Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Наплавка металлов карманный справочник рабочего

..pdf
Скачиваний:
10
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
3.59 Mб
Скачать

Унифицированное оборудование для внбродуговой наплавки пока не выпускается. На предприятиях при­ меняются автоматы (внбродуговые головки) самых разнообразных конструкций.

Технические данные наиболее часто применяемых вибродуговых головок приведены в табл. 51.

Для вращения детален н перемещения сварочных головок при наплавке цилиндрических поверхностен и поверхностей шлицевых валиков используются токар­ ные н токарно-револьверные станки с числом оборо­ тов 0,5—20 в минуту с перепадом па смежных ступе­ нях не более 20—30%. У станков средних размеров, например токарных, с высотой центров 200, 240 н 300 мм при использовании их для внбродуговой на­ плавки необходимо устанавливать редуктор для по­

нижения

числа оборотов

шпинделя в 30—40

раз по

сравнению с числом оборотов двигателя.

Кроме

того,

на станке должен быть установлен насос

для

подачи

охлаждающей

жидкости

производительностью

6—

10 л!мин

и бачок для раствора емкостью около

100 л.

Раствор

для

охлаждения

нужно хорошо

фильтровать

и предохранять от попадания в него масла.

 

 

 

НАПЛАВКА ОТКРЫТОЙ ДУГОЙ ПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКОЙ

Данный метод основан на использовании порошковой электродной проволоки, в состав которой, наряду с легирующими элементами, введены защитные газо- и шлакообразующие вещества в количестве 10—12% от веса проволоки.

При плавлении такой проволоки легирующие элемен­ ты шихты и металл оболочки переходят в шов, образуя наплавленный металл, а шлакообразующие и газообра­ зующие компоненты защищают расплавленный металл от воздействия кислорода и азота воздуха. Наплавлен­ ный валик оказывается покрытым тонким слоем шла­ ка, достаточным для защиты от вредного воздействия воздуха и в то же время не требующим удаления при многослойной наплавке.

Этот способ выгодно отличается от механизирован­ ных способов наплавки под слоем флюса и среде угле­ кислого газа тем, что отпадает необходимость в до­ полнительной защите сварочной ванны.

100

 

 

51. Техническая характеристика вибродуговых головок

 

 

 

Параметры

ВНИИАТ

ЧТЗ

Челябинск

КУМА-5

УПИ ВГ-5

УПИ ВГ-7

 

УАНЖ-5

АРЗ и ЧПИ

Диаметр

электродной

проволоки

До 2,2

До 3,0

0,5

—2,5

До 3

До 3

в м м

......................................................

1,2—2,0

Скорость подачи электродной про­

12,5—22

15,2—24

3,3

—50

8,7 —42,7

10—34,5

волоки

в м м } с е к ........................

12,5—22

Изменение скорости подачи элек­

тродной

проволоки

. . . .

Амплитуды

вибрации

электрода в

м м .....................................................

 

 

 

 

 

Принцип

действия

вибратора

 

Частота

вибрации

в пер/сек

.

Сменой

Сменой

Смени ыми

Сменными

Сменными

шестернями

ведущих

ведущих

шестерня­

шестерня­

 

 

роликов

роликов

ми

ми (14

 

 

(7 шт.)

(5 шт.)

 

ступеней)

 

 

 

-

-

-

1 ,4— 1.6

1,65—3,25

Электрог. агнитиый

Механи­

Круговое

Механн ческнй

 

 

ческий

движение

 

 

 

 

(эксцент-

конца

 

 

 

 

рнк)

электрода

 

 

50

50

46,7

21,2 —105

В качестве шлако- и газообразующмх компонентов обычно используют мрамор, рутил (титановая руда) и плавиковый шпат. Порошковые проволоки с внутренней защитой для автоматической и полуавтоматической на­ плавки могут изготовляться диаметром 1,6; 2,0; 2,5; 2,8 и 3,0 мм. При этом применяется та же методика расчета состава и то же самое оборудование, что и при изготовлении порошковых проволок для сварки и наплапкн п среде углекислого газа и под слоем флюса.

Назначение порошковых проволок некоторых марок, а также химический состав и свойства наплавленного ими металла приведены в табл. 52.

Для наплавки порошковой проволокой с внутренней защитой Институтом электросварки им. Е. О. Патона выпускается специальный полуавтомат А-765, который отличается от полуавтомата А-537 только тем, что не имеет системы подвода защитного газа и оборудован двумя парами подающих роликов, расположенных по­ следовательно.

Техническая характеристика полуавтомата А-765

Сварочный

ток в а .....................................................

Дцаметр порошковой проволоки в мм . . . .

Скорость подачи проволоки в Л/ч ...........................

Габаритные

размеры (со шкафом управления) в мм

длина

..................................................... ...... . .

