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
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