Восстановление деталей сваркой и наплавкой

Обновлено: 19.05.2024

Восстановление деталей электродуговой сваркой и наплавкой

При восстановлении деталей ручную электродуговую сварку применяют для заварки трещин, приварки обломанных частей и заплат на пробоины, заплавки изношенных отверстий, наращивания изношенных кулачков и зубьев, а также для устранения повреждений в деталях из алюминиевых сплавов, чугуна и стали.

При ручной электродуговой сварке больше, чем при любом другом процессе, применяемом при восстановлении деталей, качество и производительность процесса зависят от квалификации сварщика, его умения правильно выбрать марку и диаметр электрода, режим сварки, приемы манипулирования концом электрода.

Газовую сварку используют при ремонте кабин и облицовки, а также для заплавки изношенных отверстий, наращивания обломанных ушков. Она основана на использовании теплоты, выделяющейся при сгорании ацетилена или других горючих газов в смеси с кислородом.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

При восстановлении деталей чаще всего в качестве горючего газа применяют ацетилен. Температура ацетилено-кислородного пламени в самой его горячей точке 3000—3150° С. При газовой сварке скорость нагрева и расплавления металла значительно меньше, чем при дуговой, а зона термического влияния значительно больше, поэтому не рекомендуется применять газовую сварку для устранения повреждений в деталях, изготовленных из чугуна.

Дуговая сварка в среде углекислого газа — один из наиболее эффективных процессов для устранения повреждений в тонколистовых стальных деталях. Она все больше вытесняет газовую и ручную электродуговую сварку при ремонте кабин, кузовов и ответственных металлоконструкций. Этот вид сварки отличается высокой производительностью, хорошим формированием сварного шва, легкостью ведения процесса во всех пространственных положениях, концентрацией теплоты в зоне сварки.

Автоматическая наплавка под слоем флюса (рис. 86) обеспечивает наиболее высокое качество наплавленного металла, так как сварочная дуга и ванна жидкого металла полностью защищены от вредного влияния кислорода воздуха, а медленное охлаждение способствует наиболее полному удалению из наплавленного металла газов и шлаковых включений. При автоматической наплавке заданный режим почти не изменяется.

При наплавке под слоем флюса электрическая сварочная дуга горит в закрытой полости из расплавленного минерального вещества (флюса). Флюс предотвращает разбрызгивание жидкого металла, обеспечивает формирование нормального сварного шва, защищает расплавленный металл от действия кислорода и азота воздуха, влияющих отрицательно на свойства наплавленного металла. Электродная проволока из кассеты к месту наплавки подается автоматической головкой.

Рис. 86. Схема механизированной наплавки под слоем флюса:
1 — источник тока для питания дуги, 2 — оболочка из жидкого флюса, 3 — устройство для подвода флюса, 4 — мундштук, 5 — электродная проволока, 6 — электрическая дуга, 7 — шлаковая корка, 8 — наплавленный слой, 9 — наплавляемая деталь, 10 — скользящий контакт

Применение флюса дало возможность использовать голую (без покрытия) электродную проволоку. Ток к проволоке подведен по скользящему контакту 10 на небольшом расстоянии от дуги, что уменьшило длину электрода, по которому протекает сварочный ток. Плотность тока при этом увеличилась в несколько раз, возросла и производительность наплавки. Питание дуги чаще всего осуществляется током от сварочных генераторов или выпрямителей.

Наплавкой под слоем флюса можно восстанавливать изношенные плоские, цилиндрические, резьбовые и другие поверхности деталей. Цилиндрические поверхности деталей, наплавляемые под слоем флюса, должны иметь наружный диаметр свыше 50 мм, так как на меньших сечениях расплавленный флюс и шлак из-за большого разогрева не успевают затвердевать и стекают с деталей. Механизированной наплавкой под слоем флюса восстанавливают катки, колеса, башмаки, валы, ролики, барабаны и др.

Разновидностями электродуговой наплавки под слоем флюса являются более производительная наплавка ленточным электродом, а также сварка и наплавка порошковой проволокой.

