Особенности технологии и виды наплавки металла

Вибро-электродуговая насадка

Это несложное устройство представляет собой механический вибратор или специальную электромагнитную установку, работающую по принципу соленоида в реле, когда подаваемый переменный ток колеблет взад-вперёд внутри обмотки металлический стержень-электрод.

Вибраторы механического типа только называются так, на самом деле они тоже связаны с частотой переменного тока, и являются по сути электромеханическими. И у электромагнитных, и у механических вибраторов частота колебаний наплавной проволоки, или стержня-электрода, может быть в пределах 50-100 гц.

Перемещения стержня в обмотке вызывают кратковременные касания его к наплавляемой детали, а затем отрывы от неё. Во время касания стержня-электрода детали, зажатой и вращающейся в станке, происходит короткое замыкание, напряжение становится нулевым, а ток, наоборот, скачкообразно нарастает. Во время отрыва происходит скачок напряжения, ток прерывается, а между деталью и электродом возникает дуга. Так как в цепь включена катушка индуктивности, постоянного напряжения в цепи не хватает для постоянной дуги разряда, но импульсная подача тока и напряжения способна вызвать такую дугу, которая выглядит как серия сливающихся для глаза коротких вспышек, которые выглядят как непрерывная дуга, но на деле таковой не являющейся.

Конструктивно электродуговая насадка является частью комплекса, в который входят источник сварочного тока и наплавочная головка ВДГ-5 (или её аналоги). Главное – нет нужды применять какие-то кустарные устройства, промышленностью давно освоены разные типы таких насадок на токарные станки – с разными узлами крепления и с разными способами подачи проволоки, из которой формируется наплавочный слой.

В вибродуговую головку в качестве неотъемлемых составных частей входят также

• Ролики подачи со стандартных мотков проволоки разных типов.
• Опорные узлы.
• Вибратор с двигателем, обеспечивающим колебания электрода.
• Наконечник обеспечения подвода электрода к заготовке.

2 Область использования

Наплавка цилиндрических поверхностей весьма востребована, ведь это наиболее выгодный способ восстановления дорогостоящего оборудования. Износу подвержены рабочие валки прокатных и обжимных станов. Валы гидротурбин также нуждаются в реставрационных работах. А что уж говорить о машиностроении, где множество деталей имеют именно цилиндрическую форму.

Наплавка цилиндрических поверхностей

Такие изделия работают в неодинаковых условиях, имеют разные габариты и отличаются по химическому составу. И чтобы подобрать оптимальные режимы, наплавочные материалы и способ восстановления, необходимо учитывать все эти факторы. Например, при восстановлении коленвалов необходимо одновременно решить несколько задач. Во-первых, восстановить размеры шеек. Во-вторых, обеспечить достаточную износостойкость. В-третьих, добиться высоких показателей усталостной прочности. В-четвертых, обеспечить правильную работу всех сопряженных деталей.

5 Какими должны быть оборудование и материалы?

Теперь пришло самое время поговорить про оборудование, нужное для наплавки валов. Установка для восстановления прокатных валов состоит из люнетов для поддержки изделия; механизма, обеспечивающего вращение вала и сварочной головки АБС; источников питания и электронагревателя. Сварочную головку подвешивают на специальных направляющих и путем перестановки сменных шестерен регулируют скорость ее перемещения. Такое оборудование посредством специального пульта предусматривает управление процессом подачи наплавочного материала, скоростью передвижения головки, вылетом электрода.

Установка для восстановления прокатных валов

А вот изменять угол наклона подачи сварочной проволоки, а также обеспечивать перемещение головки поперек валков оборудование позволяет только вручную. Флюс засыпают в специальный бункер, откуда он и подается. Электронагреватель состоит из двух полукорыт

Очень важно обеспечить свободное перемещение этого узла к любому участку. С этой целью нижнее полукорыто устанавливают на специальную тележку

Правильно подобрать способ и наплавочный материал можно только после тщательного анализа условий работы и иных особенностей обрабатываемого изделия. Для восстановления стальных валков для станов горячей прокатки нашла свое применение порошковая проволока ПП-Нп-35В9Х3СФ. Этот материал может обеспечить прекрасную износостойкость, однако его стоимость велика, так как в состав входит 10% дорогого вольфрама. А вот для ремонта рабочих элементов обжимных станов и наплавки коленчатых валов прекрасно подойдет и более дешевая проволока Нп-30ХГСА.

