Наплавка в среде защитных газов

Защита сварочной ванны в этом способе осуществляется. При этом газ не только защищает сварочную ванну, но и способствует отводу тепла от детали, снижая ее нагрев, поэтому наплавкой в среде защитных газов восстанавливают детали диаметром от 10 мм и более.

Сущность: состоит в том, что зона горения электрической дуги и расплавленного металла защищается струей углекислого газа, аргона, смеси газов или пара, которые изолируют зону дуги от окружающей среды и обеспечивают получение наплавленного металла высокого качества.

В зону горения дуги газ подается из специальных горелок, монтируемых на автоматических сварочных головках, а так же с помощью специальных аппаратов. Наибольшее распространение при наплавке получил углекислый газ (СО2).

Установку для наплавки в среде защитных газов устанавливают на токарный станок. Углекислый газ из баллона подается в зону горения дуги под давлением0,05…0,2 МПа. Поступая в сопло горелки, газ омывает наконечник и электродную проволоку, оттесняет воздух и защищает зону сварочной дуги от воздействий азота и кислорода.

 

Рис. 18. Схема установки для полуавтоматической наплавки в среде защитного газа:

1 — баллон с газом CO2; 2 — осушитель; 3 — подогреватель; 4 — редуктор; 5 — аппаратный ящик; 6 — расходомер; 7 — регулятор давления; 8 — электромагнитный клапан; 9 — механизм подачи проволоки; 10 — наплавочная головка; 11 —восстанавливаемая деталь; 12 — водяной насос с регулятором давления; 13 — электрод; 14 — сварочная ванна; 15 — слой защитного газа (СО2); 16 — источник сварочного тока

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

В процессе наплавки часть углекислого газа в зоне электрической дуги подвергается диссоциации. Образующийся при этом атомарный кислород приводит к окислению направляемого металла. Чтобы нейтрализовать окислительное действие, применяют электродные проволоки с повышенным содержанием марганца и кремния: Св-08ГС, Св-10ХГ2С, Св-18хгса, Нп-30ХГСА.

Наплавку ведут на постоянном токе обратной полярности. Напряжение дуги 18…22В. Сила сварочного тока зависит от диаметра электродной проволоки и составляет (100…140) .Для наплавки используют электродную проволоку диаметром от 0,8 до 2,2 мм. Вылет электрода устанавливают в пределах от 6 до 12 мм., расстояние от среза сопла горелки до детали 8-10 мм.

Расход углекислого газа зависит от диаметра электродной проволоки, скорости наплавки и составляет 8…14 л/мин при давлении 0,12 …0,15 МПа.

Преимущества:

· меньший нагрев детали

· возможность наплавки деталей меньшего диаметра

· более высокая производительность

· отсутствие трудоемкой операции по удалению шлаковой корки

Недостатки:

· повышенное разбрызгивание металла

· повышенная податливость наплавленного слоя к образованию трещин

· необходимость применения легированной проволоки.

·

Вибродуговая наплавка

Этот способ наплавки является разновидностью дуговой наплавки металлическим электродом. Вибродуговая наплавка отличается тем, что в процессе наплавки электрод совершает колебательные движения в плоскости, перпендикулярной направляемой поверхности с частотой 50…110 Гц. Амплитуда колебаний электрода обычно составляет от 1,5 мм до 4 мм, что обеспечивает размыкание и замыкание сварочной цепи, поэтому процесс горения дуги сопровождается периодическими перерывами. Перенос металла электродной проволоки на поверхность детали происходит мелкими каплями в моменты возбуждения дуговых разрядов.

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Реализация этого способа наплавки обеспечивает хороший отвод тепла от детали и высокую твердость наплавленного металла. Наплавка осуществляется вибрирующим электродом с подачей на наплавленный слой охлаждающей жидкости. Благодаря ей металл быстро охлаждается, как при закалке. Твердость металла выше. Быстрое охлаждение способствует формированию на поверхности сетки микротрещин и значительному снижению усталостной прочности детали. Поэтому таким способом восстанавливают детали, диаметром от 25 мм, и не работающих в условиях больших знакопеременных нагрузок.

Наплавка ведется сварочной проволокой Св-08А,Св-10ГС,Св-18ХГСА,Св-30ХГСА, наплавочными проволоками Нп-50,60Г,80, ДИАМЕТРОМ 1,2…2,0 мм. Охлаждающая жидкость на деталь подается в виде струи на 10…20 мм выше зоны горения и, испаряясь, защищает металл от окисления и охлаждает. Расход жидкости – 1,2…2,0 л/ч. Вибродуговую наплавку ведут на постоянном токе обратной полярности при напряжении 18…22В и плотности тока 50…70 А/ .