ш и р и н а .........................................................................

высота .........................................................................

Вес в к г ................................................................................

. .До 600

. .

1. 6

. .

3.5

58—

 

582

.

760

. .

500

. .

550

. .

60

Для наплавки порошковой проволокой с внутренней защитой можно использовать большинство автоматов и полуавтоматов, предназначенных для сварки и наплав­ ки сплошными электродными проволоками под флюсом или в среде защитных газов.

Для питания постоянным током используют источ­ ники с жесткой внешней характеристикой. Наиболее хорошо зарекомендовал себя преобразователь ПСГ-500 и выпрямители ВС-400 и ВС-600. Ориентировочные ре­ жимы наплавки открытой дугой даны в приведенных ниже примерах.

Наплавку прессового инструмента и валков для го­

рячей прокатки

производят

порошковой

проволокой

марки ПП-ЗХ4ВЗФ-0 с предварительным

подогревом

до 300—350°С

(охлаждение

замедленное в

печи) на

1 0 2

52. Порошковые -проволоки для наплавки открытой дугой

Химический состав в % (наплавленный металл)

Марка

 

 

 

 

Мо­

 

 

Угле­

Хром

Мар­

Воль­

Крем­

Вана-

Титан

род

ганец

фрам

ний

либ­

ДНЙ

 

 

 

 

 

ден

 

 

ПП-ЗХ4ВЗФ-0 0,27—

4.0—

0.1—

3 ,0 -

<0,6

 

0.3—0,6

 

0,32

5.5

0.5

4,5

 

 

 

 

Твердость на­ плавленного металла

после

после

на­

накле­

плавки

па

H R C

 

40—46

 

Назначение

Наплавка деталей, работающих при повышенных тем­ пературах н больших удель­ ных нагрузках. Необходим пред­ варительный по­ догрев

ПП-У15Х12М-0 1,45—

11,0- <0.6

<0,6 0,4—

0,1

H R C

H R C

То же в условиях

1.70

12,5

0,8

 

40—42

50-56

абразивного

из­

 

 

 

 

 

 

носа и ударных

 

 

 

 

 

 

нагрузок.

При

 

 

 

 

 

 

наплавке штам­

 

 

 

 

 

 

пов необходим

предваритель­ ный подогрев

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение табл. 52

 

Химический состав в % (наплавленный металл)

Твердость нап­

 

 

 

лавленного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

металла

Назначение

Марка

Угле­

 

Мар­

Воль­

Крем­

Мо­

Вана-

 

после

после

 

Хром

Титан

 

 

 

род

ганец

фрам

ний

либ­

ДИЙ

нап­ накле­

 

 

 

 

ден

 

лавки

па

 

 

ПП-У25Х17Т-0 2,2—

16.0—

0,4—

 

0,4 —

 

 

0,3—0,4

H R C

H R C

То же в услови­

 

2,6

18,0

0,6

 

0.6

 

 

 

40—44

50-52

ях интенсивного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

абразивного из­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

носа и ударных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нагрузок

ПП -Г13-0

1.0—

 

12-14

0,3

Н В

Н В

То же в условиях

 

1.2

 

 

 

 

 

 

 

200—220 450—500

абразивного из­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

носа и

сильных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ударных

нагру­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

зок

 

ПП-ЗОХШГЮ-О 0,25—

9—11

9—11

<0,35

0,1—0,3

Н В

То же в условиях

 

0,30

 

 

 

 

 

 

 

200—240

 

кавитационного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

износа

 

П р и м е ч а н и е .

Буква О в обозначении марки порошковой

проволоки указывает, что данная порошко­

вая проволока предназначена для наплавки открытой дугой .

 

 

 

 

 

постоянном токе обратной полярности. Режим наплавки выбирают в зависимости от размеров и формы детали

(табл. 53).

53. Примерные режимы наплавки порошковой проволокой открытой дугой прессового инструмента

Диаметр про­

Сила тока

Напряже­

Скорость

Шаг нап­

волоки в ММ

 

в а

ние на

наплавки

лавки в

 

 

 

дуге в в

в м/н

мм/об

2.0—2.5

250

—280

2 1 - 2 2

16—20

6—7

2,8—3,0

340

—360

22—23

25—30

6 - 7

Твердость наплавленного слоя составляет HRC 40— 46. Коэффициент наплавки электродной проволокой ПП-ЗХ4ВЗФ-0 диаметром 2,8 мм составляет:

при токе

250—280 а .........................................

13 г/а-ч

.

340—360 а .........................................

15 г /а ч

Относительный расход проволоки па 1кг наплавлен­ ного металла рапен при наплавке внутренних поверх­ ностей 1,20—1,25 кг, наружных — 1,29—1,32 кг.

