27 Вопрос
Сущность наплавки под слоем флюса состоит в том, что сварочная дуга, возникающая между электродом и изделием, защищается от окисления кислородом воздуха слоем расплавленного гранулированного флюса толщиной 20–40 мм. Флюс, поступающий в зону сварочной дуги, плавится под действием выделяемого ею тепла. Твердость наплавленного слоя порошковыми проволоками достигает HRC 52–56.
Принципиальная схема полуавтоматической электродуговой наплавки деталей под слоем флюса показана на рисунке 8.
Рисунок 8 – Схема установки для полуавтоматической электродуговой наплавки деталей под слоем флюса: 1 – патрон токарно-винторезного станка; 2 – восстанавливаемая деталь; 3 – слой шлака; 4 – наплавленный металл; 5 – флюс; 6 – электродная проволока; 7 – контакт провода от источника тока с электродной проволокой; 8 – наплавочная головка; 9 – бункер с флюсом; 10 – контакт провода от источника тока с медной шиной патрона (деталью); е – смещение электрода относительно вертикальной оси детали (эксцентриситет электрода)
Преимущества восстановления деталей наплавкой под слоем флюса следующие: производительность автоматической наплавки под слоем флюса выше в 3–5 раз по сравнению с ручной сваркой; высокое качество наплавленного металла и высокая его износостойкость; для выполнения работ не требуется высокой квалификации наплавщика.
К недостаткам наплавки деталей под слоем флюса относятся большая зона термического влияния, значительный нагрев деталей малых размеров, снижение усталостной прочности деталей на 20–40%.
28 Вопрос
Вибродуговая наплавка металла в струе охлаждающей жидкости является прогрессивным методом восстановления изношенных металлических поверхностей, позволяющим без коробления деталей получать слой требуемой толщины и твердости.
При этом способе физико-механические свойства и химический состав основного металла детали почти не изменяются в процессе наплавки, так как процесс протекает при слабом нагреве на глубину 0,1–2 мм зоны восстанавливаемой поверхности. Наплавленный слой приваривается к основному металлу так же, как и при обычной электросварке. Температура изделия в процессе наплавки находится в пределах 40–80°, что позволяет наплавлять термически обработанные и сложные по конфигурации тонкие и тонкостенные детали. Эти свойства особенно важны при восстановлении деталей горношахтных машин, изготовленных в большинстве своем из углеродистых и легированных сталей с последующей термической обработкой.
Сущность вибродуговой наплавки заключается в том, что к восстанавливаемой детали (рис. 9), которая вращается в патроне или в центрах токарного станка, и к электроду в виде вибрирующей проволоки подводится напряжение от источника постоянного тока. При соприкосновении с деталью вибрирующая проволока плавится и покрывает поверхность наплавленным слоем. Протекает процесс весьма сходно с дуговой электросваркой.
Питание установки осуществляется постоянным током обратной полярности (плюс на электроде). Напряжение устанавливается в пределах 14–24 В. Потребляемый ток зависит от диаметра проволоки электрода, скорости ее подачи и колеблется от 120 до 300 А. Наплавка производится в струе охлаждающей жидкости, состоящей из 3–4 %-го водного раствора кальцинированной соды.
Питание установки осуществляется постоянным током обратной полярности (плюс на электроде). Напряжение устанавливается в пределах 14–24 В. Потребляемый ток зависит от диаметра проволоки электрода, скорости ее подачи и колеблется от 120 до 300 А. Наплавка производится в струе охлаждающей жидкости, состоящей из 3–4 %-го водного раствора кальцинированной соды.
Рисунок 9 – Схема установки для вибродуговой наплавки (1 – деталь; 2 – электродная проволока; 3 – ролик подачи проволоки; 4 – вибратор; 5 – трубка для подвода охлаждающей жидкости; 6 – вибрирующий хоботок)
Питание установки осуществляется постоянным током обратной полярности (плюс на электроде). Напряжение устанавливается в пределах 14–24 В. Потребляемый ток зависит от диаметра проволоки электрода, скорости ее подачи и колеблется от 120 до 300 А. Наплавка производится в струе охлаждающей жидкости, состоящей из 3–4 %-го водного раствора кальцинированной соды.
Вибродуговым способом можно наплавлять внутренние и наружные поверхности стальных деталей, а также шлицевых и шпоночных пазов. В качестве электрода применяется стальная проволока различных марок диаметром от 0,5 до 2 мм. Подбором подачи электродной проволоки к детали и вдоль ее поверхности, а также скорости вращения детали достигается образование сплошного слоя из приварившихся частиц. Минимальный диаметр наплавляемой детали при соответствующем подборе режимов наплавки составляет 8–10 мм.
Перед наплавкой детали очищаются от масла и грязи, а места, не подлежащие наплавке (отверстия, пазы, каналы), защищаются графитовыми или угольными вставками. При многослойной наплавке поверхность каждого слоя очищается стальной щеткой.
Толщина h, мм, наплавленного за один проход слоя, зависит от скорости наплавки, т.е. окружной скорости вращения детали ν, м/мин, от диаметра и скорости подачи электродной проволоки и других параметров. Скорость наплавки ν может изменяться в пределах от 0,3 до 6 м/мин, а толщина h наплавляемого за один проход слоя металла – от 2 до 0,3 мм.
Величина продольной подачи головки при диаметре проволоки 1,5–2 мм устанавливается в пределах от 0,4 до 3 мм на один оборот в зависимости от скорости наплавки.
Производительность насоса для подачи охлаждающей жидкости равна 6–12 л/мин. В зависимости от конфигурации изделия, требуемой толщины наплавки, диаметра проволоки и скорости вращения шпинделя скорость подачи проволоки νп = 0,3–2 м/мин.
Основной частью установки для вибродуговой наплавки является автоматическая головка, которая монтируется на суппорте токарного или другого станка с продольной подачей, позволяющей устанавливать деталь в патрон или центры для вращения в процессе наплавки. Питаются электромагнитный вибратор и электродвигатель механизма подачи проволоки от источника переменного тока. Вместо электромагнитного вибратора применяются также механические вибраторы с эксцентриковым или кривошипно-шатунным механизмом, создающие около 300 колебаний в минуту.
Достигнутый уровень технологии вибродуговой наплавки позволяет уже теперь рекомендовать ее не только для восстановления изношенных деталей, но и в качестве технологического процесса при изготовлении новых деталей горношахтного оборудования.