ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ МЕТОДОМ НАПЛАВКИ: СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ И ТЕХНИКИ РЕМОНТА

RESTORATION OF PARTS BY SURFACE METHOD: MODERN APPROACHES AND REPAIR TECHNIQUES

Andrey Spizharsky

student, Department of Mechanical Engineering, Faculty of Mechanical Engineering, Energy and information technology, Kostanay Regional University named after. A. Baytursynova,

Kazakhstan, Kostanay

Svetlana Epifanova

scientific adviser, Senior Lecturer, Department of Mechanical Engineering, Kostanay Regional University. A. Baitursynova,

Kazakhstan, Kostanay

АННОТАЦИЯ

Наплавка дает возможность получать на рабочих поверхностях деталей слои практически любой толщины и химического состава; создавать наплавленный слой с разнообразными свойствами, т. е. высокой твердостью и износостойкостью, а также слои антифрикционные, кислотостойкие, жаропрочные и т. д. В результате увеличивается срок службы отдельных деталей и сокращается расход металла.

ABSTRACT

Surfacing makes it possible to obtain layers of almost any thickness and chemical composition on the working surfaces of parts; create a deposited layer with various properties, i.e. high hardness and wear resistance, as well as anti-friction, acid-resistant, heat-resistant layers, etc. As a result, the service life of individual parts increases and metal consumption is reduced.

Ключевые слова: наплавка, поверхность, наплавленный слой, детали, износостойкость, металл.

Keywords: surfacing, surface, deposited layer, parts, wear resistance, metal.

На ремонтных предприятиях применяют различные способы наплавки со своими особенностями и областью использования, обеспечивающие эффективность технологического процесса восстановления геометрических параметров и свойств изношенных деталей. Наплавку применяют как при восстановлении изношенных деталей машин, так и при изготовлении новых изделий.

Автоматизация и механизация процесса электродуговой сварки и наплавки могут быть признаны одними из важнейших задач современной сварочной техники. В автоматизации дуговой электросварки за последние годы достигнуты такие успехи, что уже сейчас этот процесс может считаться одним из наиболее передовых и прогрессивных технологических процессов металлообработки.

Для осуществления автоматической наплавки деталей требуется целый комплекс машин, механизмов и приспособлений, в целом составляющих автоматическую установку

Способ механизированной наплавки под флюсом цилиндрических и плоских деталей.

Этот вид наплавки является развитием ручной наплавки электродами с толстыми качественными покрытиями. Она была разработана коллективом под руководством академика Е.О. Патона в 1938–1939 гг. Сущность способа заключается в том, что сварочная дуга горит между электродом (проволокой) и изделием под слоем толщиной 10…40 мм сухого гранулированного флюса с размерами зерен 0,5…3,5.

Рисунок 1. Схема процесса наплавки под слоем флюса

Преимущества:

1. Повышение производительности труда в 6…8 раз по сравнению с РДН.
2. Снижение расхода электроэнергии в 2 раза за счёт более высокого термического КПД.
3. Высокое качество наплавленного металла благодаря надежной защите наплавленного слоя от воздействия окружающей среды.
4. Возможность получения наплавленных слоев толщиной более 2 мм.
5. Меньший расход присадочного материала в результате исключения потерь на разбрызгивание и уменьшение угара электродного металла.
6. Лучшие условия труда оператора за счёт механизации процесса и отсутствия открытой дуги.

Недостатки:

1. Большое вложение тепла в материал детали, что увеличивает зону термического влияния и изменяет результаты предыдущей термообработки детали.

2) После наплавки требуется термообработка наплавленного слоя или всей детали.

3) Трудности удержания ванны расплавленного металла на поверхности цилиндрической детали (детали диаметром меньше 50 мм не наплавляют).

4)Уменьшение усталостной прочности детали на 20…40% за счет остаточных напряжений, пористости и структурной неоднородности слоя.

