RU2109611C1 - Method of welding of defects in aluminium alloy castings - Google Patents
Method of welding of defects in aluminium alloy castings Download PDFInfo
- Publication number
- RU2109611C1 RU2109611C1 RU97113993A RU97113993A RU2109611C1 RU 2109611 C1 RU2109611 C1 RU 2109611C1 RU 97113993 A RU97113993 A RU 97113993A RU 97113993 A RU97113993 A RU 97113993A RU 2109611 C1 RU2109611 C1 RU 2109611C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- welding
- defects
- casting
- castings
- arc
- Prior art date
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 110
- 230000007547 defect Effects 0.000 title claims abstract description 77
- 238000005266 casting Methods 0.000 title claims abstract description 75
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 22
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 17
- 239000010953 base metal Substances 0.000 claims description 9
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 7
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 5
- LNSPFAOULBTYBI-UHFFFAOYSA-N [O].C#C Chemical group [O].C#C LNSPFAOULBTYBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 3
- 239000002932 luster Substances 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 3
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 229910052728 basic metal Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 150000003818 basic metals Chemical class 0.000 abstract 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 10
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 2
- 241001122767 Theaceae Species 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 shrink Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к судовому машиностроению и может быть использовано для исправления дефектов отливок заваркой для сплавов на основе алюминия марок АЛ2, АЛ4, АЛ4В, АЛ9, АЛ11, АЛ8, АЛ13, АЛ-23-1, АЛ-28, с применением ручного аргонодугового способа. The invention relates to marine engineering and can be used to correct defects in castings by welding for aluminum alloys of the grades AL2, AL4, AL4V, AL9, AL11, AL8, AL13, AL-23-1, AL-28, using a manual argon-arc method.
Известен способ дуговой многопроходной сварки деталей, преимущественно толстостенных, при которых осуществляют предварительный подогрев участков, удаленных от свариваемых кромок и параллельных продольной оси шва, до определенной температуры, причем при выполнении протяженных швов подогрев производят на участках, удаленных от свариваемых кромок на расстояние 5-8 толщин детали для достижения на этих участках температуры, близкой к 0,5 температуры плавления [2]. A known method of multi-pass arc welding of parts, mainly thick-walled, in which they preheat sections remote from the welded edges and parallel to the longitudinal axis of the seam to a certain temperature, and when performing extended welds, the heating is performed in areas remote from the welded edges at a distance of 5-8 the thickness of the part to achieve a temperature close to 0.5 of the melting temperature in these areas [2].
Известный способ трудоемок, нетехнологичен, не позволяет осуществлять заварку дефектов отливок из сплавов на алюминиевой основе. The known method is time-consuming, low-tech, does not allow the welding of defects in castings from alloys based on aluminum.
Известен способ заварки дефектов в отливках из алюминиевых сплавов, включающий введение в зону горения присадочного металла, подогретого от дополнительного источника путем пропускания тока по цепи присадочный металл - изделие, причем присадочный металл укладывают на поверхность изделия, между ними размещают изолирующий материал, а токоподвод перемещают по поверхности присадочного металла [1]. A known method of welding defects in castings from aluminum alloys, including the introduction of a filler metal into the combustion zone, heated from an additional source by passing current through the circuit filler metal - product, moreover, the filler metal is placed on the surface of the product, insulating material is placed between them, and the current lead is moved along surface of filler metal [1].
Известный способ трудоемок, нетехнологичен, не позволяет получать качественные швы при заварке дефектов в отливках из алюминиевых сплавов за счет образования трещин при выполнении протяженных швов. The known method is time-consuming, low-tech, does not allow to obtain high-quality seams when welding defects in castings from aluminum alloys due to the formation of cracks when performing long seams.
Наиболее близким к изобретению является известный способ заварки дефектов в отливках из алюминиевых сплавов, при котором осуществляют выборку дефектов под сварку и заварку дефекта аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки. Перед сваркой осуществляют предварительный подогрев отливок, температуру подогрева назначают в зависимости от марки сплава, вида дефекта и режима сварки [3]. Closest to the invention is a known method of welding defects in castings of aluminum alloys, in which they carry out sampling of defects for welding and welding of the defect by argon-arc welding with a non-consumable electrode with filler wire. Before welding, the castings are preheated, the heating temperature is assigned depending on the alloy grade, type of defect, and welding mode [3].
