RU2090326C1 - Method of induction surface welding - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering; restoration and strengthening of cylindrical parts and units by induction metallurgical method. SUBSTANCE: to hold charge material containing magnetic components on surface of cylindrical parts it is sintered by flux part of charge using the heat of part preliminarily heated to 300-400 C. Surface formed by sintered charge is subjected to surface welding by induction metallurgical method observing the condition at which welding pool is horizontal plane. EFFECT: improved quality of surfacing. 4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к индукционно-металлургическим способам восстановления и упрочнения цилиндрических деталей и узлов. The invention relates to mechanical engineering, in particular to induction-metallurgical methods for the restoration and hardening of cylindrical parts and assemblies.

Известен способ индукционной наплавки [1] преимущественно для цилиндрических деталей, в котором наплавку ведут с использованием переставной формы, наплавляемую поверхность предварительно размечают по длине окружности на четное количество участков длиной, равной длине рабочей поверхности формы, присадочный материал наносят на горизонтально расположенный участок после установки на нем формы. The known method of induction surfacing [1] mainly for cylindrical parts, in which surfacing is carried out using a re-mold, the deposited surface is pre-marked along the circumference of the circle for an even number of sections with a length equal to the length of the working surface of the mold, filler material is applied to a horizontally located section after installation on mute forms.

Однако недостатком известного способа является то, что при использовании в присадочном материале ферромагнитных составляющих (при включении индуктора на нагрев), магнитная часть порошка притягивается к индуктору и процесс наплавки не идет. However, a disadvantage of the known method is that when ferromagnetic components are used in the filler material (when the inductor is turned on for heating), the magnetic part of the powder is attracted to the inductor and the surfacing process does not proceed.

Таким образом, используя известный способ наплавки, невозможно восстанавливать и упрочнять цилиндрические поверхности с высоким качеством, так как в основном все порошки для наплавки включают ферромагнитные составляющие, в том числе кремний, вливающий на магнитность. Кремний в свою очередь является легирующим элементом, улучшающим качество наплавляемого металла, и от него зависит мелкозернистость, жидкотекучесть, упругость, твердость и другие характеристики металла. Thus, using the known method of surfacing, it is impossible to restore and harden cylindrical surfaces with high quality, since basically all the powders for surfacing include ferromagnetic components, including silicon, which influences magnetism. Silicon, in turn, is an alloying element that improves the quality of the deposited metal, and fine grain, fluidity, elasticity, hardness and other characteristics of the metal depend on it.

За прототип выбран способ индукционной наплавки [2] заключающийся в том, что нанесение шихты на изделие производят в тот момент, когда она расположена над верхним витком индуктора и индуктор включен. Внешнее поле индуктора прижимает шихту к основной детали. Перераспределение ферромагнитных составляющих шихты не происходит, а расплавление флюса во время спекания шихты фиксирует равномерное распределение тугоплавких элементов по всему объему наплавляемого слоя. For the prototype, the method of induction surfacing [2] was selected, which consists in the fact that the charge is applied to the product at the moment when it is located above the upper coil of the inductor and the inductor is turned on. The external field of the inductor presses the charge to the main part. Redistribution of the ferromagnetic components of the mixture does not occur, and the melting of the flux during sintering of the mixture fixes a uniform distribution of refractory elements throughout the volume of the deposited layer.

Недостатком прототипа является то, что с его помощью невозможно осуществлять наплавки цилиндрических или других изделий с внешним замкнутым контуром, так как электромагнитное поле не может прижимать шихту с магнитными составляющими, а наоборот это поле притянет их и замкнет индуктор. The disadvantage of the prototype is that with its help it is impossible to surfacing cylindrical or other products with an external closed loop, since the electromagnetic field cannot press the charge with magnetic components, but rather this field will attract them and close the inductor.

Цель изобретения состоит в повышении качества наплавки деталей с замкнутым контуром (цилиндрических, конических, сферических и других имеющих сложный профиль). The purpose of the invention is to improve the quality of surfacing of parts with a closed loop (cylindrical, conical, spherical and others having a complex profile).

Для достижения указанной цели предлагается в известном способе наплавки, преимущественно для изделий с замкнутым контуром, включающем предварительный нагрев изделия и нанесение на него шихты, последнюю, имеющую в своем составе магнитные составляющие, спекают флюсовой частью шихты на поверхности изделия, которую нагревают предварительно до температуры 300-400^oC, при этом, нанося шихту, ее формируют в соответствии с конфигурацией изделия, а затем наплавляют индукционно-металлургическим способом, размещая сварочную ванну в горизонтальной плоскости.To achieve this goal, it is proposed in the known method of surfacing, mainly for products with a closed circuit, including preheating the product and applying the mixture onto it, the latter, having its magnetic components, sinter the flux part of the mixture on the surface of the product, which is preheated to a temperature of 300 -400 ^o C, while applying a charge, it is formed in accordance with the configuration of the product, and then surfaced by induction-metallurgical method, placing the weld pool in a horizontal glossiness.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен процесс нанесения шихты и формирование ее методом спекания. The invention is illustrated by the drawing, which shows the process of applying the mixture and its formation by sintering.

