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.
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.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.