RU2815965C1 - Method of plasma surfacing and welding by combination of arcs - Google Patents
Method of plasma surfacing and welding by combination of arcs Download PDFInfo
- Publication number
- RU2815965C1 RU2815965C1 RU2023119655A RU2023119655A RU2815965C1 RU 2815965 C1 RU2815965 C1 RU 2815965C1 RU 2023119655 A RU2023119655 A RU 2023119655A RU 2023119655 A RU2023119655 A RU 2023119655A RU 2815965 C1 RU2815965 C1 RU 2815965C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plasma
- arc
- filler wire
- welding
- surfacing
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 55
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000004157 plasmatron Methods 0.000 claims description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 6
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 abstract description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 11
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910021652 non-ferrous alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000009418 renovation Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области сварки и наплавки, в частности послойной плазменной наплавки для аддитивного формирования металлических изделий и может найти широкое применение в машиностроении и других отраслях промышленности при сварке и наплавке металлов, ремонте изношенных деталей (реновации); выращивании деталей (3D-печать).The invention relates to the field of welding and surfacing, in particular layer-by-layer plasma surfacing for the additive formation of metal products and can find wide application in mechanical engineering and other industries for welding and surfacing of metals, repair of worn parts (renovation); growing parts (3D printing).
Известен способ плазменной сварки в среде аргона комбинацией сжатой дуги прямого действия и свободной дуги, по которому к неплавящемуся электроду подключают отрицательный полюс сварочного источника питания, а к изделию его положительный полюс, производят боковую подачу присадочной проволоки (плавящегося электрода), плавящийся электрод, подключают через балластное сопротивление к положительному полюсу источника питания, зажигают сжатую дугу прямого действия прямой полярности между неплавящимся электродом и изделием, подают плавящийся электрод (присадочную проволоку) в дугу прямого действия, зажигая свободную дугу между неплавящимся электродом и присадочной проволокой (см. статью И.Е. Тавер, М.Х. Шоршоров «Сварка стали двойной плазменной струей», Сварочное производство, 1971 г, №10, С. 26-28).There is a known method of plasma welding in an argon environment using a combination of a compressed direct arc and a free arc, in which the negative pole of the welding power source is connected to a non-consumable electrode, and its positive pole is connected to the product, a filler wire (consumable electrode) is supplied sideways, the consumable electrode is connected through ballast resistance to the positive pole of the power source, ignite a compressed direct arc of direct polarity between the non-consumable electrode and the product, feed the consumable electrode (filler wire) into the direct arc, igniting a free arc between the non-consumable electrode and the filler wire (see article by I.E. Taver, M.H. Shorshorov “Welding steel with a double plasma jet”, Welding production, 1971, No. 10, pp. 26-28).
Признаки известного способа, совпадающие с признаками заявляемого изобретения, заключаются в том, что сварку и наплавку выполняют сжатой дугой прямого действия с использованием присадочной проволоки, на которую горит дуга.The features of the known method, which coincide with the features of the claimed invention, are that welding and surfacing are performed with a compressed direct arc using a filler wire on which the arc burns.
Причина, препятствующая получению в известном способе технического результата, который обеспечивается заявляемым изобретением, заключается в том, что в сжатую дугу прямого действия, расположенную нормально к обрабатываемой поверхности, производится боковая подача присадочной проволоки. Это приводит к тому, что при необходимости наложения сварных швов или наплавляемых валиков по сложной траектории (что особенно часто бывает при аддитивном формировании изделий послойной наплавкой), нарушается геометрия формируемых валиков в результате изменения направления подачи присадочной проволоки относительно оси шва или валика, что приводит к снижению качества готовой продукции. Кроме того, процесс сопровождается разбрызгиванием металла, т. к. проволока плавится на весу.The reason that prevents the known method from obtaining the technical result that is provided by the claimed invention is that filler wire is fed laterally into a compressed direct-action arc located normal to the surface being machined. This leads to the fact that if it is necessary to apply welds or weld beads along a complex trajectory (which is especially common in the additive formation of products by layer-by-layer surfacing), the geometry of the formed beads is disrupted as a result of a change in the direction of feed of the filler wire relative to the axis of the weld or bead, which leads to reduction in the quality of finished products. In addition, the process is accompanied by metal spattering, since the wire melts on weight.
