×
16.05.2023
223.018.5e46

Результат интеллектуальной деятельности: ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ И РЕМОНТНАЯ СВАРКА ЧУГУНА С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002755915
Дата охранного документа
22.09.2021
Аннотация: Изобретение относится к способу обработки литых компонентов, изготовленных из чугуна с шаровидным графитом, которые применяются, например, в гидравлических машинах, в частности в паровых турбинах. Сначала локализуют частичную поверхность (3) и образуют на ней переходный слой (5) с использованием буферного присадочного материала. Параметры сварки выбирают таким образом, чтобы подвод тепла к основному материалу (2) был низким. Формируют заполняющий слой (6) на переходном слое (5) посредством способа сварки плавящимся электродом в активном газе без подогрева с использованием присадочного материала NiFe. Для переходного слоя применяют способ сварки плавящимся электродом в среде инертного газа и присадочный материал, содержащий по существу 65 мас.% Ni и по существу 30 мас.% Fе. При образовании заполняющего слоя применяют присадочный материал, содержащий по существу 55 мас.% Ni и по существу 30 мас.% Fe. Технический результат заключается в обеспечении свойств наплавленного металла, сопоставимых со свойствами основного материала, а также в отсутствии дефектов полученного соединения. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу образования поверхности основного материала, причём в основном материале содержится чугун.

Изготовленные из чугуна с шаровидным графитом литые компоненты применяются, например, в гидравлических машинах, например, в паровых турбинах. Эти литые компоненты могут быть крупногабаритными. При производстве литых компонентов могут образовываться литейные дефекты, например, поры или усадочные раковины. При этом, от случая к случаю, приходится решать вопрос, можно ли использовать литые компоненты с присутствующими дефектами без дополнительных мер. Сварочная обработка таких литых деталей возможна лишь условно. Так, например, сварка с применением однородного наплавляемого металла была бы затруднительной, так как требуется применять высокую температуру подогрева¸ которая должна составлять от 550 до 650°С. Другая возможность по удалению дефекта состоит в сварке с применением чужеродного присадочного материала, например, никелево-железных электродов, при которых не требуются повышенные температуры подогрева.

Разумеется при обоих видах сварки присутствует проблема, заключающаяся в том, что механические, обеспечиваемые соответствующим способом свойства часто не достигают уровня механических свойств основного материала.

Поэтому время от времени приходится решать вопрос, следует ли литой компонент отбраковывать или/и заново изготавливать.

Дефекты в чугунных компонентах приходится удалять не только при начальном изготовлении, но и при обслуживании, поскольку невозможно изготовление новых деталей в короткие сроки ревизии.

Задачей изобретения является создание способа образования поверхности основного материала, обеспечивающего более высокое качество.

Данная задача решается посредством способа образования поверхности основного материала, причём основной материал содержит чугун, при этом он включает в себя следующие операции:

- локализацию частичной поверхности,

- формирование первого переходного слоя на частичной поверхности, при этом применяется способ буферной сварки в сочетании с буферным присадочным материалом, причём параметры сварки выбираются с таким расчётом, чтобы подвод тепла к основному материалу был незначительным,

- формирование заполняющего слоя на переходном слое, причём применяется способ сварки плавящимся электродом в активном газе, при этом применяется присадочный материал NiFe и не применяется подогрев.

Оптимальные частные варианты выполнения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Таким образом целью изобретения является создание метода сварки с применением электродуговых процессов, при котором обходятся без подогрева или только с подогревом до низких температур, при обеспечении свойств, сопоставимых с основным материалом.

Метод сварки предусматривает двухэтапный процесс с применением согласованного с задачей сварки и сварочным процессом присадочного материала, влияющего в существенной степени на качество сварки. Путём целенаправленного выбора сварочного процесса, присадочного материала и параметров сварки становится возможным предупредить дефекты как в месте соединения с основным материалом, так и в наплавляемом металле или наполнителе.

Технический результат заключается в обеспечении свойств наплавленного металла, сопоставимых со свойствами основного материала, а также отсутствие дефектов полученного соединения.

Согласно изобретению сначала создаётся посредством наплавки неоднородного металла (буферности) соединение с основным материалом. Затем, на втором этапе производится заполнение.

Посредством способа сварки/процесса сварки, согласно изобретению, возможно проводить производственную и ремонтную сварки, при которых сохраняются механические свойства основного материала. Это происходит при низких температурах (при отсутствии конденсата, при около 100°С), что, следовательно, способствует сварке на полностью или почти полностью обработанных деталях, так как минимизируется перекос из-за низкого подвода тепла.

Существенное преимущество заключается в том, что при изготовлении новых чугунных компонентов, у которых, например, при обработке резанием обнаружились литьевые дефекты, они могут быть отремонтированы сваркой согласно изобретению. Поэтому отпадает необходимость в отбраковке чугунного компонента и в проведении связанного с этим нового трудоёмкого процесса изготовления.

