ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ

ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИКИ НАПЛАВКИ

Выбор рационального способа и технологических приемов па - плавки определяется необходимостью получения детали с тре­буемыми размерами и наплавленного слоя с требуемыми свой­ствами. При этом должна быть обеспечена максимальная произ­водительность и экономичность процесса.

Технологические приемы и режимы дуговой наплавки зависят от формы и размеров изделий и весьма важны для получения надлежащего качества и состава наплавленного слоя. При этом приходится учитывать разбавление наплавленного металла основ­ным. Такое разбавление необходимо ограничивать. Это может быть достигнуто выбором перекрытия валиков при наплавке каждого (особенно первого) слоя. Так, при наложении 1-го слоя согласно рис. 184, а без перекрытия (m/6-> 1) доля основного металла у0 составляет ~ 0,65, а при перекрытии по ширине mlb =

= 0,46 эта доля уменьшается до ~ 0,45. В связи с этим такой метод перекрытия весьма рас­пространен при наплавке.

При ручной наплавке т/Ь «=> я«0,35, при автоматической под флюсом проволоками кругового сплошного сечения т/Ь = 0,4 ч - - т - 0,5. Увеличение т/Ь может привести к неблагоприятной форме усиления валика и не - провару места перехода от предыдущего валика к после­дующему. Заметно может быть уменьшена величина т/Ь при наплавке ленточным электродом или несколькими плавящимися электродами, обеспечивающими в один проход достаточно широкий слой.

В связи с тем, что в большом числе случаев наплавленный слой необходимо подвергать механической обработке, наплавка лишнего металла нецелесообразна. Следует стремиться к тому, чтобы припуск на обработку не превышал 1,5—2 мм и после наплавки поверхность была бы достаточно ровной, без значитель­ных наплывов и провалов между валиками.

Для обеспечения такой поверхности необходимо наплавку выполнять на оптимальных режимах с применением соответствую­щих технологических приемов. Если при ручной наплавке это достигается манипуляциями электродом или горелкой, то при сварке под флюсом рекомендуются определенные соотношения между /СЕ и Un (рис. 185). При этом увеличение напряжения позволяет получать более широкие валики с плавными перехо­

200 400 Є00 800 W00 ММ Диаметр изделия б)

0 200 400 600 800 WOO мм п,0,. „

Диаметр изделия Риа 186' Оптимальные диапазо-

^ а вы сплы сварочного тока 1(a) и

скорости перемещения дуги Гд (б) при наплавке под флюсом тел вращения по винтовой линии в за­висимости от диаметра наплавляемого изделия:

і — одним электродом ф 3—3,5 мм; а — то же, ф 4—5 мм; 3 — трема элек­тродами Ф 3—3,5 мм

дами у границы сплавления, хотя превышение напряжения выше оптимального создает трудности в обеспечении необходимого провара.

Режимы наплавки определяются также размерами и формой наплавляемой детали. Так, при наплавке цилиндрических (и кони­ческих) деталей небольшого диаметра по винтовой линии (наибо­лее распространенная технология) приходится учитывать и воз­можность стекания ванны, усиливающееся с увеличением ее длины, что ограничивает выбор режимов по силе тока и напря­жению.

Рекомендации выбора этих параметров режима для автомати­ческой наплавки под флюсом приведены на рис. 186. Бри диамет­рах наплавляемой поверхности более 500—600 мм эти ограниче­ния становятся несущественными. При диаметрах детали менее 50 мм даже при всех применяемых ограничениях режима (ісв яъ я« 100 A; d0 = 1,2 мм; С/д я» 24 В; смещение электрода с зенита навстречу вращению) получить удовлетворительное формирова­ние валиков практически не удается. При вибродуговой наплавке возможна наплавка деталей с диаметром и менее 50 мм.

Определенные технические трудности возникают при наплавке вблизи торца детали и в местах перехода от меньшего диаметра к большему. Для удержания расплавленных шлака и металла у торца иногда приходится прикреплять (приваривать) к нему диск-фланец большого диаметра, а в местах перехода к большому диаметру наплавлять валик, захватывающий проваром стенку этого перехода.

