Технология восстановления профиля поверхности обода колеса (Раздел дипломной работы), страница 4

1 – вольфрамовый электрод; 2 – источник питания; 3 – ограничительное сопротивление; 4 – сопло; 5 – балластное сопротивление; 6 – изделие;

7 – порошок.

К недостаткам первого способа можно отнести повышенную степень загрязнения металла наплавки оксидами и грязью, образующимися во время наплавки. Кроме того, этот способ не рационально использовать при наплавке металлов и сплавов, образующих тугоплавкие оксиды (алюминий, алюминиевые бронзы, никелевые и другие сплавы), так как требуются специальные флюсы для их удаления.

Для того чтобы исключить применение флюсов и других специ­альных мер и организовать очистку поверхности основного металла и сварочной ванны от оксидов и загрязнений, наплавку ведут на обратной полярности. При этом способе в результате катодного эффекта (разрушение оксидной пленки электродами) улучшается смачивание наплавляемой поверхности жидким металлом и повышается качество плавления металла.

При плазменной наплавке сжатой дугой косвенного действия с токоведущей присадочной проволокой массивных изделий типа валов диаметром более 150—200 мм и плоских изделий толщиной свыше 50 мм тепловой энергии, переносимой жидким металлом проволоки, иногда недостаточно для обеспечения хорошего смачивания основного металла. В этом случае целесообразно применять комбинированный способ наплавки (см. рис. 4.1, в), при котором основной металл дополнительно подогревается маломощной сжатой дугой прямого действия.

Основные достоинства способа наплавки дугой прямого действия с нагреваемой присадочной проволокой от отдельного источника тока: очень малое окисление содержащихся в проволоке примесей (в том числе титана и кремния), отличное формирование наплавляемого валика, возможность обеспечения небольшой доли основного металла в наплавленном слое, высокая производительность процесса.

Плазменно-электрошлаковый способ наплавки позволяет получать наплавленный металл высокой чистоты без всяких дефектов, достаточную прочность места соединения основного и наплавленного металла и необходимую толщину наплавленного слоя.

Плазменная наплавка с применением порошка благодаря минимальному проплавлению основного металла (2–3%) обеспечивает получение наплавленного металла с высокими физико-механическими свойствами.

Способы наплавки с использованием в качестве присадочного металла порошка позволяют наносить легирующие покрытия, в состав которых кроме чистых металлов могут вводиться химические соединения (в том числе и тугоплавкие), а также могут использоваться ферросплавы.

4.3.3 Техника и технология наплавки

Качество и свойства наплавленных изделий определяются качеством подготовки присадочной проволоки и поверхности изделия под наплавку, правильным выбором технологии и режима процесса. Поверхность проволоки и изделия должны быть чистыми, для этого проволока подвергается химической очистке, а поверхность изделия – механической обработке и обезжириванию. Проволока подается в дугу механизмом подачи, кроме этого механизма в плазменную установку для наплавки входят: один или два источника питания (сварочные преобразователи или выпрямители с напряжением холостого хода не менее 60 В), плазматрон для наплавки на прямой или обратной полярности, механизм перемещения плазматрона относительно детали или детали относительно плазматрона, механизм колебания плазматрона, водяные и газовые коммуникации.

Для нормального протекания процесса плазменной наплавки необходимо соблюдать следующие правила. Потоки плазмы и расплавленного металла должны быть направлены перпендикулярно к поверхности ванны. Расплавленный присадочный металл должен поступать в ванну только на расстоянии 2–3мм от ее головной части, поэтому механизм подачи должен подавать проволоку плавно, без рывков и строго к оси канала сопла. При использовании присадочной проволоки сплошного сечения целесообразно ролики изготовлять без насечки, с направляющей канавкой глубиной до 0,5 мм. При наплавке порошковой и «мягкими» проволоками подающие ролики должны изготавливаться из упругого материала:

– при работе они надежно «ухватывают» проволоку (площадь контакта увеличивается в несколько раз) и подают ее не сминая.

Плазменная наплавка с токоведущей присадочной проволокой благодаря регулированию подогрева основного металла и плавления присадочной проволоки позволяет получать необходимые состав и свойства наплавленного металла уже в первом слое ме­талла наплавки.

Присадочная проволока выбирается исходя из условий работы изделия. Так, например, если поверхность изделия должна обладать высокими антифрикционными свойствами на воздухе или в масле, то наплавку нужно осуществлять бронзовыми проволоками Бр Амц 9–2 и Бр КМц 3–1 (по стали). При работе изделий в мор­ской воде наиболее целесообразно применять оловянные бронзы (проволоки марок Бр ОФ 6,5–0,4 и Бр ОЦ 2–4–3). При высоких требованиях по стойкости против струевой коррозии наплавку вы­полняют проволоками МНЖКТ 5–1–0,2–0,2 и Бр АЖНМц 8,5– 4,5–1,5.

При широкослойной наплавке массивных изделий режим может быть следующим: ток в цепи электрод – изделие 160–200 А, ток в цепи электрод – присадочная проволока 60–80 А, амплитуда колебаний 15–20мм, скорость наплавки 6–8 м/ч, расход плазмообразующего газа 180–220 л/ч, защитного газа 1000–1100 л/ч.

При наплавке изделий диаметром 60–100 мм во избежание отекания жидкой ванны желательно увеличение амплитуды колебаний до 40–50мм, скорость наплавки до 2–3 м/ч.

Плазменная наплавка коррозионно-стойкой хромоникелевой стали проволокой Св-04Х19Н11МЗ диаметром 2мм на штыри рулей диаметром 250–350мм обеспечила их работу более 7 лет. Режимы наплавки: ток в цепи электрод – изделие 190–210 А, в цепи электрод – присадочная проволока 110—130 А, скорость наплавки 5,6 м/ч, амплитуда колебаний 25мм, частота колебаний 20—25 кол/мин, расход плазмообразующего аргона 200–240 л/ч, защитного газа 900–1100 л/ч. Плазменная наплавка этой же проволокой и примерно на этих же режимах была применена при изготовлении вала из стали 38ХНЗМФА диаметром 200 мм и длиной 4 м. Во избежание образования мартенситных прослоек в основном металле наплавляемые участки вала предварительно подогревали до 473–523 К. Процесс наплавки устойчивый, без перерывов, на поверхности наплавленного вала дефектов не было.