1, МПК7 В 23 К 9/04, 10.05.1999), при котором осуществляют процесс основным электродом и одновременно подают в кристаллизующуюся часть ванны подогретую присадочную проволоку с расположением ее на расстоянии от основного электрода, определяемом длиной сварочной ванны. The closest analogue of the claimed invention can be considered the method of two-layer arc welding (RU 97104641 A1, MPK7 V 23 K 9/04, 05/10/1999), in which the process is carried out with the main electrode and at the same time a heated filler wire is placed into the crystallizing part of the bath with its location at a distance from the main electrode, determined by the length of the weld pool.

К недостаткам способа, выбранного в качестве прототипа, следует отнести повышенную толщину наплавленного валика за счет оттеснения потоков расплавленного металла в головную часть ванны присадочной проволокой. Увеличенная высота валика не всегда приемлема, например при наплавке замков бурильных труб, при которой максимальная высота валика не должна превышать 4 мм, т.к. в противном случае нарушается процесс промывки буровых скважин глинистым раствором (резко уменьшается зазор между упрочненным замком и обсадной трубой, что ухудшает циркуляцию глинистого раствора). The disadvantages of the method selected as a prototype include the increased thickness of the weld bead due to the displacement of the flows of molten metal in the head of the bath filler wire. The increased height of the shaft is not always acceptable, for example, when surfacing drill pipe joints, at which the maximum height of the shaft should not exceed 4 mm, because otherwise, the washing of boreholes with clay mud is disrupted (the gap between the hardened lock and casing is sharply reduced, which affects the circulation of mud).

Задачей изобретения является создание способа дуговой двухслойной наплавки, в котором обеспечивается улучшение формирования валика за счет снижения его высоты. The objective of the invention is to provide a method of two-layer arc surfacing, which provides improved formation of the roller by reducing its height.

Данная задача решается тем, что при проведении процесса дуговой двухслойной наплавки основным электродом и подаче в кристаллизующуюся часть ванны подогретой присадочной проволоки на расстоянии от основного электрода, определяемом длиной сварочной ванны, подогрев присадочной проволоки производят импульсами тока, расстояние между присадочной проволокой и основным электродом составляет 0,35-0,4 длины сварочной ванны, при этом присадочной проволоке сообщают поперечные колебания с частотой fпр и амплитудой, равной 0,6-0,7 ширины сварочной ванны, а основному электроду сообщают поперечные колебания с частотой fэ, составляющей (0,9-4) fпр, (Гц).This problem is solved by the fact that during the process of two-layer arc welding with the main electrode and feeding a heated filler wire into the crystallized part of the bath at a distance from the main electrode, determined by the length of the weld pool, the filler wire is heated by current pulses, the distance between the filler wire and the main electrode is 0 , 35-0.4 lengths of the weld pool, while the filler wire reports lateral vibrations with a frequency f CR and an amplitude equal to 0.6-0.7 of the width of the weld pool transverse vibrations with the frequency f e , component (0.9-4) f pr , (Hz).

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. В кристаллизующуюся часть сварочной ванны подают присадочную проволоку, подогреваемую кратковременными импульсами постоянного тока низкого напряжения. Для обеспечения формирования стабильной прослойки по всей протяженности линии сплавления присадочной проволоке сообщают колебания поперек валика. Частоту колебаний присадочной проволоки выбирают из условий формирования сплошного подслоя и определяют в зависимости от скорости наплавки. The proposed method is as follows. In the crystallized part of the weld pool serves filler wire, heated by short-term pulses of constant current low voltage. To ensure the formation of a stable layer along the entire length of the fusion line of the filler wire, vibrations across the roller are reported. The oscillation frequency of the filler wire is selected from the conditions for the formation of a continuous sublayer and determined depending on the speed of surfacing.

Для улучшения формирования валика за счет снижения его высоты основному электроду сообщаются поперечные колебания, которые увеличивают ширину шва и за счет постоянства площади его поперечного сечения снижают его высоту. При этом уменьшается длина сварочной ванны. Частота колебаний основного электрода определяется по формуле:
fэ = (0,9-4) fпр,
где: fпр - частота колебаний присадочной проволоки, Гц;
fэ - частота колебаний основного электрода, Гц.
To improve the formation of the roller by reducing its height, the main electrode is informed of transverse vibrations that increase the width of the seam and, due to the constant cross-sectional area, reduce its height. This reduces the length of the weld pool. The oscillation frequency of the main electrode is determined by the formula:
f e = (0.9-4) f ol ,
where: f CR - the oscillation frequency of the filler wire, Hz;
f e - oscillation frequency of the main electrode, Hz.

