способ восстановления деталей электрошлаковой наплавкой

Формула изобретения

Способ восстановления деталей электрошлаковой наплавкой, включающий закрепление детали и кокиля, расплавление расходуемого электрода в расплаве шлаковой ванны, отличающийся тем, что в качестве расходуемого электрода используют предварительно изготовленный пакет из нескольких прутков арматуры, форму которого задают в соответствии с размерами и формой плавильного пространства кокиля, при этом при изготовлении электрода сначала выравнивают пакет по торцу, а затем, по крайней мере, один из прутков в середине пакета выдвигают на 10-20 мм, после чего пакет фиксируют сваркой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к восстановлению деталей с большим износом электрошлаковым способом, например бил молотковых мельниц, коронок рыхлителей и др.

Известен способ восстановления деталей с большим износом электрошлаковой наплавкой, электродами большого сечения, включающий закрепление детали и кокиля, наведение шлаковой ванны посредством использования электропроводного в твердом состоянии флюса и расплавление расходуемого электрода (Электрошлаковая сварка и наплавка / Под ред. Б.Е.Патона. - М.: Машиностроение, 1980, с.43).

Недостатком способа является необходимость использования двух марок флюса, стартового электропроводного и основного.

В качестве ближайшего аналога выбран способ восстановления деталей электрошлаковой наплавкой, включающий закрепление детали и кокиля, расплавления в шлаковой ванне расходуемого электрода большого сечения, которому для стабилизации стартовой операции заостряют конец (Электрошлаковая сварка и наплавка / Под ред. Б.Е.Патона. - М.: Машиностроение, 1980, с.277-278).

Недостатком способа является снижение стабильности стартовой операции и усложнение процесса ее управления вследствие того, что по мере плавления заостренной части электрода изменяется (увеличивается) площадь его сечения, в результате снижается плотность тока и устойчивость горения дуги. Кроме того, при данном способе повышается трудоемкость изготовления электрода с заостренным концом.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение стабильности стартовой операции при электрошлаковой наплавке за счет увеличения плотности тока и снижение трудоемкости изготовления электродов с заданным сечением.

Указанная техническая задача решается тем, что в способе восстановления деталей электрошлаковой наплавкой, включающем закрепление детали и кокиля, расплавление расходуемого электрода в расплаве шлаковой ванны, в отличие от прототипа, в качестве расходуемого электрода используют предварительно изготовленный пакет из нескольких прутков арматуры, форму которого задают в соответствии с размерами и формой плавильного пространства кокиля, при этом при изготовлении электрода сначала выравнивают пакет по торцу, а затем, по крайней мере, один из прутков в середине пакета выдвигают на 10-20 мм, после чего пакет фиксируют сваркой.

При «твердом» старте между электродом и подложкой (деталью) разжигается электрическая дуга, за счет тепла которой плавится флюс. Однако процесс зажигания дуги при электрошлаковой наплавке, заключающийся в перегорании перемычки (вылета электрода), является трудноконтролируемым. Здесь требуется в короткий промежуток времени поддерживать стабильность сварочной дуги, варьируя одновременно подаваемым напряжением и величиной межэлектродного зазора. В противном случае дуга может «потухнуть», и попавший в зазор флюс не даст разжечь ее снова, либо электрод может «привариться» к подложке (детали), что в том и другом случае требует весь процесс наплавки начинать заново.

Использование в качестве электрода большого сечения прутков арматуры, собранных в один пакет, позволяет довольно просто изготавливать электроды требуемого сечения в зависимости от формы плавильного пространства, а выдвижение одного из прутков за торец пакета позволяет стабилизировать стартовую операцию за счет использования малого сечения электрода в режиме старта и соответственно увеличения плотности тока, в результате чего повышается стабильность горения электрической дуги.

Пример выполнения способа.

Проводят восстановление бил молотковых мельниц электрошлаковой наплавкой. Предварительно изношенные била отрезают на вертикальном ленточном станке для получения ровной торцевой поверхности. Далее изношенное било закрепляют в специальной установке для ЭШН вертикально, а сверху устанавливают медный водоохлаждаемый кокиль. Исходя из геометрических размеров и формы плавильного пространства и необходимых технологических зазоров между внутренними стенками кокиля и расходуемого электрода выбирают диаметр прутков арматуры и их количество. В данном случае берут пять прутков арматуры диаметром 20 мм из стали 25 Г2С. Затем производят сборку прутков в плоский пакет, причем средний пруток выдвигают на 10-20 мм от торца остальных прутков и фиксируют пакет сваркой. Устанавливают полученный расходуемый электрод в держателе электрошлаковой установки, вводят его в плавильное пространство до соприкосновения выступающей части электрода с поверхностью изношенной билы, засыпают флюс и осуществляют наплавку.

Серия пробных плавок показала, что при использовании предлагаемого способа с использованием в качестве электрода большого сечения арматуры, собранной в пакет таким образом, что один из прутков выдвинут за его торец, процесс стартовой операции происходит стабильно без «затухания» электрической дуги и «приваривания» электрода к поверхности наплавляемой детали.

Таким образом, применение предлагаемого способа обеспечивает повышение стабильности стартовой операции и значительное снижение количества брака на начальной фазе процесса, а также снижает трудоемкость изготовления электродов с заданным сечением и формой плавильного пространства.