При наплавке плоских поверхностей небольшой ширины (например, торцов ножей ножниц блюмингов) приходится ограни­чивать стеканпе шлака и металла в процессе наплавки дополни­тельными устройствами, хотя иногда этого удается избежать подбором режима (уменьшением /св и UJt и увеличением vcli).

При наплавке больших плоских поверхностей, когда повыше­ние производительности наплавочной операции становится весьма важным, наиболее целесообразно ис­пользование многоэлектродных автома­тов или ленточных электродов. В част­ности, эти способы благоприятны для уменьшения деформаций наплавляемой детали, особенно при ее небольшой толщине.

При применения одноэлектродной наплавки целесообразно зигзагообраз­ное перемещение электрода (рис. 187).

При этом амплитуда поступательно­возвратных движений до 400 мм (в за­висимости от режима) позволяет избе­жать операции удаления шлака перед подходом дуги. Необходимость удаления
шлака в ряде случаев ограничивает производительность наплав­ки, наличие шлака к моменту подхода дуги может отрицательно сказаться на формировании поверхности наплавляемого слоя и его качестве.

Детали со сложным профилем наплавляемой поверхности, как правило, требуют применения ручной дуговой наплавки, иногда полуавтоматической и реже автоматической при наличии допол­нительных устройств или специальных манипуляторов, позво­ляющих по ходу выполнения наплавки поворачивать и наклонять изделие в положение, допускающее падежное выполнение наплавки на высоких режимах. Полуавтоматическую наплавку выполняют под флюсом, но чаще в углекислом газе. При этом допускается отклонение наплавляемой плоскости от нижнего положения в значительно большей степени, чем при автоматической наплавке под флюсом.

При наплавке меди и некоторых марок бронз на сталь, а также хромоникелевых сталей на углеродистые и низколегиро­ванные с успехом применяется плазменная наплавка с токоведу­щей плавящейся наплавочной проволокой. При высокой произво­дительности (3—4 кг/ч) этот процесс характеризуется возмож­ностью минимального проплавления основного металла и полу­чения необходимого состава наплавки уже в первом слое.

При этом способе наплавки также требуется выполнение определенных технических приемов и режимов наплавки. Так как в этом случае тепловая подготовка основного металла преиму­щественно осуществляется передачей теплоты от перегретого жидкого наплавляемого металла, следует избегать значительного непосредственного воздействия плазменных струй на наплавляе­мую поверхность. Подогрев газовой фазой (или в аналогичных случаях дугой, например при наплавке неплавящимся электро­дом) должен осуществляться через слой жидкого наплавляемого металла, т. е. он должен подтекать вперед с некоторым опере­жением действия источника теплоты.

При плазменной наплавке с токоведущей наплавочной прово­локой это достигается выбором расстояния от плазмотрона и плавящейся проволоки до наплавляемой поверхности, наклоном плазмотрона, выбором режима с крупнокапельным переносом металла в ванну. При необходимости поперечных колебаний плазмотрона и проволоки по отношению к наплавляемой поверх­ности амплитуду колебаний подбирают в связи с режимом на­плавки и теплоотводом наплавляемой детали.

При плазменной наплавке (а также аргонодуговой неплавя­щимся электродом) по наложенному на поверхность основного металла наплавочному кольцу (пластине и пр.) режим следует подбирать также с обеспечением прогрева основного металла за счет перегрева жидкого наплавляемого металла.

В связи с тем, что в таких процессах наплавки стремятся избежать непосредственного воздействия высокотемпературного
сварочного источника теплоты на наплавляемую поверхность, а соединение наплавляемого слоя с основным металлом осуществ­ляется при минимальном подплавлении наплавляемой поверх­ности, к чистоте этой поверхности при подготовке к наплавке предъявляются весьма высокие требования.

В целом наплавка требует тщательной отработки техники и режимов, различных для конкретных решаемых задач.