Известен способ плазменной сварки с использованием тугоплавкой вставки из вольфрама, установленной в металлическое сопло плазмотрона (в торцевую часть). К неплавящемуся электроду подключают отрицательный полюс сварочного источника питания. Зажигают дугу с неплавящегося электрода плазмотрона на изделие. При превышении током сжатой дуги прямого действия прямой полярности порога аварийного двойного дугообразования на кромке выходного отверстия сопла плазменной горелки возникает шунтирующая дуга, которая, перемещаясь по этой кромке, достигает вставки, фиксируется на ней и в дальнейшем горит со вставки (см. АС №721273 СССР, опубл. 15.03.80 г., Бюл. №10).There is a known method of plasma welding using a refractory tungsten insert installed in the metal nozzle of a plasma torch (in the end part). The negative pole of the welding power source is connected to the non-consumable electrode. Light an arc from the non-consumable electrode of the plasma torch onto the product. When the direct action compressed arc current exceeds the emergency double arcing threshold, a shunt arc appears at the edge of the plasma torch nozzle outlet, which, moving along this edge, reaches the insert, is fixed on it and subsequently burns from the insert (see AS No. 721273 of the USSR , published March 15, 1980, Bulletin No. 10).
Признаки известного способа, совпадающие с признаками заявляемого изобретения, заключаются в том, что плазменную сварку и наплавку осуществляют плазмотроном с тугоплавкой вставкой, установленной в плазмообразующее сопло плазмотрона.The features of the known method, which coincide with the features of the claimed invention, are that plasma welding and surfacing is carried out with a plasma torch with a refractory insert installed in the plasma-forming nozzle of the plasma torch.
Причина, препятствующая получению в известном способе технического результата, который обеспечивается заявляемым изобретением, заключается в том, что дуга с тугоплавкой вставки, расположенной на торце плазмообразующего сопла соосно плазмообразующему каналу горит на изделие параллельно плазменной дуге (прямого действия), а присадочная проволока (при необходимости) будет подаваться сбоку. Это приводит к тому, что при необходимости наложения сварных швов или наплавляемых валиков по сложной траектории (что особенно часто бывает при аддитивном формировании изделий послойной наплавкой), нарушается геометрия формируемых валиков в результате изменения направления действия двух последовательно расположенных дуг и направления подачи проволоки относительно оси шва или валика, что приводит к снижению качества готовой продукции.The reason that prevents the known method from obtaining the technical result that is provided by the claimed invention is that the arc with a refractory insert located at the end of the plasma-forming nozzle coaxially with the plasma-forming channel burns onto the product parallel to the plasma arc (direct action), and the filler wire (if necessary ) will be fed from the side. This leads to the fact that if it is necessary to apply welds or weld beads along a complex trajectory (which is especially common in the additive formation of products by layer-by-layer surfacing), the geometry of the formed beads is disrupted as a result of changing the direction of action of two successively located arcs and the direction of wire feed relative to the axis of the weld or roller, which leads to a decrease in the quality of the finished product.
Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ сварки и наплавки комбинацией сжатой и свободной дуг (см. патент на изобретение РФ №2763912 опубл. 10.11.22), при котором сжатую дугу прямого действия получают между неплавящимся электродом плазмотрона и изделием от первого источника питания, подключенного к неплавящемуся электроду плазматрона и изделию, а свободную дугу формируют от второго источника питания, полюсы которого подключены к присадочной проволоке (плавящемуся электроду) и соплу плазмотрона, при этом упомянутую свободную дугу формируют между неплавящейся (высокотемпературной) вставкой, установленной в сопле плазмотрона и присадочной проволокой. Производится боковая подача присадочной проволоки. Дуга на присадочную проволоку горит с тугоплавкой вставки, закрепленной в торце сопла плазмотрона. Высокотемпературная вставка может располагаться позади или впереди сжатой дуги по отношению к направлению сварки. Данный способ принят за прототип.The closest method of the same purpose to the claimed invention in terms of the combination of characteristics is the method of welding and surfacing using a combination of compressed and free arcs (see RF patent for invention No. 2763912 published on 11/10/22), in which a direct compressed arc is obtained between the non-consumable electrode of the plasma torch and the product from the first power source connected to the non-consumable electrode of the plasmatron and the product, and a free arc is formed from the second power source, the poles of which are connected to the filler wire (consumable electrode) and the plasmatron nozzle, while the said free arc is formed between the non-consumable (high-temperature) insert, installed in the plasmatron nozzle and filler wire. The filler wire is supplied from the side. The arc on the filler wire burns with a refractory insert fixed at the end of the plasmatron nozzle. The high temperature insert can be located behind or ahead of the compressed arc in relation to the welding direction. This method is adopted as a prototype.