При минимальных значениях частоты колебаний основного электрода наблюдается волнистая форма боковой поверхности валика, а при максимальных наблюдается хаотическое блуждание пятна дуги на изделии и возмущение зеркала ванны. At minimum values of the oscillation frequency of the main electrode, a wavy shape of the side surface of the roller is observed, and at maximum values, chaotic wandering of the arc spot on the product and disturbance of the bath mirror are observed.

Пример. Проводилась наплавка образцов, изготовленных из Стали 45, порошковой проволокой ПП-АН-122 диаметром 2,6 мм. Режим наплавки: сварочный ток Iсв = 350 А, напряжение на дуге Uд = 36 В, скорость подачи электродной проволоки Vп = 220 м/ч. Параметры режима выдерживались постоянными при наплавке всех образцов. Скорость наплавки Vн = 20 м/ч.Example. Surfacing of samples made of Steel 45 with flux-cored wire PP-AN-122 with a diameter of 2.6 mm was carried out. Surfacing mode: welding current I st = 350 A, arc voltage U d = 36 V, electrode wire feed speed V p = 220 m / h. The mode parameters were kept constant during surfacing of all samples. Deposition speed V n = 20 m / h.

Присадочная проволока аустенитного класса Св-04Х19Н11МЗ диаметром 2 мм подавалась в сварочную ванну на расстоянии 14 мм от порошковой проволоки. Скорость подачи присадочной проволоки Vпп = 135 м/ч. Подогрев ее осуществляли от генератора импульсов ГИДС-1 пропусканием импульсов постоянного тока длительностью (2,0-2,5)•10-3 с, амплитудой 900-1000 А и частотой 50 Гц.An austenitic filler wire Sv-04X19N11MZ with a diameter of 2 mm was fed into the weld pool at a distance of 14 mm from the cored wire. The filing speed of the filler wire V PP = 135 m / h It was heated from the GIDS-1 pulse generator by passing DC pulses of duration (2.0-2.5) • 10 -3 s, amplitude 900-1000 A and frequency 50 Hz.

Для получения сравнительных данных наплавлялись две партии образцов:
1-я партия наплавлялась с колебанием присадочной проволоки с частотой fпр = 2,8 Гц и амплитудой, равной 0,6-0,7 ширины ванны и на расстоянии между порошковой проволокой и присадочной 0,37 длины сварочной ванны.
To obtain comparative data, two batches of samples were surfaced:
The 1st batch was surfaced with an oscillation of the filler wire with a frequency f pr = 2.8 Hz and an amplitude equal to 0.6-0.7 of the width of the bath and at a distance between the cored wire and the filler 0.37 of the length of the weld pool.

2-я партия наплавлялась с колебаниями основного электрода с частотой fэ min = 2,5 Гц, fэ опт = 6,9 Гц и fэ max = 11,2 Гц и с частотой колебаний присадочной проволоки fпр = 2,8 Гц, амплитудой, равной 0,6-0,7 ширины ванны, и на расстоянии между порошковой проволокой и присадочной 0,37 длины сварочной ванны.The 2nd batch was surfaced with oscillations of the main electrode with a frequency f e min = 2.5 Hz, f e opt = 6.9 Hz and f e max = 11.2 Hz and with a frequency of vibrations of the filler wire f pr = 2.8 Hz with an amplitude equal to 0.6-0.7 of the width of the bath, and at a distance between the cored wire and filler 0.37 of the length of the weld pool.

После наплавки образцы подвергались испытаниям сопротивляемости наплавленного металла холодным трещинам. After surfacing, the samples were tested for the resistance of the deposited metal to cold cracks.

Критерием оценки стойкости к образованию холодных трещин служили критические растягивающие напряжения σpmin, вызывающие образование трещин.The criterion for evaluating the resistance to cold crack formation was the critical tensile stress σ pmin , causing crack formation.

Критерием оценки высоты наплавленного валика служит усиление шва g. The criterion for assessing the height of the weld bead is the reinforcement of the seam g.

