21 Механизированые способы наплавки и сварки деталей

Вибродуговая наплавка Сущность способа вибродуговой наплавки заключается в периодическом замыкании и размыкании находящейся под током электродной проволоки, которая в процессе плавления вибрирует с частотой 50—100 колебаний в секунду.

Преимущества вибродуговой наплавки по сравнению с ручной дуговой:

- производительность процесса выше;

- в процессе наплавки деталь нагревается не более чем на 100 °С, благодаря чему удается избежать коробления;

- исключена возможность изменения структуры металла детали, так как зона термического влияния при этом способе невелика;

- дает возможность получения покрытия высокой твердости и износостойкости без дополнительной термообработки;

- минимальная толщина слоя 0,8—1,5 мм.

Недостатки:

- неоднородная твердость наплавленного слоя, которая предопределяется перекрытием валиков (швов). В месте перекрытия твердость снижается вследствие отпуска ранее нанесенного металла;

- значительное количество пор, трещин, раковин;

- высокие внутренние растягивающие напряжения;

- имеется разбрызгивание металла.

Вибродуговая наплавка производится с помощью автоматической головки, которая устанавливается на суппорте токарного станка вместо резцедержателя Рекомендуется обратная полярность тока (на детали «минус»), так как при ней уменьшается термическое воздействие на детали Если неравномерность износа детали превышает 0,3—0,5 мм, ее подвергают механической обработке до полного устранения искажений геометрической формы. Имеющиеся на поверхности отверстия, пазы, канавки, которые нужно Сохранить, заделывают графитовыми, медными или стальными вставками

Автоматическая наплавка под слоем флюса

Автоматическая наплавка (сварка) под слоем флюса широко применяется в ремонтном производстве для восстановления крупногабаритных деталей. Сущность его состоит в том, что сварочная дуга между электродом и восстанавливаемой деталью горит под слоем сухого гранулированного флюса толщиной 20—40 мм с размерем зерен 0,5—3,0 мм в поперечнике

Достоинства сварки и наплавки под слоем флюса:

- высокая производительность и стабильность процесса;

- хорошее качество наплавленного слоя (однородность, плотность, равномерность);

- хорошее сплавление слоя с основным металлом;

- получения слоя наплавленного металла до 8 мм и >

- получения наплавленного слоя с заданным химсоставом

Недостатки:

-быстрый и глубокий нагрев ведет к изменению физико-механических свойств и деформации изделий, особенно малого сечения;

- трудность удержания флюса и ванны расплавленного металла на поверхности деталей малого диаметра (менее 60 мм);

- невозможность получения толщины слоя менее 2,0 мм.

- возможность сварки только в нижнем положении шва (наклон до 15°);

- неприменимость для изделий сложной конструкции.

Назначение флюсов:

- защищают зону сварки от воздействия кислорода и азота воздуха и уменьшают разбрызгивание и угар металла;

- создают хорошие условия для формирования мелкозернистой структуры шва и обеспечивают устойчивость сварки.

Наплавка и сварка в среде защитных газов

Сущность способа заключается в том, что в зону горения дуги под давлением подается защитный газ, благодаря которому столб дуги, а также расплавленная сварочная ванна изолируется от кислорода и азота воздуха.

Преимущества:

-хорошее использование тепла сварочной дуги, что обеспечивает высокую производительность;

-возможность механизации и автоматизации процесса;

- высокое качество наплавленных швов;

-возможность наблюдения за ходом сварки;

-возможность сварки деталей любой толщины;

- отсутствие необходимости удаления шлаковой корки, дестабилизирующей горение дуги.

Недостатки:

- повышенное разбрызгивание металла (до 10—12 %);

- ограниченное легирование наплавленного металла;

- сравнительно низкие твердость и износостойкость наплавки;

- снижение усталостной прочности на 10—50 %.

Областью применения наплавки в защитных газах является восстановление широкой номенклатуры деталей, а также сварка чугуна и алюминия. В качестве защитных газов применяют аргон, гелий и, углекислый газ, водяной пар, а также смеси газов. Сварка в защитных газах может производиться плавящимся и неплавящимся электродами. Процесс наплавки в среде углекислого газа в 1,2—1,5 раза экономичнее процесса наплавки под слоем флюса, а производительность выше на 25—30 %. Наплавку в углекислый газ ведут на постоянном токе при обратной полярности.