Признаки известного способа, совпадающие с признаками заявляемого изобретения, заключаются в том, что сварку и наплавку выполняют комбинацией сжатой и свободной дуги, питаемых от отдельных источников питания, сжатая дуга горит на изделие от первого источника питания, свободную дугу формируют между высокотемпературной вставкой, закрепленной в сопле плазмотрона и присадочной проволокой от второго источника питания, полюсы которого подключены к присадочной проволоке (плавящемуся электроду) и соплу плазмотрона.The features of the known method, which coincide with the features of the claimed invention, are that welding and surfacing are performed by a combination of a compressed and free arc, powered from separate power sources, the compressed arc burns on the product from the first power source, the free arc is formed between a high-temperature insert fixed in plasmatron nozzle and filler wire from a second power source, the poles of which are connected to the filler wire (consumable electrode) and the plasmatron nozzle.
Причина, препятствующая получению в известном способе технического результата, который обеспечивается заявляемым изобретением, заключается в том, что сжатую дугу прямого действия получают между неплавящимся электродом плазмотрона и изделием от первого источника питания, подключенного к неплавящемуся электроду плазматрона и изделию, производят боковую подачу присадочной проволоки, а подключение второго источника питания к присадочной проволоке (плавящемуся электроду) и соплу плазмотрона обеспечивает горение дуги между присадочной проволокой и, закрепленной в торце сопла плазмотрона, высокотемпературной вставкой. Высокотемпературная вставка может располагаться позади или впереди сжатой дуги по отношению к направлению сварки. Это приводит к тому, что при необходимости наложения сварных швов или наплавляемых валиков по сложной траектории (что особенно часто бывает при аддитивном формировании изделий послойной наплавкой), нарушается геометрия формируемых валиков в результате изменения направления подачи проволоки относительно оси шва или валика, что приводит к снижению качества готовой продукции. Кроме того, плавление присадочной проволоки на весу со смещением относительно оси сжатой дуги, ведет к повышенному разбрызгиванию металла и увеличению неравномерности размеров наплавляемых валиков при изменении траектории наплавки.The reason that prevents the known method from obtaining the technical result that is provided by the claimed invention is that a compressed direct-action arc is obtained between the non-consumable electrode of the plasmatron and the product from the first power source connected to the non-consumable electrode of the plasmatron and the product, and the filler wire is supplied sideways, and connecting the second power source to the filler wire (consumable electrode) and the plasmatron nozzle ensures the combustion of an arc between the filler wire and a high-temperature insert fixed at the end of the plasmatron nozzle. The high temperature insert can be located behind or ahead of the compressed arc in relation to the welding direction. This leads to the fact that if it is necessary to apply welds or welded beads along a complex trajectory (which is especially common in the additive formation of products by layer-by-layer surfacing), the geometry of the formed beads is disrupted as a result of a change in the direction of wire feed relative to the axis of the weld or bead, which leads to a decrease quality of finished products. In addition, the melting of the filler wire on weight with a displacement relative to the axis of the compressed arc leads to increased spattering of the metal and an increase in the uneven size of the deposited beads when the deposition trajectory changes.
Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в разработке способа сварки и наплавки с высокой производительностью, с широким регулированием толщины наплавленного слоя при использовании присадочной проволоки различного диаметра, обеспечивающего возможность наложения швов по сложной траектории, что особенно важно при трехмерной наплавке заготовок любой конфигурации, повышении устойчивости процесса и устранении разбрызгивания присадочного металла.The problem to be solved by the invention is to develop a method of welding and surfacing with high productivity, with wide control of the thickness of the deposited layer when using filler wire of various diameters, providing the ability to apply seams along a complex trajectory, which is especially important when three-dimensional surfacing of workpieces of any configuration, increasing process stability and eliminating filler metal spatter.
Техническим результатом изобретения является возможность получать высококачественные сварные швы и наплавленные слои различной толщины и металлические заготовки изделий, получаемых послойной наплавкой, различной конфигурации с высокими эксплуатационными показателями из высоколегированных сплавов и цветных металлов.The technical result of the invention is the ability to produce high-quality welds and deposited layers of various thicknesses and metal blanks of products obtained by layer-by-layer surfacing, of various configurations with high performance indicators from high-alloy alloys and non-ferrous metals.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе сварку и наплавку выполняют плазмотроном, по оси которого подают присадочную проволоку (плавящийся электрод), на присадочную проволоку горит свободная дуга с высокотемпературной вставки, которую закрепляют в канале плазмообразующего сопла по нормали к оси канала, от источника питания, полюсы которого подключены к присадочной проволоке и соплу плазмотрона, а сжатую дугу формируют между высокотемпературной вставкой и изделием от источника питания подключенного к плазмообразующему соплу плазмотрона и изделию.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known method, welding and surfacing is performed with a plasmatron, along the axis of which a filler wire (consumable electrode) is supplied; a free arc burns onto the filler wire from a high-temperature insert, which is fixed in the channel of the plasma-forming nozzle normal to the axis channel, from a power source, the poles of which are connected to the filler wire and the plasma torch nozzle, and a compressed arc is formed between the high-temperature insert and the product from the power source connected to the plasma nozzle of the plasma torch and the product.
Согласно изобретению, присадочная проволока, подаваемая по оси плазмотрона, нагревается дугой, горящей между высокотемпературной вставкой, которую закрепляют в канале плазмообразующего сопла по нормали к оси канала и присадочной проволокой от отдельного источника питания, а также сжатой дугой, горящей между высокотемпературной (вольфрамовой) вставкой и изделием. При этом присадочная проволока может плавиться на весу или в сварочной ванне. Сжатая дуга между высокотемпературной вставкой и изделием подогревает и оплавляет поверхность изделия, обеспечивая качественное сплавление электродного металла.According to the invention, the filler wire fed along the axis of the plasma torch is heated by an arc burning between a high-temperature insert, which is fixed in the channel of the plasma-forming nozzle normal to the channel axis and the filler wire from a separate power source, as well as a compressed arc burning between the high-temperature (tungsten) insert and the product. In this case, the filler wire can melt by weight or in the weld pool. The compressed arc between the high-temperature insert and the product heats and melts the surface of the product, ensuring high-quality fusion of the electrode metal.
Новые признаки способа заключаются в том, что присадочную проволоку подают по оси плазмотрона по нормали к поверхности изделия, дуга на присадочную проволоку горит с высокотемпературной вставки, установленной в канале плазмообразующего сопла по нормали к оси сопла (плазмотрона), сжатая дуга на изделие горит с высокотемпературной вставки, электродная проволока может плавиться на весу или в сварочной ванне.New features of the method are that the filler wire is fed along the axis of the plasma torch normal to the surface of the product, the arc onto the filler wire burns from a high-temperature insert installed in the channel of the plasma-forming nozzle normal to the axis of the nozzle (plasma torch), the compressed arc onto the product burns from a high-temperature inserts, the electrode wire can be melted by weight or in the weld pool.