Автоматическая наплавка ленточным электродом производится специальным электродом, изготовленным из металлической ленты холодного проката толщиной 0,4—1,0, шириной 20— 100 мм. Благодаря тому, что при этом способе наплавки сварочная дуга непрерывно перемещается по торцу ширины ленты, проплавление основного металла неглубокое и его доля в наплавленном слое составляет 8—10%. Таким образом, влияние наплавки на структуру и механические свойства основного металла незначительно. Химический состав ленты и марку флюса выбирают в зависимости от назначения наплавки.

Способ обеспечивает высокую производительность работ: за один проход можно наплавить слой толщиной 2—7 мм и шириной, соответствующей ширине ленты.

Недостатки способа: потребности в ленте различной ширины для наплавки разнотипных деталей; невозможность применения наплавки для валов малых диаметров, шлицевых соединений, внутренних отверстий.Полуавтоматическая сварка и наплавка порошковой проволокой — это сравнительно новый процесс в ремонтном производстве. Сущность способа заключается в том, что в качестве электродного материала применяют специальную проволоку, в состав которой наряду с легирующими элементами введены защитные газо- и шлакообразующие вещества, благодаря чему достигается высокая твердость и износостойкость наплавленного металла. Для наплавки порошковой проволокой используют те же автоматы и полуавтоматы, что и для сварки и наплавки сплошными электродными проволоками под слоем флюса. Наплавку порошковой проволокой рекомендуется применять прежде всего для восстановления деталей с большим износом.

При устранении дефектов в корпусных чугунных деталях (трещин, обломов, пробоин) применяют самозащитную проволоку ПАНЧ-11 без подогрева и дополнительной защиты. По сравнению со специальными никелевыми электродами проволока ПАНЧ-11 обладает высокой стойкостью сварных соединений против околошовных трещин. Заваривают трещины самозащитной проволокой ПАНЧ-11 открытой дугой на постоянном токе прямой полярности участками длиной 20—50 мм с проковкой и охлаждением каждого участка до температуры 50° С. Для сварки рекомендуются полуавтоматы ПДПГ-500, ПДГ-300, А-547У, А-825М в комплекте с выпрямителями ВС-300.

При полуавтоматической сварке чугуна самозащитной проволокой ПАНЧ-11 процесс протекает стабильно, без разбрызгивания металла, сварочный шов формируется без подрезов, наплывов и других наружных дефектов. Металл шва имеет высокую обрабатываемость, плотность и прочность. Этот метод находит все большее применение на ремонтных предприятиях, его можно рекомендовать для холодной заварки трещин длиной до 200 мм, обломов, а также обварки заплат у тонкостенных чугунных деталей.

Вибродуговая наплавка — разновидность автоматической электродуговой наплавки. Она ведется колеблющимся электродом, что дает возможность наплавлять металл при низком напряжении источника тока. Благодаря этому образуется минимально возможная сварочная ванна, мелкокапельный переход металла с электрода на деталь. При вибродуговой наплавке получается достаточно хорошее сплавление основного металла с электродным, небольшой нагрев детали и малая по глубине зона термического влияния. Наиболее широкое применение получила вибродуговая наплавка в среде охлаждающей жидкости.

Принципиальная схема установки для вибродуговой наплавки в среде жидкости показана на рис. 87. К установленной в станок изношенной детали с помощью роликов по направляющему мундштуку подается проволока, которая сматывается с барабана. Одновременно с подачей проволоки от вибратора электроду сообщается колебательное движение частотой 50—100 Гц. Установка вибратора позволяет уменьшить мощность дуги, не уменьшая стабильности процесса. От источника постоянного тока через ролики и мундштук к электроду подводится плюс, а к детали через шпиндель станка — минус.

Рис. 87. Схема установки для вибродуговой наплавки в струе жидкости:
1—индуктивность, 2—генератор, 3—трубопровод, 4 — подающие ролики, 5 — барабан для электродной проволоки, 6 — вибратор, 7 — пружины, 8 — шестеренный насос, 9 — бак-отстойник, 10 — деталь с наплавленным слоем, 11 — зона наплавки, 12 — мундштук

В зону наплавки по трубопроводу непрерывной струей подается жидкость. С детали жидкость стекает в поддон станка, откуда попадает в бак-отстойник и далее насосом по трубопроводам снова подается к детали.