5)Появление при загрузке флюса в бункер и его просеивании после использования силикатной пыли, вредной для организма человека.

Вибродуговая наплавка.

Сущность процесса. В основу вибродуговой наплавки положены методы контактной сварки металлов и электрической дуги. К наплавляемой поверхности вращающейся детали подают электродную проволоку, которой сообщается колебательное движение (до 100 колеб.) с периодическим замыканием дугового промежутка и принудительным переносом электродного металла в наплавочную ванночку. При размыкании образуется дуга напряжением 12...28 В и более, в результате чего происходит оплавление поверхности детали и плавление электродной проволоки.

Охлаждающая жидкость. Рекомендуются различные водные растворы, хорошо ионизирующие зону наплавки: водный раствор, содержащий 5% кальцинированной соды, 1% хозяйственного мыла и 0,5% глицерина; водный 6%-ный раствор кальцинированной соды; водный раствор, содержащий 3...4% кальцинированной соды, 4...5% глицерина или водный раствор и 20...30% глицерина.

Рисунок 2. Схема вибродуговой наплавки:

1 – наплавляемое изделие; 2 – сопло для подачи охлаждающей изделие жидкости; 3 – сопло для подачи жидкости в зону сварки; 4 – электродная проволока; 5 – подающие ролики; 6 – электромагнитный вибратор; 7 – пружина.

Рисунок 3. Схемы вибродуговой наплавки изделий различной формы:

а – цилиндрической; б – внутренней поверхности трубы; в – конической; г – шестерни

Степень совершенства аппаратов для вибродуговой наплавки в значительной мере определяется конструкцией их колебательной системы, особенно видом привода системы, который может быть электромагнитным, электромоторным или пневматическим. Наиболее распространены вибродуговые аппараты с электромагнитными вибраторами. Они достаточно просты в устройстве, позволяют легко настраивать систему на заданный размах вибрации конца электродной проволоки и обеспечивают синусоидальную форму вибрации с частотой 100 Гц (при включении вибратора в стандартную сеть переменного тока с частотой 50 Гц)

Рисунок 4. Схема вибродугового аппарата ВДГ-3:

1 – электромагнитный вибратор; 2 – гидравлический амортизатор; 3 – наплавляемая деталь; 4 – хоботок; 5 – вибрирующий кронштейн; 6 – пружины

Вибродуговые аппараты могут иметь верхний или боковой подвод электродной проволоки. Боковой подвод электрода применяют преимущественно для наплавки цилиндрических деталей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На сегодняшний день не существует более действенных способов коррекции дефектов металлической структуры, чем сварка и наплавка. Другое дело, что в данных сегментах наблюдается активное развитие разных методик реализации технологии на практике. Наиболее перспективным направлением можно назвать восстановление деталей сваркой и наплавкой на автоматизированном оборудовании. Механизация выполнения ремонтных операций повышает производительность процесса, его эргономичность и уровень безопасности для сварщика. Параллельно развиваются и методы высокоточной аргонодуговой сварки с подключением газовых защитных сред. О полной автоматизации в этом направлении пока еще рано говорить, но в плане качества результата эта область является передовой.

Список литературы:

1. Авдеев Н. В. Металлирование. - М.: Машиностроение, 1978.
2. Волжин Г. Н., Бердников В. Г., Ровчах С. Е. Восстановление изношенных деталей строительных машин. - М.: Строй- издат, 1978.
3. Воловик Е. Л. Справочник по восстановлению деталей. - М.: Колос, 1981.
4. Восстановление деталей на поточно-механизированных линиях. Обзорная информация. М., 1987.
5. Клименко Ю. В. Электроконтактная наплавка. - М.: Металлургия, 1978.
6. Кравцов Т. Г. Электродуговая наплавка электродной лентой. - М.: Машиностроение, 1978.
7. Линник В. А., Пекшев П. Ю. Современная техника газометрического нанесения покрытий. - М.: Машиностроение, 1985.