Для деталей, которые уже применяются и у которых, например, во время ревизии обнаружены дефекты в виде трещин, съёма материала и пр., может применяться способ согласно изобретению для их восстановления посредством сварки. Следовательно, часто не оказывается необходимым продление ревизионного периода.

Согласно первому оптимальному частному варианту выполнения основной материал содержит чугун с шаровидным графитом.

Согласно другому оптимальному частному варианту выполнения в качестве способа буферной сварки выступает сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа, причём в качестве присадочного материала применяется NiFe (тип NiFe-2 согласно стандарту ЕN ISO 1071).

В качестве альтернативы может также применяться в качестве способа буферной сварки сварка плавящимся электродом в среде инертного газа, при этом в качестве присадочного материала применяется NiFe типа NiFe-1 согласно стандарту EN ISO 1071.

При создании заполняющего слоя может также применяться способ сварки плавящимся электродом в среде инертного газа, причём применяется присадочный материал NiFe, в частности, Ni-Fe.

Согласно другому оптимальному частному варианту выполнения перед образованием заполняющего слоя наносится второй переходный слой.

Описанные выше свойства, признаки и преимущества данного изобретения, а также способ их обеспечения становятся более ясными и отчётливо понятными за счёт следующего описания примеров выполнения, которые подробнее поясняются со ссылками на чертеж.

Примеры выполнения изобретения описываются ниже с помощью единственной фигуры, которая не имеет решающей роли в представлении примеров выполнения. Напротив фигура, служащая для пояснения, приведена в схематическом и/или незначительно искажённом виде. Для дополнений непосредственно приведённых на чертеже технических решений делается ссылка на соответствующий уровень техники.

При этом на единственной фигуре представлено изображение в разрезе по компоненту.

На фигуре показан компонент 1, полученный способом литья. Основной материал 2 содержит чугун с шаровидным графитом. Компонент 1 имеет частичную поверхность 3, причём эта поверхность 3 выполнена в виде углубления 4. Для соединения наплавляемого металла с основным материалом 2 выбран способ сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа в сочетании с присадочным материалом NiFe (тип NiFe-2 согласно стандарту EN ISO 1071) при двухслойном выполнении, при этом параметры сварки выбраны такими, что подвод тепла к основному материалу 2 остаётся незначительным.

Таким образом на первом этапе локализуют частичную поверхность 3. На следующем этапе на частичную поверхность 3 наносится первый переходный слой 5. Благодаря подбору соответствующих параметров сварки достигается положение, при котором в месте соединения и в зоне теплового воздействия не образуются трещины и зона теплового воздействия формируется относительно узкой и равномерной. Благодаря подборку параметров сварки для второго слоя, образуемого сваркой вольфрамовым электродом в среде инертного газа, на зону теплового воздействия, переходящую в основной материал, целенаправленно оказывается тепловое воздействие и таким образом оптимизируются механические свойства.

В качестве альтернативы наряду со способом сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа может также применяться способ сварки плавящимся электродом в среде инертного газа, параметры которого столь широко модифицируются, что подвод тепла к основному материалу является незначительным. В качестве присадочного материала используется NiFe (тип NiFe-1 согласно стандарту EN ISO 1071).

На следующем этапе, если двухслойная наплавка неоднородного металла не достаточна для выравнивания компонента, то наносится заполняющий слой 6 на переходный слой 5. Это достигается посредством наплавления способом сварки плавящимся электродом в среде инертного газа. При этом процессе сварки также применяется присадочный материал NiFe, который идентичен присадочному материалу, применяемому при сварке вольфрамовым электродом в среде инертного газа для соединения с первым слоем.

Образование поверхности производится таким образом, что подогрева не происходит или же температура составляет менее 100°С.

При создании переходного слоя применяется аргон, причём при образовании заполняющего слоя применяется смесь из аргона и СО2.

В качестве способа буферной сварки может применяться сварка плавящимся электродом в среде инертного газа, при этом используют присадочный материал, содержащий по существу 65 вес.% Ni и по существу 30 вес.% Fe.

При создании заполняющего слоя применяется присадочный материал, содержащий по существу 55 вес.% Ni и по существу 30 вес.% Fe.

В качестве способа буферной сварки может также применяться способ сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа, причём как при способе буферной сварки, так и при способе сварки плавящимся электродом в активном газе применяется присадочный материал, содержащий по существу 55 вес.% Ni и по существу 30 вес.% Fe.

