RU2262432C1 - Method and apparatus for restoring inner cylindrical surfaces - Google Patents
Method and apparatus for restoring inner cylindrical surfaces Download PDFInfo
- Publication number
- RU2262432C1 RU2262432C1 RU2004106299/02A RU2004106299A RU2262432C1 RU 2262432 C1 RU2262432 C1 RU 2262432C1 RU 2004106299/02 A RU2004106299/02 A RU 2004106299/02A RU 2004106299 A RU2004106299 A RU 2004106299A RU 2262432 C1 RU2262432 C1 RU 2262432C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- surfacing
- welding
- head
- guide support
- welding head
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам восстановления поврежденных металлических поверхностей и может быть использовано при ремонте цилиндрических отверстий в неповоротных узлах стационарного оборудования, например корпуса паровой турбины, барабана котла, по месту установки этого оборудования для восстановления прежних или получения новых параметров этих отверстий.The invention relates to methods for repairing damaged metal surfaces and can be used in the repair of cylindrical holes in fixed components of stationary equipment, for example, a steam turbine housing, a boiler drum, at the installation site of this equipment to restore old or obtain new parameters for these holes.
Хорошо известным и часто применяемым является способ электродуговой наплавки деталей при ремонте крупногабаритных узлов, заключающийся в удалении абразивным инструментом локальных повреждений, наплавке выборок ручной дуговой сваркой с использованием штучных электродов и последующей зачистке мест повреждений.Well-known and often used is the method of electric arc surfacing of parts during repair of large-sized units, which consists in the removal of local damage by an abrasive tool, surfacing of samples by manual arc welding using piece electrodes and the subsequent cleaning of the damage sites.
Простота известного способа, однако, не компенсирует его объективные недостатки, отрицательно влияющие на качество наплавленного слоя металла, а именно, прерывистость процесса наплавки в связи с конечной длиной электродов, что повышает вероятность появления дефектов в основном и наплавленном металле в местах возбуждения и гашения дуги. Объемная неравномерность разогрева металла при наплавке локальных выборок для некоторых марок сталей недопустима. Кроме того, наплавка выборок на внутренней поверхности отверстий весьма затруднительна, а иногда и невозможна в связи с тем, что электрод имеет определенную длину, а возможность манипуляций электродом в малых объемах и стесненных пространствах, в частности, в глубоких отверстиях небольшого диаметра, крайне ограничена.The simplicity of the known method, however, does not compensate for its objective disadvantages that adversely affect the quality of the deposited metal layer, namely, the discontinuity of the surfacing process due to the finite length of the electrodes, which increases the likelihood of defects in the base and deposited metal in the places of arc excitation and extinction. Volume uneven heating of the metal during surfacing of local samples for some steel grades is unacceptable. In addition, surfacing of samples on the inner surface of the holes is very difficult and sometimes impossible due to the fact that the electrode has a certain length, and the possibility of manipulating the electrode in small volumes and cramped spaces, in particular in deep holes of small diameter, is extremely limited.
Для некоторых групп сталей, например теплоустойчивой низколегированной стали 15Х1М1ФЛ, применяемой для изготовления корпусов паровых турбин, использование сварки при ремонте поверхностей требует выполнения дополнительных технологических операций, а именно предварительного подогрева поверхности до 300-350°С. Это усложняет процесс ремонта методом ручной дуговой сварки и делает непредсказуемым качество наплавленного металла из-за наличия человеческого фактора.For some groups of steels, for example, heat-resistant low-alloy steel 15X1M1FL, used for the manufacture of steam turbine casings, the use of welding in the repair of surfaces requires additional technological operations, namely, preliminary heating of the surface to 300-350 ° С. This complicates the repair process by manual arc welding and makes the quality of the deposited metal unpredictable due to the presence of the human factor.
Предварительный подогрев поверхности применяется, например, в известном способе ремонта деталей металлургического оборудования, включающем удаление дефектов путем механической обработки трещин на глубину 0,8-1,0 максимальной глубины их проникновения, предварительный подогрев до температуры, не превышающей 400°С, и многослойную наплавку с последующей механической обработкой. Наплавку первого слоя осуществляют на сварочном токе, равном 1,2-1,5 значения, при котором осуществляют наплавку последующих слоев, а перекрытие соседних швов при наплавке первого слоя не превышает 45% (пат. РФ №2104141, В 23 Р 6/00, 1996).Surface preheating is used, for example, in the known method of repairing parts of metallurgical equipment, including the removal of defects by machining cracks to a depth of 0.8-1.0 maximum penetration depth, preheating to a temperature not exceeding 400 ° C, and multilayer surfacing followed by machining. Surfacing of the first layer is carried out at a welding current equal to 1.2-1.5 values, at which surfacing of the subsequent layers is carried out, and the overlapping of adjacent seams during surfacing of the first layer does not exceed 45% (US Pat. RF No. 2104141, 23 P 6/00 , 1996).