Однако данный способ трудоемок, требует высокой квалификации сварщиков. Кроме того, способ не исключает образование трещин, пор и оксидных включений при заварке протяженных дефектов. However, this method is laborious, requires highly qualified welders. In addition, the method does not exclude the formation of cracks, pores and oxide inclusions when welding extended defects.
Техническая задача изобретения состоит в получении качественных швов при заварке дефектов за счет исключения трещинообразования при выполнении протяженных швов. The technical task of the invention is to obtain high-quality seams when welding defects due to the exclusion of cracking when performing extended seams.
Данная техническая задача решается за счет того, что в способе заварки дефектов в отливках из алюминиевых сплавов, включающем выборку дефектов под сварку, предварительный подогрев отливки и заварку дефекта аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки, предварительный подогрев отливки осуществляют горелками кислородно-ацетиленовым пламенем до температуры более 250oС, перед заваркой возбуждают в материале отливки ультразвуковые колебания с частотой, близкой к собственной частоте материала отливки, сварку выполняют короткой дугой с подогревом присадочной проволоки от дополнительного источника путем пропускания тока по цепи присадочный металл - изделие, при этом присадочный металл размещают на поверхности изделия, между ними размещают изолирующий материал, и токопровод перемещают по поверхности присадочного металла, заварку дефекта выполняют за несколько проходов валиками шириной 10-15 мм со смещением начала и конца каждого последующего валика относительно предыдущего, причем наплавку каждого последующего валика ведут в направлении, противоположном направлению наплавки предыдущего валика с перекрытием предыдущего на 1/3 - 1/2 его ширины и с обеспечением плавного перехода между валиками и от шва к основному металлу, последние проходы при заварке выполняют облицовочными валиками шириной не более 15-18 мм с величиной усиления слоя наплавки над поверхностью основного металла не менее 2-3 мм, причем в процесс заварки дефекта в случае обрыва дуги кратер валика тщательно зачищают от шлака и затем снова возбуждают дугу, каждый наплавленный валик очищают от шлака и окислов до металлического блеска, наплавленный металл и околошовную зону осматривают для выявления трещин и в случае обнаружения дефектов в виде трещин и пор процесс заварки прекращают до выявления и устранения причин их образования, после заварки дефектов поверхность наплавки и прилегающую зону основного металла очищают от брызг, производят контроль внешним осмотром и измерением и устраняют выявленные дефекты. Кроме того, при заварке дефектов в виде утонений, недоливов и больших выборок, расположенных на различных участках отливки, для уменьшения сварочных деформаций после выполнения первого слоя на одном участке производят поочередную наплавку слоями на последующих участках.This technical problem is solved due to the fact that in the method of welding defects in castings from aluminum alloys, including the selection of defects for welding, preliminary heating of the casting and welding of the defect by argon-arc welding with a non-consumable electrode with filler wire, the preliminary heating of the casting is carried out with oxygen-acetylene flame burners temperature 250 o C, before welding is excited in the casting material of the ultrasonic vibrations at a frequency close to the natural frequency of the casting material, binding The pipe is made with a short arc with heating of the filler wire from an additional source by passing current through the filler metal-product circuit, the filler metal is placed on the surface of the product, insulating material is placed between them, and the conductor is moved along the surface of the filler metal, the defect is welded in several passes rollers with a width of 10-15 mm with a displacement of the beginning and end of each subsequent roller relative to the previous one, with the surfacing of each subsequent roller leading in the direction opposite to the direction of surfacing of the previous roller with overlapping the previous 1/3 - 1/2 of its width and ensuring a smooth transition between the rollers and from the seam to the base metal, the last passes when welding are performed by facing rollers with a width of not more than 15-18 mm with a gain a deposition layer above the base metal surface of at least 2-3 mm, moreover, in the process of defect welding in the event of an arc break, the crater of the roller is carefully cleaned of slag and then the arc is again excited, each deposited roller is cleaned of slag and oxides up to In order to detect all cracks and defects, in the form of cracks and pores, the welding process is stopped until the causes of their formation are identified and eliminated, after welding of defects, the surfacing surface and the adjacent zone of the base metal are cleaned of spatter, and external control is performed inspection and measurement and eliminate identified defects. In addition, when welding defects in the form of thinning, underfilling and large samples located in different sections of the casting, in order to reduce welding deformations after performing the first layer in one section, alternating layers are deposited in subsequent sections.
При заварке дефектов на цилиндрических поверхностях заварку производят диаметрально противоположными участками. When welding defects on cylindrical surfaces, welding is performed diametrically opposite sections.