Отличительные признаки, в совокупности с известными, обеспечивают сварку и наплавку с высокой производительностью при минимальном проплавлении и перемешивании с основным металлом, с широким регулированием толщины наплавленного слоя при использовании присадочной проволоки различного диаметра, обеспечивающего возможность наложения швов по сложной траектории, что особенно важно при трехмерной наплавке заготовок любой конфигурации, повышение устойчивости процесса и устранение разбрызгивания присадочного металла.Distinctive features, in combination with the known ones, provide welding and surfacing with high productivity with minimal penetration and mixing with the base metal, with wide control of the thickness of the deposited layer when using filler wire of various diameters, providing the ability to apply welds along a complex trajectory, which is especially important in three-dimensional surfacing of workpieces of any configuration, increasing process stability and eliminating filler metal spatter.
Высокая производительность сварки и наплавки обеспечивается высокой скоростью плавления присадочной проволоки нагреваемой дугой, горящей между высокотемпературной вставкой, установленной в боковой (цилиндрической, внутренней) поверхности плазмообразующего сопла (канала) по нормали к оси сопла (плазмотрона), и присадочной проволокой от отдельного источника питания, а также сжатой дугой, горящей между высокотемпературной (вольфрамовой) вставкой и изделием, а нагрев изделия, определяющий глубину проплавления и качество сплавления присадочного материала определяется мощностью дуги, горящей между высокотемпературной вставкой и изделием. Повышение устойчивости и устранение разбрызгивания присадочного металла определяются подачей присадочной проволоки по нормали к поверхности изделия и отсутствием дуги с нее на изделие.High productivity of welding and surfacing is ensured by the high melting rate of the filler wire by a heated arc burning between a high-temperature insert installed in the side (cylindrical, internal) surface of the plasma-forming nozzle (channel) normal to the axis of the nozzle (plasma torch), and the filler wire from a separate power source, as well as a compressed arc burning between the high-temperature (tungsten) insert and the product, and the heating of the product, which determines the depth of penetration and the quality of fusion of the filler material, is determined by the power of the arc burning between the high-temperature insert and the product. Increasing stability and eliminating filler metal spatter is determined by feeding the filler wire normal to the surface of the product and the absence of an arc from it to the product.
На фиг. 1 показана схема способа плазменной сварки и наплавки.In fig. Figure 1 shows a diagram of the plasma welding and surfacing method.
На фиг. 2 - стенка из титанового сплава ВТ6, выращенная послойной плазменной наплавкой комбинацией дуг.In fig. 2 - wall made of titanium alloy VT6, grown by layer-by-layer plasma surfacing using a combination of arcs.
Осуществление способа плазменной сварки и наплавки заключаются в следующем.The implementation of the plasma welding and surfacing method is as follows.
На фиг. 1 показана схема способа плазменной сварки и наплавки. По оси плазмообразующего сопла 1 плазмотрона подается присадочная проволока 2, в канале плазмообразующего сопла 1 по нормали к оси сопла (плазмотрона) установлена высокотемпературная вставка 3, источник питания сварочного тока 4 подключен своими полюсами к плазмообразующему соплу 1 и присадочной проволоке 2. Присадочная проволока 2 подается по нормали к поверхности изделия 5. Второй источник питания сварочного тока 6 подключен своими полюсами к плазмообразующему соплу 1 и изделию 5. В плазмообразующее сопло 1 плазмотрона подается плазмообразующий газ аргон, между присадочной проволокой 2 и высокотемпературной вставкой 3 возбуждают свободную электрическую дугу 7 от источника 4, между высокотемпературной вставкой и изделием формируют сжатую дугу 8. Нагрев присадочной проволоки 2 осуществляют свободной дугой 7 и сжатой дугой 8, плавление проволоки может осуществляться на весу или непосредственно в сварочной ванне. Нагрев изделия 5 производят сжатой дугой 8.In fig. Figure 1 shows a diagram of the plasma welding and surfacing method. Filler wire 2 is supplied along the axis of the plasma-forming nozzle 1 of the plasma torch, a high-temperature insert 3 is installed in the channel of the plasma-forming nozzle 1 normal to the axis of the nozzle (plasma torch), the welding current power source 4 is connected with its poles to the plasma-forming nozzle 1 and filler wire 2. Filler wire 2 is supplied normal to the surface of the product 5. The second power source of the welding current 6 is connected by its poles to the plasma-forming nozzle 1 and the product 5. The plasma-forming gas argon is supplied to the plasma-forming nozzle 1 of the plasma torch, and a free electric arc 7 is excited between the filler wire 2 and the high-temperature insert 3 from the source 4 , a compressed arc 8 is formed between the high-temperature insert and the product. The filler wire 2 is heated by a free arc 7 and a compressed arc 8; the wire can be melted by weight or directly in the weld pool. The product 5 is heated by a compressed arc 8.