Кроме необходимости предварительного подогрева, главным недостатком указанного способа в данном случае является то, что он непригоден для ремонта неповоротных деталей.In addition to the need for preheating, the main disadvantage of this method in this case is that it is unsuitable for the repair of fixed parts.
Известен способ автоматической электродуговой наплавки изделий под слоем флюса, при котором наплавку осуществляют непрерывной дугой по спирали, удаляя с поверхности наплавляемого валика шлаковую корку. Наплавку каждого слоя осуществляют по многозаходной спирали последовательным наплавлением спиральных валиков. Каждый последующий валик наплавляют со смещением относительно предыдущего валика, а шаг спирали кратен двум или более шагам наплавки (пат. РФ №2117560, В 23 К 9/04, 1997).A known method of automatic electric arc surfacing of products under a flux layer, in which surfacing is carried out by a continuous arc in a spiral, removing slag crust from the surface of the deposited bead. The surfacing of each layer is carried out by multi-helix by sequential deposition of spiral rollers. Each subsequent roller is surfaced with an offset relative to the previous roller, and the spiral pitch is a multiple of two or more steps of surfacing (US Pat. RF No. 2117560, B 23 K 9/04, 1997).
Описанный способ предусматривает наплавку с горизонтальным расположением оси отверстия и необходимость принудительного продольного и вращательного движения наплавляемого изделия. Поэтому при восстановлении отверстий в неповоротных узлах стационарного оборудования данный способ, как и вышеизложенный, принципиально неприменим.The described method involves surfacing with a horizontal axis of the hole and the need for forced longitudinal and rotational motion of the deposited product. Therefore, when restoring holes in fixed nodes of stationary equipment, this method, as well as the foregoing, is fundamentally inapplicable.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ наплавки внутренних цилиндрических поверхностей, реализуемый в патенте РФ №2111839, В 23 К 9/04. Способ заключается в том, что возле восстанавливаемой поверхности устанавливают направляющую опору, консольно закрепляют на ней сварочную головку, устанавливают головку концентрично оси восстанавливаемой поверхности и осуществляют многослойную автоматическую электродуговую наплавку непрерывной дугой под флюсом. Наплавку отдельных слоев осуществляют по спиральной линии.Closest to the proposed method is a method for surfacing of internal cylindrical surfaces, implemented in the patent of the Russian Federation No. 2111839, 23 K 9/04. The method consists in the fact that a guide support is installed near the surface being restored, a welding head is cantilevered on it, the head is mounted concentrically to the axis of the surface being restored, and multilayer automatic arc welding is performed by continuous arc submerged arc. The surfacing of the individual layers is carried out in a spiral line.
Применение данного способа для наплавки под флюсом ограничено отверстиями, ось которых близка к вертикальной, так как при наклонном положении оси флюс на потолочной части отверстия не удерживается, из-за чего не обеспечивается надежная защита. Кроме того, в данном способе не предусмотрена возможность проведения предварительной подготовки поверхности изделия к наплавке и его последующей механической обработки. Проводя эти операции при помощи каких-либо дополнительных устройств, которые устанавливались бы вместо указанной направляющей опоры со сварочной головкой, выдержать необходимую точность центровки отдельных устройств, выполняющих операции по восстановлению, практически невозможно. Требования же к точности совпадения осей отверстий ремонтируемых изделий с осями отверстий сопряженных деталей (регулирующие клапаны, штуцеры) весьма высоки. Поэтому во многих случаях необходима разработка дополнительного комплекта специального оборудования для механической обработки и, как правило, такую работу можно выполнить только на стационарном оборудовании.The use of this method for submerged arc welding is limited by holes whose axis is close to vertical, since when the axis is inclined, the flux on the ceiling of the hole is not held, which does not provide reliable protection. In addition, this method does not provide for the possibility of preliminary preparation of the surface of the product for surfacing and its subsequent machining. Carrying out these operations with the help of any additional devices that would be installed instead of the indicated guide support with a welding head, it is practically impossible to maintain the necessary accuracy of centering of individual devices performing restoration operations. The requirements for the accuracy of coincidence of the axes of the holes of the repaired products with the axes of the holes of the mating parts (control valves, fittings) are very high. Therefore, in many cases it is necessary to develop an additional set of special equipment for machining and, as a rule, such work can only be performed on stationary equipment.
Предлагаемое изобретение направлено на повышение качества ремонта внутренних цилиндрических поверхностей отверстий в неповоротных узлах стационарного оборудования без его демонтажа путем обеспечения точного соответствия геометрических размеров восстановленных отверстий заданным значениям и достижения высокого качества наплавленного металла.The present invention is aimed at improving the quality of repair of the inner cylindrical surfaces of holes in fixed components of stationary equipment without dismantling it by ensuring exact correspondence of the geometric dimensions of the restored holes to specified values and achieving high quality weld metal.