Порошковая проволока

Наплавка валиков со сложными калибрами производится специальными материалами из дисперсионно-твердеющих или мартенситно-стареющих сталей, тогда слой прекрасно поддается механической обработке. Это обусловлено их твердостью, которая составляет 28–35 HRC. После закалки это значение возрастает почти в два раза.

1 Занимаемся наплавкой металла – суть процесса

В общем, наплавкой металла называют попросту нанесение на поверхность какого-либо изделия слоя раскаленного металла либо же сплава посредством сварки плавлением. Эта технологическая операция позволяет восстановить первоначальные размеры элементов, износившихся вследствие эксплуатации. Однако это не единственное предназначение вышеуказанного процесса, также с помощью наплавки металла можно получить необходимые свойства, например, повысить твердость покрытия, увеличить его износостойкость и т. д.

В зависимости от того, какого же результата вы желаете добиться, и подбирается наплавочный материал. Когда необходимо просто восстановить габариты изделия, то он будет схож по составу с металлом основы, а вот с целью получения особенных характеристик берется уже и соответствующий, более прочный наносимый сплав, чаще всего легированный.

Теперь же поговорим о требованиях и преимуществах данного процесса. Глубина проплавления основного металла, а также перемешивание основного и наплавляемого слоя должны быть минимальными. Кроме того, необходимо чтобы и остаточные деформации с припусками для последующей обработки тоже соответствовали наименьшим значениям. Ну а дальше уже поговорим обо всех плюсах и минусах, присущих конкретному способу.

1 Ручная дуговая наплавка под флюсом

Технология такого процесса предусматривает нагрев основного металла и его расплавление теплом горящей сварочной дуги, расположенной под слоем флюса между обрабатываемой деталью и электродом плавящегося типа.

Данный вид наплавки используется очень часто, он считается самым популярным вариантом выполнения механизированной наплавки.

При обработке металлов дуговой наплавкой под флюсом наплавленная поверхность имеет очень качественный внешний вид:

• переходы между наплавленными валиками отличаются плавностью;
• слой металла получается безупречно ровным.

Кроме того, данный способ наплавки металлов характеризуется следующими положительными факторами:

• нет открытого излучения электродуги;
• электродный материал теряется несущественно;
• процесс признается высокопроизводительным за счет своей несложности и непрерывности выполнения операций.

Наплавленный материал при его обработке под флюсом допускается легировать по четырем разным методикам:

1. Использование стандартных плавленых смесей с порошковой лентой либо проволокой. Указанная проволока или лента (их конкретная марка подбирается от необходимой твердости и непосредственно вида наплавленного металла) при нагреве в дуге формируют жидкий состав с высокой степенью однородности.
2. Использование флюсов в сочетании с легированной лентой (проволокой). Обычно при таком способе применяют флюсы марки АН (26 или 20), спеченные и обычные сварочные ленты, специальные и легированные проволоки.
3. Использование керамических смесей марки АНК в комбинации с лентой либо проволокой с малым содержанием углерода. Флюсы АНК гарантируют беспроблемное удаление корки шлака, качественное образование защитного слоя и его отличную стойкость против появления трещин и пор.
4. Использование обычных флюсов и низкоуглеродистых лент (проволок) с обязательным размещением элементов с легирующими возможностями на верхнюю часть деталей, которые планируется наплавлять.