В процессе сварки конец присадочной проволоки помещают в зону защитного газа. During welding, the end of the filler wire is placed in the protective gas zone.
Кроме того, в случае заварки сквозных дефектов, а также дефектов, после выборки которых толщина стенки отливки не превышает 3 мм, осуществляют подформовку отливки, для чего заварку выполнят на подкладках из меди, или графита, или из материала отливки, или из смеси песка с жидким стеклом, причем после удаления подкладок выполняют зачистку и подварку с обратной стороны. In addition, in the case of welding through defects, as well as defects, after sampling of which the wall thickness of the casting does not exceed 3 mm, the casting is molded, for which welding will be performed on linings made of copper or graphite, or from the material of the casting, or from a mixture of sand with liquid glass, moreover, after removing the linings, stripping and welding are performed on the reverse side.
Причем при аргонодуговой сварке в качестве неплавящегося электрода применяют прутки из технически чистого вольфрама. Moreover, in argon-arc welding, rods made of technically pure tungsten are used as a non-consumable electrode.
Кроме того, сварку ведут в нижнем положении или на подъем с углом наклона не более 15-20o, причем в процессе сварки регистрируют скорость распространения продольных и поперечных волн ультразвуковых колебаний и по их величине судят о качестве сварки.In addition, welding is carried out in the lower position or on an uplift with an inclination angle of not more than 15-20 o , and during the welding process, the propagation velocity of longitudinal and transverse waves of ultrasonic vibrations is recorded and the quality of welding is judged by their value.
На фиг. 1 приведена схема наложения облицовочных валиков при заварке дефектов в отливках из алюминиевых сплавов, где 1 - отливка, 2 - генератор ультразвуковых колебаний, 3 - блок согласования (микро-ЭВМ), 4 - усилитель мощности, 5 - ультразвуковые преобразователи, 6 - облицовочные валики. In FIG. 1 is a diagram of the application of facing rollers when welding defects in castings from aluminum alloys, where 1 is a casting, 2 is an ultrasonic oscillation generator, 3 is a matching unit (micro-computer), 4 is a power amplifier, 5 is an ultrasonic transducer, 6 is a facing rollers .
Способ осуществляют следующим образом. Подогревают отливки до температуры, указанной в табл. 1 Местный подогрев отливок выполняют горелками кислородно-ацетиленовым пламенем, контролируя подогрев термокарандашом или термопарой касания. Затем в материале отливки 1 посредством ультразвуковых преобразователей 5, возбуждаемых генератором 2 и усилителя мощности 4, управляемых боком согласования 3, генерируют мощные ультразвуковые знакопеременные колебания, причем амплитуду колебаний медленно поднимают от минимально возможного уровня до уровня, примерно равного 0,1-0,2 величины растягивающих напряжений жидкого металла при заварке и вибровоздействия осуществляют в течение всего времени сварки, изменяя задержку между фазами колебаний от разных ультразвуковых преобразователей на 1/4, 1/8 и т.д., что вызвано тем, что узлы и пучности, которые образуются в материале отливки в течение длительного времени воздействия колебаний, создают в материале отливки области, где образуются места переконцентрации давления и места, где давления нет (имеет место нейтрализация волн давления), поэтому ультразвуковые вибровоздействия осуществляют на частотах 60-1500 кГц. The method is as follows. The castings are heated to the temperature indicated in the table. 1 Local heating of the castings is carried out with oxygen-acetylene flame burners, controlling the heating with a thermal pencil or touch thermocouple. Then, powerful ultrasonic alternating oscillations are generated in the
Непосредственно перед заваркой переходят на частоту возбуждения, близкую к частоте собственных колебаний материала отливки, и вибровоздействия на резонансной частоте осуществляют в течение всего времени заварки. Одновременно регистрируют ультразвуковые колебания, измеряют скорости распространения продольных и поперечных волн в материале отливки до и после сварки и, сопоставляя величины этих скоростей, судят о качестве заварки. Заваркой исправляют дефекты отливок из сплавов на основе алюминия марок АЛ2, АЛ4, АЛВ, АЛ9, АЛ11, АЛ8, АЛ13, АЛ-23-1, АЛ-28 с использованием ручного аргонодугового метода. Исправлению подлежат дефекты отливок, влияющие на прочность отливки, имеющие несоответствие геометрической формы (недолив, обжим, подутость и т.п.), дефекты поверхности (ужимина, пригар, спай и т.п.), несплошности в теле (горячая и холодная трещины, рыхлота, газовая и усадочная пористость и т.