Для решения указанной технической задачи в способе восстановления внутренних цилиндрических поверхностей, включающем закрепление в направляющей опоре концентрично оси восстанавливаемой поверхности сварочной головки и осуществление многослойной автоматической наплавки непрерывной дугой по спиральной линии, согласно изобретению направляющую опору предварительно устанавливают над восстанавливаемой поверхностью концентрично ее оси, наплавку осуществляют снизу вверх со смещением начала каждого последующего слоя на 120-180° относительно начала предыдущего, а до и после наплавки осуществляют механическую обработку восстанавливаемой поверхности, по крайней мере, одной режущей головкой, поочередно закрепляя режущую и сварочную головки на направляющей опоре.To solve this technical problem in a method of restoring internal cylindrical surfaces, including fixing in a guide support concentric to the axis of the reconstructed surface of the welding head and performing multilayer automatic surfacing with a continuous arc along a spiral line, according to the invention, the guide support is pre-installed above the reconstructed surface concentrically to its axis, surfacing is carried out from below upward with a shift in the beginning of each subsequent layer by 120-180 ° relative It is only the beginning of the previous, and before and after surfacing, that the surface being restored is machined with at least one cutting head, and the cutting and welding heads are subsequently fixed to the guide support.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является высокое качество металла восстановленной поверхности и высокая точность ее обработки.The technical result of the invention is the high quality metal of the restored surface and the high accuracy of its processing.
Установка направляющей опоры над восстанавливаемым отверстием концентрично его оси обеспечивает возможность передачи усилий резания на режущую головку для выполнения операций механической обработки поверхности.The installation of the guide support over the restored hole concentrically to its axis provides the ability to transfer cutting forces to the cutting head to perform surface machining operations.
Поочередное крепление режущей и сварочной головок на одной и той же направляющей опоре обеспечивает строгую соосность закрепляемых на ней головок относительно обрабатываемого отверстия и, соответственно, строгое соблюдение чертежных размеров отремонтированного отверстия. Соосность инструментов, используемых для восстановления цилиндрической поверхности, позволяет получить постоянный вылет электрода в течение всего процесса наплавки. Совместно с равномерными скоростями перемещения наплавочной головки и постоянными сварочными режимами это обеспечивает высокое качество наплавляемого металла при восстановлении поврежденной поверхности.Alternately mounting the cutting and welding heads on the same guide support ensures strict alignment of the heads mounted on it relative to the hole being machined and, accordingly, strict adherence to the drawing dimensions of the repaired hole. The alignment of the tools used to restore the cylindrical surface, allows you to get a constant extension of the electrode during the entire process of surfacing. Together with uniform speeds of movement of the surfacing head and constant welding modes, this ensures high quality of the deposited metal when restoring a damaged surface.
Выполнение наплавки металла снизу вверх по непрерывной спиральной траектории при многослойной автоматической наплавке приводит к тому, что в процессе выполнения верхних валиков возникает эффект отжига в нижних валиках (а при выполнении наружных слоев эффект отжига возникает во внутренних слоях). Это позволяет добиться равномерного тепловложения по всему объему металла восстанавливаемой поверхности, а значит, и равновесной структуры основного и наплавленного металла, и, соответственно, высокого качества восстановленного металла.The implementation of metal deposition from the bottom up along a continuous spiral path with multilayer automatic deposition leads to the fact that during the execution of the upper rollers there is an annealing effect in the lower rollers (and when performing the outer layers, the annealing effect occurs in the inner layers). This makes it possible to achieve uniform heat input over the entire metal volume of the surface being restored, and hence the equilibrium structure of the base and deposited metal, and, accordingly, high quality of the reduced metal.
Точность обработки отверстия под наплавку механической расточкой с получением строго концентричного цилиндра по всей его высоте позволяет подготовить условия для качественной наплавки, и при автоматически повторяемых режимах получать стабильно высокие результаты. Последующая, после наплавки, механическая обработка режущей головкой, устанавливаемой взамен сварочной на той же направляющей опоре, установленной концентрично оси восстанавливаемой поверхности, позволяет достичь высокой точности геометрических размеров отремонтированных узлов.The accuracy of machining a hole for surfacing with a mechanical boring with obtaining a strictly concentric cylinder over its entire height allows preparing conditions for high-quality surfacing, and with automatically repeated modes to obtain consistently high results. Subsequent, after surfacing, machining by a cutting head, installed instead of welding on the same guide support, mounted concentrically to the axis of the surface being restored, allows to achieve high accuracy of the geometric dimensions of the repaired units.
Смещение начала каждого последующего слоя на 120-180° относительно начала предыдущего при многослойной наплавке обеспечивает попадание валиков последующего слоя между валиками предыдущего, что позволяет сформировать плотный слой наплавленного металла и обеспечить высокое качество восстановительных работ.A shift of the beginning of each subsequent layer by 120-180 ° relative to the beginning of the previous one during multilayer surfacing ensures that the rollers of the next layer get between the rollers of the previous one, which allows you to form a dense layer of weld metal and ensure high quality restoration work.
