RU2112632C1 - Fusion method - Google Patents
Fusion method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2112632C1 RU2112632C1 RU96113520A RU96113520A RU2112632C1 RU 2112632 C1 RU2112632 C1 RU 2112632C1 RU 96113520 A RU96113520 A RU 96113520A RU 96113520 A RU96113520 A RU 96113520A RU 2112632 C1 RU2112632 C1 RU 2112632C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- surfacing
- pass
- roller
- copier
- spiral
- Prior art date
Links
- 238000007500 overflow downdraw method Methods 0.000 title 1
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims abstract description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 4
- 230000004927 fusion Effects 0.000 abstract 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 10
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 7
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 7
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000000700 radioactive tracer Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к дуговой сварке и может применяться при автоматической наплавке различных по форме поверхностей. The invention relates to arc welding and can be used for automatic surfacing of various shapes of surfaces.
Известен способ наплавки кольцевых поверхностей, при котором направляют валик по окружности, затем наплавочную головку смещают на шаг, наплавляют следующий валик, обеспечивая взаимное перекрытие валиков, и продолжают процесс до наплавки всей поверхности. A known method of surfacing annular surfaces, in which the roller is guided around the circumference, then the surfacing head is shifted by a step, the next roller is fused, providing mutual overlap of the rollers, and the process is continued until the entire surface is surfaced.
К недостаткам способа относятся необходимость изменения угловой скорости наплавки при переходе от одного валика к другому для обеспечения постоянства линейной скорости наплавки и получения слоя одинаковой толщины, а также наличие двух независимых перемещений головки или детали со скоростью наплавки и головки на шаг наплавки, что усложняет реализацию способа. The disadvantages of the method include the need to change the angular velocity of surfacing during the transition from one roller to another to ensure a constant linear velocity of surfacing and obtain a layer of the same thickness, as well as the presence of two independent movements of the head or part with the speed of surfacing and head per step of surfacing, which complicates the implementation of the method .
Известен способ наплавки плоских поверхностей, реализуемый с помощью ведущего наплавочную головку копирного ролика, взаимодействующего с поперечной гребенчатой планкой и продольными жестко связанными между собой планками, размещенными в прорезях гребенчатой планки. В этом случае процесс наплавки непрерывный, головке сообщается от ролика перемещение только от одного привода со скоростью наплавки по взаимно перпендикулярным траекториям движения и обеспечивается взаимное перекрытие валиков при наплавке, при этом продольные планки обеспечивают собственно наплавку валиков на поверхность и определяют размер поверхности по одной координате, а поперечные смещают валик на шаг наплавки и определяют ее размер по другой координате [1]. A known method for surfacing flat surfaces, implemented using a leading surfacing head of the copy roller, interacting with a transverse ridge and longitudinally rigidly interconnected strips placed in the slots of the ridge. In this case, the surfacing process is continuous, the head is notified from the roller to move only from one drive with the surfacing speed along mutually perpendicular paths of movement and mutual overlap of the rollers during surfacing is provided, while the longitudinal bars provide the actual surfacing of the rollers on the surface and determine the surface size in one coordinate, and transverse displace the roller by the step of surfacing and determine its size by another coordinate [1].
К недостаткам такого способа наплавки следует отнести большую локальную концентрацию в процессе наплавки и связанные с этим напряжения и деформации изделия, так как наплавка слоя металла осуществляется "напроход" (однопроходная), невозможно применение наплавки различных по форме поверхностей. The disadvantages of this method of surfacing should include a large local concentration during the surfacing process and the associated stresses and deformations of the product, since the metal layer is surfaced "on the fly" (single pass), it is impossible to use surfacing of various shapes.
Наиболее близким к рассматриваемому является способ наплавки торцовых поверхностей цилиндрических деталей, при котором наплавку выполняют по спирали и одновременно сообщают наплавочной головке колебания в радиальном направлении, амплитуда которых при наплавке плавно увеличивается до максимума с последующим уменьшением до нуля [2]. Closest to the considered one is a method of surfacing the end surfaces of cylindrical parts, in which the surfacing is performed in a spiral and at the same time the oscillation head is informed of oscillations in the radial direction, the amplitude of which during surfacing smoothly increases to a maximum with a subsequent decrease to zero [2].
Недостатком способа является то, что деталь при наплавке вращается, что ограничивает область применения, и затруднена наплавка под флюсом из-за трудностей удаления шлаковой корки с плоской наплавляемой поверхности при непрерывном процессе наплавки с перекрытием валиков. The disadvantage of this method is that the part rotates during surfacing, which limits the scope of application, and submerged arc welding is difficult due to difficulties in removing the slag crust from the flat surfaced surface during the continuous welding process with overlapping rollers.