п.). Отливки, прошедшие исправление наполнением полимерными материалами, к исправлению заваркой не допускаются, причем исправление дефектов отливок допустимо при условии: доступности для исправления дефектного участка по всей его протяженности; обеспечения сохранности конструктивных форм и размеров отливки после исправления; если исправление не ограничено техническими условиями на изделие. Immediately before welding, they switch to an excitation frequency close to the natural frequency of the casting material, and vibrations at the resonant frequency are carried out during the entire welding time. At the same time, ultrasonic vibrations are recorded, the propagation velocities of longitudinal and transverse waves in the casting material are measured before and after welding, and by comparing the magnitudes of these velocities, the quality of welding is judged. Welding fix defects in castings from aluminum alloys of the AL2, AL4, ALV, AL9, AL11, AL8, AL13, AL-23-1, AL-28 grades using the manual argon-arc method. Corrections are made for casting defects that affect the strength of the casting, having a mismatch in the geometric shape (underfilling, crimping, swelling, etc.), surface defects (squeeze, burn, junction, etc.), discontinuities in the body (hot and cold cracks) , friability, gas and shrinkage porosity, etc.). Castings that have undergone correction by filling with polymeric materials are not allowed to be welded, and correction of defects in castings is permissible provided that: the defect section is accessible for correction along its entire length; ensuring the safety of the structural forms and dimensions of the casting after correction; if the correction is not limited to the technical specifications for the product.
Размеры дефектов отливок, допускаемые к исправлению заваркой, приведены в табл. 3. The sizes of defects in castings allowed for correction by welding are given in table. 3.
Необрабатываемые поверхности отливок должны быть без трещин, раковин, неслитин, сквозных рыхлот, механических повреждений и других дефектов, снижающих прочность отливок. На поверхностях отливок, подлежащих механической обработке, допускаются без исправления все виды дефектов (кроме трещин) в пределах 2/3 припуска на механическую обработку отливки. Химический состав отливок, допускаемых к исправлению, соответствует требованиям ОСТ5.9208-81. Сварочные материалы и их химический состав соответствуют данным, приведенным в табл. 4. Литые прутки, применяемые для заварки, имеют ровную поверхность без заливов, обжимов, раковин (газовых, усадочных, песчаных) и других дефектов. Все присадочные материалы перед заваркой очищают от масла и других загрязнений, причем очистку производят химическим способом. После химической очистки поверхность присадочной проволоки приобретает серебристо-матовый цвет, и на ее поверхности не допускается наличие загрязнений, желтого цвета, следов окислов. При аргонодуговой заварке дефектов отливок в качестве неплавящегося электрода применяют прутки из технически чистого вольфрама. Для исправления дефектных участков отливок ручной аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом на переменном токе используют специализированные установки типа УДАР, УДГ, ТИР, Мачс или трансформаторные посты, обеспечивающие получение заданных режимов сварки. Non-machined surfaces of castings should be free of cracks, sinks, neslitins, through loosening, mechanical damage and other defects that reduce the strength of castings. On the surfaces of castings to be machined, all kinds of defects (except cracks) are allowed without correction within 2/3 of the allowance for machining of the casting. The chemical composition of castings allowed for correction meets the requirements of OST5.9208-81. Welding materials and their chemical composition correspond to the data given in table. 4. Cast rods used for welding have a flat surface without bays, crimps, sinks (gas, shrink, sand) and other defects. All filler materials before welding are cleaned of oil and other contaminants, and cleaning is carried out chemically. After chemical cleaning, the surface of the filler wire acquires a silver-matte color, and on its surface the presence of impurities, yellow, traces of oxides is not allowed. In argon-arc welding of casting defects, rods of technically pure tungsten are used as a non-consumable electrode. To fix the defective areas of castings by manual argon-arc welding with a non-consumable electrode using alternating current, specialized installations such as UDAR, UDG, TIR, Machs or transformer posts are used, which provide the specified welding modes.
Контуры дефектов, подлежащих заварке, размечают или обводят цветным мелом или карандашом. Дефекты, подлежащие исправлению, разделывают до плотного металла. Перед разделкой трещин и спаев предварительно у концов дефектов сверлят отверстия диаметром не менее 5 мм на 2-3 мм глубже залегания дефекта. При обнаружении наружных трещин или надрывов для выявления их границ поверхность детали в местах расположения дефектов зачищают до чистого металла на ширину не менее 50 мм от дефекта в обе стороны металлической щеткой. Выявление границ трещин и надрывов производят цветной дефектоскопией. Угол скоса кромки при разделке дефекта выбирают в зависимости от размеров дефекта с учетом обеспечения доступа электрода и присадочного прутка на всем протяжении дефекта. Минимальный угол скоса кромки 15o на сторону. При образовании У-образного или Х-образного профиля суммарный скос кромки составляет 60-70o. Разделку выполняют одним из следующих способов: механическим: обрубкой зубилом, сверлением, фрезерованием; воздушно-дуговой строжкой или плазменной резкой с последующим удалением механическим способом следов резки на глубину не менее 1 мм.The contours of defects to be welded are marked or outlined with colored chalk or a pencil. Defects to be repaired are cut to a dense metal. Before cutting cracks and junctions, holes with a diameter of at least 5 mm are drilled at the ends of the defects 2-3 mm deeper than the defect. If external cracks or tears are detected to identify their boundaries, the surface of the part at the locations of defects is cleaned to clean metal to a width of at least 50 mm from the defect in both directions with a wire brush. Identification of the boundaries of cracks and tears is carried out by color flaw detection. The angle of the bevel of the edge when cutting the defect is chosen depending on the size of the defect, taking into account the access of the electrode and the filler rod throughout the defect. The minimum bevel angle of the edge is 15 o per side. With the formation of a U-shaped or X-shaped profile, the total bevel of the edge is 60-70 o . Cutting is performed in one of the following ways: mechanical: chipping with a chisel, drilling, milling; air-arc gouging or plasma cutting followed by mechanical removal of traces of cutting to a depth of at least 1 mm.
Разделка дефекта и зачистка абразивным кругом на отливках из алюминиевых сплавов не допускается. Cutting the defect and grinding with an abrasive wheel on castings from aluminum alloys is not allowed.
Зачистку поверхности выборок под заварку выполняют непосредственно перед заваркой. Если дефект не исправлен в течение двух суток, то участок вновь подлежит зачистке механическим способом (зубилом, сверлением, фрезерованием) до металлического блеска. Cleaning the surface of the sampling for welding is performed immediately before welding. If the defect is not corrected within two days, then the area is again subject to mechanical cleaning (chisel, drilling, milling) to a metallic luster.
Место сварки защищают от осадков и сквозняков. Дефекты отливок заваривают в нижнем положении или на "подъем" до 15-20o. Перед заваркой отливки подогревают до температуры, указанной в табл. 1, и после сварки обеспечивают замедленное охлаждение в асбесте. Местный нагрев отливок производят горелками кислородно-ацетиленовым пламенем. Подогрев контролируется термокарандашом или термопарой касания. Ширина направленных валиков при многопроходной сварке составляет 10- 15 мм. Для равномерного нагрева околошовной зоны направление наплавки каждого валика противоположно предыдущему, при этом каждый последующий валик перекрывает предыдущий на 1/3-1/2 его ширины. Сварку выполняют короткой дугой. Наплавку ведут облицовочными валиками шириной не более 15-18 мм. Начало и конец валика не совпадают с окончанием предыдущего валика. При выборке дуги кратер валика на месте обрыва дуги зачищают от шлака металлической щеткой и только после этого снова возбуждают дугу. При многопроходной заварке каждый наплавленный валик очищают от шлака и окислов до металлического блеска. После наплавки каждого валика направленный металл и околошовная зона осматриваются с целью выявления трещин. В случае обнаружения в наплавленном металле или околошовной зоне дефектов (трещин, пор и т.п.) заварку прекращают до выявления и устранения причин их образования. При заварке обеспечивают плавные переходы между валиками и от шва к основному металлу. Величина усиления слоя наплавки над поверхностью основного металла составляет не менее 2-3 мм. После заварки выборки на всю глубину поверхность наплавки и прилегающую зону основного металла зачищают от брызг, производят контроль внешним осмотром и измерением, устраняют выявленные дефекты. При заварке утонений, недоливов, больших выборок в целях уменьшения сварочных деформаций производят следующее.The welding place is protected from precipitation and drafts. Defects of the castings are brewed in the lower position or on the "rise" to 15-20 o . Before welding, the castings are heated to the temperature indicated in the table. 