Файл: Черкасов В.К. Механизированная наплавка деталей машин.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 08.04.2024

Просмотров: 12

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Уменьшение доли основного металла в наплавленном слое достигается равными способами. Они показаны на фиг. 4.

Фиг. 4. Способы уменьшения доли основного металла в наплавке:

а — наплавка двумя последовательными дугами, когда вторая дуга переплавляет металл первого валика; б — наплавка независимой ду­ гой; в — наплавка трехфазным током; г — многоэлектродная наплав­

ка; д — наплавка электродной лентой; е — многослойная однодуговая наплавка (в этом случае требуемый состав получится, начиная с

третьего слоя).

Производительность наплавки, характеризующаяся весом металла, наплавленного за час непрерывной ра­ боты, находится в прямой зависимости от скорости по­ дачи проволоки и силы сварочного тока. В настоящеё время производительность электродуговой наплавки под флюсом может быть доведена до 25 кг/час.

При простой восстановительной наплавке обычно не возникает потребности в дополнительном легировании металла шва. Здесь флюс играет в основном защитную роль, пополняя лишь незначительную убыль элементов в наплавляемом металле за счет выгорания. При изно­ соустойчивой наплавке необходимо сильно легировать металл такими элементами, как хром, вольфрам, вана­ дий, марганец. В промышленности применяются раз­ личные способы легирования: через электродную про­ волоку, через флюс или одновременно через флюс и проволоку. Наиболее прост и удобен способ легирова­ ния через проволоку. При этом проволока имеет состав требуемого наплавленного металла с учетом неизбеж­ ных потерь, а флюс выполняет роль защиты. Таким спо­ собом производится наплавка проволоками 18ХГСА, ЗОХГСА, І8ХМА, 1X13, 2X13 и др. Главный недостаток этого способа легирования заключается в том, что ряд высоколегированных сплавов (сормайт, Х12, Р18, Р9, Г13 и др.) очень трудно или даже невозможно изгото­ вить в виде гибкой проволоки, что совершенно необхо­ димо при автоматической наплавке.

Современные плавленые флюсы легируют металл кремнием и марганцем; легировать наплавленный ме­ талл хромом, ванадием, вольфрамом путем восстанов­ ления их из флюса невозможно, так как при значи­ тельном количестве окислов этих элементов ухудшают­ ся технологические свойства флюса.

Новые возможности открывает применение так на­ зываемых порошковых проволок. Они изготавливаются

И

в мотках путем непрерывнаго сворачивания в трубку малоуглеродистой ленты с одновременным заполнени­ ем трубки смесью размолотых ферросплавов и метал­ лов и последующего волочения. При волочении диаметр проволоки уменьшается и сердцевина ее плотно запрес­ совывается. Практически с помощью порошковой про­ волоки можно получить стальной сплав любого соста­ ва. К недостаткам порошковой проволоки следует отне­ сти необходимость принятия специальных мер против ее ржавления.

Некоторое применение находит легирование через флюс. Здесь'уже не применим плавленный флюс. Изго­ тавливается так называемый керамический флюс. Он представляет собой сцементированную жидким стеклом механическую смесь тонкоразмолотых компонентов, из­ готовленную в виде крупки соответствующей грануля­ ции. Достоинства этих флюсов: возможность использо­ вания для сварки и наплавки высоколегированных ста­ лей малоуглеродистой проволокой, нечувствительность к ржавчине, хорошее формирование валика. Однако они имеют и крупные недостатки: сложность изготовления, гигроскопичность, низкую механическую прочность, большие потери дорогих ферросплавов, трудность под­ держания постоянного вещественного состава от партии к паіртии, большие колебания химического состава на­ плавленного металла, возникающие от колебаний режи­ ма наплавки.

Одновременное легирование и через проволоку, и через флюс невыгодно и неоправданно.

