Технологические способы наплавки и их свойства

 

К числу наплавочных способов, наиболее часто применяемых при восстановлении и упрочнении деталей основных сопряжений тракторов, автомобилей, комбайнов и других сельхозмашин, относятся:

− наплавка под флюсом;

− наплавка в защитных газах;

− наплавка порошковыми проволоками;

− наплавка вибрирующим электродом в жидкости;

− плазменная наплавка;

− электроконтактная наплавка (лент, порошков);

− наплавка электродными лентами;

− электрошлаковая наплавка;

− заливка жидким металлом;

− широкослойная наплавка по присадочной ленте;

− наплавка намораживанием (диффузионное намораживание);

− индукционная наплавка;

− дуговая точечная наплавка;

− ручная аргонодуговая наплавка;

− стыко-шлаковая наплавка.

Свойства технологических способов, определяющих качество восстановления деталей, можно разделить на 4 группы: технические; экономические; эргономические; экологические (безопасность и защита среды).

К техническим свойствам технологических способов относятся: надежность, точность, стабильность, уровень механизации и автоматизации, контролепригодность, управляемость, полнота восстановления параметров, унификация и стандартизация, патентная чистота.

К экономическим свойствам технологических способов относятся: производительность, номенклатура, распространенность, кратность восстановления детали, трудоемкость, себестоимость работ, энергоемкость.

К эргономическим свойствам технологических способов относятся: удобство выполнения операций, гигиеничность.

К экологическим свойствам технологических способов относятся: токсичность, шумность, взрывоопасность, загрязнение окружающей среды.

Основные показатели отдельных наплавочных способов приведены
в табл. 3.2.

Таблица 3.2

Показатели технологических методов наплавки

Методы наплавки	Производитель-ность	Толщина наплавки, мм	Припуск на обработку, мм	Доля основного металла в наплавке, %	Прочность сцепления МПа	Миним. диаметр детали, мм	Снижение предела выносливости, %
	кг/ч	см^2/мин
НСФ	2–15	16–24	0,8–1	0,8–1,5	27–60
Вибродуг	0,5–4	8–22	0,5–3	0,7–1,3	8–20
НСУГ	1,5–4,5	18–36	0,5–3,5	0,7–1,3	12–45
Порошк. провол.	2–9	16–36	1–8	0,6–1,2	12–35
Плазмен.	1–12	45–72	0,2–5	0,4–0,9	5–30
Ручная дуговая	0,4–4	8–14	0,5–4	1,1–1,7	20–40
Индукционная	8–15	-	0,4–2,5	-	0,5–5	-		-

 

Технологическому расчету и обоснованию при использовании электродуговых методов наплавки подлежат: диаметр электрода, плотность тока и ток, производительность.

Они выполняются в следующей последовательности:

1. В зависимости от толщины стенки детали или толщины покрытий назначают диаметр электрода (d_э). Обычно он составляет 1,6–2,5 мм.

2. Принимают плотность тока (i) в А/мм². Она рекомендуется при ручной дуговой наплавке 10–30 А/мм²; при автоматической наплавке под флюсом 100–200 А /мм²; при наплавке в среде защитного газа > 200 А/мм².

3. Рассчитывают сварочный ток:

(3.23)

4. Уточняют часовую производительность:

 

, г/ч, (3.24)

 

где α_н — коэффициент наплавки, г/А·ч.

Численные значения коэффициента наплавки равны: при ручной наплавке электродами с тонкослойной обмазкой 7,8–8,5; с толстослойной —
10–14; под флюсом — 15–20, вибродуговой — 8–10, в среде СО₂ — 12–14.

Средний расход электроэнергии на 1кг наплавленного металла при ручной дуговой наплавке на переменном токе составляет 3,5–4,5 кВт·ч, на постоянном токе 7–8 кВт·ч.

Анализируются геометрические характеристики наплавленного валика и уточняется доля основного металла в металлопокрытии.

Рассмотрим схему, поясняющую геометрические характеристики наплавленного валика ленточным электродом под флюсом на плоскую поверхность (рис. 3.9, а) и с применением электродной проволоки (рис. 3.9, б).

Рис 3.9 Геометрические характеристики сварочного валика: В _в — ширина, мм;

h _п — глубина проплавления, мм; c — высота, мм; S _o — площадь проплавления основного металла, мм²; S_H — площадь сечения наплавленной части валика, мм²

При однослойном покрытии доля основного металла в наплавленном (γ) определяется отношением:

(3.25)