23.02.2023р. Наплавлення раковин та тріщин в деталях, вузлах і відливках середньої складності.

 

6. Автоматичне вібродугове наплавлення

Автоматичне вібродугове наплавлення в струмені рідини, що охолоджує, знаходить велике застосування при відновленні деталей. Вона відрізняється від звичайного автоматичного зварювання тим, що ведеться електродом, що коливається.
В результаті цього деталь прогрівається на глибину до 2 мм і температури
40—80 °С. Це дозволяє майже без зміни фізико-механічних властивостей і
хімічного складу металу відновлювати зношені поверхні деталей.
Вібродугове наплавлення застосовується для отримання тонких і дуже
міцних покриттів завтовшки 0,8—2,5 мм на круглих деталях діаметром 15—
300 мм.
Схема процесу наплавлення приведена на рис. 3.8 і рис. 3.9.
Цей спосіб відновлення застосовується для наплавлення зношених плоских, циліндричних, конічних і сферичних поверхонь деталей з товщиною
від 0,5 до 3—3,5 мм.

Рис. 3.8. Схема установки для автоматичного вібродугового наплавления: 1 — електродвигун; 2 — насос; 3 — деталь; 4 — вібрируючий мундштук; 5 — механізм подачі дроту; 6 — касета; 7 — вібратор; 8 — індуктивний опір; 9 — бак

Рис. 3.9. Різні варіанти вібродугового наплавлення: а — наружні циліндричні поверхні; б — внутрішні циліндричні поверхні; в — конічні поверхні;
г — бічні поверхні шліців (чи пазів шпонок); д — плоскі поверхні

Наплавлення ведуть з використанням електродного дроту і рідини, що
охолоджує, на токарних верстатах для деталей циліндричної форми і на спеціальних пристосуваннях для деталей плоскої форми, з установкою на супорті наплавлювальної голівки, що подає до деталі, що наплавляється, проволоку і рідину, що охолоджує.
Устаткування для наплавлення. У комплект устаткування для автоматичного вібродугового наплавлення деталей в середовищі рідини, що охолоджує, входять токарний верстат або спеціальне пристосування, оснащені вібронаплавлювальним пристосуванням, пристроєм для його переміщення і системою трубопроводів для підведення рідини, що охолоджує, для охолодження і загартування наплавленого шару металу.
Як джерела струму використовують низьковольтні генератори НД
1500/750, НД 1000/500, випрямлячі ВСГ-3А. У ремонтному виробництві при
автоматичному вібродуговому наплавленні використовують наступне наплавлювальні голівки: — УАНЖ- 5, УАНЖ- 6, КМ- 5, ВК- 2, ВГ- 3, КУМА-5М,
ГМВК- 2 — для наплавлення циліндричних поверхонь деталей d = 15—400
мм.
Режими наплавлення. Автоматичне вібродугове наплавлення ведеться
головним чином на постійному струмі, оскільки змінний струм не забезпечує
стабільності процесу. Швидкість подачі електродного дроту діаметром 1,6—2,5
мм при напрузі в ланцюзі до 15 В приймають 30—45 м/ч, а при напрузі понад
15 В — 45—100 м/ч. Частота обертання шпинделя при наплавленні складає
0,5—20 об/хв.
Крок наплавлення при напрузі в ланцюзі 12—15 В, встановлюється рівним 1,2—1,5 мм, а при напрузі 15—20 В — від 1,5 до 2,0 мм.

7. Індукційне наплавлення

Індукційне (високочастотне) наплавлення (рис. 3.10) відрізняється тим,
що для розплавлення матеріалу (шихти) використовують струми високої частоти, що пропускаються по провідникові-індуктору, що охоплює деталь, що нагрівається. При цьому на її поверхні збуджується індукований (вихровий)

струм, що нагріває її і що викликає розплавлення шихти, у якої температура
плавлення нижча, ніж у сталі.

