SU1562090A1 - Method of controlling electroslag process - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к сварке и может примен тьс  в отрасл х промышленности, использующих электрошлаковый процесс проволочными электродами и плав щимс  мундштуком. Цель изобретени  - улучшение качества наплавки за счет непрерывного контрол  за изменением химического состава шлака. Производ т измерение температуры шлаковой ванны и определ ют глубину погружени  электрода по соотношению H=ALN (BJ²+T)/BJ² +T-T_п, где A и B - коэффициенты материала электродаThe invention relates to welding and can be used in industries that use the electroslag process with wire electrodes and a melt die. The purpose of the invention is to improve the quality of the cladding due to continuous monitoring of the chemical composition of the slag. The temperature of the slag bath is measured and the immersion depth of the electrode is determined by the ratio H = ALN (BJ ² + T) / BJ ² + TT _p , where A and B are the coefficients of the electrode material

J - сила сварочного токаJ - welding current strength

T - температура шлаковой ванныT is the temperature of the slag bath

T_п - температура плавлени  материала электрода. По результатам измерени  воздействуют на химический состав шлака, например, добавл   во флюс фторид кальци . Это позвол ет стабилизировать электрошлаковый процесс и избежать дефектов поверхности, возникающих при изменении температурных и электрических полей.T _p is the melting point of the electrode material. According to the measurement results, the chemical composition of the slag is affected, for example, by adding calcium fluoride to the flux. This makes it possible to stabilize the electroslag process and to avoid surface defects arising from changes in temperature and electric fields.

Description

Изобретение относитс  к области сварки и может примен тьс  в отрасл х промышленности , использующих электрошлаковый процесс сварки и наплавки проволочными электродами и плав щимс  мундштуком.The invention relates to the field of welding and can be used in industries that use the electroslag process of welding and surfacing with wire electrodes and a melt die.

Существуют издели , к качеству поверхности контура наплавленного металла которых предъ вл ютс  специфические требовани , например зубь  крупномодульных шестерен .There are products that have specific requirements for the quality of the surface of the weld metal contour, for example a large modulus gear tooth.

Дефекты поверхности контура наплавленного металла - в основном результат изменени  химического состава шлака, тепловой и электродинамической ситуации.Defects in the surface of the deposited metal contour are mainly the result of changes in the chemical composition of the slag, the thermal and electrodynamic situation.

Целью изобретени   вл етс  улучшение качества поверхности контура наплавленного металла путем обеспечени  непрерывности и оперативности контрол  за изменениемThe aim of the invention is to improve the quality of the surface of the weld metal contour by ensuring the continuity and efficiency of monitoring the change

состава шлака без нарушени  электрошлакового процесса.slag composition without disturbing the electroslag process.

Указанна  цель достигаетс  тем, что возникающее изменение химического состава шлака оцениваетс  по глубине погружени  электрода в шлаковую ванну и при необходимости компенсируетс  подачей на зеркало шлаковой ванны компонентов флюса, причем глубина погружени  определ етс  без прерывани  электрошлакового процесса замером температуры шлаковой ванны и силы тока с последующим вычислением по формулеThis goal is achieved by the fact that the resulting change in the chemical composition of the slag is estimated by the immersion depth of the electrode in the slag bath and, if necessary, is compensated by feeding flux components to the slag bath mirror; according to the formula

..В-12+Т..B-12 + T

н А п в-Т+т+тп N A pt-T + t + tp

слcl

оэ юoe yu

о соabout with

где Л, В - коэффициентыwhere L, B - coefficients

трода; / - сила тока;troda; / - current strength;

материала элекТ - температура шлаковой ванны; Тп - температура плавлени  материала электрода. ПричемElec material - slag bath temperature; Tn is the melting point of the electrode material. And

А CltPlW-;And CltPlW-;

4Я.4th

DD

4-р4-p

ЖхLx

где C-Y- удельна  теплоемкость материалаwhere C-Y- specific heat capacity of the material

электрода;electrode;

D - диаметр электрода; v - скорость подачи электрода; А, - коэффициент теплопроводности материала электрода;D is the diameter of the electrode; v is the electrode feed rate; A, - coefficient of thermal conductivity of the electrode material;

р - удельное электрическое сопротивление электрода;   3,14...p is the electrical resistivity of the electrode; 3.14 ...

