Визначення і загальна характеристика способу

Наплавлення покрить – це процес нанесення покрить з розплавленого матеріалу на розігріту до температури плавлення поверхню відновлюваної або зміцнюваної деталі.

Покриття отримані наплавленням, характеризуються відсутністю пор, високим значенням модуля пружності і міцності на розрив. Міцність з’єднання цих покрить з основою співмірна з міцністю матеріалу деталі.

Якщо в машинобудівному виробництві наплавлення застосовують для підвищення зносостійкості поверхонь тертя, то в ремонтному виробництві – в основному для проведення наступних робіт по відновленню розміщення, форми і розмірів зношених елементів. Відновлюване наплавлення при цьому забезпечує також отримання нових властивостей поверхонь: корозійної, ерозійної, кавітаційної, зносо-, жаростійкості і інше.

Доля трудоємкості зварювання і наплавлення складає близько 70 % всіх способів створення ремонтних заготовок при відновленні деталей. Наплавлення зношених поверхонь займає провідне місце внаслідок своєї універсальності.

Способи наплавлення ділять на групи в залежності від виду використовуваного джерела тепла, характеру легування і способу захисту формованого покриття від впливу кусню і азоту повітря. Найбільше застосування в ремонті при нанесенні покрить отримали способи електродугового наплавлення: під флюсом, в середовищі захисних газів і вібродугове (таблиця 5.1).

Задача, яка вирішується при наплавленні покрить, – отримати покриття без пор, необхідної товщини, міцно з’єднане з поверхнею деталі, необхідного хімічного складу із заданою структурою.

Таблиця 5.1 – Основні показники способів наплавлення

Спосіб	Товщина шару, мм	Продуктивність, кг/год	Міцність зчеплення, МПа
Електродугове самозахисним дротом	0,5…3,5	1,0…3,0
Електродугове під шаром флюсу	1,0…5,0	0,3…3,0
Електродугове в середовищі вуглекислого газу	0,5…3,5	1,5…4,5
Електродугове в середовищі аргону	0,5…2,5	0,3…3,6
Вібродугове	0,5…1,5	0,3…1,5
Газополуменеве	0,5…3,5	0,15…2,0
Плазмове	0,5…5,0	1…12

Процеси наплавлення відрізняються від процесів зварювання долею участі основного металу в металі наплавлення. У більшості зварних процесів стараються різними прийомами збільшити кількість розплавленого основного металу, збільшити глибину проплавлення і довести долю розплавленого основного металу до можливого максимуму. При наплавлюваних роботах потрібна мінімальна доля розплавлення основного металу, який переводиться в метал наплавлення. Оптимальним випадком є виконання наплавлюваних робіт без розплавлення основного металу, оскільки в цьому випадку можна отримати заздалегідь заданий гарантований склад наплавленого металу (процесу зварювання-паяння). В більшості наплавлюваних робіт доля участі основного металу може в перших шарах складати від 10 до 50 %. Зменшення глибини проплавлення основного металу, крім постійності складу наплавлення, забезпечує можливість значного зменшення внутрішніх напружень, деформацій і отримання наплавлення без тріщин.

Глибина проплавлення основного металу можна регулювати наступними технологічними прийомами:

- зміною сили струму або потужності полумені пальника, оскільки із зменшенням питомої теплової потужності джерела нагріву глибина проплавлення зменшується. Однак при цьому різко зменшується продуктивність наплавлення;

- зміною ширини нплавлюваного валика. Із збільшенням ширини валика зменшується глибина проплавлелння основного металу і створюються умови для більш рівномірного розплавлення по поперечному перерізі наплавлення. Збільшити ширину валика при ручному дуговому наплавленні можна: більшим розмахом поперечного руху електроду – до 8-10 діаметрів електроду; застосуванням гребінки, яка складається з 2-5 електродів включених паралельно; застосуванням пластинчастих електродів і наплавлення лежачим електродом; застосуванням поперечних коливальних рухів електродів (при автоматичному і напівавтоматичному наплавленні); застосуванням стрічкових порошкових електродів;

- зміною кута атаки газового полумені і дуги по відношенню до основного металу. Із зменшенням кута атаки зменшується глибина проплавлення основного металу без зменшення швидкості розплавлення присадкового металу. При наплавленні на площину змінюється кут нахилу цієї поверхні до горизонтальної. Наплавлення на циліндричні поверхні ведеться «на спуск». Деякі з цих прийомів показані на рисунку 5.1;

- застосуванням «холостих», тобто не включених у зварний ланцюг присадкових стрижнів. Ці стрижні плавляться за рахунок тепла дуги і дещо зменшують температуру ванни, що сприяє росту продуктивності наплавлення з одночасним зменшенням глибини проплавлення основного металу. Такі стрижні при РДН можуть подаватися в дугу лівою рукою зварника або включенням у гребінку електродів без приєднання їх до джерела струму. При автоматичному і електрошлаковому наплавленні «холостий» дріт (один або декілька) подається спеціальним механізмом без підєднання його до джерела струму.

Рисунок 5.1 – Технологічні прийоми наплавлення, які зменшують глибину проплавлення основного металу: 1 – наплавлення «на спуск»; 2 – наплавлення «на підйом»; 3 – вплив напруги дуги; 4 – вплив швидкості наплавлення при незмінному струмі; 5 – вплив кута нахилу електроду; 6 – вплив діаметра електрода; 7 – вплив числа електродів, які включені паралельно: а – ширина ванни; l - довжина ванни; h - глибина проплавлення; стрілкою вказано напрям наплавлення