1, and after welding provide delayed cooling in asbestos. Local heating of the castings is carried out with oxygen-acetylene flame burners. Heating is controlled by a thermal pencil or touch thermocouple. The width of the directional rollers in multi-pass welding is 10-15 mm. For uniform heating of the heat-affected zone, the deposition direction of each roller is opposite to the previous one, with each subsequent roller overlapping the previous one by 1 / 3-1 / 2 of its width. Welding is performed with a short arc. Surfacing is carried out by facing rollers with a width of not more than 15-18 mm. The beginning and end of the roller do not coincide with the end of the previous roller. When sampling the arc, the crater of the roller at the point of arc breakage is cleaned from the slag with a metal brush and only after that the arc is again excited. With multi-pass welding, each weld bead is cleaned of slag and oxides to a metallic luster. After surfacing of each roller, the directional metal and the heat-affected zone are inspected to detect cracks. In case of detection of defects (cracks, pores, etc.) in the deposited metal or near-weld zone, welding is stopped until the causes of their formation are identified and eliminated. When welding provide smooth transitions between the rollers and from the seam to the base metal. The magnitude of the gain of the overlay layer above the surface of the base metal is at least 2-3 mm. After welding the sample to the full depth, the surfacing surface and the adjacent zone of the base metal are cleaned from spatter, checked by external inspection and measurement, and the identified defects are eliminated. When welding thinning, underfilling, large samples in order to reduce welding deformations, the following is done.
После выполнения первого слоя на одном участке направку производят поочередно слоями на последующих участках. After completing the first layer in one section, the direction is made alternately in layers in subsequent sections.
При наплавке на цилиндрические поверхности заварку производят диаметрально противоположными участками. When surfacing on cylindrical surfaces, welding is performed diametrically opposite sections.
В процессе аргонодуговой ручной заварки конец присадочного прутка находится в зоне защитного газа. Присадочный материал в зону дуги вносится по мере формирования шва. При исправлении сквозных дефектов, а также дефектов, после выборки которых толщина стенки отливки не превышает 3 мм, применяют подформовку с использованием подкладок из меди, графита или материала отливки, а также песка с жидким стеклом. После удаления подкладок производят зачистку и подварку с обратной стороны. Режим сварки, род тока и полярность выбирают в соответствии с данными, приведенными в табл. 2. In the process of argon-arc manual welding, the end of the filler rod is in the protective gas zone. Filler material is introduced into the arc zone as the seam is formed. When correcting end-to-end defects, as well as defects, after which the casting wall thickness does not exceed 3 mm, a subforming is used using linings made of copper, graphite or casting material, as well as sand with liquid glass. After removing the linings, stripping and tacking on the reverse side is performed. Welding mode, type of current and polarity are selected in accordance with the data given in table. 2.
Определение качества заварки или наплавки осуществляется внешним осмотром и испытанием на плотность. Визуальный контроль осуществляется с наружной и, по мере возможности, с внутренней стороны исправленного участка. Недопустимые дефекты, обнаруженные при контроле качества заварки визуальным осмотром, удаляются до плотного металла, а дефектные участки заварены. Заварка на одном и том же участке отливки разрешается не более трех раз. Determining the quality of welding or surfacing is carried out by external inspection and a density test. Visual inspection is carried out from the outside and, as far as possible, from the inside of the corrected area. Unacceptable defects found during inspection of the quality of the tea leaves by visual inspection are removed to the dense metal, and the defective areas are welded. Welding on the same casting site is allowed no more than three times.
Сущность способа состоит в том, что на пути распространения ультразвуковой волны возникают волны сжатия и растяжения, способствующие тому, что расплавленный металл, попадая в место дефекта, как бы "просачивается" в поры и трещины дефекта. Особенно ярко явления "просачивания" жидкого металла в поры и трещины дефекта имеет место на частотах, близких к собственной частоте материала отливки - на частоте резонанса, что в свою очередь вызывает перераспределение поля упругих напряжений на пути распространения ультразвуковой волны; дегазацию локального участка материала отливки, истечения газов из пор и трещин и заполнение свободного пространства жидким металлом под воздействием ультразвуковых вибраций. The essence of the method consists in the fact that compression and extension waves appear on the path of propagation of the ultrasonic wave, contributing to the fact that the molten metal, getting into the place of the defect, “seeps” into the pores and cracks of the defect. The phenomenon of “leakage” of liquid metal into the pores and cracks of a defect is especially pronounced at frequencies close to the natural frequency of the casting material — the resonance frequency, which in turn causes a redistribution of the field of elastic stresses along the propagation path of the ultrasonic wave; the degassing of a local area of the casting material, the outflow of gases from pores and cracks, and the filling of free space with liquid metal under the influence of ultrasonic vibrations.
