Наплавка деталей в среде защитных газов и вибродуговая наплавка

Наплавка в среде защитных газов.Наибольшее распространение получила наплавка плавящимся электродом в среде Дешевого и недефицитного углекислого газа. Этот способ так Же, как и вибродуговая наплавка, позволяет наносить на детали небольших диаметров слои толщиной 0,5-3,5 мм, но более высокого качества при более высокой производительности. К недостаткам следует отнести повышенное разбрызгивание металла (до 15%), более значительное термическое влияние по сравнению с вибродуговой наплавкой, необходимость применения для получения слоев высокого качества специальной легированной проволоки. При этом способе наплавки, схема которого дана на рис. 18, зона горения электрической дуги и расплавленного металла защищается от кислорода и азота воздуха струей нейтрального (защитного) газа. В качестве защитных газов применяются углекислый газ, аргон, гелий и смеси газов. Углекислый газ надежно изолирует зону наплавки от окружающей среды и обеспечивает получение наплавленного металла высокого качества с минимальным количеством пор и окислов. Расход газа при сварке составляет 8—15 л/мин и наплавке — 10—16 л/мин.

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 (сварочный генератор)

Режимы наплавки деталей в среде углекислого газа представлены в табл. 5.

Наплавка деталей в среде углекислого газа имеет следующие преимущества: высокое качество наплавленных швов, возможность наблюдения за ходом наплавки, возможность наплавки деталей любых диаметров.

К недостаткам наплавки деталей в среде углекислого газа относятся повышение разбрызгивания металла (до 10—12%), органическое изменение состава наплавляемого металла, понижение износостойкости наплавленного слоя, снижение усталостной прочности деталей на 10—50 %.

Сущность процесса вибродуговой наплавки заключается в повторении циклов замыкания и размыкания электрода с поверхностью детали. Электрод и деталь соединены с источником сварочного тока. Каждый цикл вибрации электрода включает в себя четыре последовательных процесса: короткое замыкание, отрыв электрода от детали, электрический разряд, холостой ход.

Рис. 19. Схема установки для вибродуговой наплавки деталей:

1 — емкость с охлаждающей жидкостью; 2 — водяной насос; 3 — деталь; 4 — кассета с электродной проволокой; 5 — электродная проволока; 6 — ролики подачи проволоки; 7 — механизм вибрации; 8 — источник тока; 9 — регулятор режима наплавки металла; а — контакт электродной проволоки с деталью; б — отрыв электродной проволоки от детали и возникновение дуги; в — процесс наплавки сварочной дугой; г — гашение сварочной дуги

Вибродуговую наплавку можно вести не только в среде охлаждающей жидкости, но и под слоем флюса в слое защитных газов, водяного пара и т. д.

Несмотря на отдельные недостатки, этот способ находит широкое применение на ремонтных предприятиях, что объясняется наличием наплавочных установок, простотой их освоения и эксплуатации, возможностью нанесения слоев требуемой твердости толщиной 0,5-3 мм на наружные и внутренние поверхности стальных и чугунных деталей диаметром 12-80 мм, небольшой зоной термического влияния. Однако качество наплавки невысокое: покрытия получаются нередко с порами, с неравномерной твердостью и неоднородной структурой, что способствует возникновению значительных растягивающих внутренних напряжений и, как следствие, снижению усталостной прочности на 30-40%.

Поэтому этот способ наплавки нельзя применять для восстановления деталей, испытывающих значительные динамические нагрузки, например, коленчатых валов