Дуговая наплавка в защитных газах

Наплавку в защитных газах применяют в тех случаях, когда невозможна или затруднена подача флюса и удаление шлаковой корки. Преимуществами данного вида наплавки являются возможность визуального наблюдения за процессом и возможность его механизации и автоматизации с использованием серийного сварочного оборудования. Способ применяют при наплавкедеталей в различных пространственных положениях, внутренних поверхностей, глубоких отверстий, мелких деталей и сложных форм и т. п.

Какправило, наплавку производят в инертных газах (плавящимся и неплавящимся электродом) или в углекислом газе (плавящимся электродом).

При наплавке в защитных газах легирование наплавленного металла достигается в основном выбором соответствующего присадочного металла или применением дополнительных наплавочных материалов (паст, перед наплавкой наносимых на поверхность, или присадочных прутков, порошков, засыпанных на поверхность перед наплавкой или вдуваемых в сварочную ванну, дополнительных проволок, прутков, укладываемых на поверхность или подаваемых в сварочную ванну, и др.).

С целью уменьшения разбрызгивания металла наплавка в защитном газе производится самой короткой дутой.

Наплавку плоских поверхностей во избежание коробления деталей производят отдельными участками «вразброс». Цилиндрические детали можно наплавлять по винтовой линии как непрерывным валиком, так и с поперечными колебаниями электрода: Короткие участки могут наплавляться продольными валиками вдоль оси цилиндрической детали, но здесь возможно возникновение деформаций, которые в процессе наплавки следует уравновешивать. Для этого наплавка каждого последующего валика должна производиться с противоположной стороны по отношению к уже наплавленному. При наплавке внутренних цилиндрических и конических поверхностей применяют специальные удлиненные мундштуки.

Наплавка в среде углекислого газа в части применяемого оборудования для закрепления детали и подачи электродной проволоки принципиально мало чем отличается от наплавки под флюсом (в качестве защитной среды здесь используется СО₂). Ток к электродной проволоке подводится через мундштук и наконечник, расположенные внутри газоэлектрической горелки. При наплавке, металлы электрода и заготовки перемешиваются. В зону горения дуги под давлением 0, 05...0, 2 МПа подается углекислый газ, который, вытесняя воздух, защищает расплавленный металл от вредного действия кислорода и азота воздуха. При движении сопла горелки вдоль заготовки за сварочной ванной образуется слой наплавленного металла. Особенностью процесса наплавки в среде СО₂ является то, что углекислый газ при выходе из баллона резко расширяется и переохлаждается. Для подогрева его пропускают через электрический подогреватель. Содержащуюся в углекислом газе воду удаляют с помощью осушителя, представляющего собой патрон, наполненный обезвоженным медным купоросом или силикагелем. Давление газа понижается с помощью кислородного редуктора, а расход его контролируется расходомером.

Наплавку в среде углекислого газа производят на постоянном токе обратной полярности. Тип и марку электродной проволоки выбирают в зависимости от материала ремонтируемой детали и требуемых физико-механических свойств наплавленного металла. В зависимости от силы сварочного тока выбирается скорость подачи проволоки, устанавливаемая с таким расчетом, чтобы в процессе наплавки не было коротких замыканий и обрывов дуги. Скорость наплавки определяется в основном толщиной наплавляемого металла и качеством формирования наплавленного слоя. Наплавку валиков осуществляют с шагом 2, 5...3, 5 мм при условии, что последующий валик перекроет предыдущий не менее чем на 1/3 его ширины.

Марка и тип электродной проволоки определяют твердость наплавленного металла (НВ 200…300). Её диаметр влияет на расход углекислого газа. На этот же параметр влияет также скорость наплавки, конфигурация изделия и наличие движения воздуха.

При наплавке в среде углекислого газа наблюдается меньший нагрев деталей и имеется возможность обработки деталей диаметром менее 40 мм. Отсутствует трудоемкая операция по отделению шлаковой корки, а наплавка может производиться при любом пространственном положении детали. Производительность процесса по площади покрытия на 20 … 30% выше.

Недостатками процесса является: повышенное разбрызгивание металла, и необходимость применения легированной проволоки для получения наплавленного металла с требуемыми свойствами.

Наплавка вольфрамовым электродом в среде аргона широко используется для восстановления деталей из алюминиевых сплавов и титана. Источником тепловой энергии в этом случае служит электрическая дуга, которая горит между неплавящимся вольфрамовым электродом и деталью. Защитным газом служит аргон, а присадочным материалом - проволока. Аргон надежно защищает расплавленный металл от окисления воздухом. В результате, наплавленный металл получается плотным, без пор и раковин. Добавление к аргону 10 … 12% СО₂ и 2 … 3% кислорода способствует повышению устойчивости горения дуги и улучшению формирования наплавленного металла. Наружная защита струи аргона углекислым газом позволяет сократить расход аргона в 3 … 4 раза.

Режим наплавки зависит от силы тока и диаметра электрода. Последний обычно составляет 4 … 10 мм, а сила сварочного тока в пределах 100 … 500А. Устойчивость процесса наплавки и хорошее формирование наплавленного металла позволяет вести обработку на скоростях - до 150 м/ч.

Наплавкав среде различных газовых смесей (12 % СО₂ и 88 % Ar; 3 % О₂и 97 % Ar и др.) позволяет получать слои с высокими механическими свойствами, особенно по сопротивлению усталости и ударной вязкости.

По сравнению с газовой сваркой, электродуговая наплавка неплавящимся электродом обеспечивает: повышение производительности процесса в 3 … 4 раза; высокую механическую прочность сварного шва; небольшую зону термического влияния; снижение потерь энергии дуги на световое излучение (аргон задерживает ультрафиолетовые лучи).

К недостаткам следует отнести повышенное разбрызгивание металла (до 15 %), необходимость применения специальной легированной проволоки для получения слоев высокого качества; использование дорогостоящего аргона и высокая стоимость процесса (в три раза выше, чем при газовой сварке).

Плазменная наплавка

При упрочнении и восстановлении деталей применяют несколько разновидностей плазменной наплавки, отличающихся типом присадочного металла, способом его подачи на упрочняемую поверхность и электрическими схемами подключения плазмотрона.

При плазменной наплавке по отношению к наплавляемой детали применяют два вида сжатой дуги: прямого и косвенного действия. В обоих случаях зажигание дуги плазмотрона и осуществление процесса наплавки выполняют комбинированным способом: вначале между анодом и катодом плазмотрона с помощью осциллятора возбуждают дугу косвенного действия.

⇐ Предыдущая48495051525354555657Следующая ⇒

Поделиться: