Особенности восстановления деталей наплавкой

Этот вид наплавки — наиболее простой и эффективный способ, который предполагает подачу наплавочного материала в виде порошкового сплава непосредственно через газокислородное пламя в место наплавки. Таким образом можно получить слой наплавки до 2 мм. Такой слой обладает достаточной твердостью и сохраняет при этом химический состав применяемого материала. Наплавка дает повышение износостойкости обработанных деталей в 3—5 раз, позволяет восстанавливать первоначальные размеры деталей. Газопорошковая наплавка хорошо зарекомендовала себя при исправлении дефектов чугунного литья. Для осуществления этого способа наплавки применяются только специальные горелки (тип ГН с дозатором порошка и бункером). В процессе нанесения наплавки такой горелкой порошок подается через пламя путем нажатия рычага на горелке.

Для газопорошковой наплавки применяются самофлюсующиеся порошки на хромбороникелевой основе с добавками кремния, порошок должен иметь форму шариков размерами 40—100 мкм. Хорошо зарекомендовали себя для наплавки на чугун порошки НПЧ, содержащие 5—7% меди. Сам процесс наплавки осуществляется следующим образом: деталь тщательно очищается от грязи и жировых отложений. Затем деталь прогревается до температуры 350—400°С. Напыляется тонкий слой порошка и участок прогревается до момента «схватывания» порошка с деталью. После этого горелка отводится на расстояние, равное 1,5 длины ядра пламени горелки. В пламя начинают плавно подавать порошок и напыляется слой толщиной не более 1 мм. Если требуется получить большую толщину наплавляемого слоя, то уже нанесенный слой расплавляется (но не перегревается) и на него напыляется новый слой. Такой способ многослойной наплавки (с оплавлением предыдущего слоя) может дать качественный наплавленный слой толщиной до 5 мм. Если же предыдущие слои не оплавлять, то возможны шлаковые включения между слоями. Описанный нами процесс по своей производительности не уступает наплавке прутком. Но преимущество газопорошковой наплавки в том, что она позволяет осуществить наплавку в труднодоступных местах и не зависит от пространственного положения детали.

Вибродуговая наплавка.

Принцип ее нанесения — чередование периодов кратковременного существования дуги и кратковременных коротких замыканий. Данный процесс предусматривает определенную степень механизации. Подаваемая в зону сварки проволока должна совершать частые возвратно-поступательные движения (до 100 движений в секунду). Вибродуговая наплавка осуществляется под флюсом в газовой среде. Наплавку можно производить и в водных растворах. Таким раствором может быть 25% раствор технического глицерина в воде или раствор кальцинированной соды. Жидкость дает высокую скорость охлаждения, а это уменьшает вероятность деформации детали. К недостаткам этого способа следует отнести часто возникающие дефекты в наплавленном металле в виде мелких газовых пор, трещин, а также неравномерную его твердость.

Плазменная наплавка.

Преимущества этого процесса — в гарантировании малой глубины проплавления основного металла, очень тонкий наплавляемый слой, высокое качество соединения слоев. При работе пламенная струя как бы окружена потоком защитного газа, что дает защиту наплавленному слою.

Плазменно-порошковую наплавку осуществляют также с подачей порошка в хвостовую часть ванны. В этом случае обеспечивается более надежная подача присадочного порошка, а при наплавке порошков карбида отсутствует их разложение, так как они, попадая в ванну, минуют разрушающее действие электрической дуги. Для наплавки применяют порошки шаровидной формы с размером частиц, 40—400 мкм, а для подачи порошка в хвостовую часть ванны — более крупные частицы. Плазменная наплавка с токоведущей присадочной проволокой обеспечивает минимальное проплавление основного металла при достаточно высокой производительности процесса.

Каждый вид наплавки имеет свои основные элементы режима, влияющие на производительность и качество процесса. Для дуговой наплавки основными элементами режима являются сила тока, напряжение и скорость перемещения дуги, вылет и число электродов, шаг наплавки, а также смещение электрода с зенита при наплавке тел вращения. Наплавку обычно ведут на постоянном токе, обеспечивающем высокую стабильность процесса. Ток дуги при наплавке зависит от скорости подачи электродной проволоки. С увеличением скорости подачи возрастает сила тока, а следовательно, и производительность наплавки. Однако с возрастанием тока дуги увеличивается глубина проплавления и доля основного металла в наплавленном. плазменный наплавка порошкообразный Наплавка самозащитными проволоками. Этот способ нанесения защитного покрытия открытой дугой в атмосфере находит все более широкое применение. Здесь применяются электроды, сердечник которых содержит наряду с порошками легирующих компонентов и другие (газои шлакообразующие) вещества, цель которых — защитить расплавляемый металл от воздействия воздуха. При этом сварщика не должно беспокоить повышенное разбрызгивание металла и газовыделение.

Если процесс наплавки можно механизировать, лучше всего делать наплавку под флюсом. Этот способ привлекателен своей экономичностью, отсутствием открытого излучения дуги, высокой производительностью.

В случае, если наплавка под флюсом невозможна, можно обратиться к наплавке в защитных газах. Здесь защитной средой выступит углекислый газ или аргон. При осуществлении наплавки высоколегированных хромоникелевых сталей, сплавов на основе меди применяется именно аргон.

Наплавка с газообразным флюсом: подогревают деталь пламенем с флюсом до температуры смачивания (примерно 700°С), наплавляют первый слой с погружением конца прутка в жидкую ванну. Второй и последующие слои наплавляются аналогичным образом. Газофлюсовую наплавку можно производить как на сталь, так и на чугун.

Чтобы увеличить срок службы деталей осуществляется наплавка твердыми сплавами. В данном случае в качестве основы надо применять низкоуглеродистые стали с наплавкой износостойких сплавов непосредственно на рабочие поверхности.

Особое внимание надо уделять процессу наплавки на марганцовистые, высокоуглеродистые и хромомолибденовые стали (включая и серые чугуны). Дело в том, что все перечисленные сплавы требуют обязательного предварительного подогрева и медленного охлаждения после наплавки. Если этого не соблюдать после производства наплавки могут появиться трещины.

Какие же наплавочные материалы лучше всего применять? Хорошую репутацию имеют трубчатые наплавочные стержни ТЗ, прутки из белого чугуна Б4 или Х4. Широко распространена практика наплавки литыми твердыми сплавами, припайки металлокерамических пластин к стальным державкам.

Флюсы при данном способе наплавки используют для защиты наплавленного слоя при газопламенной наплавке литыми твердыми сплавами. К примеру, наплавка сормайта производится с флюсом, в состав которого входят: 50% буры, 3% кремнезема, 47% двууглекислой соды. При наплавке стеллита применяется флюс, состоящий из 20% прокаленной буры, 12% плавикового шпата и 68% борной кислоты. Наплавочные материалы, применяемые при газопламенной наплавке, даны в таблице ниже.

Газопламенная плавка предусматривает применение ацетилена, мощность пламени которого должна быть 100—120 л/ч на 1 мм толщины металла. Глубина проплавления не должна быть больше 0,3—0,5 мм. В этом случае не произойдет перемешивания основного металла с наплавленным.

Как регулировать толщину наплавленного слоя? Это делается за счет разных углов наклона детали. Если угол наклона детали будет 7%, получится тонкий слой наплавки. Если увеличивать угол наклона до 15% (ведя наплавку снизу вверх), то слой будет увеличиваться.

При производстве наплавочных работ горелку надо держать под углом 70° (можно 60—80°) вправо, а присадку — под углом 30—40° влево. Пруток всегда должен находиться в зоне пламени. Нельзя допускать касания ядром пламени расплавленного металла. Это грозит появлением пористости в наплавляемом металле. Срез мундштука горелки должен быть на расстоянии 50 мм от наплавляемого валика. При наплавке обязателен предварительный нагрев детали. Если деталь закалена, производится отжиг при температуре 800—900°С. Если деталь массивная, то температура подогрева составит 600—700°С. Мелкие детали достаточно подогреть всего до 300—500°С, чтобы не появились микротрещины. Обычно толщина наплавленного слоя не должна быть больше 2—3 мм (если деталь подвергается ударным нагрузкам), толщина слоя в случае работы детали на истирание — 4—8 мм.

Газопламенная наплавка.

Этот вид наплавки применяется наряду с электродуговыми методами наплавки. Но по сравнению с последними газопламенная наплавка имеет более низкую производительность. Положительным качеством этой наплавки является то, что она позволяет гибко и независимо регулировать нагрев основного и присадочного металла. Применяется газопламенная наплавка в основном для наплавки латуни, черных металлов и твердых сплавов на сталь и чугун.

Самые лучшие результаты можно получить при применении специальных наплавочных латуней, в которых уменьшено содержание кремния. Конкретно это марка ЛК 62−02, или же латунь легированная никелем — ЛНК 56−03−6,.

При наплавке латуни на сталь и чугун обязательно применение флюса. Лучше всего зарекомендовал себя газообразный флюс БМ-1, который подается непосредственно в пламя. Этот процесс получил наименование газофлюсовой наплавки. При наплавке простых латуней могут использоваться те же флюсы, которые применяются и при сварке латуней. Чтобы получить эффект дополнительного флюсования, используется флюс паста № 3. Этот флюс вводится вручную. Сама наплавка ведется левым способом непрерывно или участками с обязательным перекрытием предыдущего участка на 15—20 мм.

При наплавке прямолинейных швов допускается наклон наплавляемой поверхности под углом 8—15° к горизонту для увеличения высоты наплавляемого слоя. При наплавке кольцевых швов угол наклона поверхности не должен превышать 40° к горизонту.

Поверхность детали, подвергаемой наплавке, должна быть предварительно механически обработана. Наплавлять латунь непосредственно на литейную или прокатную корку запрещается.

Наплавка может быть однослойной или многослойной.

Техника наплавки при использовании порошкообразного или газообразного флюса имеет свои отличительные особенности.

Если применяется порошкообразный флюс, то деталь нагревается до 950 °C. Если наплавка будет производиться на крупногабаритную деталь, то последняя должна быть предварительно прогрета не менее чем до 500 °C. Наносится вручную флюс и первый слой наплавки в виде полуды наносится толщиной не более 0,5 мм. Таким же образом наносится последующий слой. Образуется валик необходимой высоты. Горелка при работе держится наклоненной вправо, а наплавочный пруток — влево, образуя таким образом угол с горелкой 90°. Нежелательно применение порошкообразных флюсов при наплавке на чугун из-за того, что существует опасность отбела, т.к. температура предварительного подогрева составляет 900 °C.