Среди устройств, применяемых для восстановления внутренних цилиндрических отверстий методом наплавки, известно устройство для наплавки поверхностей деталей по пат. РФ №2102182 (МПК6 B 22 D 19/10, 1996 г.), содержащее сварочную головку, соединенную с приводом вращения через механизм автоматического радиального перемещения суппорта с водилом. Этот механизм содержит корпус, внутри которого расположен диск с многовитковой спиральной канавкой, находящейся в зацеплении с выступами суппорта - на одной стороне, и зубчатым венцом, находящимся в зацеплении с конической шестерней - на другой. Коническая шестерня соединена с выходным валом привода механизма радиального перемещения суппорта. Сварочная головка соединена с рамой с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости.Among the devices used to restore internal cylindrical holes by surfacing, a device for surfacing surfaces of parts according to US Pat. RF №2102182 (MPK6 B 22 D 19/10, 1996), containing a welding head connected to the rotation drive through the mechanism of automatic radial movement of the caliper with the carrier. This mechanism comprises a housing, inside of which there is a disk with a multi-turn spiral groove meshed with caliper protrusions on one side, and a gear ring meshed with a bevel gear on the other. The bevel gear is connected to the output shaft of the drive mechanism for the radial movement of the caliper. The welding head is connected to the frame with the possibility of movement in the horizontal plane.
Описанное устройство предназначено для наплавки отверстий с горизонтальным расположением оси и предполагает принудительное продольное и вращательное движение наплавляемого изделия. Поэтому для восстановления отверстий в неповоротных узлах стационарного оборудования это устройство применить невозможно.The described device is designed for surfacing holes with a horizontal axis and involves forced longitudinal and rotational motion of the deposited product. Therefore, to restore holes in fixed nodes fixed equipment, this device cannot be used.
Наиболее близким к заявляемому является устройство для наплавки внутренних цилиндрических поверхностей, содержащее направляющую опору в виде закрепленной на основании направляющей стойки и установленный на диэлектрической площадке корпус со сварочной головкой. Внутри направляющей стойки помещен механизм вертикального перемещения площадки, выполненный в виде винта, размещенного внутри стойки, на котором установлен ползун с консолью. Диэлектрическая площадка шарнирно закреплена на свободном конце консоли. Сварочная головка закреплена в корпусе с возможностью вращения. Механизм вращения сварочной головки установлен на площадке. К нижней части сварочной головки крепится мундштук, а в ее верхней части имеется скользящий токопровод, подсоединяемый к кабель-шлангу (пат. РФ №2111839, МПК6 В 23 К 9/04. 1994).Closest to the claimed is a device for surfacing the inner cylindrical surfaces, containing a guide support in the form of a housing fixed to the base of the rack and mounted on a dielectric pad with a welding head. Inside the rack guide there is a mechanism for vertical movement of the platform, made in the form of a screw located inside the rack on which a slider with a console is mounted. The dielectric pad is pivotally mounted on the free end of the console. The welding head is rotatably fixed in the housing. The rotation mechanism of the welding head is installed on the site. A mouthpiece is attached to the lower part of the welding head, and in its upper part there is a sliding current lead connected to the cable hose (US Pat. RF No. 2111839, MPK6 V 23 K 9/04. 1994).
Недостатком известного устройства является то, что выполнить на нем механическую обработку восстанавливаемой поверхности до и после наплавки, заменяя сварочную головку режущей, принципиально невозможно, так как выносная консоль не способна воспринимать нагрузки от усилий резания. Кроме того, данное устройство не позволяет использовать в качестве защиты при осуществлении наплавки газ или газовые смеси, в связи с тем, что в нем не обеспечена герметичность газоподающего тракта из-за наличия вращающегося скользящего токопровода, который предусматривает разрыв кабель-шланга.A disadvantage of the known device is that it is fundamentally impossible to perform machining of the surface to be restored before and after surfacing, replacing the cutting head with a cutting one, since the remote console is not capable of absorbing loads from cutting forces. In addition, this device does not allow the use of gas or gas mixtures as protection during surfacing, due to the fact that it does not ensure the tightness of the gas supply path due to the presence of a rotating sliding current lead that involves breaking the cable-hose.
Технической задачей предлагаемого устройства является обеспечение высокого качества ремонта поврежденных поверхностей за счет точности восстановления параметров отверстий и повышение универсальности установки путем обеспечения возможности наплавки в разных защитных средах.The technical task of the proposed device is to ensure high quality repair of damaged surfaces due to the accuracy of restoration of the parameters of the holes and increase the versatility of the installation by providing the possibility of surfacing in different protective environments.