Рассматриваемая технология при нанесении нескольких защитных слоев предусматривает необходимость удаления корки шлака перед наплавлением следующего слоя во избежание формирования непроваров и включений шлаков. Изделия из легированных сталей обычно обрабатывают под флюсами с малым содержанием кремния (АН-26 или 22), из низколегированных и углеродистых – под АН-348-А либо ОСЦ-45, из хромоникелевых с высоким уровнем легирования – под АНФ (1 и 5), которые содержат много фтора.

3 Комбинированный плазмотрон для наплавки

Плазменно-порошковая наплавка на большинстве современных предприятий осуществляется именно в комбинированных агрегатах. В них металлический присадочный порошок расплавляется между соплом горелки и электродом из вольфрама. А в то время, когда дуга горит между деталью и электродом, начинается нагрев поверхности наплавляемого изделия. За счет этого происходит качественное и быстрое сплавление основного и присадочного металла.

Комбинированный плазмотрон обеспечивает малое содержание в составе наплавленного основного материала, а также наименьшую глубину его проплавления. Именно данные факты и признаются главным технологическим достоинством наплавки при помощи плазменной струи.

От вредного влияния окружающего воздуха наплавляемая поверхность предохраняется инертным газом. Он поступает в сопло (наружное) установки и надежно защищает дугу, окружая ее. Транспортирующим газом с инертными характеристиками осуществляется и подача порошковой смеси для присадки. Она поступает из специального питателя.

В целом стандартный плазмотрон комбинированного типа действия, в котором производится напыление и наплавка металла, состоит из следующих частей:

• два источника питания (один питает «косвенную» дугу, другой – «прямую»);
• питатель для смеси;
• сопротивления (балластные);
• отверстие, куда подается газ;
• сопло;
• осциллятор;
• корпус горелки;
• труба для подачи несущего порошковую композицию газа.

Рубрики

• Восстановление деталей автомобиля
• Газотермическое напыление
• Гальванические ремонтные покрытия
• Детали из алюминиевых сплавов — особенности сварки
• Диагностика неисправностей автомобиля
• Испытания. Задачи и классификация испытаний
• Комплектование деталей и сборка агрегатов
• Контроль скрытых дефектов
• Металлизация и обработка
• Механизированная наплавка
• Мойка и очистка деталей автотранспортных средств
• Обкатка и испытание двигателей
• Обслуживание автомобилей при низких температурах
• Обслуживание и ремонт пневматических шин
• Обслуживание приборов электрооборудования
• Обслуживание системы зажигания
• Обслуживание системы питания карбюраторных двигателей
• Основные неисправности двигателя
• Основные элементы системы зажигания
• Основы организации ремонтного процесса. Капитальный ремонт автомобилей
• Приемка в ремонт
• Процедура проверки датчиков
• Разборочные роботы
• Разное
• Ремонт авто
• Сам себе мастер
• Сварка и ее применение пpи ремонте
• Сварка стальных деталей
• Тeхническое состояние машин и агрегатов
• Техника безопасности при ремонте авто
• Технические требования к автомобилям и механизмам
• Техническое обслуживание автомобилей
• Техническое обслуживание двигателя
• Техническое обслуживание силовой передачи
• Техническое обслуживание системы охлаждения
• Техническое обслуживание системы смазки
• Техническое обслуживание тормозной системы
• Технологические приемы процесса ремонтного производства
• Технология контроля
• Технология технического обслуживания автомобилей
• Типы автомобилей
• Топливно-смазочные и отделочные материалы
• Точность изготовления и износ деталей машин
• Тюнинг авто
• Чугунные детали — особенности сварки
• Электролитические покрытия и их применение при ремонте машин

Similar Documents

2 Вибродуговая наплавка – тонкости технологии

Восстановление деталей по данной методике ведется на обратной полярности (постоянный ток) при напряжении от 17 до 20 В, которое среди специалистов считается оптимальным. Охлаждение изделий, необходимое для повышения твердости наплавленной поверхности, защиты деталей от коробления и уменьшения зоны термического воздействия, осуществляется посредством использования одного из двух растворов:

• технического глицерина (10–20-процентного);
• кальцинированной соды (3-4-процентной).

При подаче охлаждающего состава необходимо следить за тем, чтобы его струя не нарушала наплавочную операцию, попадая в столб сварочной дуги. Регулирование объема подаваемой жидкости для охлаждения в область выполнения работ осуществляется при помощи краника, который обычно монтируется непосредственно на наплавочной головке. Заметим отдельно – охлаждающий раствор дополнительно выполняет функцию «защитника» расплавленного материала от азотирования и процессов окисления.

О том, что операция наплавки идет стабильно и без технологических сбоев, свидетельствует равномерность звука от сварочной установки, а также данные, которые сварщик получает с амперметра. Стрелка этого прибора практически не колеблется в тех случаях, когда восстановление деталей проходит в адекватном режиме.

Если же стрелка амперметра «дергается», а плавление сварочной проволоки сопровождается неприятным треском, опытный специалист сразу понимает, что наплавка проходит нестабильно. Ее результаты будут совсем не такими, как ожидалось – прерывистый шов, низкое качество наплавленной поверхности и прочие дефекты обработки гарантированы.

Толщина наплавляемого покрытия зависит от двух показателей:

• от скорости (окружной), с которой происходит вращение заготовки;
• от скорости, с которой осуществляется подача сварочной проволоки.

Более узкий и тонкий валик наплавленного металла получается тогда, когда окружная скорость увеличивается. А вот при снижении этой скорости и одновременном повышении темпа подачи проволоки наплавленный слой всегда получается более толстым. Еще один нюанс операции заключается в том, что для получения толстого слоя наплавки необходимо применять большую по сечению проволоку, а для получения тонкого – меньшую.

Величина окружной скорости, кроме того, оказывает влияние на качество получаемой поверхности. Обычно повышение этой скорости приводит к формированию в наплавленном слое раковин (причем в немалых количествах).

Отметим, что некачественная подготовка сварочной проволоки и поверхности наплавляемого изделия (в частности, их плохая очистка) приводит к повышенной пористости полученного слоя. Такое явления также может свидетельствовать о том, что состав, используемый для охлаждения, имеет высокий уровень загрязненности.

Общие принципы сварки электродами меди и ее сплавов

Проводя работы по сварке меди и ее сплавов, сварщик сталкивается с некоторыми трудностями. На шве может образоваться трещина. При работе легкоплавкие эвтектики скапливаются на границах кристаллов. Часто образовываются поры

Все это важно учесть и предотвратить. Медь толщиной до 4 мм сваривают без разделки кромок, до 10 мм толщины с односторонней разделкой

При этом угол скоса кромок должен быть 70 градусов, притупление 1,5—3 мм.

Текучесть меди усложняет работу в вертикальном, горизонтальном и потолочном положениях. Дуговая сварка должна осуществляться при повышенном сварочном токе из-за высокой теплопроводности металла. Кромки деталей соединяются с минимальным зазором из-за высокой текучести меди. Часто рекомендуется использовать стальную подкладку.

Изделие толщиной более 6 мм лучше предварительно нагреть до 250 градусов. При этом нужно учитывать характеристику плавления меди, сплавов из нее. Тонкий металл не нагревают. Сварку лучше всего производить дугой 10—15 мм. Таким образом будет намного удобнее манипулировать электродом. Медь сваривается при постоянном токе обратной полярности

Это важно учесть. Дуговую сварку латуни, бронзы, М1-М3 необходимо выполнять мощной дугой, увеличенной силой тока и при повышенном напряжении

Работа делается очень быстро, на большой скорости.

По возможности сварку рекомендуется производить в нижнем положении или при угле наклона 20 градусов максимум по отношению к вертикали. Дуга направляется непосредственно на сварочную ванну. Рекомендуется применить специальные подкладки, сделанные из асбеста, флюса, графита, меди, стали

Важно учесть все основные особенности и характеристики металла

Справка. Плавление меди происходит при +1080 градусов, она имеет удельный вес 8,9 г/см3, ее прочность 20 кг/мм2, относительное удлинение 50%.

