книги из ГПНТБ / Наплавка металлов карманный справочник рабочего

Цветных Металлов совместно с Уральским политехнН*

ческим институтом разработана установка.

В комплект установки входят: механизм вращения втулки, механизм перемещения сварочном головки, сва­

аппаратура, электрическая печь сопротивления, венти­ ляционная установка.

Схема наплавки прессвтулкн приведена на фиг. 19. Прессвтулки, изготовленные из стали 4ХНВ, наплавля­

в наплавленном слое. Наплавку производят с предвари­ тельным н сопутствующим подогревом в среде углекис­ лого газа порошковой проволокой ПП-ЗХ2В8ГТ диа­ метром 2—3 мм. Расчетный состав порошковой про­ волоки и химический состав наплавленного металла в третьем слое приведены в табл. 45. Температура по­ догрева 300—350 °С. Контроль за температурой подогре­ ва осуществляют с помощью термопары или термока­ рандаша.

Наплавку втулки рекомендуется производить по вин­ товой линии, начиная с середины, с перекрытием ва­ лика на Уз его ширины. Последние валики по краю втулки наплавляют при отключенном ходе наплавочной головки.

Режим наплавки прессвтулок устанавливается в за­

90

После наплавки втулки нагревают до 400 °С и за­ медленно охлаждают. Прессвтулка, наплавленная по такой технологии, сравнительно легко обрабатывается резцами с пластинами из твердых сплавов.

Наплавка лопастей гидротурбины. Лопасти для по­ воротно-лопастной гидротурбины для повышения кави­ тационной стойкости наплавляют порошковой проволо­ кой П-П-30Х10Г10Т диаметрЬм 2,0—3,5 м м . Расчетный состав порошковой проволоки и химический состав на­ плавленного металла (2-й слой) приведены в табл. 46.

91

Лопасти турбины отлиты из стали 35Л, толщина Ко­ леблется от 5 до 40 мм. Перо лопасти после литья проходит механическую обработку для получения про­ филя, соответствующего требованиям чертежа. Для уменьшения коробления пера наплавка производится в жестком приспособлении (с установкой ребер жесткости и охлаждением водой) отдельными участками (фиг. 20)

размером 120X120 j iu i. Участки наплавляют ниточ­ ными валиками с перекрытием на '/а ширины шва по­ луавтоматом А-537 с укороченным до 2,5 м шлан­ гом. В качестве источника питания используют выпря­

Наплавку лопасти выполняют в два слоя. После на­ плавки первого слоя его зачищают от брызг, окислов и шлака стальной щеткой.

По окончании наплавки одной стороны пера лопасти ребра жесткости переставляют на наплавленную сто­

9 2

рону и наплавляют вторую сторону. Струю охлаждаю­ щей воды направляют под наплавляемый участок.

После наплавки .попреть подвергают термообработке с нагревом до 500—550°С для снятия внутренних на­ пряжений. После термообработки наплавляемый слон зачищают наждачными кругами.

Кавитационная стойкость наплавленного металла по сравнению со сталыо 35Л увеличивается примерно в 80— 100 раз.

Наплавка матриц для горячего прессования цветных металлов. Матрицы изготовлены из стали ЗХ2В8. В про­ цессе эксплуатации износу подвергается, в основном, внутренний буртик, через который проходит прессуе­ мый материал. С помощью элсктродуговой наплавки в среде углекислого газа возможно восстанавливать мат­ рицы с внутренним диаметром более 20—30 мм.

Перед наплавкой матрицы подвергают механической ■обработке для удаления изношенного металла (в том числе трещин, окалины и других дефектов). Матрицы с внутренним диаметром более 60 л.и рекомендуется перед наплавкой подогревать до 100—250 °С. В качестве электродной проволоки используют порошковую прово­ локу марки ПП-ЗХ2В8ГТ диаметром 1,6—3,0 мм с расчетным составом в соответствии с табл. 45.

В комплект установки для наплавки обычно входит: сварочная головка, источник сварочного тока, манипу­ лятор и газовая аппаратура. Для улучшения формиро­ вания валиков при наплавке ось матрицы располагают под углом около 30° к горизонтали. Режим наплавки зависит от размера матриц, для матриц с внутренним

Наплавка производится иа постоянном токе обратной полярности. После наплавки матрица медленно охлаж­

93

ГЛАВА 5

ДРУГИЕ СПОСОБЫ НАПЛАВКИ

ВИБРОДУГОВЛЯ НАПЛАВКА

В литературе встречаются и другие названия этого способа — внброкоптактная, электровнбрацноиная, электроимпульсная, пульсирующей дугой. Название «вибродуговая наплавка» наиболее правильно отражает сущ­ ность процесса.

Автоматическая внбродуговая наплавка широко при­ меняется для наплавки цилиндрических деталей неболь­ шого размера, особенно при ремонте деталей автомо­ билей н тракторов, станочного оборудования (оси, валы, шпинделя, шлицевые валики п т. п.).

Сущность способа состоит в том (фиг. 21), что меж­ ду деталью 1 и электроднойпроволокой 6, включенных в цепь источника тока 5, периодически возбуждается дута; периодичность возбуждения достигается за счет продольной вибрации электродной проволоки с боль­ шей частотой (до 50 п более колебаний в 1 сек). Одновременно в зону дуги подается охлаждающая жидкость. ■

За счет вибрации электродной проволоки (с ампли­ тудой 0,5—3,0 3i.it) обеспечивается чередование электри­ ческих разрядов в виде дуги, коротких замыканий и холостого хода. Напряжение источника тока составляет М—24 в, диаметр электродной проволоки 1,6—2,5 мм. сила сварочного тока 100—250 а. Деталь, зажатая в центрах или в патроне станка, равномерно вращается с необходимой скоростью. Для получения наплавлен­ ного слоя по ее длине сварочная (внбродуговая) го­ ловка перемещается вдоль наплавляемой детали.

Электрод п деталь оплавляются за счет тепла ду­ гового разряда. Перенос металла, образующегося в виде капли на конце электрода в период горения дуги, происходит преимущественно во время короткого за­ мыкания. В этот момент напряжение падает до нуля,

9 5

а сила тока превышает 1000 а (при средней силе 160 я). Перенос металла небольшими каплями облег­ чает формирование ровных плотных слоев наплавлен­ ного металла. При таком процессе горения дуги до­ стигается хорошее формирование наплавленных вали­

ков, обеспечивается воз­ можность наплавки тон­ ких валиков с площадью сечения, близкой к пло­ щади сечения проволо­ ки. При необходимости продолжительность горе­ ния дуги может быть увеличена включением в сварочную цепь дроссе­ ля пли уменьшена вклю­ чением конденсатора па­ раллельно разрядному промежутку.

К месту наплавки по­ дается охлаждающая жидкость, через кото­ рую в дугу вводятся со­ ли, содержащие ионизи­ рующие элементы для улучшения условии горе­ ния дуги. В качестве ох­ лаждающей жидкости чаще всего применяют водный раствор кальци­ нированной соды (N2C03

от 2,5 до 6,0%) или 20%.

нын водный раствор глицерина. Возможно использование растворов

и других веществ, например поташа красной кровяной соли. Образующийся пар защищает расплавленный ме­ талл от воздействия кислорода и азота воздуха* т. е. способствует получению валика с более высокими ме­ ханическими свойствами.

При вибродуговой наплавке тепловое воздействие на основной металл меньше, чем при других способах на­ плавки, поэтому зона термического влияния имеет относительно малые размеры.

96

Величина деформаций, вызываемых вмбродуговой на-(- плавкой, также невелика (в 6—12 раз меньше, чем при электродуговой наплавке).

В настоящее время в Институте электросварки им. Е. О. Патона разработан метод вмбродуговой на­ плавки под слоем флюса, который может с успехом применяться для наплавки изделий большого диаметра. Применение флюса обеспечивает более спокойное горепне дуги и замедленное остывание металла, что пре­ дотвращает образование трещин. В этом случае на­ плавочная установка дополнительно оснащается устрой­ ством для удержания флюса, приспособлением для уда­ ления шлака и охладителем спрейерного типа.

Быстрое охлаждение маленьких порций расплавлен­ ного металла обеспечивает возможность наплавки инбродугоным способом деталей малых диаметров, так как нет опасности стеканпя металла с детали. Прак­ тически диапазон размеров деталей, наплавляемых с помощью этого способа, 8—200 мм. Вмбродуговая паплавка дает возможность получать ровные слои толщи­ ной от нескольких сотых миллиметра до 3 зьч за одни проход. Толщина наплавляемого слоя в основном за­ висит от диаметра электродной проволоки. Рекомендуе­ мые диаметры проволоки в зависимости от толщины наплавляемого слоя приведены в табл. 47, а ориенти­ ровочные режимы вмбродуговой наплавки — в табл. 48.

•17. Выбор диаметра электродной проволоки для вибродуговой наплавки

Твердость наплавленного слоя зависит от марки электродной проволоки и режимов наплавки. Ввиду на­ личия газовых пор, раковин, а иногда и трещин твер­ дость наплавленного слоя неравномерна (табл. 49).

1

48.Ориентировочные режимы пибродуговой наплавки в струе

Вмбродуговая наплавка особенно эффективна при восстановлении изношенных детален, у которых до­ пускаемый износ составляет менее 1 мм (детали ав­ тотракторных двигателей, металлорежущих станков,

компрессоров и т. п.).

Из-за дефектов в наплавленном металле (мелких газовых пор и трещин) восстановление этим способом деталей, работающих при больших динамических на­ грузках и на усталость, не рекомендуется.

Вибродуговой наплавкой восстанавливают стальные и чугунные детали, на которые важно нанести равно­ мерный тонкий слой металла при минимальной их де­ формации, при этом на поверхности деталей допусти­ мы мелкие дефекты. Наплавлять можно и закаленные детали, причем твердость их снижается незначительно.

9 8

При наплавке проволокой Св-08 поверхность легко обрабатывается резанием. Для получения износостойких поверхностей применяют проволоку из стали марок 45, 70, 60С2, У7, У8 и др.' При наплавке такой прово­ локой поверхность после наплавки обрабатывается только шлифованием.

Преимущества внбродуговой наплавки: незначитель­ ные нагрев и деформации детали в процессе наплавки; возможность получить твердую поверхность без термо­ обработки; не требует сложного оборудования; обла­ дает достаточно высокой производительностью (табл. 50); позволяет получать равномерные тонкие слои наплавленного металла.

потери электродного металла на угар и разбрызгива­ ние 11—30%;

коэффициент наплавки 8—10,9 г/а-ч\ коэффициент перехода из проволоки в наплавленный

металл для углерода 0,40—0,50, для марганца — 0,50—

0,00;

стоимость восстановления деталей в большинстве случаев 10—30% стоимости новой детали.

Установка для внбродуговой наплавки состоит из следующих узлов: автоматической головки, имеющей механизм подачи электродной проволоки в зону дуги, механизм вибрации проволоки и устройство для подво­ да охлаждающей жидкости; станка для вращения де­ тали и перемещения сварочной головки; источника питания.