ЗАЩИТНЫЕ И УПРОЧНЯЮЩИЕ ПОКРЫТИЯ

ВИБРОДУГОВАЯ НАПЛАВКА

Вибродуговая наплавка применяется для цилиндрических деталей неболь­шого размера, особенно при ремонте деталей автомобилей и тракторов, станоч­ного оборудования (оси, валы, шпиндели, шлицевые валики). За счет вибра­ции электродной проволоки (амплитуда - 0,5-3,0 мм) обеспечивается чередова­ние кратковременной дуги, коротких замыканий и холостого хода Деталь, закрепленная в центрах или в патроне станка, равномерно вращается с не­обходимой скоростью. Для получения наплавленного слоя по ее длине сва­рочная (вибродуговая) головка перемещается вдоль наплавляемой детали. Электрод и деталь оплавляются за счет дугового разряда. Перенос металла, образующегося в виде капли на конце электрода в период горения дуги, про­исходит преимущественно во время короткого замыкания. Перенос металла не­большими каплями облегчает формирование ровных плотных слоев наплав­ленного металла.

При этом процессе горения дуги достигается хорошее формирование, наплавлен­ных валиков, обеспечивается возможность наплавки тонких валиков, площадь сечения которых близка к площади сечения проволоки. При необходимости время горения дуги может быть увеличено включением в сварочную цепь дроссе­ля или уменьшено включением конденсатора параллельно разрядному проме­жутку. Для улучшения условий горения дуги в зону наплавки подается охлаж­дающая жидкость, которая содержит соли; в ее состав вводятся ионизирующие элементы. В качестве охлаждающей жидкости чаще всего применяют водный раствор кальцинированной соды или 20% - ный водный рас­твор глицерина.

Применение флюса обеспечивает спокойное горение дуги и замедленное остыва­ние металла, что предотвращает образование трещин. В этом случае наплавочная установка дополнительно оснащается устройством для удержания флюса. Так как при вибродуговом способе происходит быстрое охлаждение маленьких пор­ций расплавленного металла, то возникает возможность наплавки деталей ма­лых диаметров.

Вибродуговая наплавка особенно эффективна при восстановлении изношенных деталей, у которых допускаемый износ составляет менее 1 мм. Вибродуговой наплавкой восстанавливают стальные и чугунные детали, на которых необходи­мо нанести равномерный тонкий слой наплавки при их минимальной дефор­мации, допускающей отдельные незначительные дефекты наплавки.

Преимущества вибродуговой наплавки:

-незначительный нагрев деталей;

-малая деформация детали в процессе наплавки;

-получение твердой поверхности без термообработки;

-несложное оборудования;

- высокая производительность;

-получение равномерного слоя наплавленного металла.

Недостаток вибродугового способа наплавки: - непрерывное охлаждение и прерыви - стый характер процесса способствует образованию мелких газовых пор, которые вызывают неравномерную твердость наплавленного слоя.

Кроме того развиваются новые технологические направления модификации. К ним следует отнести наплавку в среде углекислого газа, водяного пара, в потоке воздуха и т. д. Разработаны и внедряются также методы механической, термиче­ской, термомеханической и ультразвуковой обработки металла, наплавленного вибродуговым способом.

Также применяется способ двухэлектродной вибродуговой наплавки, в отличие от одноэлектродной имеет более высокую производительность (до двух раз) и меньший расход электроэнергии на единицу наплавленного металла (на 20­25%).

Существенной особенностью двухэлектродной вибродуговой наплавки является то, что электроды вибрируют со смещением фазы амплитуд на 180°, т. е. во время замыкания одного электрода на сварочную ванну, второй находится на наиболь­шем расстоянии от нее.

Рекомендуемые ориентировочные режимы вибродуговой наплавки, а также диаметры проволоки (в зависимости от толщины наплавляемого слоя) выби­раются по табличным данным.

Твердость наплавленного слоя зависит от марки электродной проволоки и ре­жимов наплавки.

Вибродуговую наплавку характеризуют следующие показатели:

- потери электродного металла на угар и разбрызгивание

11-30%;

- коэффициент наплавки ан= 8-11 г/А • ч;

- коэффициент перехода из проволоки в наплавленный металл

для углерода 0,40-0,50, для марганца - 0,50-0,60;

- стоимость восстановления деталей в большинстве случаев

10-30% стоимости новой детали;

- коэффициент расплавления порошковой проволоки ар и потерь |/, шири­на b и высота hH, глубина проплавления h;

- кроющая способность шлака E=Sm/Sb, где Sm и Sb - площади

поверхности наплавленного валика.

При обычно применяемых режимах вибродуговой наплавки коэффициент расплавления составляет 9-12 г/А • ч, коэффициент наплавки 8-10 г/А • ч, поте­ри электродного материала на угар и разбрызгивание 11-15%, количество на­плавленного металла 1,2-1,5 кг/ч, коэффициент перехода углерода в наплав­ленный металл 0,45-0,55, марганца 0,45-0,60.

Пример. Толкатели клапанов двигателей наплавляют вибродуговой наплав­кой на переоборудованном токарном станке наплавочной головкой, смонтиро­ванной на суппорте.

Толкатель обезжиривают и устанавливают в патрон токарного станка, где наплавляемую поверхность зачищают до металлического блеска.

Режим наплавки:

сила тока, А

120-160

напряжение на дуге, В 14-16

Наплавку начинают с кромки цилиндрической поверхности от тарелки в сторону стержня. Толкатели клапанов двигателей

ГАЗ-51 наплавляют на длину 24 и 15,5 мм, двигателей ЗИЛ-120

на всю длину до диаметра 17,0 мм.

Для лучшей механической обработки наплавленный металл,

подвергают отпуску токами высокой частоты. Затем наплавлен­ную часть толкателя обтачивают на станке и подвергают

поверхностной закалке токами высокой частоты до 51,0 HRC

после чего шлифуют.