Вибродуговым способом могут наплавляться цилиндрические поверхности диаметром от 15 мм и выше, поверхности изношенных отверстий, подвижных и неподвижных соединений; поверхности под обоймы шариковых и роликовых подшипников; шейки валов, работающих в подшипниках скольжения, не испытывающие ударной нагрузки; шейки в местах прессовых посадок. Вибродуговая наплавка нежелательна для профильных поверхностей в виде резьб, мелких шлиц и т. д. Вибродуговую наплавку можно производить также под слоем флюса и в среде защитного газа.

Способ вибродуговой наплавки и сварки различных материалов в потоке воздуха применяют при восстановлении чугунных деталей. Деталь наплавляют с помощью автоматической вибродуговой головки, а для получения плотных и легко обрабатываемых слоев в зону сварки подают атмосферный воздух. С увеличением подачи воздуха наружная пористость наплавляемого металла уменьшается. Наименьшая пористость получается при расходе воздуха свыше 1600—2000 л/ч.

Рис. 89. Полуавтомат А-547У в комплекте с выпрямителем ВС-300:
1 — баллон с углекислым газом, 2 — подогреватель, 3 — редуктор-расходомер, 4 — держатель со шлангом, 5 — подающий механизм, 6 — сварочный выпрямитель, 7 — пульт управления

Наплавленный металл обладает невысокой твердостью, что позволяет производить токарную обработку слоя обычным инструментом. Для наплавки используют установку, состоящую из токарного станка, источника тока (три выпрямителя ВСГ-ЗА) и автоматической вибродуговой головки.

При наплавке в среде углекислого газа сварочная дуга и расплавленный металл защищаются от вредного влияния воздуха струей углекислого газа, специально подаваемого в зону сварки. Электродная проволока из кассеты непрерывно подается в зону сварки с заданной скоростью. Ток к проволоке подводится с помощью мундштука и наконечника, расположенного внутри газовой горелки, которая подает защитный газ в зону сварки.

Рис. 88. Схема процесса наплавки в среде углекислого газа:
1 — горелка, 2 — электродная проволока, 3 — мундштук, 4 — наконечник, 5 — сопло горелки,6 — основной металл, 7 — сварочная дуга, 8 — сварочная ванна, 9 — шов

Электродная проволока плавится под действием теплотыдуги; электродный металл переходит в сварочную ванну и смешивается с расплавленным основным металлом. В результате сплавления электродного и основного металлов образуется наплавленный валик, прочно соединенный с основным металлом.

При наплавке углекислый газ из баллона (рис. 89) проходит через подогреватель газа, осушитель, редуктор и расходомер (ротаметр). При выходе из баллона углекислый газ расширяется и температура его резко падает. Чтобы исключить резкое охлаждение газа и замерзание содержащейся в углекислом газе влаги, его сразу после выхода из баллона пропускают через подогреватель. Затем углекислый газ попадает в осушитель, представляющий собой цилиндр, заполненный веществом, которое поглощает влагу из углекислого газа (сили- кагель, обезвоженный медный купорос или хлористый кальций).

Наплавка в среде углекислого газа имеет ряд преимуществ перед другими методами наплавки: более высокая производительность труда по сравнению с наплавкой под слоем флюса, высокая экономичность процесса, хорошее качество наплавленного металла; возможность наплавки внутренних поверхностей изделий сложной формы и малых диаметров; улучшение условий труда рабочих. Кроме того, отпадает необходимость в применении различных приспособлений для удержания флюса и расплавленного шлака, как при наплавке под слоем флюса, что позволяет повысить автоматизацию процесса. Недостатки способа наплавки в среде углекислого газа: большие потери металла на разбрызгивание, потребность в применении специальных типов проволоки и особых источников питания.

Сущность процесса электроконтактной приварки стальной ленты заключается в приварке к поверхности деталей стальной ленты мощными импульсами электрического тока. В сварочной точке под действием импульса тока расплавляются металлы присадочного материала и детали. Присадочный материал (стальная лента) расплавляется не по всей толщине, а лишь в тонком поверхностном слое, в зоне контакта с деталью. Слой приваривают ко всей изношенной поверхности регулируемыми импульсами тока при вращательном движении детали со скоростью, пропорциональной частоте импульсов, и поступательном перемещении сварочной головки. Схема процесса приварки ленты приведена на рис. 90.