Это дает возможность получить высокое качество заварки в месте дефекта в совокупности с неразрушающим контролем материала отливки до и после сварки по изменению скоростей распространения ультразвуковых продольных и поперечных волн. This makes it possible to obtain high quality welding at the defect site in conjunction with non-destructive testing of the casting material before and after welding by changing the propagation velocities of ultrasonic longitudinal and transverse waves.
Таким образом используя оптимальные подходы к выбору: размеров дефектов отливок, допускаемых к исправлению; химического состава сварочных материалов, применяемых при заварке дефектов в отливках; температуры предварительного подогрева и режимы термообработки; метода наложения облицовочных валиков; режимов заварки и возбуждения ультразвуковых колебаний в материале отливки достигают значительного увеличения качества отливок, снижения энергоемкости и повышения производительности процесса заварки дефектов в отливках из алюминиевых сплавов. Thus, using optimal approaches to the selection of: sizes of defects in castings allowed for correction; chemical composition of welding materials used in welding defects in castings; preheating temperatures and heat treatment modes; method of applying facing rollers; modes of welding and excitation of ultrasonic vibrations in the material of the casting achieve a significant increase in the quality of castings, lower energy consumption and increase the productivity of the process of welding defects in castings from aluminum alloys.
Преимущества изобретения состоят в возможности получения качественных отливок из сплавов на алюминиевой основе после заварки дефектов за счет ультразвукового капиллярного эффекта на частоте резонанса материала отливки (см. Открытие N 109 "Ультразвуковой капиллярный эффект" в книге "Открытия советских ученых" часть 1, изд. МГУ, 1988, с. 465-466; в снижении энергоемкости процесса; в применении метода наложения облицовочных валиков для получения плотного материала отливки после заварки дефектов; в повышении производительности процесса заварки за счет своевременного и правильного устранения причин и дефектов, исправляемых на отливках с использованием неразрушающего ультразвукового контроля состояния и свойств материала отливки до и после сварки. The advantages of the invention are the ability to obtain high-quality castings from aluminum-based alloys after welding defects due to the ultrasonic capillary effect on the resonance frequency of the casting material (see Opening No. 109 "Ultrasonic capillary effect" in the book "Discoveries of Soviet scientists"
Использование изобретения позволит значительно повысить качество отливок, в 1,5-2 раза увеличить их срок службы, от 10 до 30% снизить энергоемкость процесса и до 40% повысить производительность процесса заварки дефектов в отливках по сравнению с обычными, традиционными способами. Using the invention will significantly improve the quality of castings, increase their service life by a factor of 1.5-2, reduce the energy intensity of the process from 10 to 30% and increase the productivity of the process of welding defects in castings by 40% compared to conventional, traditional methods.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97113993A RU2109611C1 (en) | 1997-08-13 | 1997-08-13 | Method of welding of defects in aluminium alloy castings |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97113993A RU2109611C1 (en) | 1997-08-13 | 1997-08-13 | Method of welding of defects in aluminium alloy castings |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2109611C1 true RU2109611C1 (en) | 1998-04-27 |
| RU97113993A RU97113993A (en) | 1998-10-10 |
Family
ID=20196368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97113993A RU2109611C1 (en) | 1997-08-13 | 1997-08-13 | Method of welding of defects in aluminium alloy castings |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2109611C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102689131A (en) * | 2012-06-08 | 2012-09-26 | 大连理工大学 | A method for repairing cracks in metal parts |
| RU2490102C2 (en) * | 2009-04-03 | 2013-08-20 | Сименс Акциенгезелльшафт | Method of welding and structural element |
| RU2630080C2 (en) * | 2015-12-15 | 2017-09-05 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | Castings repaire method, using the arc welding |
| CN109202367A (en) * | 2017-07-07 | 2019-01-15 | 上海五钢设备工程有限公司 | Forging and pressing operating machine clamps cylinder renovation technique |