Целью изобретения является расширение диапазона режимов, повышение качества и производительности путем установления оптимальных связей между шириной наплавляемого валика и основными параметрами копирующей системы при наплавке валиков в два прохода и эквидистантном расположении наплавляемых валиков в слое. The aim of the invention is to expand the range of modes, improving quality and productivity by establishing optimal relationships between the width of the deposited bead and the main parameters of the copying system when welding the beads in two passes and the equidistant arrangement of the deposited beads in the layer.
Цель достигается тем, что при автоматической наплавке наплавочная головка перемещается по копиру со спиральной направляющей и слой наплавки образуют в два прохода. Перемещение наплавочной головке задают с помощью копирного ролика, кинематически связанного с копиром и соосно установленного с горелкой. При первом проходе копирный ролик перемещают по одной поверхности стенки спиральной направляющей от начала до окончания наплавки, а при втором проходе копирный ролик переводят через зазор между витками спирали и перемещают по другой поверхности стенки следующего витка спиральной направляющей без изменения направления его вращения, возвращая головку в исходное состояние к началу наплавки. При этом копир выполняют с шагом спиральной направляющей, равным h=2(a+dp), где a - толщина спиральной направляющей; dp - диаметр копирного ролика, и отношение ширины валика наплавки к шагу спиральной направляющей выбирают от 0,5 до 1.The goal is achieved in that during automatic surfacing, the surfacing head moves along the copier with a spiral guide and the surfacing layer is formed in two passes. The movement of the overlay head is set using a tracing roller kinematically connected to the copier and aligned with the burner. At the first pass, the copy roller is moved along one surface of the spiral guide wall from the beginning to the end of surfacing, and at the second pass, the copy roller is moved through the gap between the turns of the spiral and moved along the other wall surface of the next turn of the spiral guide without changing the direction of its rotation, returning the head to the original state to the beginning of surfacing. In this case, the copier is performed with a step of a spiral guide equal to h = 2 (a + d p ), where a is the thickness of the spiral guide; d p is the diameter of the copy roller, and the ratio of the width of the surfacing roller to the step of the spiral guide is selected from 0.5 to 1.
На фиг. 1 приведена схема формирования слоя металла на поверхности изделия при наплавке по спиральному копиру в два прохода (показана левая часть копира); на фиг. 2 - копир, изготовленный в виде спирали Архимеда, с указанием направлений движения копирного ролика при наплавке слоя в два прохода. In FIG. 1 shows a diagram of the formation of a metal layer on the surface of a product when welding on a spiral copy in two passes (the left part of the copier is shown); in FIG. 2 - a copier made in the form of a spiral of Archimedes, indicating the direction of movement of the photocopier during surfacing of the layer in two passes.
Процесс автоматической наплавки может осуществляться в защитных газах, порошковой проволокой и под флюсом. The automatic surfacing process can be carried out in shielding gases, cored wire and submerged arc.
Форма поверхности наплавки определяется конфигурацией спирального копира. Витки спирали закручиваются вокруг оси, поэтому внутреннюю поверхность стенки спирали считают вогнутой, а наружную - выпуклой. Копирный ролик диаметром dp обеспечивает движение наплавочной головки по выпуклой или вогнутой части стенки витка спирального копира, формируя в течение всего времени наплавки слой одинаковой толщины, что обусловлено постоянством линейной скорости наплавки, при этом оси наплавочной горелки и копирного ролика располагают соосно.The surface shape of the surfacing is determined by the configuration of the spiral copier. The turns of the spiral are twisted around the axis, so the inner surface of the wall of the spiral is considered concave, and the outer - convex. A copy roller with a diameter of d p provides movement of the surfacing head along the convex or concave part of the wall of the coil of the spiral copier, forming a layer of the same thickness throughout the deposition time, which is caused by the constant linear speed of deposition, while the axes of the deposition torch and the copy roller are aligned.
Независимо от формы наплавляемой поверхности каждый слой наплавки формируют из двух валиков, наплавляемых поочередно в два прохода. Время наплавки каждого слоя складывается из времени наплавки валика в первом и втором проходах. Regardless of the shape of the deposited surface, each surfacing layer is formed of two rollers, deposited alternately in two passes. The deposition time of each layer is the sum of the deposition time of the roller in the first and second passes.
Валик шириной e, наплавляемый в каждом проходе, образует витки, которые располагаются на наплавляемой поверхности с шагом h спирального копира. A roller of width e, weldable in each pass, forms coils that are located on the weld surface with a pitch h of a spiral copier.
