Другие способы наплавки деталей

Плазменная наплавка относится к числу весьма прогрессивных способов нанесения износостойких слоев. Технологический процесс плазменной наплавки реализуется рядом различных схем, отличаю­щихся способами введения, а также видом присадочного материа­ла. К числу достоинств плазменной наплавки относится высокая производительность процесса (до 14 кг/ч), малая глубина проплав­ления основного металла, высокое качество наплавленного слоя, возможность нанесения сравнительно тонких слоев. Из разновид­ностей плазменной наплавки порошковым присадочным материа­лом лучшими технологическими возможностями обладает схема с использованием комбинированной дуги, позволяющая раздельно и в широком диапазоне регулировать степень нагрева присадочного материала и основного металла. В частности, варианты силы тока дуги прямого действия позволяют достичь доли основного металла в первом слое, не превышающей 3…5 %.

Для плазменной наплавки широкое распространение нашли ус­тановки типа УПУ и УМН. В комплект установки входят: враща­тель, защитная камера, плазмотрон, порошковый дозатор, источ­ник питания и пульт управления.

Основной частью установки является плазмотрон, срок службы которого определяется стойкостью сопла. Период работы плазмот­рона невелик, поэтому его быстроизнашивающиеся части делают сменными. Источниками тока являются сварочные генераторы типа ПСО-500 или выпрямитель ИПН-160/600.

В качестве плазмообразующего газа используют аргон и азот. Азот дешевле и менее дефицитен, но зажечь дугу на азоте сложнее, требуется значительно большее напряжение, что опасно для рабо­чих. Поэтому зажигают дугу на аргоне, для которого напряжение возбуждения и горения дуги меньше, а затем переходят на азот. Плаз­мообразующий газ ионизируется и выходит из сопла плазмотрона в виде струи небольшого сечения. Обжатию способствуют стенки ка­нала сопла и электромагнитное поле, возникающее вокруг струи.

Температура плазменной струи зависит от силы тока, вида газа, расхода газа и находится в пределах от 10 000 до 30 000 °С, скорость истечения газов — 100…1500 м/с. Аргонная плазма имеет темпера­туру 15 000…30 000 °С, азотная 10 000…15 000 °С.

Плазменная наплавка с токоведущей присадочной проволокой также характеризуется минимальным проплавлением основного металла. В частности, в ряде случаев при высоте наплавленного ва­лика 4,5…5 мм глубина проплавления основного металла лежит в пределах 0,2…0,5 мм.

Подача в ванну двух плавящихся электродов, разогреваемых про­ходящим через них током, позволяет существенно увеличить производительность процесса наплавки (до 30 кг/ч).

Электроконтактная наплавка — эффективный высокопроизводи­тельный (60…90 см/мин) способ восстановления деталей, особенно с небольшим износом, позволяющий наплавлять материалы различ­ной формы, с различными физико-механическими свойствами (сталь­ные ленты, проволоки, порошки). Восстанавливаемая деталь уста­навливается в патрон токарного станка. Один из выводов вторич­ной обмотки сварочного трансформатора контактной машины соединяется с деталью, второй — с привариваемой проволокой че­рез электрод. В процессе наплавки детали сообщается прерывистое вращение, которое происходит с определенными паузами. В момент остановки детали к электроду прикладывается необходимое контакт­ное давление, после чего в сварочную цепь подается импульс тока, и происходит сварка. При этом проволока деформируется и в сечении приобретает форму трапеции с криволинейными сторонами. Следу­ющий виток проволоки подается с перекрытием ранее приваренно-

Технико-экономические показатели методов наплавки деталей

Таблица 3.6 Метод наплавки Производи­тельность ме­тода (толщина покрытия до 1 мм) Толщина наноси­мого слоя, мм Припуск на меха­ническую обработку, мм Доля основно­го метал­ла в нап­лавлен­ном, % Проч­ ность сцепле­ ния, МПа Деформа­ция дета­ли после наплавки Мини­мальный диаметр детали, мм Сниже­ние сопро­тивления устало­сти, % Коэффици­ент произво­дительности (толщина покрытия до 1 мм) Коэффици­ент технико — экономиче­ской эффек­тивности кг/ч см2/мин Под флю­сом 2…15 16…24 0,8… 10 0,8…1,5 27…60 650 Значит. 45 15 1,62…1,45 0,436 Внброду- говая 0,5…4 8…22 0,3…3 0,7… 1,3 8…20 500 Незнач. 10 35 0,85…0,72 0,25 В среде СО; 1,5…4,5 18…36 0,5…3,5 0,7… 1,3 12…45 550 Значит. 15 15 1,82…1,77 0,403 Электро- контакгная 1,0.. .2,8 50…90 0,2…1,5 0,2…0,5 — 300 Незнач. 15 25 2,3…2,1 0,66 Порошко­выми про­волоками 2…9 16…36 1…8 0,6… 1,2 12…35 600 Значит. 20 15 1,75… 1,54 0,4 Газовая 0,15…2 1…3 0,4…3,5 оо О О 5…30 480 Значит. — 25 0,73…0,58 0,138 Плазмен­ ная 1 …12 45…72 0,2…5,0 0,4…0,9 5…30 490 Незнач. 12 12 2,2…1,9 0,56 Ручная 0,4…4,0 8…14 0,5…4,0 1,1…1,7 го о о 500 Значит. — 60 1,0 0,314 Аргоно­ дуговая 0,3. ..3,6 12…26 0,2…2,5 0,4…0,9 6…25 450 Незнач. 12 25 2,1…1,7 0,171

го валика, и в определенный момент, когда температура и удельное деление в месте контакта проволоки и детали достигают максималь­ного значения, происходит очередной процесс сварки. Толщину на­плавляемого слоя можно регулировать в пределах 0,2..Л,5 мм, зона термического влияния не превышает 0,5 мм, припуск на механичес­кую обработку 0,2…0,5 мм. К недостаткам следует отнести несплав- ление ленты с основным металлом в отдельных местах, которое вы­является при шлифовании.

Общим для жидкофазных процессов нанесения наплавок, вне зависимости от источника тепловой энергии, является расплавление присадочного металла. Поверхность металла основы также частично подвергается расплавлению, вследствие чего в наплавленный слой в той или иной степени попадают компоненты сплава основы. Измене­ние химического состава наплавленного слоя нежелательно и обусловливает необходимость многослойного нанесения, а также ис­пользования ряда модификаций схем наплавки. Технико-экономичес­кие показатели методов нанесения покрытий приведены в табл. 3.6.

Контрольные вопросы

1. Какими технологическими методами можно повысить изно­состойкость отремонтированных деталей?

2. Назовите наиболее распространенные способы наплавки из­ношенных цилиндрических деталей на ремонтных предприятиях. От чего зависит их выбор?

3. Какова сущность процессов электродуговой, вибродуговой и газовой наплавки?

4. Каковы достоинства и недостатки вибродуговой наплавки?

5. Каковы достоинства и недостатки наплавки деталей в среде защитных газов?

6. В чем сущность плазменной и электро контактной наплавки деталей? Каковы их достоинства и недостатки?