Наплавку конусов и щек дробилок, крестовин и кон­ цов рельсов выполняют порошковой проволокой марки ПП-Г13-0 на постоянном токе обратной полярности. Режимы наплавки должны обеспечивать минимальный разогрев деталей. Примерные режимы приведены в табл. 54.

54. Примерные режимы наплавки открытой дугой стали типа Г13

Диаметр

Сила тока

Напряже­

Скорость

Шаг на­

проволоки

в а

ние на ду­

наплавки

плавки в

в лш

 

ге в в

в м/п

мм

2,5

150—250

18—23

10— 15

5

2.8

220—350

20—25

15—2 0

5

3.0

300—500

22—28

25—30

6

Твердость

наплавленного

металла

составляет

НВ 220—200. Коэффициент

наплавки

при

токе 250—

300 а — 10 г/а-ч. Относительный расход проволоки

на

1 кг наплавленного металла 1,30 кг.

 

 

осу­

Наплавку штампов для холодной штамповки

ществляют

порошковой

прово/юкой

марки

ПП-У15Х12Л\-0 q ппе^варптельным,

^о-\ог(1свом

до

 

 

 

 

 

щ

300—450 °С на постоянном токе обратном полярности; режим выбирают по табл. 55 в зависимости от разме­ ров и формы штампа.

55. Режимы наплавки штампов открытой дугой

Диаметр

Сила тока

Напряже­

Скорость

Шаг

проволоки

в а

ние дуги

наплавки

наплавки

 

В .lWf

 

в а

п м/н

в мм

2;

2.0

2-10—250

26—2S

16—20

4

2.5; 2.8

280—300

26—»28

25—30

4—6

2.8; 3.0

380—400

2 6 -2 8

4 0— 55

5—6

Твердость после наплавки составляет I/RC 50—56. Для облегчения механической обработки рекомендуется отжиг при температуре 550—600 °С, выдержка 2 ч. При этом твердость наплавленного слоя снижается до HRC 26—29. После механической обработки применя­

ют закалку

(от 920 °С) и

отпуск

(220 °С).

При этом

твердость

наплавленного

металла

возрастает

до

HRC 60—62. Коэффициент наплавки для

 

проволоки

диаметром

2

мм

составляет

при

токе

240—250

а

14 г/а-ч, при

токе 280—300 а — 15 г/а-ч.

Относитель­

ный расход

проволоки па

1 кг

наплавленного металла

равен 1,25—1,30

кг.

 

 

рабочего

слоя

на

Наплавку

 

кавитационностойкого

деталях гидромашин рекомендуется выполнять по­ рошковой проволокой марки ПП-ЗОХЮГЮТ-О на по­ стоянном токе обратной полярности. В зависимости от размеров и формы деталей выбирают один из режимов приведенных в табл. 56.

56. Режимы наплавки кавитационного сплава открытой дугой

Диаметр

Сила тока

Напряжение

Скорость

Шаг

проволоки

в а

дуги в в

наплавки

наплавки

в мм

 

 

в м /ч

в .к.и

2.0

160—190

21—23

10—14

3

2,5

180—220

22—24

15

— 18

4

3,0

220—250

24 — 26

20

—25

5

После

наплавки

рекомендуется

отжиг

при 500—

570°С для снятия напряжений. Наплавленный слой под­ дается механической обработке инструментом из твер-

106

дых сплавов и шлифованием. Коэффициент наплавки составляет 13—15 г/а-ч. Относительный расход про­ волоки на 1 кг наплавленного металла равен 1,30— 1,35 кг.

ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ НАПЛАВКА

Для изготовления биметаллических деталей и на­ плавки износостойких поверхностей на детали возмож­ но применение также электрошлаковой наплавки.

Сварочные флюсы и расплавленном состоянии яв­ ляются проводником электрического тока. Электриче­

ское сопротивление их зависит от

химического состава

и температуры и обычно больше,

чем сопротивление

стали. Электрический ток, проходя через расплавлен­ ный шлак, нагревает его до температуры более 2000 °С. Это и является источником тепла для плавления ос­ новного и присадочного металла.

Этот способ позволяет достичь наибольшей произво­ дительности по сравнению со всеми известными спосо­ бами наплавки. Коэффициент наплавки составляет

18—30

г/а ■ч.

Процесс выполняется за

один

проход,

следовательно,

отпадает

необходимость

в

зачистке

швов,

которая

необходима

при многослойной наплавке,

иисключаются шлаковые включения.

Электрошлаковым способом можно получить на­

плавленный слой любого заданного химического соста­ ва на плоских деталях, а также па телах вращения. Характерной особенностью электрошлаковой наплавки является гладкая ровная поверхность, позволяющая использовать детали без последующей механической обработки.