Для приварки ленты применяют установку 011-1-02, которая позволяет восстанавливать наружные и внутренние цилиндрические поверхности деталей. Технологический процесс целесообразно применять при восстановлении шеек валов под подшипники качения, посадочных отверстий стаканов подшипников и других деталей при износе до 0,4 мм.

Изношенную поверхность предварительно шлифуют, удаляя слой металла толщиной 0,15—0,2 мм. После этого деталь подают на установку. Накладывают на подготовленную поверхность мерный отрезок стальной ленты толщиной 0,4—0,8 мм (в зависимости от величины износа), который прижимают сварочными роликами установки. Материал ленты — средне- и высокоуглеродистые стали марок 45, 50, 65Г и др.

Импульсами тока прихватывают ленту в нескольких местах. Перемещая ролики в крайнее положение, переключают установку на рабочий режим и приваривают ленту.

Рис. 90. Схема процесса электроконтактной приварки стальной ленты:
1 — центры, 2 — восстанавливаемая деталь, 3 — ролики, 4 — лента, 5 — трансформатор, 6 — прерыватель тока

Процесс ведут при подаче жидкости (воды), которая охлаждает ролики сварочной головки и одновременно эффективно отводит теплоту от зоны приварки. При этом твердость восстанавливаемой поверхности увеличивается до HRC .55 и более. Этим достигается совмещение технологий нанесения покрытия и термической обработки. Последующую механическую обработку после приварки ленты производят на круглошлифовальных станках.

Использование электроконтактной приварки стальной ленты взамен вибродуговой наплавки позволяет повысить производительность восстановления деталей в 2,5 раза, снизить расход присадочных материалов в 4—5 раз, трудоемкость работ в 2,5 раза и повысить ресурс детали до уровня новой.

Электроконтактную приварку стальной проволоки применяют преимущественно для восстановления резьбы. Проволоку подают во впадину изношенной резьбы и прижимают контактным роликом. После включения тока ее приваривают. Диаметр проволоки подбирают с таким расчетом, чтобы после ее приварки и осадки металл заполнил впадину между витками восстанавливаемой резьбы и при этом оставался припуск на механическую обработку. Наилучшие результаты получаются в том случае, если диаметр присадочной проволоки равен шагу резьбы или больше его на 5—10%.

Восстановление деталей вибродуговой наплавкой

Восстановление деталей из металлов, которым противопоказан разогрев до высокой температуры, проводится методом вибродуговой наплавки. Это эффективный способ ремонта конических и плоских поверхностей. Сущность технологии заключается в постоянной смене стадий горения и короткого замыкания за счет вибрации проволоки. Металл не успевает прогреваться на большую глубину, зона термического влияния минимальная, не возникает внутренних напряжений.

Вибродуговая наплавка применяется для восстановления деталей диаметром от 15 до 40 мм из разных видов стали:

низколегируемых цементируемых с содержанием углерода от 0,1 до 0,25%;
среднеуглеродистых легированных и инзколегированных, содержащих от 0,25 до 0,6% углерода.

Технология разработана для ремонта изношенных валов, ступиц, корпусов, наплавки конических и плоских поверхностей.

Определение и принцип действия

Вибродуговая наплавка, по сути, это разновидность автоматической сварки, только электрод вибрирует с частотой от 50 до 100 колебаний в минуту. Восстанавливаемую деталь фиксируют в патроне-держателе или на токарном станке так, чтобы можно было подвести электроток. Второй контакт выводится на неплавящийся электрод. Наплавочная проволока подается по направляющим, проходит через мундштук. При подключении питания наплавка под действием магнита начинает вибрировать, прилипает к поверхности и отрывается с определенной частотой. Чтобы металл не прогревался под действием дуги, в рабочую зону подается охлаждающая жидкость. Компонентный состав водной эмульсии регламентирован, возможно два варианта:

3-х или 4% раствор кальцинированной соды;
добавляют глицерин в пропорции 15 или 20% от объема.