Хотя изобретение подробно иллюстрировано и описано посредством предпочтительного примера выполнения, однако оно не ограничивается описанными примерами и специалистом могут быть выведены другие варианты без нарушения объёма правовой охраны изобретения.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 61-70 из 1 427.
10.07.2013
№216.012.5558

Способ дифференциальной защиты и устройство для дифференциальной защиты

Изобретение используется в области электротехники. Технический результат - повышение надежности. Согласно способу для каждой фазы (13а, 13b, 13с) по меньшей мере в двух местах измерения защищаемого объекта (11) измеряют значения тока, из значений тока определяют для каждой фазы (13а, 13b, 13с)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487451
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.555f

Способ управления многофазным выпрямителем переменного тока с распределенными накопителями энергии при низких выходных частотах

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления многофазным выпрямителем переменного тока с, по меньшей мере, двумя модулями (100) фаз, имеющими, соответственно, две ветви (T1,…, T6) вентилей - одну верхнюю и одну нижнюю, имеющие, соответственно, две...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487458
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.07.2013
№216.012.5780

Компрессор для газовой турбины

Компрессор для газовой турбины содержит кольцеобразный в поперечном сечении тракт течения для сжимаемой в нем среды, корпус, по меньшей мере, одно отверстие отбора в наружной стенке и, по меньшей мере, одно расположенное в корпусе отверстие. Тракт течения ограничен радиально снаружи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488008
Дата охранного документа: 20.07.2013
20.07.2013
№216.012.579f

Элемент горелки и горелка с коррозионно-стойкой вставкой

Изобретение относится к области энергетики. Фланец (20) опоры горелки, содержащий поверхность, которая потенциально контактирует с горючим материалом, содержит выполненный из основного материала основной корпус (21) и выполненную из коррозионностойкого материала вставку (22), причем вставка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488039
Дата охранного документа: 20.07.2013
20.07.2013
№216.012.57b1

Плавильная печь

Изобретение относится к металлургическому производству. Технический результат - повышение качества регулирования процесса плавки в печи. Плавильная печь (10) содержит по меньшей мере один возбудитель колебаний (40, 41, 42) и по меньшей мере один сенсор (50, 51, 52), которые размещены на корпусе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488057
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.07.2013
№216.012.5918

Абсорбент, способ его получения и его применение

Изобретение относится к абсорбенту, для удаления диоксида углерода из дымовых газов, образующихся в работающей на ископаемом топливе установке для сжигания. Абсорбент содержит двухкомпонентную смесь из свободной аминокислоты и соли аминокислоты. В пересчете на молярную концентрацию свободная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488429
Дата охранного документа: 27.07.2013
27.07.2013
№216.012.5a9a

Способ и устройство для классификации генерирующих звук процессов

Использование: для классификации генерирующих звук процессов. Сущность: заключается в том, что для классификации генерирующих звук процессов (P) выполняют следующие этапы: определение (S1) звуковых сигналов, которые вызываются генерирующими звук процессами (H), извлечение (S2) признаков (m) из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488815
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.08.2013
№216.012.5e65

Электронный предохранитель блока электропитания

Изобретение относится к защитной схеме блока электропитания установки постоянного напряжения, дающей экономичную возможность выполнения электронного предохранителя в выходном контуре регулируемого блока электропитания. Технический результат заключается в проектировании установки, в которой в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489786
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.08.2013
№216.012.5f6f

Конструктивный элемент с каталитической поверхностью, способ его изготовления и применение этого конструктивного элемента

Изобретение относится к конструктивному элементу. Описан конструктивный элемент с катализаторной поверхностью (12), причем катализаторная поверхность (12) состоит из металлических составляющих участков (14) поверхности и соприкасающихся с ними составляющих участков (13) поверхности из MnO, и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490063
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.5f96

Способ сварки и конструктивный элемент

Изобретение может быть использовано при ремонте конструктивных элементов с заполнением сваркой углублений поврежденной области. Углубление (4) имеет контур (16), который ограничивает наружную поверхность (13) конструктивного элемента относительно углубления (4). Углубление (4) заполняют слоями...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490102
Дата охранного документа: 20.08.2013
Показаны записи 1-2 из 2.
27.05.2019
№219.017.61ea

Элемент вала, способ изготовления состоящего из двух различных материалов элемента вала, а также соответствующая турбомашина

Изобретение относится к элементу (1) вала турбомашины (2), способу его изготовления и турбомашине (2) с элементом (1) вала. Элемент вала имеет по меньшей мере два соединенных неразъёмно друг с другом с помощью сварного шва (23) участка (15, 16) вала. Участкам (15, 16) вала присущи различные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002689294
Дата охранного документа: 24.05.2019
16.05.2023
№223.018.5e45

Производственная и ремонтная сварка чугуна с шаровидным графитом

Изобретение относится к способу обработки литых компонентов, изготовленных из чугуна с шаровидным графитом, которые применяются, например, в гидравлических машинах, в частности в паровых турбинах. Сначала локализуют частичную поверхность (3) и образуют на ней переходный слой (5) с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002755915
Дата охранного документа: 22.09.2021
+ добавить свой РИД