Осуществление способа происходит в следующей последовательности: подают плазмообразующий газ (аргон) в плазмообразующее сопло 1, включают источники питания 4 и 6, включают подачу присадочной проволоки 2, одновременно высоковольтным высокочастотным разрядом возбуждают свободную электрическую дугу 7 между высокотемпературной вставкой 3 и присадочной проволокой 2, питаемую от источника 4, сжатая дуга 8, питаемая от второго источника 6, самопроизвольно возбуждается с высокотемпературной вставки 3 на изделие 5, включается перемещение плазмотрона, формируется сварной шов или наплавочный валик. Направление перемещения плазмотрона не влияет на стабильность геометрических размеров сварного шва.The method is carried out in the following sequence: a plasma-forming gas (argon) is supplied to the plasma-forming nozzle 1, power sources 4 and 6 are turned on, the supply of filler wire 2 is turned on, and at the same time a free electric arc 7 is excited by a high-voltage high-frequency discharge between the high-temperature insert 3 and the filler wire 2, powered from source 4, the compressed arc 8, powered from the second source 6, is spontaneously excited from the high-temperature insert 3 to the product 5, the plasmatron moves, and a weld or surfacing bead is formed. The direction of movement of the plasma torch does not affect the stability of the geometric dimensions of the weld.
При осуществлении способа ток дуги с высокотемпературной вставки на присадочную проволоку можно менять в пределах 50-250 А, ток сжатой дуги - 50-250 А, диаметр присадочной проволоки - 1,2 - 3,0 мм, скорость подачи проволоки - 1,5-15 м/мин, скорость сварки (наплавки) 12-60 м/час.When implementing the method, the arc current from the high-temperature insert to the filler wire can be changed within 50-250 A, the compressed arc current - 50-250 A, filler wire diameter - 1.2 - 3.0 mm, wire feed speed - 1.5 - 15 m/min, welding (surfacing) speed 12-60 m/hour.
Заявляемый способ можно использовать для сварки и наплавки легированных сталей и сплавов цветных металлов.The inventive method can be used for welding and surfacing of alloy steels and non-ferrous alloys.
Заявляемый способ иллюстрируется следующим примером.The inventive method is illustrated by the following example.
При осуществлении способа осуществляли послойную наплавку стенки из титанового сплава ВТ6. Диаметр присадочной проволоки был 1,6 мм, ток сжатой дуги - 180 А, диаметр плазмообразующего сопла 7 мм, расход плазмообразующего газа (аргон) 5,0 л/мин, защитного газа (аргон) 7,0 л/мин, ток через между присадочной проволокой и высокотемпературной вставкой 100А, скорость подачи присадочной проволоки - 4 м/мин, скорость наплавки 30 м/час. Ширина наплавляемого валика составила 10 мм, толщина стенки - 24 мм (в слое три параллельные дорожки с перекрытием) боковая поверхность стенки имеет минимальную волнистость. На фиг. 2 представлен внешний вид стенки из титанового сплава ВТ6, полученной послойной плазменной наплавкой заявляемым способом, Металл, полученный послойной плазменной наплавкой по заявляемому способу, не содержит внутренних дефектов. Процесс отличается высокой стабильностью, отсутствует разбрызгивание присадочного материала.When implementing the method, layer-by-layer surfacing of a wall made of titanium alloy VT6 was carried out. The diameter of the filler wire was 1.6 mm, the compressed arc current was 180 A, the diameter of the plasma-forming nozzle was 7 mm, the flow rate of plasma-forming gas (argon) was 5.0 l/min, the shielding gas (argon) was 7.0 l/min, the current through between filler wire and high-temperature insert 100A, filler wire feed speed - 4 m/min, deposition speed 30 m/hour. The width of the deposited bead was 10 mm, the wall thickness was 24 mm (there are three parallel tracks with overlap in the layer), the side surface of the wall has minimal waviness. In fig. Figure 2 shows the appearance of a wall made of titanium alloy VT6, obtained by layer-by-layer plasma surfacing by the claimed method. The metal obtained by layer-by-layer plasma surfacing by the claimed method does not contain internal defects. The process is highly stable and there is no splashing of filler material.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2815965C1 true RU2815965C1 (en) | 2024-03-25 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU721273A1 (en) * | 1978-08-29 | 1980-03-15 | Тольяттинский политехнический институт | Burner for treating metal by pressure arc |