Критерием оценки износостойкости служит коэффициент относительной износостойкости Kи испытуемого наплавленного металла по отношению к Стали 45.The criterion for assessing the wear resistance is the coefficient of relative wear resistance K and the test deposited metal in relation to Steel 45.

Параметры режима наплавки и результаты испытаний представлены в таблице. Surfacing parameters and test results are presented in the table.

Как видно из таблицы, применение колебаний основного электрода, изменяющих форму и размеры сварочной ванны, практически не влияет на стойкость к трещинообразованию и износостойкость наплавленного металла в пределах разброса данных. As can be seen from the table, the use of oscillations of the main electrode, changing the shape and size of the weld pool, practically does not affect the resistance to cracking and the wear resistance of the deposited metal within the data spread.

При наплавке с оптимальным сочетанием частоты колебаний основного электрода и присадочной проволоки по предлагаемому способу (партия 2), при прочих равных условиях, высота наплавленного валика не превышает 4 мм, что не нарушает процесс промывки буровых скважин глинистым раствором. When surfacing with the optimal combination of the oscillation frequency of the main electrode and filler wire according to the proposed method (batch 2), ceteris paribus, the height of the deposited bead does not exceed 4 mm, which does not violate the process of washing wells with clay mud.

Несоответствие зависимости между частотой колебаний основного электрода и частотой колебаний присадочной проволоки не обеспечивает необходимой высоты наплавленного валика при прочих равных условиях. The mismatch of the relationship between the oscillation frequency of the main electrode and the oscillation frequency of the filler wire does not provide the required height of the weld bead, all other things being equal.

Claims (1)

Способ дуговой двухслойной наплавки, включающий проведение процесса основным электродом и подачу в кристаллизующуюся часть ванны подогретой присадочной проволоки на расстоянии от основного электрода, определяемой длиной сварочной ванны, отличающийся тем, что подогрев присадочной проволоки производят импульсами тока, расстояние между присадочной проволокой и основным электродом составляет 0,35 - 0,4 длины сварочной ванны, при этом присадочной проволоке сообщают поперечные колебания с частотой fпр и амплитудой, равной 0,6 - 0,7 ширины сварочной ванны, а основному электроду сообщают поперечные колебания с частотой fэ, составляющей (0,9 - 4,0)fпр Гц.The method of two-layer arc welding, including the process using the main electrode and feeding the heated filler wire to the crystallized part of the bath at a distance from the main electrode, determined by the length of the weld pool, characterized in that the filler wire is heated by current pulses, the distance between the filler wire and the main electrode is 0 , 35 - 0,4 weld puddle length, wherein the filler wire reported transverse vibrations with a frequency f and an amplitude Ave of 0.6 - 0.7 welded width -bath, and the main electrode report transverse vibrations with frequency f e, component (0,9 - 4,0) f ave Hz.
RU99111917A 1999-05-26 1999-05-26 Method for electric arc double-layer welding-on RU2159171C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99111917A RU2159171C1 (en) 1999-05-26 1999-05-26 Method for electric arc double-layer welding-on

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99111917A RU2159171C1 (en) 1999-05-26 1999-05-26 Method for electric arc double-layer welding-on

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2159171C1 true RU2159171C1 (en) 2000-11-20
RU99111917A RU99111917A (en) 2001-05-20

Family

ID=20220836

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99111917A RU2159171C1 (en) 1999-05-26 1999-05-26 Method for electric arc double-layer welding-on

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2159171C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2211123C1 (en) * 2002-08-27 2003-08-27 Челябинский государственный агроинженерный университет Method for high-speed argon-arc surfacing of cylindrical parts
RU2215624C1 (en) * 2002-10-15 2003-11-10 Челябинский государственный агроинженерный университет Method for high-speed electric-arc surfacing of cylindrical parts
RU2530977C1 (en) * 2013-04-19 2014-10-20 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им Н.Э. Баумана) Method of wear-resistant lay-by-layer building-up welding of steel bearing races of rotary supports of jib cranes
RU2651551C1 (en) * 2017-03-30 2018-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Method for surfacing items using flammable electrode with feeding welding wire into welding bath
RU2767334C1 (en) * 2021-04-15 2022-03-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Method of double-electrode arc surfacing

