Ручная электродуговая сварка и наплавка благодаря своей универсальности, возможности использования для сложных по конфигурации деталей, а также образования наплавленного слоя различной толщины
Сварка чугунных деталей представляет значительные трудности, вызванные природой и свойствами чугуна: наличием графитовых включений, значительным содержанием углерода и крем
Автоматическую наплавку под слоем флюса применяют для восстановления цилиндрических (осей, валов, барабанов, электровозных скатов и др.) и плоских деталей, имеющих износ более 3 — 5 мм. По сравнению с ручной электродуговой наплавкой она
обеспечивает производительность в 8 — 10 раз больше и коэффициент наплавки в 1,5 — 2 раза выше, лучшее качество наплавленного слоя.
При этом способе наплавки к детали 4 (рис. 3.2) подают с помощью специального устройства (автомата) через мундштук 1 электродную проволоку и самотеком из бункера <? гранулированный флюс 7. Дуга горит под жидким слоем расплавленного флюса в газовом пространстве 3. В дуге 2 проволока плавится, и капли металла смешиваются с расплавленным металлом детали, образуя сварочную ванну. При этом расплавленный флюс образует жидкий шлак, который изолирует от воздуха не только столб дуги, но и всю зону сварки. После остывания получается наплавленный валик 5, покрытый шлаковой коркой 6.
 |
Автоматическую вибродуговую наплавку применяют для восстановления изношенных цилиндрических и плоских деталей. При этом способе наплавки к восстанавливаемой детали 1 (рис. 3.3), вращающейся в патроне токарного станка, из кассеты 3 через подающий механизм 2 и вибратор 4 поступает электродная проволока. В результате ее колебания, создаваемого электрическим или механическим вибратором с частотой 50—110 Гц, чередуются очень короткие циклы вибрации электрода, состоящие из короткого замыкания, разрыва цепи и холостого хода. Во время короткого замыкания металл в месте контакта электродной проволоки и наплавляемой поверхности нагревается до высокой температуры из-за прохождения тока высокой плотности (0,35 — 0,4 А/м2). При разрыве цепи часть металла проволоки остается на месте контакта и расплавляется теплом от возникающей дуги. При этом образуется весьма надежное сцепление наплавляемого металла с основным.
Для защиты расплавленного металла от воздействия окружающего воздуха, уменьшения нагрева наплавляемой детали и повышения твердости наплавляемого металла в зону дуги подается насосом охлаждающая жидкость (3 — 4 %-ный водный раствор каустической соды). В результате деталь нагревается только на глубину до 2 мм и до температуры 40 — 80 °С. Скорость наплавки может изменяться от 0,3 до 6 м/мин (0,005 — 0,1 м/с), а толщина наплавляемого за один проход слоя металла — от 2 до 0,3 мм. В качестве электрода используют стальную проволоку различных марок диаметром 0,5 — 2 мм.
При наплавке стальной детали в среде углекислого газа к электродной проволоке 1 (рис. 3.4, я), поступающей из горелки 2 непрерывно в зону плавления металла, а также к детали 4 подают ток. Между электродом и деталью горит электрическая дуга. Одновременно из баллона по шлангу через сопло поступает углекислый газ, вытесняющий воздух из плавильного пространства и изолирующий жидкий металл 3 от вредного действия азота и кислорода. При наплавке углекислый газ разлагается на оксид углерода и кислород и поэтому для локализации реакции окисления углерода и устранения пор в сварочную ванну вводят раскислители (кремний, марганец и др.), содержащиеся в сварочной проволоке. Для наплавки используют проволоку с повышенным содержанием марганца и кремния (Св-08ГС, Св-ЮГС, Св-18ХГСА) диаметром 0,8 — 2,0 мм. Наплавку ведут с помощью специального оборудования или обычных шланговых полуавтоматов и наплавочных аппаратов с головками. Процесс ведется на постоянном токе обратной полярности. К недостаткам наплавки деталей в среде защитных газов можно отнести невысокие механические свойства наплавленного слоя и большие потери металла в результате разбрызгивания (5 — 20%).