Наплавочные способы

Нанотехнологии восстановления и упрочнения

Восстановление деталей пластическим деформированием

Электроискровое наращивание

Восстановление деталей гальванопокрытиями

Наварка

Наплавочные способы

Дуговая наплавка.

Дуговая наплавка под флюсом. Процесс широко применяется для восстановления плоских и цилиндрических поверхностей.

Основные параметры наплавки цилиндрических деталей представлены в табл. 1.

Таблица 1. Основные параметры наплавки

цилиндрических поверхностей

Наплавку плоских поверхностей проводят через валик или отдельными участками с целью уменьшения коробления детали. Скорость наплавки устанавливают в 16-32 м/ч (с увеличением диаметра наплавляемой детали она возрастает). Напряжение принимают равным 26-32 В. При таких режимах толщина наплавленного слоя составляет 1,5-3 мм. Вылет электрода принимают таким же, как и при наплавке плоских поверхностей.

Основные параметры наплавки плоских поверхностей приведены в табл. 2.

При восстановлении деталей обычно применяют проволоку 01,2-3 мм.

Наплавка в среде защитных газов.

Отличается от наплавки под флюсом тем, что в качестве защитной среды используются инертные газы или углекислый. Из инертных газов наиболее широкое распространение получил аргон. Его применяют при наплавке высоколегированных хромо-никелевых и коррозионно-устойчивых сталей и сплавов на основе меди, алюминия и др.

Наплавка в защитных газах используется в тех случаях, когда не­возможна наплавка под слоем флюсом: затруднены его подача и удаление шлаковой корки, например, при наплавке внутренних поверхностей глубоких отверстий или мелких деталей, или для восстановления деталей сложной формы.

Наплавку ведут короткой дугой, на постоянном токе обратной полярности, с использованием источников питания с жесткой внешней характеристикой.

К недостаткам этого процесса следует отнести открытое световое излучение дуги и повышенное разбрызгивание металла 5-10%.

Наибольшее распространение на ремонтных предприятиях нашла наплавка в среде углекислого газа - устраняются дефекты резьбы, осей, шлицев, зубьев, пальцев, шеек валов и других деталей; проводится на постоянном токе обратной полярности. Расход углекислого газа, достаточный для защиты зоны сварки от воздуха, составляет 70-10 л/мин. С возрастанием плотности тока расход газа увеличивается.

В зависимости от назначения детали, материала и вида термической обработки для наплавки рекомендуются определенные марки электродной проволоки. Для наплавки резьбовых поверхностей применяют, как правило, проволоку Св-0,8Г2С, а шлицев и шеек валов - Нп-30ГСА, Св-18ХГСА. Проволока должна обязательно содержать раскислители (кремний, марганец и др.).

В качестве защитных газов применяют аргон, гелий или их смеси с незначительным количеством С0₂, N₂,0₂.

Импульсно-дуговую сварку и наплавку используют для восстановления деталей из алюминия и его сплавов.

Для восстановления деталей машин начали применять дуговую наплавку с газопламенной защитой природным газом (магистральный) и кислородом (технический).

Вибродуговая наплавка

Суть наплавки заключается в том, что электрод вибрирует вдоль своей оси, вызывая короткие замыкания в сварочной цепи и кратковременные периоды действия дуги.

Между деталью и электродной проволокой, включенными в цепь источника питания, периодически возбуждается дуга. Прерывистость возбуждения дуги достигается путем продольного перемещения вибратором электродной проволоки с частотой 50 колебаний в минуту и более и амплитудой 0,5-3 мм. Для повышения стабильности горения дуги при низком напряжении источника питания (12-18В) в цепь последовательно с ним включают дроссель. Одновременно в зону наплавки по каналу вибродуговой головки подается охлаждающая жидкость.

В качестве охлаждающей жидкости применяется водный раствор кальцинированной соды или 20%-ный водный раствор глицерина. В некоторых случаях используются растворы красной кровяной соли и других веществ, улучшающих устойчивость горения дуги. Вследствие вибрации электродной проволоки происходит чередование: «дуговой разряд - короткое замыкание - холостой ход». Электрод и деталь оплавляются за счет дугового разряда. Перенос жидкого металла с электрода на изделие происходит преимущественно во время короткого замыкания.

Диапазон наплавляемых с помощью этого способа размеров деталей - 8-200 мм.

Вибродуговая наплавка дает возможность получать слой толщиной от десятых долей миллиметра до 3 мм за один проход. Толщина наплавляемого слоя в основном зависит от диаметра электродной проволоки (соответственно, мм): менее 1 - 1-1,5; 1-2 - 1,5-2,5; 2 и более - 2-3.

Вибродуговой наплавкой восстанавливают и чугунные детали, не подвергающиеся значительным динамическим нагрузкам, на которые нужно нанести равномерный тонкий слой металла при минимальной их деформации: оси, валы, шлицевые валики и др.

Наплавка порошковыми проволоками и лентами

Эту наплавку выполняют на постоянном токе обратной полярности. Диаметр электродной проволоки и сечение ленты выбираются в зависимости от диаметра восстанавливаемой детали и требуемой толщины наплавляемого слоя металла с учетом припуска на обработку, составляющего 0,8-1,5 мм на сторону. Сила тока устанавливается в зависимости от скорости подачи проволоки и ее диаметра, а напряжение дуги - от сварочного тока.

Широкослойная наплавка

При этом способе наплавку тел вращения выполняют не по винтовой линии, а с поперечными колебаниями электрода за один оборот детали. При наплавке внутренних цилиндрических и конических поверхностей применяются специальные удлиненные мундштуки.