Если изделие толстое, то нужно производить работу постепенно, наплавляя слоя один за другим. Сварка в таком случае выполняется обратноступенчатым швом, длина каждого участка должна быть 20-30 см. Его делят на две части, 75% и 25%. Сначала сваривают длинный участок по направлению к меньшему. Таким образом снижается риск возникновения трещин.

Работа выполняется в нижнем положении, иногда требуется править шов кувалдой или молотком из-за его вспенивания. В процессе сварки тонкой меди нужно уменьшить ток, чтобы из-за разогрева детали не возникли прожоги. Перед началом работ рекомендуется прокаливать электроды при определенной, рекомендуемой производителем температуре.

Какой выбрать диаметр

Выбирая наиболее подходящий диаметр электрода, прежде всего нужно учитывать толщину свариваемой меди, изделия, сплава

Важно учесть это и некоторые другие советы. При работе с тонким цветным металлом большой толщины электрод, а также в случае сварки на повышенных токах, создаст проблемы, появятся поры в шве

Специалисты советуют выбирать такой диаметр: при толщине меди и ее сплавов

• 2 мм – электрод толщиной 2-3 мм,
• 3/3-4 мм,
• 4/4-5 мм,
• 5/5-6 мм,
• 6/ 5-7 мм,
• 7-8/6-7 мм,
• 9-10/6-8 мм.

Существуют электроды для сваривания и наплавки с предварительным подогревом до 300-700 градусов по Цельсию, с малым подогревом до 150-350 градусов по Цельсию и без подогрева.

Наплавка рельсовых концов

Источник фото: specserver.com

Эксплуатация высокоскоростных поездов требует хорошего состояния рельсов. Удары колес приводят к деформации, смятию и изгибам концов рельсов. Восстановление с помощью наплавки является стандартным приемом.

Перед началом работ с рельса удаляется весь расплющенный и отслоившийся металл. Для этого рекомендуется использовать зубило, наждачный круг или другой инструмент. Для повышения скорости наплавления необходимо предварительно нагреть концы рельсов.

Выделяют следующие технологии наплавки, использующиеся на российских железных дорогах, для восстановления концов рельсов:

1. Ручное дуговое наплавление выполняется штучным электродом марок К-2-55, ОЗН-300, ОЗН-350. Наложение валиков производится тремя способами: вдоль, поперек рельса и по диагонали. Лучший результат получается при работе со вторым методом. Средняя ширина валика составляет 24-30 мм. Данная величина может варьироваться в зависимости от диаметра стержня, силы тока и других факторов.

Также существует возможность наплавления пучком электродов: 2-3 прутками, расположенными гребенкой. Данный способ повышает производительность. Наплавку следует начинать на торце рельса посредством наложения валика. Возбуждение дуги выполняется на внутренней стороне, сделав небольшой отступ от торца. Заканчивают наплавление первого валика также несколько отступив от торца рельса. Концы каждого из этих валиков выводят на конец предыдущего валика и там заделывают кратер. Перекрытие смежных валиков должно составлять 1/5-1/6 ширины предыдущего валика. Работы заканчиваются шлифовкой концов рельсов, проводящейся вдоль рельса.

2. В качестве присадочного материала при выполнении полуавтоматической электродуговой наплавки используется самозащитная порошковая проволока. Данный метод имеет несколько преимуществ по сравнению с ручным дуговым способом: высокое качество работ, значительная производительность труда.

Работы выполняются поэтапно:

• замер дефекта;
• подготовка оборудования для наплавления;
• удаление дефектов шлифовкой;
• установка наплавочного аппарата на рельсы и установка границ работ;
• подогрев рабочей зоны;
• выполнение основного процесса – наплавление;
• механическая обработка абразивным инструментом после естественного охлаждения.

Наплавка осуществляется в один или несколько слов, в зависимости от глубины дефекта.