Электрошлаковая наплавка чаще всего выполняется при вертикальном положении детали с принудительным формированием поверхности различными водоохлаж­ даемыми формами, например медными, керамическими, графитовыми, охватывающими всю наплавляемую по­ верхность или перемещающимися вдоль детали по ме­ рс наплавки (ползуны).

На фиг. 22 показаны схемы наплавки плоской, ци­ линдрической и конической поверхностей детали. На наплавляемую деталь 1 устанавливают форму-кокиль 3. 'Зазор между деталью и подвижной частью кокиля определяет толщину наплавляемого слоя 2. Перед началом наплавки в зазор насыпают слой флюса и че­ рез мундштук 5 в зону наплавки подают электродную проволоку 4 необходимого состава.

Ю7

Начинают наплавку, а также заканчивают на спе­ циальных технологических планках, которые затем уда­ ляют с детали. Вначале, пока процесс еще не устано­ вился, наплавленный слон может быть недостаточного

Фиг. 22. Схема электрошлаковой наплавки:

 

а — плоской,

б — цилиндрической, в — конической

по­

верхности:

/ — наплавляемая деталь,

2 — наплавленный

слой, 3 — форма-кокиль,

4 — электрод.

5 — токоподводя­

 

щий

мундштук.

 

 

качества, эта часть шва и остается на начальной план­ ке, в конце шва планка применяется для выведения усадочной раковины.

В первый момент между электродной проволокой и начальной планкой возбуждается дуга, которая рас­ плавляет засыпанный в зазор флюс. Как только обра­

зуется шлаковая

ванна, дуга

гаснет

и

ток начинает

протекать через

расплавленный шлак.

Расход флюса

в 15—20 раз

меньше, чем при электродуговой наплавке

под флюсом.

Подача флюса

необходима

только для

компенсации расхода его на образование шлаковой корки. А эта корка при электрошлаковом процессе имеет толщину всего 1—1,5 мм.

Подача электродной проволоки и медных ползунов осуществляется специальным сварочным аппаратом. По мере заполнения зазора наплавленным металлом аппарат перемещается вверх по детали. В результате теплоотвода в деталь и медные ползуны сварочная ванна охлаждается и затвердевает, образуя наплав­

ленный

слой.

объеме шлаковой ванны возможно

При

небольшом

ее закипание. При

этом снижается электропроводность^

уменьшается ток, в результате чего возможно несплавленме электродного металла с основным. Поэтому при электрошлаковой наплавке глубина шлаковой ванны должна быть не меньше 20—30 мм.

Институтом электросварки им. Е. О. Патона раз­ работано несколько аппаратов для электрошлаковой сварки и наплавки, например, перемещающиеся по рельсам аппараты А-372, А-535, А-433М и непосред­ ственно по детали А-306, А-350.

Техническая

характеристика

аппарата типа А372Р для электро-

 

 

 

 

шлаковой

сварки

и наплавки

 

Тип

а п п а р а т а .........................................................

 

 

 

 

 

Рельсовый

Род

тока

электродной.............................................................................проволоки

в

 

Переменный

Диаметр

« ч , и . . .

3

Количество

электродных проволок

...........................

До

До 3

Сварочный ток на электроде в а

...........................

 

1000

Напряжение на электродах в в

...........................

 

 

4 0—56

Скорость

подачи

электродов

в

м \ ч ..................

 

100—500

Скорость возвратно-поступательного движения

 

электродов в м , ' ч ..........................................

 

 

 

 

21—60

Скорость

сварки (наплавки)— вертикальное пе­

 

ремещение в м ' н ..........................................

 

 

 

 

36—50

Емкость одной кассеты для проволоки

в кг. .

135

Расход воды на

охлаждение

ползунов

в л}мин

25—30

Ход электродов при возвратно-поступательном

0—250

движении

в м м ............................................................

.

 

 

 

 

Источник

питания

 

 

.....................Трансформатор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТШС-1000-3

Отсутствие

электрической

дуги,

наличие

активного

сопротивления,

шунтирующего

промежуток,

опреде­

ляет несколько иные требования к источникам питания электрошлакового процесса. Отличительной особен­ ностью электрошлакового процесса является его вы­ сокая устойчивость при очень низкой плотности тока от 0,1 а!мм2.

Применение постоянного тока для питания электро­ шлакового процесса практически нецелесообразно. Наи­ лучшие условия могут быть получены при питании от трансформаторов с жесткими характеристиками. Такие трансформаторы к тому же обладают меньшим весом при более высоком к. п. д. В Институте электросварки им. Е. О. Патона созданы специальные трехфазные трансформаторы— ТШС-1000-3 и др.

'При электрошлаковой наплавке в качестве приса­ дочного материала возможно применение сварочных проволок (одной или нескольких), которые, кроме по­ дачи их в ванну, могут получать возвратно-поступа- тгдьное движение, а также электродные ленты, пластн-

109

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