Технология применяется для деталей сложной конфигурации, прошедших термическую обработку. На закаленных поверхностях после глубокого прогрева возникает коробление, а вибродуговая наплавка не влияет на прочностные характеристики.

Основные достоинства вибродуговой наплавки:

вибросваркой создают небольшой слой, толщину которого можно регулировать в диапазоне от 500 мк до 3 мм;
детали подвергаются несущественной деформации под действием температуры;
зона термовлияния малоглубинная, нет необходимости проводить обследование методами неразрушающего контроля;
вибрационная сварка не изменяет твердость восстанавливаемой поверхности;
за счет подачи жидкости происходит закалка наплавляемого слоя;
метод применим для малоизношенных поверхностей, которые нельзя наплавить обычной сваркой, устраняется люфт механизма.

Вибрация обеспечивает устойчивость процесса наплавки. Для улучшения показателей износостойкости наплавленного слоя предусмотрены легирующие флюсы. Для обеспечения защитного облака предусмотрена автоматическая подача углекислого или инертного газа.

Технология разработана для ремонта изношенных валов, ступиц, корпусов, наплавки конических и плоских поверхностей. Применяется, когда противопоказан разогрев металла до высокой температуры.

Технология процесса вибродуговой наплавки

Перед процессом наплавления деталь необходимо подготовить. Обрабатываемую поверхность зачищают до металлического блеска. Для снятия оксидного слоя применяют наждачную бумагу. Зачистку производят после закрепления детали, при тех же частотах вращения, что и при наплавке. Допустимое биение люфта – 500 микрон. Когда искривление большое, поверхность предварительно выправляют. На резьбовых отверстиях полностью удаляют борозды резьбы. Невосстанавливаемые шпоночные пазы и отверстия заделываются медными или графитовыми вставками.

Подготовка деталей включает процессы обезжиривания, промывки сушки. Поверхность, которую не нужно восстанавливать, от температурного воздействия защищают асбестовыми листами.

Основные особенности вибродуговой наплавки деталей от других сварочных процессов:

в автомате установлен вибратор, создающий магнитное поле с частотой от 50 до 100 Гц в зоне подачи наплавочной проволоки;
цикличность розжига и затухания дуги за счет чередования электрических разрядов и коротких замыканий;
наличие блока индукции, обеспечивающего накопление электрической энергии на нуле;
низкое напряжение электропитания.

Легкий розжиг электродуги гарантирует сдвиг фаз тока и напряжения. При переходе через нулевую отметку фазы возникает самоиндукция, совпадающая по направлению с вектором напряжения. После разрыва цепи сразу возникает дуговой разряд, стабилизирующий горение дуги. Мелкокапельный перенос наплавочного металла происходит в момент короткого замыкания, длительность существования дуги – 20% цикла, металл не проваривается на большую глубину.

Нюансы технологического процесса:

оптимальное напряжение источника питания до 20 В;
требуется постоянный электрический ток;
контакты подключаются по обратной полярности: плюс подключают к электроду, минус выводят на наплавляемую деталь (анодное пятно – точка максимального разогрева дуги смещается к кончику электрода, металл меньше подвергается разогреву);
количество охлаждающей эмульсии регулируется, кран устанавливают на наплавочной головке аппарата вибродуговой наплавки;
струя направляется в область за столбом дуги, при попадании воды в дугу процесс восстановления нарушается;
соотношением скоростей вращения детали и подачи наплавочной проволоки регулируют толщину наплавляемого слоя (если подача наплавки опережает вращение, слой будет максимальным, при увеличении окружной скорости вибродуговой валик растягивается, становится уже, тоньше);
в аппарат заправляют проволоку толщиной от 1,5 до 2,5 мм;
равномерность издаваемого звука – залог образования слоя одинаковой толщины;
стабильность процесса контролируют с помощью амперметра – стрелка не должна сильно дергаться, когда резко отклоняется, шовный валик образуется прерывистым.

Пористость восстановленного слоя существенно зависит от чистоты поверхности и подаваемой охлаждаемой жидкости. От грязи появляются раковины. На рыхлость слоя влияет химический состав используемой проволоки, нужно выбирать состав, близкий к марке стали. Необходимо учитывать, что при слишком большой окружной скорости образуются несплошности.