Рис. 3.10. Схеми індукційного (високочастотного) наплавлення: а —
циліндричних; б — плоских деталей; 1— деталь, що наплавляється; 2 — дозатор; 3 — індуктор; 4 — трансформатор; 5 — направляючі; 6 — шар шихти
(присадного матеріалу); 7 — вода для охолодження індуктора

Індукційне наплавлення виробляється за допомогою індуктора, приєднаного до машинних, лампових обо високочастотних транзисторних генераторів (ВЧ-А18, ВЧ-А200 та ін.).

Його використовують для відновлення як циліндричних, так і плоских поверхонь. Зокрема, цим методом наплавляють нові жолоби (рештаки)

скребкових конвеєрів вугільних шахт, а

також ремонтують їх.

8. Плазмове наплавлення
Залежно від способу подачі і типу присадного матеріалу розрізняють
декілька різновидів плазмового наплавлення, напилення, металізації (рис.
3.11).

Рис. 3.11. Різні види плазмового наплавлення:

а — закрита дуга (для поверхневого загартування, металізації і напилення); б — відкрита (для різання металів); в — комбінована; г — з вдуванням порошку в дугу; 1 — деталь; 2 — плазмовий струмінь; 3 — сопло; 4 —вода для охолоджування; 5 — канал; 6 —плазмоутворюючий газ; 7 — неплавкий вольфрамовий електрод; 8 — джерело струму (8' — для відкритої дуги, 8" — для закритої дуги); 9 — канал для плазмоутворюючого газу; 10 —

внутрішнє сопло; 11 — живильник для подачі порошку; 12 — наружне сопло;

13 — канал для захисного газу; 14 — захисне сопло; 15 — канал для транспортуючого газу

Для отримання дугової плазми використовують Ar, He, N2, атмосферне
повітря, водяну пару і різні суміші цих газів.
Плазмове наплавлення застосовується для нанесення шару метала товщиною 0,5 мм. Присадний матеріал у вигляді дроту, стрічки, спресованих
металокерамічних кілець і пластинок, пасти, а також порошку подається в
плазмову дугу або в плазмовий струмінь. При плазмовопорошковому наплавленні порошок вдувають через спеціальні канали в пальнику в дугу.

9. Електроконтактне наплавлення

Переваги електроконтактного наплавлення:
1. Висока продуктивність і низька енергоємність процесу нарощування
шару металу в твердій фазі.
2. Мінімальна зона термічного впливу струму на метал внаслідок надзвичайно малої (до тисячних часток секунди) тривалості імпульсів, що формуються сучасними переривниками струму.
3. Немає необхідності в захисному середовищі зважаючи на короткочасну термічну дію на присадний метал.
4. Відсутність потужного світлового випромінювання і газовиділення.

Способи електроконтактного наплавлення. 

Мета способу ЭКН полягає
в нагріві присадного матеріалу і приконтактного об'єму металу відновлюваної деталі імпульсами електричного струму і їх спільної пластичної деформації, який забезпечує утворення фізичного контакту, активацію контактних
поверхонь і об'ємну взаємодію покриття і матеріалу основи. Як присадка при
ЭКН застосовуються як порошкові матеріали, так і компактні матеріали (суцільні металеві стрічки і дроти, порошкові стрічки і дроти). У разі використання як присадки порошкових матеріалів процес називається припікання
(ЭКП) електроконтакта. Припікання — технологічний процес, що полягає в
нанесенні на поверхню відновлюваної деталі порошкового формування або
шару порошку з метою отримання двошарового матеріалу шляхом нагріву до температури, що забезпечує спікання порошкового матеріалу і утворення міцного дифузійного зв'язку з деталлю. Наварювання сталевої стрічки. Металева стрічка використовується для відновлення деталей типу тіл обертання (вали, осі, ролики). Для цього використовують відпалену сталеву стрічку (СС). В цьому випадку теплота виділяється в основному на перехідному опорі стрічка — деталь. Наплавлений шар (визначення "наплавлений шар" в принципі некоректно) формується

в результаті з'єднання СС з поверхнею деталі. Його товщина практично дорівнює товщині СС. Стрічки майже усіх марок стали при наварюванні значно

зміцнюються (спостерігали навіть зміцнення шару, наплавленого стрічкою стали 08). Отримувана твердість пропорційна вмісту вуглецю в сталі. 