| CN114799416A (en) * | 2022-05-10 | 2022-07-29 | 南京迪威尔高端制造股份有限公司 | Blind hole surfacing method for underwater Christmas tree flat piece |
| CN115502521A (en) * | 2022-08-18 | 2022-12-23 | 上海交通大学 | Repair welding method for reducing internal defects of magnesium-lithium alloy workpiece |
| CN119426834A (en) * | 2023-08-01 | 2025-02-14 | 中国石油天然气集团有限公司 | A quality control method for surfacing welding repair of drilling tool stabilizer straightening belt |
-
1997
- 1997-08-13 RU RU97113993A patent/RU2109611C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 3. "Сварка в производстве деталей из литейных алюминиевых сплавов" Fertiqungsschweissen von Werctucken ans Aluminium - Gusstegierungen LenppJurg u "Schweiz.alum.Rdsch", 1985, 35, N 2, 18 - 23. * |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2490102C2 (en) * | 2009-04-03 | 2013-08-20 | Сименс Акциенгезелльшафт | Method of welding and structural element |
| US8866042B2 (en) | 2009-04-03 | 2014-10-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Welding method and component |
| CN102689131A (en) * | 2012-06-08 | 2012-09-26 | 大连理工大学 | A method for repairing cracks in metal parts |
| RU2630080C2 (en) * | 2015-12-15 | 2017-09-05 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | Castings repaire method, using the arc welding |
| CN109202367A (en) * | 2017-07-07 | 2019-01-15 | 上海五钢设备工程有限公司 | Forging and pressing operating machine clamps cylinder renovation technique |
| CN114799416A (en) * | 2022-05-10 | 2022-07-29 | 南京迪威尔高端制造股份有限公司 | Blind hole surfacing method for underwater Christmas tree flat piece |
| CN115502521A (en) * | 2022-08-18 | 2022-12-23 | 上海交通大学 | Repair welding method for reducing internal defects of magnesium-lithium alloy workpiece |
| CN119426834A (en) * | 2023-08-01 | 2025-02-14 | 中国石油天然气集团有限公司 | A quality control method for surfacing welding repair of drilling tool stabilizer straightening belt |
| CN119426834B (en) * | 2023-08-01 | 2025-10-10 | 中国石油天然气集团有限公司 | A quality control method for surfacing welding repair of drilling tool stabilizer straightening belt |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101543926B (en) | Repair Welding Technology of Ductile Iron Roller | |
| CN107598340B (en) | Method for welding T-shaped joint of large thick plate | |
| CN101774063B (en) | Defect repair welding process of stainless steel composite board coating | |
| CN103084703A (en) | Method for patching, overlay welding and reproducing large-scale hollow steel casting | |
| CN112439972B (en) | Welding method for solving gap out-of-tolerance welding of butt welding groove of crack-resistant steel | |
| CN104002023A (en) | Welding process special for thick dissimilar material plate | |
| CN104759797A (en) | Combined groove for thick workpiece crack repairing and combined groove repairing technology | |
| CN110355449A (en) | A kind of welding procedure method of Low background stainless steel 06Cr19Ni10 structure | |
| CN102744553A (en) | Repair method for transversal cracks of welding seams of thick-wall submerged arc welded pipe | |
| CN103111724A (en) | Turbine blade laser cladding area flaw welding method | |
| RU2109611C1 (en) | Method of welding of defects in aluminium alloy castings | |
| CN104959703A (en) | Welding method and application of maritime work high-strength steel plates | |
| CN111408895A (en) | Large-gap argon arc welding back cover repairing method for carbon steel pipeline and container | |
| RU97113993A (en) | METHOD FOR WELDING DEFECTS IN CASTING FROM ALUMINUM ALLOYS | |
| RU2337803C2 (en) | Method for reparing gas pipelines with stress-corosion cracks | |
| CN116551129B (en) | Submerged arc welding process for marine ultra-thick plate jointed board | |
| CN114749764A (en) | A narrow gap gas shielded welding process for stainless steel and carbon steel | |
| RU2668623C1 (en) | Method of defect correction of welded seam of a formed pipe shell made with the use of laser | |
| CN112122884A (en) | Construction method of duplex stainless steel non-standard tank body | |
| CN110977099A (en) | Steel structure truss column connection method | |
| CN117139794A (en) | Q500qe high-strength steel plate welding manufacturing process | |
| CN111906414B (en) | Large-gap multilayer stepping argon arc welding back cover repairing method for carbon steel pipeline and container | |
| RU2668621C1 (en) | Method of defect correction of welded seam of a formed pipe shell made with the use of laser | |
| Woods | Quality and inspection | |
| CN116252026A (en) | Welding repair process for cracks in the valve body of the superheated steam shut-off gate of the boiler |