Эквидистантное расположение валиков в слое на наплавляемой поверхности при одном и другом проходе достигают движением копирного ролика по выпуклой и затем вогнутой части стенки витка копира, чем обеспечивают высокую точность наложения валиков, а симметричную наплавку валиков на поверхность для создания более равномерного по толщине слоя наплавки обеспечивают связью шага спирального копира, толщины стенки спирали и диаметра ролика по соотношению h=2(a+dp), что позволяет снижать припуски на механическую обработку.The equidistant arrangement of the rollers in the layer on the deposited surface during one and the other pass is achieved by moving the tracer roller along the convex and then concave part of the copier coil wall, which ensures high accuracy of the rollers application, and the symmetrical surfacing of the rollers on the surface to create a more uniform deposition layer thickness provides the bond the pitch of the spiral copier, the wall thickness of the spiral and the diameter of the roller in the ratio h = 2 (a + d p ), which allows to reduce machining allowances.
Возможна другая последовательность операций двухпроходной наплавки, при которой движение копирного ролика при первом проходе осуществляется по вогнутой, а при втором - по выпуклой поверхности стенки витка копира. A different sequence of operations of two-pass surfacing is possible, in which the movement of the copy roller during the first pass is carried out along the concave, and at the second - along the convex surface of the wall of the coil of the copier.
Слой металла при наплавке формируют размещением валиков двухпроходной наплавки на поверхности изделия с шагом, в два раза меньшим шага спирального копира. The metal layer during surfacing is formed by placing rollers of two-pass surfacing on the surface of the product with a step two times smaller than the step of the helical copier.
Способ наплавки в два прохода по спиральному копиру может применяться для наплавки различных по форме поверхностей, например круговых, кольцевых, квадратных, прямоугольных и др. The method of surfacing in two passes along a spiral copy can be used for surfacing of various shapes of surfaces, for example, circular, circular, square, rectangular, etc.
Так, при наплавке, например, кольцевых поверхностей копир изготавливают в виде спирали Архимеда, имеющей толщину стенки a и шаг h. Размеры копира определяются внутренним и наружным диаметром наплавляемой кольцевой поверхности. При использовании процесса автоматической наплавки под флюсом вариант реализации способа наплавки следующий. So, when surfacing, for example, of annular surfaces, the copier is made in the form of an Archimedes spiral having a wall thickness a and step h. The dimensions of the copier are determined by the inner and outer diameters of the deposited annular surface. When using the automatic submerged arc welding process, an embodiment of the surfacing method is as follows.
После засыпки флюса на кольцевую поверхность начинают наплавку от центра к периферии при движении ролика по выпуклой части стенки витка спирального копира. По достижении наружного диаметра наплавляемой поверхности процесс наплавки прекращают, горелку выводят из зоны наплавки, убирают флюс и очищают наплавленный валик, полученный в первом проходе, от шлака. After filling the flux onto the annular surface, surfacing begins from the center to the periphery when the roller moves along the convex part of the wall of the coil of a spiral copier. Upon reaching the outer diameter of the weld surface, the surfacing process is stopped, the burner is removed from the weld zone, the flux is removed and the weld bead obtained in the first pass is cleaned of slag.
В процессе наплавки валика повторного расплавления шлаковой корки не происходит, так как выдерживают отношение ширины валика наплавки к шагу спирального копира от 0,5 до 1. При этом количество тепла, вводимого в изделие при двухпроходной наплавке, распределяется примерно одинаково в каждом проходе, что уменьшает локальную концентрацию тепла в процессе наплавки, внутренние напряжения и деформации изделия. Трудности с отделением шлаковой корки с предыдущего валика перед наплавкой последующего при их перекрытии не возникают, так как шлаковая корка убирается со всей наплавляемой поверхности после окончания первого прохода и исключается операция очистки шва от шлаковой корки в процессе наплавки, что улучшает качество наплавки. In the process of surfacing the roll, the remelting of the slag crust does not occur, since the ratio of the width of the surfacing roll to the step of the spiral copier is maintained from 0.5 to 1. The amount of heat introduced into the product during two-pass surfacing is distributed approximately equally in each pass, which reduces local concentration of heat during surfacing, internal stresses and deformation of the product. Difficulties with the separation of the slag crust from the previous roller before surfacing the subsequent one when overlapping do not arise, since the slag crust is removed from the entire surfaced surface after the first pass and the operation of cleaning the seam from the slag crust during surfacing is excluded, which improves the quality of surfacing.