При восстановительной наплавке обычными свароч­ ными малоуглеродистыми проволоками применяются широко распространенные флюсы АН-348а и ОСЦ-4Б. К флюсам'для электродуговой наплавки высоколегиро­ ванных сталей предъявляются особые требования:

12


а) отсутствие пор, горячих трещин и шлаковых включений в наплавленном металле, которые могут явиться концентраторами напряжений;

б) обеспечение устойчивого горения дуги; в) хорошее формирование металла шва, облегчаю­

щее дальнейшую обработку наплавленной поверхности; г) хорошая отделяемость от наплавленного металла, что весьма важно при наплавке большого количества

металла; д) нейтральность к расплавленному металлу шва,

что необходимо для уменьшения потерь со шлаком до­ рогих легирующих элементов.

Этим условиям удовлетворяют ниакокремнистые флюсы АН-10, АН-20, АН-30, АН-22.

В качестве электродной проволоки при восстанови­ тельной и износостойкой наплавке применяется боль­ шинство стандартных сварочных проволок: Св-08А, Св-О&Г, Св-ОЗГС, ОВ-15Г2С, Св-12ГС, Св-10ХГ2С, СвЗОХГСА, Св-18ХГСА и др. Кроме того, все шире начи­ нают применяться порошковые проволоки марок ПП-ЗХ2В8, ПП-Х12ВФ, ПП-Р18, ПП-Р9, ПП-ПЗ, ПП-Х12, ПП-Оармайт № 2, ПП-У15Х17Н2. Из них про­ волока ПП-ЗХ2В8 выпускается в массовом масштабе Магнитогорским метизно-металлургическим заводом. Остальные изготавливаются небольшими партиями раз­ личными предприятиями для собственных нужд. В бли­ жайшие два-три года будет организован их массовый выпуск.

В качестве аппаратуры для автоматической электро­ дуговой наплавки в принципе можно применять любой сварочный автомат или полуавтомат. Что пред(;тавляет из себя сварочный автомат? Различают два типа авто­ матов: подвесные головки и тракторы. Отличие тракто­ ров от подвесных головок состоит в том, что трактор может двигаться непосредственно по свариваемому или

13

наплавляемому изделию. Подвесные головни движутся по специальным направляющим. Выпускаются нашей промышленностью и специальные наплавочные авто­ маты и установки.

' В наплавочную установку включается, кроме автома­ та, механизм перемещения и вращения наплавляемой де­ тали.

Подвесной наплавочный сварочный автомат состоит из следующих узлов (см. фиг. 5). Подача проволоки (6) из кассеты (5) в зону дуги осуществляется Подающим механизмом, в который входят электромотор (1), редук­ тор (2), подающие ролики (3), мундштук (4). В систе­ му подачи флюса входят: бункер (7), шланг (8) и флю­ совая воронка (9). Все эти узлы смонтированы на раме (10), которая перекатывается на роликах по направляю­ щим (11). Наплавляемая (например, цилиндрическая)

деталь

(12)

вращается

манипулятором

(13).

•Сварочный трактор

(см. фиг. 6) движется непосред­

ственно

по

поверхности

свариваемого

(наплавляемого)

изделия. Он состоит из подающего механизма, в который входят электромотор (1), редуктор (2), подающие ро­

лики (3),

мундштук (4), кассета (5) с проволокой

(6),

а также

из системы подачи флюса — бункер (7),

флю­

совая воронка (9) и шланг (8). Все эти узлы смонтиро­

ваны на самоходной тележке (10), которая перемещает­ ся по изделию (11).

Привод подающего механизма и самоходной тележ­ ки может быть осуществлен как от одного электро­ двигателя, так и от двух отдельных электродвига­ телей.

Скорость перемещения сварочного трактора и ско­ рость подачи электродной проволоки изменяют чаще всего путем перестановки сменных шестерен. В некото­ рых конструкциях это осуществляется изменением чис­ лаОборотов электродвигателя.


Фиг. 5. Основные узлы подвесного сварочного автомата:

і — электромотор;

2

— редуктор;

3 — подающие

ролики; 4

— мунд­

штук; 5 — кассета

с

проволокой;

6 — электродная

проволока;

7 — бун

кер для флюса;

8

— шланг подачи

флюса; 9 —флюсовая

воронка;

10 —рама; 11 — направляющие;

12 — наплавляемая деталь;

 

 

13 — манипулятор.

 

 

В комплект сварочного автомата, кроме собствен­ но автомата, входят: шкаф управления, электроизме­ рительные приборы для контроля режима сварки (амперметр и вольтметр) и пульт управления (кнопоч­ ная станция).