Поставленная задача решается тем, что известное устройство для восстановления внутренних цилиндрических поверхностей, содержащее направляющую опору, сварочную головку и диэлектрическую площадку, дополнительно снабжено съемной режущей головкой, полой пинолью и корпусом с механизмами вращения и возвратно-поступательного перемещения, при этом корпус установлен внутри направляющей опоры с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно направляющей опоры и кинематически связан с механизмом возвратно-поступательного перемещения, сварочная головка выполнена съемной и установлена с возможностью вращения относительно корпуса, полая пиноль установлена внутри корпуса и кинематически связана с механизмом вращения, а режущая и сварочная головки выполнены с возможностью крепления к торцу пиноли.The problem is solved in that the known device for the restoration of internal cylindrical surfaces, containing a guide support, a welding head and a dielectric pad, is additionally equipped with a removable cutting head, a hollow quill and a body with rotation and reciprocating mechanisms, while the body is installed inside the guide support with the possibility of reciprocating movement relative to the guide support and kinematically connected with the mechanism of the reciprocating displacement welding head is removable and is rotatably mounted relative to the housing, the hollow quill mounted within the housing, and kinematically connected to rotation mechanism, and the cutting and welding head are configured to mount to the end of the quill.
При этом упомянутые кинематические связи выполнены следующим образом: корпус выполнен с наружной зубчатой рейкой для зацепления с механизмом возвратно-поступательного перемещения, а свободный торец пиноли выполнен в виде зубчатого колеса для зацепления с механизмом вращения.Moreover, the mentioned kinematic connections are made as follows: the housing is made with an external gear rack for engagement with the reciprocating movement mechanism, and the free end face of the quill is made in the form of a gear for engagement with the rotation mechanism.
Сварочная головка снабжена полым токопередающим каналом, устанавливаемым внутри пиноли, один конец которого введен в сварочную головку, а другой выполнен с возможностью подсоединения к кабель-шлангу. Кроме того, сварочная головка снабжена направляющей роликовой системой.The welding head is equipped with a hollow current-transmitting channel installed inside the pin, one end of which is inserted into the welding head, and the other is made with the possibility of connection to the cable hose. In addition, the welding head is equipped with a guide roller system.
Снабжение устройства съемной режущей головкой и выполнение сварочной головки съемной позволяет менять обрабатывающие головки. Это необходимо для того, чтобы последовательно выполнить операции предварительной механической обработки, наплавки и окончательной механической обработки восстанавливаемой поверхности при помощи одного и того же приспособления, установленного концентрично оси восстанавливаемого отверстия. Сохранение строгой соосности обрабатывающих инструментов при восстановлении отверстия обеспечивает высокое качество ремонта поврежденных поверхностей за счет точности восстановления параметров отверстий.The supply of the device with a removable cutting head and the implementation of a removable welding head allows you to change the processing heads. This is necessary in order to sequentially perform the operations of preliminary machining, surfacing and final machining of the restored surface using the same device installed concentrically to the axis of the restored hole. Maintaining strict alignment of the processing tools during hole restoration ensures high quality repair of damaged surfaces due to the accuracy of restoration of hole parameters.
Снабжение устройства корпусом с механизмами вращения и возвратно-поступательного перемещения, а также полой пинолью, установленной внутри корпуса и кинематически (через зубчатое зацепление) связанной с механизмом вращения, позволяет передать вращение режущей и сварочной головкам, которые крепятся к торцу пиноли. При этом вращение передается от механизма вращения не непосредственно головкам, а через передающее звено - пиноль, что облегчает замену обрабатывающих головок. Наличие внутренней полости в пиноли позволяет установить внутри нее токопередающий канал при выполнении операции наплавки поверхности отверстия.Providing the device with a body with rotation and reciprocating mechanisms, as well as a hollow pin installed inside the body and kinematically (via gearing) connected with the rotation mechanism, allows the rotation to be transmitted to the cutting and welding heads that are attached to the end face of the pin. In this case, the rotation is transmitted from the rotation mechanism not directly to the heads, but through the transmission link - a pin, which facilitates the replacement of the processing heads. The presence of an internal cavity in the pintles allows you to set the current-transmitting channel inside it when performing the operation of surfacing the surface of the hole.
Установка корпуса, в котором помещена пиноль с обрабатывающими головками, внутри направляющей опоры, и его непосредственная кинематическая связь с механизмом возвратно-поступательного перемещения (через зацепление с зубчатой рейкой на наружной поверхности корпуса) обеспечивает симметричность конструкции устройства относительно оси вращения. Это позволяет передать большие усилия резания и обеспечивает возможность механической обработки внутренней поверхности отверстия до и после наплавки, благодаря чему повышается качество ремонта.The installation of the housing, in which the pinole with the processing heads is placed, inside the guide support, and its direct kinematic connection with the reciprocating movement mechanism (through engagement with the gear rack on the outer surface of the housing) ensures the symmetry of the design of the device relative to the axis of rotation. This allows you to transfer large cutting forces and provides the possibility of machining the inner surface of the hole before and after surfacing, thereby improving the quality of repair.
