Автоматическая вибродуговая наплавка

Автоматическая вибродуговая наплавка основана на использовании тепла кратковременной электрической дуги, возникающей в момент разрыва цепи между вибрирующим электродом и наплавляемой поверхностью. Отличительной особенностью этого вида наплавки является возможность получения наплавленного слоя малой толщины 0,3-2,5 мм, охлаждение поверхности наплавки в результате прерывистого характера процесса, что позволяет значительно уменьшить нагрев детали, снизить в ней остаточные напряжения и предотвратить ее деформирование.

Электродная проволока 5 (рис. 10.6) подается в зону наплавки через вибрирующий мундштук наплавочной головки при помощи роликов 4 подающего механизма. Ток от генератора постоянного тока 7 подводится к детали 1 и электродной проволоке 5. Электрод вибрирует с частотой 25-100 Гц, в результате чего происходят частые короткие замыкания электрода на деталь. Вибрация электрода осуществляется электромагнитным или механическим вибратором 6, встроенным в наплавочную головку. В процессе горения дуги на конце электрода образуется капля жидкого металла, которая переносится на наплавляемую поверхность в момент разрыва дуги. Это позволяет получить тонкий и прочный наплавленный слой при небольшом нагреве ремонтируемой детали. В зону наплавки из сопла подается охлаждающая среда, которая снижает величину прогрева металла детали и позволяет в широких пределах регулировать структуру и свойства наплавленного слоя. В качестве охлаждающей среды применяют 5%-ный водный раствор кальцинированной соды или 20%-ный водный раствор глицерина. Образующийся при подаче жидкости пар надежно защищает расплавленный металл от кислорода и азота воздуха.

Рис. 10.6. Схема вибродуговой наплавки:

а - направление вращения детали; б - направление перемещения головки; в - направление вибрации электрода; г - подача электрода; д - подача охлаждающей жидкости; 1 - деталь; 2 - охлаждающая жидкость; 3 - сопло; 4 - подающие ролики; 5 - электродная проволока; 6 - вибратор; 7 - генератор

В результате быстрого охлаждения наплавленный слой закаливается, становится твердым, износостойким. При одном и том же материале электродной проволоки можно получить различную структуру наплавленного слоя в зависимости от количества охлаждающей жидкости и способа ее подачи. Основными недостатками наплавки в среде жидкости являются неравномерная твердость, наличие газовых пор и трещин, снижение усталостной прочности восстанавливаемых деталей. Применение флюса или защитных газов, а также разделение зон наплавки и охлаждения позволяет значительно улучшить качество наплавки и повысить прочность деталей, работающих при циклических нагрузках. В качестве защитного газа обычно используется углекислый газ.

В качестве источников тока используют генераторы постоянного тока или селеновые выпрямители.

Для наплавки цилиндрической поверхности деталь устанавливают в центрах токарно-винторезного станка и вращают с заданной скоростью. На суппорте станка закрепляют наплавочную головку.

При наличии эксцентричной выработки, превышающей 0,5 мм, необходимо предварительно устранить ее механической обработкой. Качество наплавки зависит от параметров электрического тока, скорости подачи электродной проволоки, амплитуды колебаний электрода, шага наплавки и скорости вращения детали. Частоту вращения детали определяют по формуле

где d - диаметр электродной проволоки, мм; υ _эл - скорость подачи электродной проволоки, мм/с; К _пм - коэффициент перехода электродного металла в наплавленный металл (обычно 0,87-0,90); D - диаметр наплавляемой поверхности, мм; f - толщина наплавленного слоя, мм; S - шаг наплавки, мм/об; К _пс - поправочный коэффициент, учитывающий отклонения фактической площади сечения наплавленного слоя от площади прямоугольника с высотой f (обычно 0,9-0,95).

В табл. 10.1 приведены рекомендуемые режимы вибродуговой наплавки в жидкости.

Таблица 10.1

Дата добавления: 2014-01-04