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1233516B (en) * 1962-03-03 1967-02-02 Siemens Ag Process for machine arc deposition welding of metals with a consumable electrode
SU1590255A1 (en) * 1989-09-06 1990-09-07 Институт Электросварки Им.Е.О.Патона Method of automatic arc welding and surfacing
SU1660885A1 (en) * 1989-07-03 1991-07-07 Научно-Производственное Объединение По Технологии Машиностроения "Цниитмаш" Method for arc hard facing
EP0454072A2 (en) * 1990-04-27 1991-10-30 Isuzu Motors Limited Method and apparatus for surface modification of metal parts
RU2047435C1 (en) * 1991-07-01 1995-11-10 Научно-производственное объединение "БЕЛТЕХНОПРОД" Method of arc welding accomplished with vibrations of electrode

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1233516B (en) * 1962-03-03 1967-02-02 Siemens Ag Process for machine arc deposition welding of metals with a consumable electrode
SU1660885A1 (en) * 1989-07-03 1991-07-07 Научно-Производственное Объединение По Технологии Машиностроения "Цниитмаш" Method for arc hard facing
SU1590255A1 (en) * 1989-09-06 1990-09-07 Институт Электросварки Им.Е.О.Патона Method of automatic arc welding and surfacing
EP0454072A2 (en) * 1990-04-27 1991-10-30 Isuzu Motors Limited Method and apparatus for surface modification of metal parts
RU2047435C1 (en) * 1991-07-01 1995-11-10 Научно-производственное объединение "БЕЛТЕХНОПРОД" Method of arc welding accomplished with vibrations of electrode

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2211123C1 (en) * 2002-08-27 2003-08-27 Челябинский государственный агроинженерный университет Method for high-speed argon-arc surfacing of cylindrical parts
RU2215624C1 (en) * 2002-10-15 2003-11-10 Челябинский государственный агроинженерный университет Method for high-speed electric-arc surfacing of cylindrical parts
RU2530977C1 (en) * 2013-04-19 2014-10-20 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им Н.Э. Баумана) Method of wear-resistant lay-by-layer building-up welding of steel bearing races of rotary supports of jib cranes
RU2651551C1 (en) * 2017-03-30 2018-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Method for surfacing items using flammable electrode with feeding welding wire into welding bath
RU2767334C1 (en) * 2021-04-15 2022-03-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Method of double-electrode arc surfacing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11746605B2 (en) Hardbanding method and apparatus
US10086462B2 (en) Hardfacing with low carbon steel electrode
US4782206A (en) Method and apparatus for controlling weld bead shape to eliminate microfissure defects when shape melting austenitic materials
US12296412B2 (en) Work string tubing connection restoration
US20190321914A1 (en) Laser hot wire welding of multi-layered structures
US6781083B1 (en) Weld overlay system
RU2159171C1 (en) Method for electric arc double-layer welding-on
JP3361239B2 (en) Method and apparatus for welding in groove with welding arc
CN113941763A (en) Shaking/rotating arc consumable electrode welding method adopting coarse welding wire
JP4367968B2 (en) Track bushing with arc welded end treatment for improved wear and corrosion resistance and its manufacturing process
DE10047492A1 (en) Welding metallic work material with inductive preheating has conventional welding tools like arc welders or roller electrodes coupled with inductor(s) with inductor power of 15 to 30 kW
RU2158668C2 (en) Welded joint forming method
Das et al. Experience with advanced welding techniques (RMD & P-GMAW) with seamless metal cored wire for Oil & Gas pipeline industries
RU2308364C1 (en) Method of repairing drill pipe
Dave et al. Comparative analysis of regulated metal deposition (RMD) and Flux-cored arc welding (FCAW) on 316LN stainless steel: effects of welding parameters on weld bead characteristics
US2892071A (en) Welding apparatus for forming stringer beads
RU2023556C1 (en) Method of submerged twin-arc welding of steel
JP3867164B2 (en) Welding method
RU99111917A (en) METHOD OF ARC DOUBLE-LAYER SURFACE
Kumar et al. Influence of single and tandem submerged arc welding on ASTM A572 Gr. 50 steels
RU2842616C1 (en) Method of single-sided friction stir welding of butt joints of aluminium alloys
RU2049620C1 (en) Arc welding method
RU2129480C1 (en) Method for electric spark coat applying, mainly on contact surfaces of measuring tool for working threads
SU1698004A1 (en) Method of arc facing in shielding gas medium
SU1668067A1 (en) Method of manufacturing cutting tools