Передача сварочного напряжения и защитного газа в предлагаемом устройстве происходит через невращающийся токопередающий канал. Снабжение устройства полым токопередающим каналом, один конец которого введен в сварочную головку, а другой выполнен с возможностью подсоединения к кабель-шлангу, позволяет подвести защитную среду через невращающийся токоприемный канал непосредственно к сварочной головке. Отсутствие неплотностей в тракте подачи защитной среды обеспечивает его герметичность и, следовательно, возможность работы устройства в различных защитных средах, в том числе газовой.The transmission of welding voltage and protective gas in the proposed device occurs through a non-rotating current-transmitting channel. The supply of the device with a hollow current-transmitting channel, one end of which is inserted into the welding head, and the other is made with the possibility of connecting to the cable hose, allows you to supply a protective medium through a non-rotating current-receiving channel directly to the welding head. The absence of leaks in the supply path of the protective medium ensures its tightness and, therefore, the ability of the device to operate in various protective environments, including gas.
Направляющая роликовая система, которой снабжена сварочная головка, обеспечивает устойчивую и равномерную подачу сварочной проволоки в зону наплавки.The guide roller system, which is equipped with a welding head, provides a stable and even supply of welding wire to the surfacing zone.
На фиг.1 изображено устройство для осуществления заявляемого способа в разрезе со сварочной головкой, на фиг.2 приведена схема выполнения операций резания при осуществлении заявляемого способа, причем схемы выполнения операций предварительной и окончательной механической обработки условно совмещены, на фиг.3 приведена схема выполнения наплавки при восстановлении поверхности отверстия.Figure 1 shows a device for implementing the inventive method in a context with a welding head, figure 2 shows a diagram of the execution of cutting operations when implementing the inventive method, and the diagram of the operations of preliminary and final machining conditionally combined, figure 3 shows a diagram of the welding when restoring the surface of the hole.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Сначала над восстанавливаемым цилиндрическим отверстием устанавливают направляющую опору 1, центруют ее известными методами, например, при помощи фальшрезца либо установочного конуса, и закрепляют для сохранения такой центровки до конца всего цикла выполнения операций по восстановлению отверстия. После этого в направляющей опоре устанавливают пиноль 2 с режущей головкой 3 для предварительной механической обработки поверхности отверстия и осуществляют расточку отверстия от исходного диаметра до диаметра расточки Dp.First, a
Механическая обработка для удаления поврежденных участков металла производится сверху вниз за несколько проходов на всю высоту цилиндрической поверхности отверстия. Количество проходов определяется глубиной поражения металла дефектами, например трещинами. Полнота удаления поврежденного слоя металла определяется известными методами неразрушающего контроля. После подтверждения полноты удаления повреждений производится замена режущей головки 3 для предварительной механической обработки на сварочную головку 4 для выполнения автоматической наплавки.Machining to remove damaged metal sections is performed from top to bottom in several passes over the entire height of the cylindrical surface of the hole. The number of passes is determined by the depth of damage to the metal by defects, such as cracks. The completeness of removal of the damaged metal layer is determined by known non-destructive testing methods. After confirming the completeness of damage removal, the cutting
Автоматическую наплавку осуществляют многослойно по спирали непрерывной дугой снизу вверх на всю толщину металла узла, в котором выполнено восстанавливаемое отверстие. Режимы наплавки для различных диаметров отверстий и различных диаметров применяемой сварочной проволоки определяют либо известным расчетным путем, либо опытным, производя наплавку на контрольный образец, близкий по размерам к ремонтируемому объекту. Для обеспечения плотности наплавленного металла при многослойной наплавке начало каждого последующего слоя смещают по дуге от начала предыдущего на 120-180° в зависимости от применяемых сварочных материалов и, соответственно, режимов. Внутренний диаметр Dн восстанавливаемого отверстия после выполнения наплавки должен быть несколько меньше требуемого диаметра Dч отверстия, чтобы имелся припуск металла на чистовую обработку.Automatic surfacing is carried out in a multilayer spiral in a continuous arc from the bottom up to the entire thickness of the metal of the assembly in which the reconstructed hole is made. Surfacing modes for various diameters of holes and various diameters of the used welding wire are determined either by a known calculation method or by experimental ones, producing cladding on a control sample close in size to the object being repaired. To ensure the density of the deposited metal during multilayer surfacing, the beginning of each subsequent layer is shifted along the arc from the beginning of the previous one by 120-180 ° depending on the welding materials used and, accordingly, the modes. The internal diameter D n of the reconstructed hole after surfacing should be slightly less than the required diameter D h of the hole so that there is an allowance for metal finishing.
