Для відновлення циліндричних поверхонь допускається використання будь-якого виду наплавлення, але більшою популярністю користується електродугова і електрошлакове технологія. Перша може здійснюватися відкритою дугою в середовищі захисних газів або під шаром флюсу. Кожен з цих способів має свої плюси і мінуси. Наприклад, при наплавленні відкритою дугою не потрібна спеціальна захист зварювальної ванни. У середовищі захисних газів або під флюсом виходить задавати властивості шва.
Недоліком електродугового методу можна назвати деформацію вироби через значного нагрівання. Також після наплавлення деталь піддається загартуванню, а це може спровокувати появу гарячих тріщин. До того ж не обійтися без додаткової термічної обробки. Дуже часто знос незначний, а товщина наплавленого шару становить кілька міліметрів, і щоб виріб відповідало заданим розмірам, потрібна подальша механічна обробка.
Віддавши перевагу вибродуговой наплавленні валків можна розраховувати на високу продуктивність, а поверхня виходить достатньо твердою навіть без подальшої термічної обробки. По суті, це один з видів електродугового зварювання. Її особливість - вібруючий електрод з частотою від 20 до 100 Гц. Цим способом відновлюють вали діаметром від 8 і до 200 мм.
Електрошлакове наплавлення (ЕШН) відрізняється високою продуктивністю. Віддавши перевагу цьому способу, вийде забезпечити хімічну однорідність плакуючого шару. Він матиме і однакову структуру на всій площі, що гарантує рівномірний знос деталі. Також з'являється можливість варіювати геометрію і хімічний склад шва в широких межах. До недоліків слід віднести такі особливості:
• можливість наплавлення валів тільки в одному положенні;
• процес не можна переривати;
• матеріал шва має грубозернисту структуру;
• необхідність у виготовленні технологічної оснастки.
Область використання
Наплавлення циліндричних поверхонь дуже затребувана, адже це найбільш вигідний спосіб відновлення дорогого устаткування. Зносу схильні робочі валки прокатних і обтискних станів. Вали гідротурбін також потребують реставраційних робіт. А що вже говорити про машинобудування, де безліч деталей мають саме циліндричну форму.
Такі вироби працюють в неоднакових умовах, мають різні габарити і відрізняються за хімічним складом. І щоб підібрати оптимальні режими, наплавочні матеріали і спосіб відновлення, необхідно враховувати всі ці фактори. Наприклад, при відновленні колінвалів необхідно одночасно вирішити кілька завдань. По-перше, відновити розміри шийок. По-друге, забезпечити достатню зносостійкість. По-третє, домогтися високих показників втомної міцності. По-четверте, забезпечити правильну роботу всіх сполучених деталей.
Способи наплавлення циліндричних виробів
Існує два способи наплавлення валів - поздовжня і кругова. У першому випадку валики формуються уздовж осі, а в другому йдуть по колу. Поздовжній метод більш доцільно використовувати при роботі з довгими деталями, що мають невеликий діаметр. Поверхня попередньо очищають від іржі, бруду, пилу, масляних плям і вологи, а потім наплавляют першого валик.
Далі прокручують деталь на 180 ° і повторно наносять шов. Третій валик наплавляється вже через 90 ° щодо другого проходу. А щоб завдати четвертий шар, необхідно знову розгорнути циліндричну деталь на 180 °. Якщо наплавка валиків відбувалася під флюсом, то необхідно гарненько оббити захисну кірку і зачистити поверхню шва металевою щіткою. Потім наноситься захисне покриття таким чином, щоб кожен новий прохід перекривав попередній.
Шви повинні виходити за межі відновлюваної поверхні почергово, спочатку на полдіаметра валу, потім на цілий діаметр. Якщо є шпонкові паз, то першим відновлюють його.
При наплавленні валів круговим методом деталь постійно повертається навколо своєї осі, тому цей спосіб більш складний у виконанні. Та й знадобиться спеціальне обладнання. Однак цей метод менше знижує межа втомної міцності, ніж попередній. Таким способом зазвичай наплавляют торець валу, при цьому шов накладають від центру до периферії. Потім слід обробка на токарному верстаті.
Технологія наплавлення крок за кроком
Перш ніж приступати безпосередньо до наплавних робіт, необхідно підготувати поверхню деталі. При повторній наплавленні вироби обточують на вальцетокарних верстаті. Якщо на поверхні деталі є дрібні вм'ятини, борозенки, розтріскування термічного характеру, тоді попередню обточування не проводять. Ще оброблювану деталь перевіряють на биття, воно не повинно перевищувати 0,3 мм. Всі шпонкові пази необхідно закрити графітовими або мідними вставками. Причому останні повинні виступати над наплавленим шаром мінімум на 1 мм.
Далі за технологією наплавлення валів повинен бути попередній підігрів. Температура залежить від ряду факторів, так, при використанні порошкових матеріалів виріб нагрівають до 370 ° C. Якщо здійснюють наплавку дротом 30ХГСА, достатньо 250 ° C. Флюс обов'язково просушують, якщо він вологий, тоді необхідна перезакалка при температурі 300-400 ° C.
Потім деталь затискається в патроні та обладнання обертає її з постійною швидкістю, а зварювальна головка рухається прямолінійно уздовж валу. Розплавлений метал подається крапельно і формує досить щільний шар. Потім до місця наплавлення подають охолоджуючу рідину, насичену іонізуючими солями, які сприятливо впливають на горіння дуги.
При ЕШН технологія трохи інша. Оплавлення присадочного й основного матеріалу відбувається в шлакової ванні. Через неї пропускають зварювальний струм, який нагріває сполучаються матеріали. При цьому рідкий шлак має меншу щільність і постійно знаходиться зверху шва, тим самим захищаючи його від повітря. Крім того, присадочний матеріал, проходячи в рідкому стані шар шлаку, очищається від усіх шкідливих домішок.
Якими мають бути обладнання та матеріали?
Тепер прийшов саме час поговорити про устаткування, необхідне для наплавлення валів. Установка для відновлення прокатних валів складається з люнетів для підтримки вироби; механізму, що забезпечує обертання валу і зварювальної головки АБС; джерел живлення і електронагрівача. Зварювальну головку підвішують на спеціальних напрямних і шляхом перестановки змінних шестерень регулюють швидкість її переміщення. Таке обладнання допомогою спеціального пульта передбачає управління процесом подачі наплавочного матеріалу, швидкістю пересування головки, вильотом електрода.
А ось змінювати кут нахилу подачі зварювального дроту, а також забезпечувати переміщення головки поперек валків обладнання дозволяє тільки вручну. Флюс засипають у спеціальний бункер, звідки він і подається. Електронагрівач складається з двох полукорит. Дуже важливо забезпечити вільне переміщення цього вузла до будь-якого ділянці. З цією метою нижню полукорито встановлюють на спеціальний візок.
Правильно підібрати спосіб і наплавочні матеріал можна тільки після ретельного аналізу умов роботи та інших особливостей оброблюваного виробу. Для відновлення сталевих валків для станів гарячої прокатки знайшла своє застосування порошковий дріт ПП-Нп-35В9Х3СФ. Цей матеріал може забезпечити прекрасну зносостійкість, проте його вартість велика, так як до складу входить 10% дорогого вольфраму. А ось для ремонту робочих елементів обтискних станів та наплавлення колінчатих валів прекрасно підійде і дешевша дріт Нп-30ХГСА.
Немає коментарів:
Дописати коментар