Высокое качество наплавки получают при:

· Вылет электрода L=(5…8)

· Амплитуда колебаний электрода А=(1,2…1,3)

· Угол поворота электрода 𝛼=15…

Недостатки:

· ОЖ закаливает наплавляемый валик, вызывая возникновение в нем напряженного состояния и снижение усталостной прочности детали в 2 и более раза.

Преимущества:

· Хороший отвод от детали

· Высокая твердость(закалка)

·

Электроконтактная наплавка

Сущность: наращивание изношенной поверхности детали осуществляется путем навивки электродной проволоки и ее последующей приваркой импульсами тока большой силы с одновременным пластическим деформированием зоны соединения под действием сжимающих усилий.

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Плавление проволоки и детали происходит в сварной точке, полученной от действия импульсов тока. Импульсное воздействие тока приводит к тому, что присадочный металл расплавляется не по всей толщине,а в тонком слое, в месте контакта с деталью, поэтому температурное воздействие на деталь и зона термического влияния значительно меньше, чем при дуговой наплавке. Этим способом восстанавливают детали, диаметром 20…150 мм.

Преимущества:

· Высокая производительность рабочего процесса

· Малый расход сварочного материала

· Малая зона термического влияния

Недостатки:

· Быстрый износ прижимающих роликов.

 

Газотермическое напыление

Сущность процесса состоит в напылении расплавленного металла (проволока, порошка с диаметром частиц от 40 до 200 мкм) струей сжатого газа на предварительно подготовленную поверхность детали.

В зависимости от источника энергии, применяемого для расплавления присадочного материала и способа его транспортирования к поверхности детали, различают следующие виды газотермического напыления:

1. Электродуговое

2. Газопламенное

3. Плазменное

4. Высокочастотное

5. Детонационное

 

Прочность сцепления достигается за счет суммарного действия 3-х видов сил:

где

-прочность от сил мех-го зацепления, МПа

- прочность от сил физического взаимодействия

-прочность от сил химического взаимодействия

 

Газотермический метод формирования покрытий основан на нагреве исходного материала покрытия до жидкого или пластичного состояния и его распылении газовой струей. Напыляемый материал наносится на обрабатываемую поверхность в виде потока жидких капель, или пластифицированных частиц, которые при соударении закрепляются на ней, образуя покрытие (см. рисунок)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Газотермическое напыление.

 

Преимущества:

· Высокая износостойкость покрытий

· Низкое температурное воздействие на деталь

· Высокая производительность напыления

· Малые припуски на механическую обработку

Недостатки:

· Низкая прочность сцепления нанесенного слоя

· Y cXbCBi2ecS7kiHWIEZWsa9FzLcw2li5bmEXbedmC4JGUYdREKM6NgR6i2QL7ku+tHiJPWlm2OC1b GDXQskWPLcwmpC5bmFXbGdgiirDeKEd82KnUdy1A34dMEeMUB18hz7KFZYvnnjk9wrcwguClsIU8 Ng2nz6WF6JPy4nh7Nw3X3fP8V/8AAAD//wMAUEsDBBQABgAIAAAAIQCjG/Ey4QAAAAwBAAAPAAAA ZHJzL2Rvd25yZXYueG1sTI9BS8NAEIXvgv9hGcGb3axpQonZlFLUUxFsBfG2TaZJaHY2ZLdJ+u+d nvQ2j3m89718PdtOjDj41pEGtYhAIJWuaqnW8HV4e1qB8MFQZTpHqOGKHtbF/V1usspN9InjPtSC Q8hnRkMTQp9J6csGrfEL1yPx7+QGawLLoZbVYCYOt518jqJUWtMSNzSmx22D5Xl/sRreJzNtYvU6 7s6n7fXnkHx87xRq/fgwb15ABJzDnxlu+IwOBTMd3YUqLzrWaslbgoZ4lYC4GVSiUhBHvtJlrEAW ufw/ovgFAAD//wMAUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhALaDOJL+AAAA4QEAABMAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA AFtDb250ZW50X1R5cGVzXS54bWxQSwECLQAUAAYACAAAACEAOP0h/9YAAACUAQAACwAAAAAAAAAA AAAAAAAvAQAAX3JlbHMvLnJlbHNQSwECLQAUAAYACAAAACEAXfx0VzcGAAAXQAAADgAAAAAAAAAA AAAAAAAuAgAAZHJzL2Uyb0RvYy54bWxQSwECLQAUAAYACAAAACEAoxvxMuEAAAAMAQAADwAAAAAA AAAAAAAAAACRCAAAZHJzL2Rvd25yZXYueG1sUEsFBgAAAAAEAAQA8wAAAJ8JAAAAAA== " o:allowincell="f">

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Высокие требования качества покрытия

 

Газотермическое напыление применяется для получения износостойких, коррозионностойких, жаропрочных и др. покрытий. Покрытия могут быть нанесены на металл, стекло, керамику, пластмассы и другие материалы.