После окончания наплавки сварочную головку 4 снова заменяют на режущую головку 3, при помощи которой производится окончательная механическая обработка отверстия для получения заданного диаметра Dч отверстия.After surfacing, the
Устройство для восстановления внутренних цилиндрических поверхностей содержит направляющую опору 1 и установленный в ней корпус 5 с помещенной в него пинолью 2, на торце которой закреплена сварочная головка 4 или, в зависимости от выполняемой операции, режущая головка 3 для предварительной или окончательной механической обработки. На наружной поверхности корпуса 5 имеется зубчатая рейка 6 для зацепления с зубчатым колесом механизма возвратно-поступательного перемещения 7 с двигателем 8.A device for restoring internal cylindrical surfaces comprises a
Пиноль 2 установлена в корпусе посредством подшипников 9 и 10, а ее свободный торец выполнен в виде зубчатого колеса 11 для кинематической связи с механизмом вращения 12, снабженного приводом 13.
Между рабочим торцом пиноли 2 и сварочной головкой 4 размещена диэлектрическая площадка 14. В сварочной головке 4 установлены токоприемная втулка 15, направляющая роликовая система 16 и мундштук 17. Внутрь втулки 15 введен токопередающий канал 18, свободный конец которого закрыт фланцем 19. Электродная проволока 20 от механизма 21 подачи проволоки проходит через роликовую систему 22, фланец 19 и токопередающий канал 18 к мундштуку 17.A dielectric pad 14 is placed between the working end face of the
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Направляющую опору 1 с установленным в ней корпусом 5 центруют и закрепляют на неповоротном узле стационарного оборудования концентрично оси восстанавливаемого отверстия. Центровка опоры 1 относительно отверстия может осуществляться известными способами, выбор которых зависит от уровня требуемых допусков на итоговые размеры восстанавливаемых отверстий. Для отверстий с точностью обработки до десятых долей миллиметра настройка на ось обрабатываемого отверстия производится, как уже упоминалось, при помощи фальшрезца либо установочного конуса. При более жестких требованиях к точности и чистоте обработки поверхности все технологические операции выполняются с одной установки на общей раме с применением нутромера с индикатором или нониусом.The
Для предварительной механической обработки отверстия на пиноли 2 закрепляют режущую головку 3 с резцом для предварительной расточки отверстия и приводят в действие механизмы перемещения 8 и вращения 12.For preliminary machining of the hole on the
После расточки вместо режущей головки 3 на пиноли 2 крепят сварочную головку 4 для автоматической наплавки. Внутрь пиноли 2 опускают токопередающий канал 18, вводя его в токоприемную втулку 15. Верхний конец канала 18 с фланцем 19 подсоединяют к кабель-шлангу (на фиг.1 не показан). При помощи механизма 21 и роликовой системы 22 через канал 18 и направляющую роликовую систему 16 подают электродную проволоку 20 к мундштуку 17 и осуществляют автоматическую электродуговую наплавку. При наплавке в газовой среде через этот же канал 18 к мундштуку 17 подводят защитный газ.After boring, instead of the cutting
Автоматическую наплавку при этом осуществляют многослойно по спирали непрерывной дугой снизу вверх на всю высоту восстанавливаемого отверстия. Количество наплавляемых слоев определяется объемом удаленного поврежденного металла. При многослойной наплавке начало каждого последующего слоя смещают по дуге от начала предыдущего на 120-180° в зависимости от применяемых сварочных материалов и режимов для обеспечения плотности наплавленного металла.In this case, automatic surfacing is carried out in a multilayer manner in a spiral with a continuous arc from the bottom up to the entire height of the hole being restored. The number of deposited layers is determined by the volume of the removed damaged metal. In multilayer surfacing, the beginning of each subsequent layer is displaced in an arc from the beginning of the previous one by 120-180 ° depending on the welding materials and modes used to ensure the density of the deposited metal.
По окончании наплавки производят чистовую обработку поверхности, заменяя сварочную головку 4 на режущую головку 3 для окончательной механической обработки.At the end of surfacing, the surface is finished, replacing the
Предлагаемые способ и устройство позволяют применять различные методы наплавки как на отверстиях с вертикальной осью - с газовой и флюсовой защитой, так и на наклонных отверстиях - с защитой в газах и смесях газов.The proposed method and device allow the use of various methods of surfacing both on holes with a vertical axis - with gas and flux protection, and on inclined holes - with protection in gases and gas mixtures.