| RU2319584C1 (en) * | 2006-05-26 | 2008-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Electric arc surfacing and welding method with combination type gas shield |
| JP2010069494A (en) * | 2008-09-17 | 2010-04-02 | Daihen Corp | Two-wire welding method |
| RU2763912C1 (en) * | 2021-03-30 | 2022-01-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тольяттинский государственный университет" | Method for plasma surfacing and welding by combination of arcs |
| RU2763808C1 (en) * | 2021-03-11 | 2022-01-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тольяттинский государственный университет" | Welding method by combination of compressed and free arcs |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU721273A1 (en) * | 1978-08-29 | 1980-03-15 | Тольяттинский политехнический институт | Burner for treating metal by pressure arc |
| RU2319584C1 (en) * | 2006-05-26 | 2008-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Electric arc surfacing and welding method with combination type gas shield |
| JP2010069494A (en) * | 2008-09-17 | 2010-04-02 | Daihen Corp | Two-wire welding method |
| RU2763808C1 (en) * | 2021-03-11 | 2022-01-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тольяттинский государственный университет" | Welding method by combination of compressed and free arcs |
| RU2763912C1 (en) * | 2021-03-30 | 2022-01-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тольяттинский государственный университет" | Method for plasma surfacing and welding by combination of arcs |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11759879B2 (en) | Synchronized rotating arc welding method and system | |
| KR102090841B1 (en) | Dc electrode negative rotating arc welding method and system | |
| US9718147B2 (en) | Method and system to start and use combination filler wire feed and high intensity energy source for root pass welding of the inner diameter of clad pipe | |
| US2756311A (en) | High-speed tandem arc working | |
| US3956610A (en) | Method for welding iron steel and nonferrous alloy | |
| WO2011058420A1 (en) | Method of pulse arc welding root pass of a butt weld joint | |
| US20140027422A1 (en) | Adaptable rotating arc welding method and system | |
| EP2596896B1 (en) | Welding system and process with a laser device, a GMAW device and a GTAW device | |
| CN101590572A (en) | The vertical double-sided double-arc plasma symmetry welding method | |
| CN104014933B (en) | A kind of method of laser-TOPTIG composite welding | |
| CN108453351B (en) | Aluminum pipe welding method | |
| US5945014A (en) | Method of arc welding heavy steel plates | |
| RU2815965C1 (en) | Method of plasma surfacing and welding by combination of arcs | |
| RU2815524C1 (en) | Method of plasma welding and surfacing | |
| Blackman et al. | High-speed tandem GMAW for pipeline welding | |
| RU2640105C1 (en) | Method of hybrid laser-arc welding | |
| US20180050413A1 (en) | Systems and methods for changing electrodes in continuous welding processes | |
| JP4890179B2 (en) | Plasma MIG welding method | |
| Kah et al. | Modified GMAW processes: Control of heat input | |
| Motta et al. | A Study on out-of-phase current pulses of the double wire MIG/MAG process with insulated potentials on coating applications: part I | |
| RU2648618C1 (en) | Method of automatic welding by the combination of arcs | |
| RU2831172C1 (en) | Method of double-arc surfacing with consumable electrodes | |
| Polevoy et al. | The use of additional filler wire to solve the tandem GMAW issues | |
| Kumar et al. | Arc-Based Additive Manufacturing | |
| Schartner et al. | Impact of novel arc control mechanisms on the properties of gas metal arc (GMA) tandem welding |