20. Механизированные способы сварки и наплавки

• Под флюсом

Вибродуговая наплавка

Наплавка металла под флюсом обеспечивает наиболее высокое качество наплавленного металла, так как сварочная дуга и ванна жидкого металла полностью защищены от вредного влияния кислорода и азота воздуха, а медленное охлаждение способствует наиболее полному удалению из наплавленного металла газов и шлаковых включений. Полностью исключается возможность разбрызгивания металла.

При автоматической наплавке заданный режим почти не изменяется, поэтому в каждый момент времени расплавляется вполне определенное количество электродного металла и флюса. Это обеспечивает получение наплавленного металла, равномерного по химическому составу и свойствам.

Автоматическая наплавка под флюсом отличается высокой производительностью процесса. Коэффициент наплавки при автоматической наплавке под флюсом за счет более эффективного использования тепловой энергии в 1,5 раза выше, чем при ручной наплавке, и составляет 14...15 г/А-ч.

Наплавку под флюсом применяют при восстановлении шеек коленчатых валов двигателей, шлицевых поверхностей на различных валах, полуосей и других деталей ремонтируемых автомобилей

Под флюсом.

Наплавка под флюсом

Наиболее распространена наплавка под флюсом.

Флюс насыпают слоем толщиной 50—60 мм, и статическое давление слоя флюса на жидкий металл составляет 7—9 гс/см2. Этого незначительного давления достаточно, чтобы устранить нежелательные механические воздействия дуги на ванну жидкого металла, разбрызгивание * жидкого металла и нарушение формирования шва даже при очень больших силах тока.

Для наплавки под флюсом применяют электроды в виде одной или нескольких проволок диаметром 1—6 мм или электродной ленты толщиной 0,4—0,8 мм и шириной 20—100 мм.

Качество наплавленного металла, форма валиков, глубина проплавления металла изделия зависят от режима наплавки. При наплавке под флюсом получается однородный наплавленный металл, свободный от трещин и пор с гладкой поверхностью и плавным переходом от валика к валику.

Процесс наплавки легко контролировать и регулировать.

Вибродуговая наплавка

Сущность процесса вибродуговой наплавки заключается в периодическом замыкании и размыкании находящихся под током электродной проволоки и поверхности детали. Каждый цикл вибрации проволоки включает в себя четыре последовательно протекающих процесса: короткое замыкание, отрыв электрода от детали, электрический разряд и холостой ход. При отрыве электрода от детали на ее поверхности остается частичка приварившегося металла.

Вибродуговую наплавку применяют при восстановлении изношенных поверхностей очень широкой номенклатуры деталей. Ее используют при восстановлении деталей из стали, ковкого и серого чугуна, при наращивании изношенных наружных и внутренних цилиндрических поверхностей, а также резьбовых поверхностей и шлиц. Наплавку производят с охлаждением струёй жидкости (5%-ный раствор кальцинированной соды), без охлаждения и в среде углекислого газа.

Оценивая автоматическую вибродуговую наплавку как способ восстановления изношенных поверхностей деталей, можно отметить следующие ее достоинства: небольшой нагрев деталей, не оказывающий влияние на их термообработку; небольшая зона термического влияния; достаточно высокая производительность процесса, которая по площади покрытия составляет 8... 10 см/мин.

К числу недостатков следует отнести снижение усталостной прочности деталей после наплавки на 30...40%.

Автоматическую вибродуговую наплавку широко применяют для восстановления цилиндрических деталей небольшого размера, особенно при ремонте деталей автомобилей и тракторов, станочного оборудования (оси, валы, шпиндели, шлицевые валы и т. п.). Напряжение источника тока 14—24 В, диаметр электродной проволоки 1,6—2,5 мм, сила сварочного тока 100—250 А. Деталь, зажатая в центрах или патроне станка, равномерно вращается с необходимой скоростью, сварочная (вибродуговая) головка перемещается вдоль наплавляемой детали.

Перенос металла небольшими каплями облегчает формирование ровных плотных слоев наплавленного металла.

К месту наплавки подают охлаждающую жидкость, через которую* в дугу вводят соли, содержащие ионизирующие элементы для стабильности горения дуги. В качестве охлаждающей жидкости применяют 2,5—6%-ный водный раствор кальцинированной соды или 20%-ный водный раствор глицерина. Образующийся пар защищает расплавленный металл от воздействия кислорода и азота воздуха, чем способствует получению валика с более высокими механическими свойствами.

В институте электросварки им. Е. О. Патона АН УССР разработан метод вибродуговой наплавки под слоем флюса, который с успехом применяют для наплавки изделий большого диаметра. Применение флюса обеспечивает более спокойное горение дуги и замедленное остывание металла, что предотвращает образование трещин.

Быстрое охлаждение малых порций расплавленного металла обеспечивает возможность наплавки вибродуговым способом деталей небольшого диаметра, так как нет опасности стекания металла с детали.

Вибродуговой наплавкой восстанавливают стальные и чугунные детали, на которые нужно нанести равномерный тонкий слой металла при минимальной их деформации, при этом на поверхности деталей допустимы мелкие дефекты. Наплавлять можно и закаленные детали, причем твердость их снижается незначительно.