Для второго прохода устанавливают копирный ролик в месте окончания наплавки при первом проходе, но перемещают ролик через зазор между стенками спирали на вогнутую часть стенки следующего витка спирального копира. Засыпают флюс и без изменения направления вращения привода ролика осуществляют наплавку, возвращая головку в исходное положение, то есть к началу наплавки при первом проходе. Прекращают наплавку, горелку выводят из зоны наплавки, убирают флюс и очищают валик от шлака. Наплавка слоя завершена. При необходимости многослойной наплавки аналогично производят наплавку последующих слоев. For the second pass, a carbon roller is installed at the end of surfacing at the first pass, but the roller is moved through the gap between the walls of the spiral to the concave part of the wall of the next turn of the spiral copier. The flux is filled up and without changing the direction of rotation of the roller drive, surfacing is carried out, returning the head to its original position, that is, to the beginning of surfacing in the first pass. Stop surfacing, the burner is removed from the surfacing zone, the flux is removed and the roller is cleaned of slag. Surfacing of the layer is completed. If necessary, multilayer surfacing similarly produce surfacing of subsequent layers.
Возможность перехода на механизированную наплавку более толстыми проволоками, разделение во времени процесса наплавки и удаления шлаковой корки с поверхности валика расширяет применение наплавки под флюсом и порошковой проволокой, повышает производительность и качество наплавки. The possibility of switching to mechanized surfacing with thicker wires, time-division of the surfacing process and removal of slag crust from the surface of the roller expands the use of surfacing under flux and flux-cored wire, increases the productivity and quality of surfacing.
Пример. Способ реализован при автоматической наплавке под флюсом изношенных пятниковых мест надрессорной балки грузовых вагонов. Производилась наплавка кольцевой поверхности подпятника с внутренним диаметром 70 мм и наружным - 320 мм по копиру в виде спирали Архимеда с толщиной стенки a=4 мм и шагом h=22 мм при двухпроходной наплавке слоя и диаметре магнитного копирного ролика dp=7 мм.Example. The method is implemented during automatic submerged arc surfacing of worn out Friday spots of the overpressor beam of freight cars. The annular surface of the thrust bearing was deposited with an inner diameter of 70 mm and an outer diameter of 320 mm according to the copy in the form of an Archimedes spiral with a wall thickness a = 4 mm and a pitch h = 22 mm for two-pass welding of the layer and the diameter of the magnetic carbon roll d p = 7 mm.
Режим наплавки: проволока Cв-08A диаметром 2 мм, флюс AH-348A, ток 450 A, напряжение 35 B, скорость наплавки 25 м/ч. Для этого режима ширина валика e = 16 мм, машинное время наплавки спирали за один проход 8 мин, а время наплавки слоя 16 мин. Surfacing mode: Cv-08A wire with a diameter of 2 mm, flux AH-348A, current 450 A, voltage 35 V, surfacing speed 25 m / h. For this mode, the width of the roller is e = 16 mm, the machine time for surfacing the spiral in one pass is 8 minutes, and the time for surfacing the layer is 16 minutes.
Использование предлагаемого способа по сравнению с прототипом обеспечивает:
- расширение диапазона режимов наплавки поверхностей в два прохода с удвоенным шагом;
- повышение качества наплавки в связи с отсутствием переплавления шлаковой корки при перекрытии валиков, высокой точности наложения валиков, уменьшением локальной концентрации тепла в процессе наплавки и снижения внутренних напряжений и деформаций изделия;
- повышение производительности из-за отсутствия операций очистки валиков от шлаковой корки, уборки и засыпки флюса в процессе наплавки, которые осуществляют после каждого прохода механизированным способом, снижения припусков на механическую обработку, увеличения режимов наплавки и возможности перехода на плавку электродами большего сечения;
- наплавку различных по форме поверхностей, задаваемых конфигурацией спирального копира.Using the proposed method in comparison with the prototype provides:
- expanding the range of surfacing modes in two passes with a double step;
- improving the quality of surfacing due to the lack of remelting of the slag crust during overlap of the rollers, high accuracy of the application of the rollers, a decrease in the local heat concentration during surfacing and to reduce internal stresses and deformations of the product;
- increased productivity due to the lack of operations for cleaning the rollers from the slag crust, cleaning and filling the flux during surfacing, which is carried out after each pass mechanically, reducing allowances for machining, increasing the surfacing conditions and the possibility of transition to melting with larger electrodes;
- surfacing of various shapes of surfaces defined by the configuration of the spiral copier.