Фиг, 6. Основные узлы сварочного трактора:

1 — электромотор; 2 — редуктор; 3 — подающие

ролики:

4 — мундштук; 5 —кассета;

6 — электродная проволока;

7 — бункер; 8 — шланг; 9 —флюсовая воронка;

10 — са­

моходная

тележка.

 

Электрическая схема шкафа управления зависит в основном от числа операций, выполняемых сварочной (наплавочной) установкой, и от принципа поддержания горения электрической дуги. По последнему признаку различают автоматы с постоянной скоростью подачи проволоки, не зависящей от напряжения на дуге, и автоматы с подачей проволоки, зависящей от измене­ ния напряжения на дуге. Как те, так и другие автоматы имеют преимущества и недостатки, которые ограничи­ вают их применение определенными областями. Боль­ шинство наплавочных установок для наплавки под флю­ сом выполняется по схеме с постоянной скоростью

16


подачи проволоки. Универсальным наплавочным авто­ матом подвесного типа является автомат А-384 кон­ струкции Института электросварки им. Е. О. Патона. С применением этого автомата строятся различные наплавочные установки, например, для наплавки прокат­ ных валков, конусов засыпного аппарата домны. Инсти­ тутом электросварки сконструировано несколько специ­ альных наплавочных установок: А-409, А-482 (двухду­ говая, для наплавки бандажей паровозных пар), Р-691.

В качестве наплавочных используются сварочные автоматы и полуавтоматы: АБС, Тс-17м, АДС-1000,

УТ-1200-1, АДС-500, ПШ-5, ПШ-54, ПДШ-500 и др.

Процесс наплавки под флюсом идет и на перемен­ ном, и на постоянном токе. Под некоторыми флюсами возможна наплавка только на постоянном токе. В зави­ симости от этого применяются и источники сварочного тока: сварочные трансформаторы или сварочные агрега­ ты постоянного тока (преобразователи).

Фиг. 7. Пост автоматической наплавки иод слоем флюса:

1 —сварочный (наплавочный) автомат; 2 — портал; 3 — манипулятор; 4 — наплавляемая деталь; 5 — шкаф управления; 6 — источник питания.

ГОС. ПУБЛИЧНАЯ НАУЧНО-ТЕХН.ИЧЮ

БИБЛИОТЕКА СССР

Таким образом, наплавочный пост (ом. фиг. 7) вклю­ чает в себя наплавочный автомат (1), портал (2), по ко­ торому передвигается автомат, сварочный манипулятор

(3) для тел вращения (4) или стенд для плоских дета­ лей, шкаф управления (5) и источник питания (6). Управление автоматом и манипулятором осущест­ вляется обычно с одного пульта, установленного на автомате.

ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ НАПЛАВКА

Электрошлакоівым называется способ сварки (на­ плавки), основанной на выделении тепла при прохожде­ нии электрического тока через слой жидкого шлака (см.

 

 

 

фиг. 8). Как при электрошла­

 

 

 

ковой сварке, так и при элект­

 

 

 

рошлаковой

наплавке наплав­

 

 

 

ленный

металл

формируется

 

 

 

специальным

охлаждаемым

 

 

 

ползуном.

Процесс протекает

 

 

 

следующим

образом.

В про­

 

 

 

странстве, образованном на­

 

 

 

плавляемой

поверхностью (1)

 

 

 

и формирующим ползуном (2),

 

 

 

создается

ванна

расплавлен­

 

 

 

ного флюса-шлака (3). Ток,

 

 

 

проходя между электродом (4)

 

 

 

и наплавляемым изделием, на­

 

 

 

гревает

расплавленный

шлак,

Фиг. 8. Электрошлако­

от которого оплавляются кром­

вая

наплавка:

ки наплавляемой детали и не­

}— наплавляемая

деталь;

прерывно

подаваемый

в ван­

2 — формирующий

ползун;

3 —•шлак;

4 — электрод;

ну электрод. Под слоем шлака

5 — ванна

жидкого металла:

в - наплавленный

слой.

образуется ванна жидкого ме-

18