На фиг. 1 показана 1 фаза спекания; на фиг. 2 вторая фаза спекания; на фиг. 3 третья фаза спекания; на фиг. 4 последняя фаза спекания. In FIG. 1 shows 1 phase sintering; in FIG. 2 second sintering phase; in FIG. 3 third phase of sintering; in FIG. 4 last sintering phase.

Обозначения: изделие 1, трамбовочный скребок 2, шихта 3. Designations: product 1, ramming scraper 2, charge 3.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом. The proposed method is implemented as follows.

Цилиндрическую деталь 1 предварительно нагревают до температуры 300 - 400^oC. Шихту 3, в составе которой есть боросодержащие флюсы и магнитные составляющие (крупка, соединение порошкового материала на основе железа), насыпают на поверхность детали и формируют специально спрофилированным тромбовочным скребком 2 (см. фиг.1). Шихта припекается к поверхности детали за счет флюсовой части.The cylindrical part 1 is preheated to a temperature of 300 - 400 ^o C. The mixture 3, which contains boron-containing fluxes and magnetic components (grains, a compound of powder material based on iron), is poured onto the surface of the part and formed by a specially profiled thrombus scraper 2 (see figure 1). The mixture is baked to the surface of the part due to the flux part.

Затем деталь 1 проворачивается на 30^o (см. фиг. 2).Then part 1 is rotated 30 ^o (see Fig. 2).

Снова насыпают шихту и формируют внешний радиус наплавляемой поверхности. Далее процедура повторяется, пока вся поверхность детали 1 не сформируется припеченной шихтой (см. фиг. 3, 4). Толщину насыпки определяют из расчета усадки шихты после наплавки до 1/3 высоты насыпки. Again, the mixture is poured and the outer radius of the weld surface is formed. Next, the procedure is repeated until the entire surface of the part 1 is formed by a baked mixture (see Fig. 3, 4). The thickness of the fill is determined from the calculation of the shrinkage of the mixture after surfacing to 1/3 of the height of the fill.

После спекания и просушки шихты включают индуктор на оплавление и производят наплавку индукционно-металлургическим способом, соблюдая условие при котором расплавленная часть сварочной ванны находится в горизонтальной плоскости. After sintering and drying of the charge, the inductor is melted and the induction-metallurgical method is deposited, observing the condition under which the molten part of the weld pool is in a horizontal plane.

Предлагаемый способ наплавки по сравнению с известными позволяет повысить качество наплавки за счет предварительного спекания шихты, так как решает следующие вопросы:
позволяет удерживать шихтовый материал на поверхности детали различной геометрической формы (цилиндрической, сферической, криволинейных участках)
закрепляет магнитные составляющие шихты (это могут быть магнитные порошки на основе железа, крупка).The proposed method of surfacing in comparison with the known allows to increase the quality of surfacing due to preliminary sintering of the mixture, as it solves the following issues:
allows you to hold the charge material on the surface of the part of various geometric shapes (cylindrical, spherical, curved sections)
fixes the magnetic components of the mixture (it can be magnetic powders based on iron, grains).

шихта может быть любого состава, в том числе с содержанием карбидов, хрома, железа, кремния, кобальта и др. элементов. charge can be of any composition, including those with carbides, chromium, iron, silicon, cobalt and other elements.

благодаря спеканию шихты можно получать поверхности заданного состава, достигая требуемые свойства наплавленного слоя: коррозионные, жаропрочные, износостойкие (с заданными служебными характеристиками). due to the sintering of the charge, it is possible to obtain surfaces of a given composition, achieving the required properties of the deposited layer: corrosion, heat-resistant, wear-resistant (with specified service characteristics).

Claims (1)

Способ индукционной наплавки преимущественно изделий замкнутого контура, включающий нагрев изделия, нанесение на него шихты, имеющей в своем составе ферромагнитные составляющие, предварительное спекание шихты ее флюсовой частью на поверхности изделия и последующую наплавку, отличающийся тем, что изделие нагревают до нанесения на него шихты до 300 400^oС, формуют шихту в соответствии с геометрической формой изделия, а наплавку производят последовательно, размещая жидкую ванну в горизонтальной плоскости.The method of induction surfacing of predominantly closed-loop products, including heating the product, applying a mixture having ferromagnetic components on it, pre-sintering the mixture with its flux part on the surface of the product and subsequent surfacing, characterized in that the product is heated to load up to 300 400 ^o C, the mixture is formed in accordance with the geometric shape of the product, and surfacing is carried out sequentially by placing a liquid bath in a horizontal plane.

Images