Claims (1)
h = 2 (a + dр),
где a - толщина спиральной направляющей;
dр - диаметр копирного ролика,
и отношение ширины валика наплавки к шагу спиральной направляющей выбирают равным от 0,5 до 1,0.The surfacing method, in which the surfacing layer is obtained by moving the surfacing head along the copier, characterized in that the movement of the surfacing head is set by means of a copier roller kinematically connected to the copier and aligned with the burner, which is moved along the copier with a spiral guide, and the surfacing layer is obtained in two passes, with the first pass the carbon roller is moved along one surface of the spiral guide wall from the beginning to the end of surfacing, and with the second pass the carbon roller is re-moved They pass through the gap between the turns of the spiral and move along the other wall surface of the next turn of the spiral guide without changing the direction of its rotation, returning the head to the beginning of surfacing, and the copier is performed with a step h of the spiral guide equal to
h = 2 (a + d p ),
where a is the thickness of the spiral guide;
d p - the diameter of the copy roller,
and the ratio of the width of the weld bead to the pitch of the spiral guide is selected from 0.5 to 1.0.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96113520A RU2112632C1 (en) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | Fusion method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96113520A RU2112632C1 (en) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | Fusion method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2112632C1 true RU2112632C1 (en) | 1998-06-10 |
| RU96113520A RU96113520A (en) | 1998-09-10 |
Family
ID=20182811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96113520A RU2112632C1 (en) | 1996-06-25 | 1996-06-25 | Fusion method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2112632C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2163183C1 (en) * | 1999-11-01 | 2001-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью фирма "Директ" | Method for automatic electric-arc fusion of parts under flux layer |
| RU2163526C1 (en) * | 2000-05-23 | 2001-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью фирма "Директ" | Method for automatic electric arc fusion of coating under flux layer on inner cylindrical surface of article |
| RU2164196C2 (en) * | 1999-06-02 | 2001-03-20 | ОАО "Научно-производственное объединение энергетического машиностроения им.акад. В.П.Глушко" | Method for surfacing article |
-
1996
- 1996-06-25 RU RU96113520A patent/RU2112632C1/en active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2164196C2 (en) * | 1999-06-02 | 2001-03-20 | ОАО "Научно-производственное объединение энергетического машиностроения им.акад. В.П.Глушко" | Method for surfacing article |
| RU2163183C1 (en) * | 1999-11-01 | 2001-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью фирма "Директ" | Method for automatic electric-arc fusion of parts under flux layer |
| RU2163526C1 (en) * | 2000-05-23 | 2001-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью фирма "Директ" | Method for automatic electric arc fusion of coating under flux layer on inner cylindrical surface of article |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11759879B2 (en) | Synchronized rotating arc welding method and system | |
| RU2136464C1 (en) | Method of connection of metal parts by electric arc fusion welding | |
| US4229639A (en) | Energy beam welding method | |
| US4061264A (en) | Method for producing helical seam pipes | |
| RU2112632C1 (en) | Fusion method | |
| JPS55112181A (en) | Welding method for production of large-diameter thick-walled steel pipe | |
| US3573420A (en) | Process and apparatus for nonconsumable electrode overlay welding | |
| US5170031A (en) | Joining method | |
| CN108453349B (en) | Stainless steel pipeline welding method | |
| RU2117560C1 (en) | Method of automatic electric-arc deposition on articles under flux layer | |
| RU2108178C1 (en) | Method for welding tubes of clad band | |
| RU2231431C1 (en) | Method for electric arc welding of parts with large difference of their thickness | |
| SU1539011A1 (en) | Method of submerged arc built-up welding of cylindrical parts | |
| JPH01148469A (en) | Narrow gap submerged arc welding method | |
| JPH11129069A (en) | Circumferential welding method for fixed pipeline | |
| JPH11129068A (en) | Circumferential welding method for fixed pipeline | |
| SU1143553A1 (en) | Method of welding girth joints of multilayer shells | |
| SU1389962A1 (en) | Method of submerged arc-welding | |
| RU2847589C1 (en) | Laser-arc module for orbital laser-arc welding of non-rotary circular pipe joints, a laser-arc welding device used in the laser-arc module, and a method for orbital laser-arc welding of non-rotary circular pipe joints using same | |
| SU1757812A1 (en) | Annular butt welding method | |
| JPS6132094B2 (en) | ||
| SU1303314A1 (en) | Method of arc welding of multilayer annular seams | |
| JPH07266039A (en) | Automatic welding method for steel pipe circumference | |
| SU988490A1 (en) | Method of arc welding of butt joints | |
| SU831462A1 (en) | Method of automatic welding of non-rotary butts of tubes |