Способ опробован в лабораторных услови х на модели при электрошлаковой наплавке зубьев крупномодульных шестерен плав щимс  мундштуком. Процесс осуществл етс  на посто нном токе пр мой пол рности от источника с подающей внешней характеристикой. Параметры технологии при этом варьируютс : диаметры электродов 2-4 мм; скорости подачи электродов 350- 400, 150-240 и 80-130 м/ч соответственно; напр жение на U1B Ј7 35-55 В; сила тока / 300-650 А; глубина шлаковой ванны /г 45-50 мм.The method was tested under laboratory conditions on a model with electroslag welding of the teeth of large-modulus gears with a flute tip. The process is carried out at a direct current of direct polarity from a source with a feed external characteristic. Technological parameters vary here: electrode diameters 2-4 mm; feed rates of the electrodes 350-400, 150-240 and 80-130 m / h, respectively; voltage on U1B 7 35-55 V; current / 300-650 A; the depth of the slag bath / g 45-50 mm.

Соответствие реальной и расчетной глубин погружени  электрода в шлаковую ванну провер етс  следующим образом.The compliance of the actual and estimated depths of immersion of the electrode in the slag bath is checked as follows.

Методом мгновенного извлечени  электрода из шлаковой ванны с одновременным отключением тока определ етс  реальна  глубина погружени  В этот же момент замер ют текущее значение силы тока и температуру фиксированной точки шлаковой ванны вольфрамрениевой термопарой и вычисл лась расчетна  глубина погружени . Отклонение не превышает 8%.The method of instantaneous extraction of the electrode from the slag bath with simultaneous disconnection of the current determines the actual immersion depth. At the same time, the current value of the current and the temperature of the fixed point of the slag bath with a tungsten flue thermocouple are measured and the calculated immersion depth is calculated. Deviation does not exceed 8%.

По известной глубине погружени  производ т стабилизацию химического состава шлака.According to a known immersion depth, the slag chemical composition is stabilized.

Использование предлагаемого способа управлени  электрошлаковым процессом обеспечивает по сравнению с известными следующие основные преимущества: стабилизацию геометрических размеров контура наплавленного металла и проплавлени  за счет стабильности химического состава шлака и, следовательно, электрошлакового процесса; улучшение качества поверхности контура наплавленного металла за счет непрерывности , оперативности контрол  за изменением химического состава шлака без прерывани  электрошлакового процесса, исключени  резких изменений электродинамической ситуации; возможность применени  плав щегос  мундштука.The use of the proposed method of controlling the electroslag process provides, in comparison with the known ones, the following main advantages: stabilization of the geometric dimensions of the weld metal contour and penetration due to the stability of the chemical composition of the slag and, consequently, the electroslag process; improving the surface quality of the deposited metal contour due to the continuity, efficiency of monitoring the change in the chemical composition of the slag without interrupting the electroslag process, eliminating drastic changes in the electrodynamic situation; the possibility of using the melted neck of the mouthpiece.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ управлени  электрошлаковым процессом, при котором определ ют глубину погружени  электрода в шлаковую ванну и по результатам измерени  воздействуют на состав шлака, добавл   во флюсThe method of controlling the electroslag process, in which the immersion depth of the electrode in the slag bath is determined and, according to the measurement results, the slag composition is affected by adding to the flux .необходимый ингредиент, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  качества поверхности контура наплавленного металла путем обеспечени  непрерывности и оперативности контрол  за изменением состава шлака без прерывани  процесса, измер ютThe necessary ingredient, characterized in that, in order to improve the quality of the surface of the weld metal contour by ensuring the continuity and speed of monitoring the change in the composition of the slag without interrupting the process, температуру шлаковой ванны и силу сварочного тока и определ ют глубину погружени  электрода Я по соотношениюthe temperature of the slag bath and the strength of the welding current and determine the depth of immersion of the electrode I according to the ratio Н-А В12+ТNA B12 + T н-А 1пв Г+т+т пn-A 1pv G + t + t p A CyD2v ГДеЛ -41-;A CyD2v GDEL -41-; о 4р . B Wl about 4p. B wl / - сила сварочного тока;/ - the strength of the welding current; Т - температура шлаковой ванны;T is the temperature of the slag bath; Тп - температура плавлени  материалаTp - material melting point электрода;electrode; С 7 - удельна  теплоемкость материала электрода;C 7 is the specific heat capacity of the electrode material; D - диаметр электрода;D is the diameter of the electrode; v - скорость подачи электрода;v is the electrode feed rate; А, - коэффициент теплопроводности материала электрода;A, - coefficient of thermal conductivity of the electrode material; р - удельное электрическое сопротивление материала электрода;p is the electrical resistivity of the electrode material; л 3,14...l 3.14 ...