Наплавку тел сложной формы следует проводить самозащитной порошковой проволокой на специализированных станках, позволяющих придать оси вращения горизонтальное положение.

Для механизированной дуговой наплавки выпускается проволока стальная наплавочная, различная по химическому составу: углеродистая - марок Нп-25, Нп-40 и др.; легированная - Нп-40Г Нп-ЗОХГСА и др.; высоколегированная - марок Нп-20Х14, Нп-ЗОХЮГЮТ и др.

Наплавочная стальная проволока производится из стали открытой выплавки, может быть изготовлена также из выплавленной электрошлаковым способом в вакуумно-индукционных печах.

Для наплавки применяются также некоторые марки стальной сварочной проволоки.

Для сварки деталей из чугуна используют проволоки МНЖКТ5-1-02-02 (на медной основе) для сварки в среде аргона (6-9 л/мин) или самозащитные проволоки Св-15ГСТЮЦА (стальная) и ПАНЧ-11 (на никелевой основе).

В последние годы при сварочных работах, в том числе при наплавке деталей, в больших объемах применяют порошковую проволоку и ленту.

Порошковая проволока представляет собой смесь порошкообразных (шлакообразующих, раскисляющих, легирующих и др.) материалов, запрессованных в оболочку из стальной низкоуглеродистой ленты в виде трубки (или более сложной формы). В процессе наплавки плавятся металлическая оболочка и компоненты сердечника.

Флюсы, применяемые при сварке и наплавке, представляют собой гранулы, которые при расплавлении образуют жидкий шлак, защищающий металл сварочной ванны от азота и кислорода воздуха. Кроме того, флюсы предназначены и для обеспечения устойчивого горения дуги, раскисления сварочной ванны, легирования наплавленного металла и др.

Из неплавленых флюсов наибольшее применение получили ке­рамические.

Газовая сварка и наплавка

Процесс проводится, как правило, ацетилено-кислородным ней­тральным пламенем. Ацетилен получают с помощью генераторов. Для газовой сварки используют различные горелки. Расход кислорода на 10-20% больше, чем ацетилена.

При ручной сварке пламя направляют на свариваемые кромки так, чтобы они находились в восстановительной зоне на расстоянии 2-6 мм от конца ядра. Конец присадочной проволоки также держат в восстановительной зоне или сварочной ванне.

Положение горелки (угол наклона ее мундштука к поверхности свариваемого металла) зависит от толщины соединяемых кромок изделия и теплопроводности металла. Чем толще металл и больше его теплопроводность, тем больше должен быть угол наклона.

Применяют два основных способа газовой сварки - правый и левый (рис.).

При правом способе (рис. а) процесс сварки ведется слева направо. Горелка перемещается впереди присадочного прутка, а пламя направлено на формирующийся шов. Этим обеспечиваются хорошая защита сварочной ванны от воздействия атмосферного воздуха и замедленное охлаждение сварочного шва. Способ позволяет получать швы высокого качества.

При левом способе (рис. б) процесс сварки выполняют справа налево. Горелка перемещается за присадочным прутком, а пламя направляется на несваренные кромки и подогревает их, подготавливая к сварке.

Основные параметры режима сварки выбирают в зависимости от свариваемого металла, его толщины и типа изделия. Определяют необходимую мощность пламени, вид пламени, марку и диаметр присадочной проволоки, технологию сварки. Швы накладывают одно- и многослойные. При толщине металла до 6-8 мм применяют однослойные швы, до 10 мм - два слоя, более 10 мм - три слоя и более.

Толщина слоя при многослойной сварке зависит от размеров шва, толщины металла и составляет 3-7 мм.

Электрошлаковая наплавка

Для получения покрытий значительной толщины (более 10 мм) применяется электрошлаковая наплавка. При этом способе в качестве источника теплоты используют теплоту, возникающую при прохождении электрического тока через расплавленный шлак. При этом шлак нагревается до температуры свыше 2000°С и расплавляет основной и присадочный материалы.

По сравнению с другими способами при этой наплавке достигаются большая производительность и высокое качество покрытий. Наплавку выполняют в один слой, вследствие чего отпадает необходимость в зачистке слоев, что требуется при многослойной наплавке.

Другие способы наплавки

Электронно-лучевая наплавка.

Суть ее заключается в нагреве основного и присадочного материала бомбардировкой электронами. Источником теплоты при электронно-лучевой сварке и наплавке служит энергия потока ускоренных электронов. В электроннолучевых установках электронный луч генерируется и управляется с помощью электронно-оптической системы, называемой электронной пушкой. Поток электронов, имитируемых катодом, предварительно ускоряется и формируется электростатическим полем в области «катод - анод».

Существуют несколько систем электронных пушек. Наиболее просты по конструкции те, в которых электронный пучок формируется только с помощью прикатодного электрода, а анодом служит (изделие) деталь.

Электронно-лучевой наплавкой можно наносить тонкий (0,1-2 мм) слой порошковых покрытий, например, на кромки рабочих органов сельскохозяйственных машин. Поверхности рабочих кромок лемехов и лап следует зачищать от окалины пескоструйной обработкой или травлением. Наплавку осуществляют с помощью промышленного ускорителя, снабженного системой выпуска концентрированного пучка электронов. Использую различные порошки, например, типа «сормайт», частицами 700 мкм максимальных размеров, без использования флюсов и защитных газов, на воздухе.

В процессе электронно-лучевого нагрева расплавляются не только порошок, но и поверхностный слой металла деталей, в результате образуется их сплав.

В ремонтном производстве электронно-лучевая наплавка пока применяется крайне редко.

Дата добавления: 2014-01-07