Оборудование и материалы

В состав установки для вибродуговой наплавки металла на реставрируемые детали входит несколько устройств:

переоборудованный токарный станок, обеспечивающий необходимую скорость вращения зафиксированной в зажимах детали;
наплавочная вибродуговая головка, в этом качестве используют автоматические аппараты для дуговой сварки, источник электропитания.

В вибродуговых автоматах меняют конструкцию мундштука, вместо подачи флюса монтируют подачу защитного газа. Модифицируют головки ОКС-1252 и ОКС-6569.

Проволоки, применяемые для вибродуговой технологии:

для чугуна – Св-15;
для среднеуглеродистой стали – Св-18ХГСА, Св-08А, Нп-30ХГСА, Нп-50;
для обычной стали – 65Г.

В качестве запчастей необходимы направляющие трубки, мундштуки, направляющие ролики.

Вибродуговой наплавкой получают слой любой твердости, восстанавливать можно металл с различными техническими характеристиками, включая чугун, различные виды сталей.

Восстановление деталей сваркой и наплавкой

Сваркой и наплавкой восстанавливают более половины всех ремонтируемых деталей автомобилей. При помощи сварки завариваются также трещины и изломы на раме и платформе, ставятся заплаты, различные накладки и усилительные косынки, восстанавливаются картеры агрегатов. Поврежденная или изношенная резьба на поворотных цапфах и других деталях восстанавливается заваркой с последующим нарезанием новой резьбы. Таким же способом восстанавливают внутренние резьбы. Восстановление деталей наплавкой заключается в том, что изношенные рабочие поверхности наплавляют так, чтобы их можно было обработать под номинальные или ремонтные размеры. При ремонте автомобилей. применяются автоматическая и полуавтоматическая наплавка и сварка под слоем флюса или в среде углекислого газа.

При автоматической наплавке зажигание дуги, подача электродной проволоки и перемещение дуги вдоль шва ‘механизированы. При более простой — полуавтоматической наплавке или сварке дуга вдоль шва перемещается вручную.Полуавтоматическую сварку или наплавку целесообразно применять при коротких сварочных швах и наплавках, когда автоматическая сварка нерациональна.

Преимуществами автоматической и полуавтоматической сварки и наплавки по сравнению с ручной являются более высокая производительность и лучшее качество. Повышение качества наплавленного слоя или сварного шва под слоем флюса достигается тем, что расплавленный флюс предохраняет свариваемый или наплавляемый металл от воздействия кислорода и азота окружающего воздуха. Наплавкой под слоем флюса ремонтируют распределительные и шлицевые валы, ободы колес автомобилей БелАЗ, головку сошки рулевого управления и другие детали. Для круговой и продольной наплавки изношенных деталей применяют специальные установки.

Наряду со сваркой и наплавкой под слоем флюса при ремонте автомобилей применяется злектродуговая полуавтоматическая сварка и наплавка в среде углекислого газа. При этом способеэлектрическая дуга и расплавленная ванночка металла изолированы от воздуха потоком углекислого газа. Электродная проволока подается в зону сварки или наплавки через специальную горелку, к которой подводятся сварочный ток и углекислый газ. Последний поступает в горелку из баллонов, оттесняет воздух и таким образом предохраняет расплавленный металл от воздействия воздуха. Сварка в среде углекислого газа применяется для сварки тонкого листового металла и наплавки деталей из углеродистых и малолегированных сталей малого диаметра. Таким методом производится восстановление крестовин, шкворней подвески, пальцев, фланцев карданных валов, крышек цилиндров подвески, головок реактивных штанг, фланцев и шестерен главной передачи и других деталей.

Для восстановления деталей малого диаметра при незначительном износе может применяться автоматическая вибродуговая (электроимпульсна) наплавка. Этим методом целесообразно наплавлять слой металла толщиной 0,9—1,5 мм. Наплавочную головку закрепляют на суппорте токарного станка, а ремонтируемую деталь — в центрах. Электродная проволока, подаваемая роликами из кассеты через вибрирующий мундштук к вращающейся детали, постоянно вибрирует и, соприкасаясь с деталью под действием электрических разрядов от источника тока, оплавляется. Для охлаждения детали насосом к месту контакта непрерывно подается жидкость. Вибрация мундштука достигается при помощи электромагнитного вибратора. При толщине слоя наплавки 0,5—0,7 мм этот способ является более .производительным, чем другие способы наплавки. Его применяют для восстановления стальных деталей с малыми износами.

