5.1 Наплавка в среде углекислого газа

Сущность способа наплавки в среде углекислого газа (представлена на рисунке 2) заключается в том, что электродная проволока из кассеты непрерывно подается в зону сварки. Так к электрoднoйпрoвoлoкепoдвoдится через мундштук и нaкoнечник, рaспoлoженные внутри гaзoэлектрическoй горелки. При нaплaвке металл электрoдa и детали перемешивается. В зону горения дуги под давлением 0,05...0,2 МПа по трубке пoдaется углекислый газ, кoтoрый, вытесняя воздух, зaщищaетрaсплaвленный металл от вреднoгo действия кислoрoдa и aзoтaвoздухa.

Сварка (наплавка) в углекислом газе — это способ сварки плавящимся электродом с защитой сварочной ванны от воздуха углекислым газом. Сварка в углекислом газе голой, сплошной проволокой от носится к самым дешевым способам сварки углеродистых и низколегированных деталей. Поэтому по объему производства она занимает первое место среди механизированных способов сварки плавлением.

 1 — мундштук; 2 — электродная проволока; 3 — горелка; 4 — наконечник; 5 — сопло горелки; 6 — электрическая дуга; 7 — сварочная ванна; 8 — наплавленный металл; 9 — наплавляемая деталь.

Рисунок 2 – Схема наплавления в среде углекислого газа

Для наплавки деталей в среде углекислого газа необходимо иметь сварочный выпрямитель, баллон с углекислотой, находящимся под давлением 1,5 МПа; редуктор, понижающий давление газа до 0,12…0,15 МПа; осушитель для удаления влаги из газа; электроподогреватель газа; устройство для механизированной подачи электродной проволоки к соплу горелки.

Процесс наплавки в среде углекислого газа ведут постоянным током обратной полярности, что уменьшает разбрызгивание металла повышает качество наплавленного слоя.

При наплавке используют токарный станок, в патроне которого устанавливают деталь, на суппорте крепят наплавочный аппарат. Углекислый газ из баллона подается в зону горения. При выходе из баллона газ резко расширяется и переохлаждается. Для подогрева его пропускают через подогреватель. Содержащуюся в в углекислом газе воду удаляют с помощью осушителя, который представляет собой патрон, наполненный обезвоженным медным купоросом или силикагелем. Давление газа понижают с помощью кислородного редуктора, а расход его контролируется расходомером.

Физико-механические свойства металла изменяются только за счет соответствующего подбора электрода. Поэтому рекомендуется использовать сварочные проволоки с повышенным содержанием легирующих элементов, а также марганца и кремния: Св-08Г2С, Св-08хГСМА. Диаметр проволок 0,5…2,5 мм.

При сварке в среде углекислого газа из сопла горелки, охватывающего поступающую в зону горения дуги электродную проволоку, вытекает струя газа, достаточная для оттеснения воздуха от реакционной зоны сварки. Защитные свойства струи зависит от физических свойств газа, в частности, от соотношения его плотности к плотности воздуха, Плотность углекислого газа достаточно высокая, приблизительно в 1,5 раза больше плотности воздуха, что позволяет обеспечить защиту реакционного пространства дуги от воздуха при относительно небольших расходах газа в струе. Исследованиями установлено, что расход, газа в объёме 10 л/мин уже обеспечивает достаточную защиту реакционного пространства.

Образующийся при кристаллизации наплавленного металла угарный газ (СО) выделяется в виде пузырьков, часть из которых, вследствие быстрой кристаллизации сварочной ванны, не успевает выделиться и задерживается в металле. В результате в наплавке могут образоваться поры.

Оборудование для сварки и наплавки в среде углекислого газа — это серийно выпускаемые комплекты (представлено на рисунке 3) различных конструкций.

1 – кассета с проволокой; 2 – наплавочный аппарат; 3 – расходомер; 4 – редуктор; 5 – осушитель; 6 – подогреватель; 7 – баллон с углекислым газом; 8 – деталь.

Рисунок 3 – Схема установки для наплавки в среде углекислого газа

Для наплавки применяют следующее оборудование: наплавочные головки АБС, А-384, А-409, А-580, ОКС-1252М; источники питания ВС-200, ВСУ-300, ВС-400, ПСГ-350, АЭД-7,5/30; подогреватели газа; осушитель, заполненный силикагелем КСМ крупностью 2,8—7 мм; редукторы-расходомеры ДРЗ-1-5-7 или ротаметры РС-3, PC-ЗА, РКС-65, или кислородный редуктор РК-53Б.

При наплавке используют материалы: электродную проволоку Св-12ГС, Св-0,8ГС, Св-0,8Г2С, Св-12Х13, Св-06Х19Н9Т, Св-18ХМА, Нп-ЗОХГСА; порошковую проволоку ПП-Р18Т, ПП-Р19Т, ПП-4Х28Г и др.

В авторемонтном производстве сварка в среде углекислого газа является незаменимым способом восстановления рам, кабин и кузовов. Наплавкой восстанавливают десятки наименований деталей: гладкие и шлицевые участки валов, вилки переключения коробок передач, сошки рулевого управления и др.

К достоинствам данного способа относятся:

- меньший нагрев деталей;

-возможность наплавки при любом пространственном положении детали;

- более высокую по площади покрытия производительность процесса;

- возможность наплавки деталей диаметром менее 40 мм;

-отсутствие трудоемкой операции по отделению шлаковой корки, а к недостаткам:

- повышенное разбрызгивание металла 5-10%, необходимость применения легированной проволоки для получения наплавленного металла с требуемыми свойствами.