При использовании предлагаемых способа и устройства, которые позволяют качественно произвести восстановительный ремонт отверстий неповоротных узлов по месту установки стационарного оборудования, значительно снижаются затраты на демонтажно-монтажные работы и транспортные расходы по перевозке крупногабаритных и крупнотоннажных узлов оборудования (например, корпусов паровых турбин) на машиностроительные заводы для проведения ремонтных работ на уникальном специализированном оборудовании.When using the proposed method and device, which allows high-quality reconditioning of openings of fixed nodes at the installation site of stationary equipment, the cost of dismantling and installation work and transportation costs for the transportation of large and large-capacity equipment nodes (for example, steam turbine bodies) to engineering plants are significantly reduced for repair work on unique specialized equipment.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004106299/02A RU2262432C1 (en) | 2004-03-03 | 2004-03-03 | Method and apparatus for restoring inner cylindrical surfaces |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004106299/02A RU2262432C1 (en) | 2004-03-03 | 2004-03-03 | Method and apparatus for restoring inner cylindrical surfaces |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004106299A RU2004106299A (en) | 2005-08-27 |
| RU2262432C1 true RU2262432C1 (en) | 2005-10-20 |
Family
ID=35846542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004106299/02A RU2262432C1 (en) | 2004-03-03 | 2004-03-03 | Method and apparatus for restoring inner cylindrical surfaces |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2262432C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2520882C2 (en) * | 2012-04-06 | 2014-06-27 | Открытое акционерное общество "Ижорские заводы" | Buildup of cylindrical article radial bore inner surface and device to this end |
| RU2537418C2 (en) * | 2013-01-10 | 2015-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Энергосберегающие технологии" (ООО "МИП "Энергосберегающие технологии") | Repair of shafts |
| RU2706908C1 (en) * | 2019-03-01 | 2019-11-21 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава" (АО "ВНИКТИ") | Test bench for testing wheels and axles of wheel pairs and method of recovery of rail simulator ring inner diameter of stand |
| RU2812057C1 (en) * | 2023-05-25 | 2024-01-22 | Акционерное общество "Завод N 9" (АО "Завод N 9") | Method for restoring internal surfaces of pipes |
-
2004
- 2004-03-03 RU RU2004106299/02A patent/RU2262432C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| KAMMER PAUL A. Applying repair welding technology. To lengthen equipment life and improve performance. "Plant eug" (USA), 1986, 40, №8, 52-55 (англ). * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2520882C2 (en) * | 2012-04-06 | 2014-06-27 | Открытое акционерное общество "Ижорские заводы" | Buildup of cylindrical article radial bore inner surface and device to this end |
| RU2537418C2 (en) * | 2013-01-10 | 2015-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Энергосберегающие технологии" (ООО "МИП "Энергосберегающие технологии") | Repair of shafts |
| RU2706908C1 (en) * | 2019-03-01 | 2019-11-21 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава" (АО "ВНИКТИ") | Test bench for testing wheels and axles of wheel pairs and method of recovery of rail simulator ring inner diameter of stand |
| RU2812057C1 (en) * | 2023-05-25 | 2024-01-22 | Акционерное общество "Завод N 9" (АО "Завод N 9") | Method for restoring internal surfaces of pipes |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004106299A (en) | 2005-08-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20090134203A1 (en) | Methods and apparatus for forming tubular strings | |
| CN110052728B (en) | Online welding repair method for end cover cracking of large ball mill | |
| CN113510345B (en) | Welding device and process applied to large water delivery pipe in tunnel | |
| CN110125515B (en) | Nickel alloy surfacing method | |
| CN102974916A (en) | High-pressure (HP) series grinding roller open arc surfacing anti-dropping welding method | |
| EP1900906A2 (en) | Method and apparatus for robotically inspecting gas turbine combustor components | |
| AU2015260936A1 (en) | Fabrication of pipe strings using friction stir welding | |
| RU2262432C1 (en) | Method and apparatus for restoring inner cylindrical surfaces | |
| CN110625628B (en) | Method and device for removing nondestructive testing defects of large steel castings | |
| JP3726344B2 (en) | Centering method of steel pipe in threading device and threading device of steel pipe | |
| RU2740193C1 (en) | Process line for recovery of drill pipe | |
| KR20190060621A (en) | Automatic clading welding apparatus of submarine penetration hole | |
| CN209792840U (en) | Device for integral surfacing of inner wall of 90-degree elbow | |
| CN211102297U (en) | Numerical control intersecting line cutting equipment for conveying and supporting pipe fittings by rotary chain plates | |
| US4787549A (en) | Automatic pipe inspection and repair system | |
| CN210587654U (en) | Laser welding machine for diamond thin-wall drill | |
| CN113134666A (en) | Plane and vertical face circumferential submerged arc surfacing non-standard equipment and surfacing process method | |
| CN105643212A (en) | Machining method for integrated heavy load reducer boxes for rolling mill | |
| Smailova et al. | RESTORATION OF LARGE MODULAR TEETH OF BALL MILL GEARS BY ELECTRO-SLAG SURFACE | |
| CN218946601U (en) | Hanging type self-feedback temperature control surfacing equipment | |
| CN113523718B (en) | Manufacturing process of nuclear main pump bearing guide ring key groove of nuclear power station | |
| CN213435435U (en) | Ablation-resistant heat-insulating coating automatic production and detection device | |
| KR920006678B1 (en) | Welding equipment for crankshaft | |
| US2828120A (en) | Apparatus for reconditioning welded pipe flanges, preparing the ends of pipe for welding to pipe flanges or other lengths of pipe | |
| CN207534353U (en) | A kind of fiberglass-reinforced glass storage tank, tower numerical control boring device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100304 |