Наплавлення зварювальним дротом. Електроконтактне наплавлення здійснюють на спеціальній установці (рис. 3.12).

Електроконтактне наплавлення виконують спільною деформацією металу, що наплавляється, і поверхневого шару металу основи, нагрітих у вогнищі деформації до пластичного стану короткими (0,02—0,04 с) імпульсами

струму 10—20 кА.

В результаті кожного з послідовних електромеханічних циклів процесу

на поверхні металу основи утворюється одиничний майданчик наплавленого металу, що перекриває сусідні.

Деформація металу, що наплавляється, за цикл складає 40—60 %. Наявність пластичної деформації присадного матеріалу дає можливість підвищити
міцність зчеплення покриття з основою.

Електроконтактне наплавлення застосовують для ремонту
металевих поверхонь і отримання біметалічних виробів.

Рис. 3.12. Схема установки електроконтактного наплавлення: а — початковий

стан; б — кінцевий стан; 1 — переривник

струму; 2 — трансформатор; 3 — наплавляючий ролик, 4 — амортизатор; 5 — присадоковий дріт; 6 — зразок

Основна технологічна схема наплавлення наступна. Суцільний шар металу утворюється
за цією схемою шляхом наплавлення спіралівидних валиків металу (рис. 3.13), що перекриваються по ширині.

Рис. 3.13. Основна технологічна схема електроконтактного наплавлення 1
— деталь, що наплавляється, 2 — наплавлений метал; 3 — присадний дріт,
4 — наплавляючий ролик; 5 — трансформатор, 6 — переривник струму

Наплавлення виконується одним наплавляючим роликом. Присадний
дріт додається в зону наплавлення і фіксується за допомогою направляючої
втулки, жорстко закріпленої відносно ролика. Положення кожного витка спіралівидного валика перекриття, що забезпечує його контакт з сусіднім, визначається тільки швидкістю переміщення ролика відносно деталі.
При наплавленні чергового витка присадна проволока внаслідок деформації контактує з раніше наплавленим валиком. Присадний дріт і ділянка
металу попереднього витка нагріваються струмом наплавлення і спільно деформуються, внаслідок чого відбувається їх з'єднання.
Основна технологічна схема наплавлення проста, надійна і може вважатися оптимальною для великої групи виробів. Недоліком схеми є підвищений місцевий знос ролика, при його зачистці після наплавлення чергової ділянки видаляється частина поверхні ролика, що не брала участь в роботі, тому прийнятніше послідовне використання усієї контактної поверхні ролика.
Недоліки цієї схеми не є визначальними.

Контрольна робота

1. Наплавленням називається______________
2. Ручне дугове наплавлення застосовують_____________
3. Ручне дугове наплавлення виконують_______________
4. Вугільним (графітовим) електродом наплавляють_____________
5. Застосування наплавлення
6. Матеріали для наплавлення поділяють на______________
7. Для наплавлення під флюсом використовують порошкові дроти марок____________
8. Для наплавлення під флюсом і відкритою дугою застосовують універсальні порошкові стрічки марок________________
9. Для наплавлення в середовищі аргону використовують прутки
10. Ручне дугове наплавлення виконують електродами з діаметром__________
11.  Зварювальний струм становить_________________
12. Напруга дуги_____________
13. Наплавлення проводять короткою дугою на постійному струмі______________
14. Вибір режимів наплавлення залежить від____________
15. Величина сили струму визначається
16. Для чого використовують наплавлення
17. Охарактеризуйте особливості наплавлення
18. Охарактеризуйте покриті електроди для наплавлення
19. Які особливості техніки наплавлення
20. Які є види наплавлення
21. У чому суть вібродугового наплавлення
22. Яким чином виконують наплавлення струмами високої частоти
23. Що називають продуктивністю наплавлення