Технологический процесс восстановления деталей сваркой и наплавкой состоит из трех этапов: подготовки к сварке (наплавке), сварки (наплавки) и термообработки для снятия внутренних напряжений и улучшения свойств детали.

Подготовка к сварке (наплавке) состоит в разделке кромок свариваемых деталей и тщательной очистке свариваемых поверхностей от грязи, масел, ржавчины, окалины. Разделку кромок производят механическими способами или при помощи кислородной резки металла. В последнем случае требуется тщательная зачистка кромок от окалины на всю длину.

При подготовке деталей цилиндрической формы (пальцы, оси, валы) к наплавке, при наличии на их поверхностях задиров, мелких поверхностных трещин, эксцентрического износа, расслоений (если износ не превышает 1 мм) производится токарная обработка. Толщина снимаемого при этом слоя 1,5—2 мм.

При подготовке к восстановлению изношенных или поврежденных резьбовых поверхностей их первоначально освобождают (путем токарной обработки) от старой резьбы, которая препятствует хорошему сцеплению металла. После этого поверхность, подлежащую наплавке, обжигают газовой горелкой для удаления следов масла. Отверстия, пазы, канавки, которые при наплавке необходимо сохранить,- заделывают медными, графитовыми или угольными вставками.

Детали, которые должны после наплавки проходить механическую обработку, после наплавки подвергают отжигу в горне или печи.

Для предохранения деталей от нагрева и коробления наплавку ведут с погружением шестерни в воду, оставляя на поверхности только наплавляемый участок.

Сварку деталей из серого чугуна ведут с общим нагревом до температуры 600-650 °С. При снижении температуры ниже 350 °С сварка прекращается и деталь подвергается повторному нагреву. Разделка кромок при этом производится выжиганием металла газовой горелкой.

Детали из алюминиевых сплавов сваривают и наплавляют в несколько проходов. Для их сварки и наплавки применяют алюминиевые электроды или сварочную проволоку из алюминиевых сплавов. Сварку ведут с общим или местным подогревом (до 250— 300 °С) детали.

Тема 3.3. Восстановление деталей сваркой и наплавкой.

Восстановление деталей наплавкой под слоем флюса (сущность, применяемое оборудование, достоинства и недостатки способа); материалы применяемые при наплавке под слоем флюса (проволоки, флюсы).

Способ широко применяется для восстановления цилиндрических и плоских поверхностей деталей.

Сущность способа наплавки под флюсом заключается в том, что в зону горения дуги автоматически подаются сыпучий флюс и электродная проволока. Под действием высокой температуры образуется газовый пузырь, в котором существует дуга, расплавляющая металл. Часть флюса плавится, образуя вокруг дуги эластичную оболочку из жидкого флюса, которая защищает расплавленный металл от окисления, уменьшает разбрызгивание и угар. При кристаллизации расплавленного металла образуется сварочный шов.

Для наплавки используют наплавочные головки А-580А, ОКС-5523, А-765 или наплавочные установки СН-2, УД-209 и другие.

- возможность получения покрытия заданного состава, т.е легирования металла ч\з проволоку и флюс и равномерного по химическому составу и свойствам;

- защита сварочной дуги и ванны жидкого металла от вредного влияния кислорода и азота воздуха;

- выделение растворенных газов и шлаковых включений из сварочной ванны в результате медленной кристаллизации жидкого металла под флюсом;

- возможность использования повышенных сварочных токов, которые позволяют увеличить скорость сварки, что способствует повышению производительности труда в 6…8 раз;

- экономичность в отношении расхода электроэнергии и электродного металла;

- отсутствие разбрызгивания металла благодаря статическому давлению флюса;

- возможность получения слоя наплавленного металла большой толщины (1,5…5 мм и более);

- независимость качества наплавленного металла от квалификации исполнителя;

- лучшие условия труда сварщиков ввиду отсутствия ультрафиолетового излучения;

- возможность автоматизации технологического процесса.

