П.К. Логинов, О.Ю. Ретюнский - Способы и технологические процессы восстановления изношенных деталей, страница 8

Способ широко применяется длявосстановления цилиндрических и плоских поверхностей деталей. Этомеханизированный способ наплавки, при котором совмещены два основных движения электрода, – это его подача по мере оплавления к детали и перемещение вдоль сварочного шва.Сущность способа наплавки под флюсом (рис. 2.13) заключается втом, что в зону горения дуги автоматически подаются сыпучий флюс иэлектродная проволока.

Под действием высокой температуры образуется газовый пузырь, в котором существует дуга, расплавляющая металл.Часть флюса плавится, образуя вокруг дуги эластичную оболочку изжидкого флюса, которая защищает расплавленный металл от окисления,уменьшает разбрызгивание и угар. При кристаллизации расплавленногометалла образуется сварочный шов.Рис. 2.13. Схема автоматической дуговой наплавкицилиндрических деталей под флюсом:1 – патрон; 2 – кассета; 3 – бункер; 4 – флюс; 5 – деталь45Преимущества способа:• возможность получения покрытия заданного состава, т.

е. легирования металла через проволоку и флюс и равномерного по химическому составу и свойствам;• защита сварочной дуги и ванны жидкого металла от вредноговлияния кислорода и азота воздуха;• выделение растворенных газов и шлаковых включений из сварочной ванны в результате медленной кристаллизации жидкого металлапод 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 большойтолщины (1,5...5 мм и более);• независимость качества наплавленного металла от квалификацииисполнителя;• лучшие условия труда сварщиков ввиду отсутствия ультрафиолетового излучения;• возможность автоматизации технологического процесса.Недостатки способа:• значительный нагрев детали;• невозможность наплавки в верхнем положении шва и деталейдиаметром менее 40 мм из-за стекания наплавленного металла и трудности удержания флюса на поверхности детали;• сложность применения для деталей сложной конструкции, необходимость и определенная трудность удаления шлаковой корки;• возможность возникновения трещин и образования пор в наплавленном металле.Режим наплавки определяется силой тока, напряжением, скоростьюнаплавки, материалом электродной проволоки, ее диаметром и скоростью подачи, маркой флюса и перемещением электрода, шагом наплавки.Силу тока определяют по таблицам или по формуле:,где dэ – диаметр электрода, мм.46(2.10)При наплавке сварку обычно ведут постоянным током обратнойполярности.

Напряжение сварочной дуги задают в пределах 25...35 В,скорость наплавки составляет 20...25 м/ч, подачи проволоки – 75...180м/ч. Вылет электрода и шаг наплавки зависят от диаметра проволоки иопределяются по формулам:,(2.11)где δ – вылет электрода, мм; S – шаг наплавки, мм.Схема дуговой наплавки под флюсом цилиндрических деталейприведена на рис. 2.13. Деталь 5 устанавливают в патроне или центрахспециально переоборудованного токарного станка, а наплавочный аппарат на его суппорте. Электродная проволока подается из кассеты 2роликами подающего механизма наплавочного аппарата в зону горенияэлектрической дуги.

Движение электрода вдоль сварочного шва обеспечивается вращением детали, а по длине наплавленной поверхности продольным движением суппорта станка. Наплавка производится винтовыми валиками с взаимным их перекрытием примерно на 1/3. Сыпучийфлюс 4, состоящий из отдельных мелких крупиц, в зону горения дугипоступает из бункера 3. Под воздействием высокой температуры частьфлюса плавится (рис. 2.14), образуя вокруг дуги эластичную оболочку,которая надежно защищает расплавленный металл от действия кислорода и азота.Рис.

2.14. Схема горения электрической дуги под слоем флюса:1 – наплавленный металл;2 – шлаковая корка; 3 – флюс; 4 – электрод;5 – расплавленный флюс; 6 – расплавленный металл; 7 – основной металл;е – смещение электрода с зенит47После того как дуга переместилась, жидкий металл твердеет вместес флюсом, образуя на наплавленной поверхности ломкую шлаковуюкорку.

Флюс, который не расплавился, может быть снова использован.Электродная проволока подается с некоторым смещением от зенита «е»наплавляемой поверхности в сторону, противоположную вращению детали. Это предотвращает отекание жидкого металла сварочной ванны.Режимы наплавки устанавливаются в зависимости от диаметра наплавляемой поверхности детали и приведены в табл. 2.5Таблица 2.5Режим наплавки цилиндрических поверхностейДиаметрдетали, ммСила тока, А40…5060…7080…9090…100110…130170…180170…200170…200Скорость м/чподачинаплавкипроволоки70…10014…1870…12020…24120…15020…24120…15020…24Смещениеэлектрода е,мм4…55…66…77…8Для наплавки используются наплавочные головки А-580М, ОКС5523, А-765 или наплавочные установки СН-2, УД-209 и другие.При наплавке плоской поверхности наплавочная головка или деталь совершает поступательное движение со смещением электроднойпроволоки на 3...5 мм поперек движения после наложения шва заданнойдлины.

Наплавку шлицев производят в продольном направлении путемзаплавки впадин, устанавливая конец электродной проволоки на середине впадины между шлицами. Основные параметры наплавки плоскихповерхностей приведены в табл. 2.6Таблица 2.6Основные параметры наплавки плоских поверхностейИзнос, ммСила тока, А2…32…44…55…6160…220320…350350…460650…750Проволокаскорость подачи, м\чдиаметр, мм100…1251.6…2.0150…2001.6…2.0180…2102.0…3.0200…2504.0…5.0Твердость и износостойкость наплавленного слоя в основном зависят от применяемой электродной проволоки и марки флюса.Для наплавки используют электродную проволоку: для низкоуглеродистых и низколегированных сталей – из малоуглеродистых (Св-08,48Св-08А), марганцовистых (Св-08Г, Св-08ГА, Св-15Г) и кремниймарганцовистых (Св-08ГС, Св-08Г2С, Св-12ГС) сталей; с большим содержанием углерода – Нп-65Г, Нп-80, Нп-30ХГСА, НП-4ОХ13 и др.В зависимости от способа изготовления флюсы для автоматическойнаплавки делят на плавленые, керамические и флюсы-смеси.

Плавленыефлюсы содержат стабилизирующие и шлакообразующие элементы, но вних не входят легирующие добавки, поэтому они не могут придаватьслою, наплавленному малоуглеродистой, марганцовистой и кремниймарганцовистой проволоками, высокую твердость и износостойкость.Из плавленых флюсов наиболее распространены АН-348А, АН-60, ОСу45, АН-20, АН-28.Керамические флюсы (АНК-18, АНК-19, АНК-30, КС-Х14Р, ЖСН1), кроме стабилизирующих и шлакообразующих элементов, содержатлегирующие добавки, главным образом, в виде ферросплавов (феррохрома, ферротитана и др.), дающие слою, наплавленному малоуглеродистой проволокой, высокую твердость без термообработки и износостойкость.Флюсы-смеси состоят из плавленого флюса АН-348 с порошкамиферрохрома, графита, а также жидкого стекла.Для наплавки деталей с большим износом рекомендуется применять автоматическую наплавку порошковой проволокой, в состав которой входят феррохром, ферротитан, ферромарганец, графитовый и железные порошки.

Используют два типа порошковой проволоки: для наплавки под флюсом и для открытой дуги без дополнительной защиты.Режимы наплавки зависят от марки проволоки и диаметра детали. Разбрызгивание электродного материала во время наплавки можно уменьшить, используя постоянный ток низкого напряжения (20...21 В).

Выпускаются проволоки для сварки и наплавки как стальных, так и чугунных деталей (ПП-АН1, ПП-1ДСК и др.)При наплавке могут возникнуть дефекты: неравномерность ширины и высоты наплавленного валика из-за износа мундштука или подающих роликов, чрезмерного вылета электрода; наплыв металлавследствие чрезмерной силы сварочного тока или недостаточногосмещения электродов от зенита; поры в наплавленном металле из-за повышенной влажности флюса (его необходимо просушить в течение1...1,5 ч при температуре 250...300 °С).В ремонтном производстве наплавку под флюсом применяют длявосстановления шеек коленчатых валов, шлицевых поверхностей наразличных валах и других деталей автомобиля.49Наплавка в среде углекислого газа.

Этот способ восстановления деталей отличается от наплавки под флюсом тем, что в качестве защитнойсреды используется углекислый газ.Сущность способа наплавки в среде углекислого газа (рис. 2.15) заключается в том, что электродная проволока из кассеты непрерывно подается в зону сварки. Ток к электродной проволоке подводится черезмундштук и наконечник, расположенные внутри газоэлектрической горелки.

При наплавке металл электрода и детали перемешивается. В зонугорения дуги под давлением 0,05...0,2 МПа по трубке подается углекислый газ, который, вытесняя воздух, защищает расплавленный металл отвредного действия кислорода и азота воздуха.При наплавке используют токарный станок, в патроне которого устанавливают деталь 8, на суппорте крепят наплавочный аппарат 2. Углекислый газ из баллона 7 подается в зону горения. При выходе из баллона 7 газ резко расширяется и переохлаждается. Для подогрева егопропускают через электрический подогреватель 6.