- значительный нагрев детали;

- невозможность наплавки в верхнем положении шва и деталей диаметром менее 40 мм из-за стекания наплавленного металла и трудности удержания флюса на поверхности детали;

- сложность применения для деталей сложности конструкции, необходимость и определенная трудность удаления шлаковой корки;

- возможность возникновения трещин и образования пор в наплавленном металле.

Флюсы для наплавки

Как правило, для наплавки применяют плавленые стекловидные и пемзовидные флюсы. По назначению их разделяют на флюсы общего назначения и специальные. Первые используют для дуговой наплавки углеродистых и низколегированных сталей. Вторые — для дуговой и электрошлаковой наплавки легированных сталей и сплавов, цветных металлов.

Флюсы АН-348А и АН-60 с большим содержанием Si02 и МnО широко применяют для наплавки малоуглеродистых и низколегированных сталей. Кремнистый безмарганцевый флюс АН-26 предназначен для наплавки легированных и высоколегированных сталей. Низкокремнистые флюсы АН-20 и АН-22 широко применяют для наплавки низколегированных и легированных сталей. Безмарганцевые флюсы АН-15М, АН-28, АН-70, ОФ-6, ОФ-10 используются для электродуговой наплавки легированных и высоколегированных сталей и сплавов.

Флюсы АН-72 и ФЦ-18 обеспечивают хорошие формирование и отделимость шлаковой корки при наплавке высоколегированных сталей и сплавов.

Флюс АН-90 в основном предназначен для электрошлаковой наплавки лентами коррозионностойких сталей. Для традиционных процессов электрошлаковой наплавки применяют флюсы АНФ-1, АН-8 и АН-22.

В меньшей степени для наплавки применяют керамические (агломерированные) флюсы. Из них наиболее известны флюсы (ЖСН-5, ЖСН-6, АНК-18, АНК-19).

Проволоки для наплавки сплошного сечения

Для механизированной электродуговой наплавки применяется стальная наплавочная проволока сплошного сечения по ГОСТ 10543 - 82.

Стандартом предусмотрен выпуск проволоки из углеродистой стали 9 марок, легированной стали 11 марок и высоколегированной стали 11 марок.

Применяют для механизированной наплавки также стальную сварочную проволоку по ГОСТ 2246 - 70.

Обычно для наплавки в защитных газах используют проволоку диаметром 1,6 —2,2 мм, а для наплавки под флюсом — проволоку диаметром 3,0 —5,0 мм и катанку диаметром 6,5 мм.

Углеродистые наплавочные проволоки (Нп-30, Нп-40, Нп-50 и т. д.) применяются в основном для восстановления размеров изношенных деталей. Для наплавки инструмента горячего деформирования металла используют проволоки Нп-45х4В3Ф, Нп-45х2В8Т, Нп-60ХЗВ10Ф. Проволоки Нп-40ХЗГ2М и Нп-40ХЗГ2МФ рекомендуются для наплавки деталей, работающих в условиях абразивного изнашивания с ударами. Для антикоррозионной наплавки рекомендуются проволоки Св-08Х 19Н10Г2Б, Св-04Х19Н11МЗ, Св-07Х25Н13, Св-10х16Н25АМ6.

Порошковые проволоки для наплавки

Порошковые проволоки являются в настоящее время преобладающим материалом для износостойкой наплавки. Они изготавливаются методом волочения или прокатки в виде трубки с краями, сформированными встык или внахлестку. Коэффициент заполнения (отношение массы сердечника к общей массе проволоки для наплавки в процентах) наплавочной порошковой проволоки не превышает 40—45 %. Чаще всего используются проволоки диаметром 3,6 мм для наплавки под флюсом и 1,8—3,2 мм для полуавтоматической и автоматической наплавки открытой дугой.

Порошковые наплавочные проволоки производятся по ГОСТ 26101—84 и ведомственным ТУ. ГОСТ 26101—84 предусматривает изготовление наплавочных порошковых проволок 23 марок для различных видов изнашивания.

Читайте также: