Оборудование для механизированной наплавки

Вследствие некоторых технологических особенностей (длительная и непрерывная работа, высокотемпературный подогрев наплавляемых заготовок, применение различных видов электродных материалов и т. п.) для механизированной наплавки необходимо специальное оборудование, хотя достаточно широко используется для этой цели и универсальное сварочное оборудование. Для механизированной наплавки применяют полуавтоматы и автоматы. Последними обычно комплектуются универсальные и специализированные наплавочные установки или станки.

Наплавочная установка (станок) состоит из источника питания, наплавочного автомата или головки, аппаратуры, автоматизации и управления, манипулятора (вращателя), механизмов перемещения наплавочного автомата. В комплект установки может входить вспомогательное оборудование (формирующие устройства, индукторы или газовые горелки для подогрева наплавляемых деталей и средства контроля процесса наплавки).

Источники питания для наплавки. Для электродуговой наплавки могут использоваться источники переменного и постоянного тока (постоянный ток предпочтительнее). Плазменная наплавка ведется на постоянном токе, в качестве источников питания используют сварочные выпрямители. Для ЭШН, как правило, применяют одно- или трехфазные трансформаторы. ЭШН электродными лентами в горизонтальном положении производится на постоянном токе.

Полуавтомат для наплавки состоит из подающего механизма, гибкого направляющего шланга с ручной горелкой, катушки с проволокой, источника питания с пускорегулирующей аппаратурой. Наиболее широко применяются полуавтоматы для наплавки в среде защитного газа и самозащитной проволокой.

Автоматы для наплавки. Из многочисленных способов наплавки наибольшее распространение имеет дуговая наплавка. Соответственно наибольшее количество моделей автоматов выпускается промышленностью для этого способа наплавки. Наплавочные дуговые автоматы состоят из горелки (мундштука), механизма подачи электродного или присадочного материала, механизма перемещения автомата относительно наплавляемой детали, катушки для электродной проволоки или ленты, флюсовой аппаратуры, системы управления, источника сварочного тока, средств техники безопасности.

Для дуговой сварки и наплавки изделий под слоем флюса электродной проволокой широко используются автоматы тракторного типаАДФ-1202 и АДФ-1002, которые в процессе работы передвигаются по изделию. Автоматы АД-320 и подвесной двухдуговой АД-321 (типа АДФ-1609 УХЛ4) предназначены для наплавки плавящимся электродом в нижнем положении под слоем флюса углеродистых и низколегированных старей.

Автомат А1406 УХЛ4 предназначен для электродуговой наплавки низкоуглеродистых и легированных сталей плавящимися электродами на постоянном токе. Он устанавливается на наплавочные станки (типа У653, У654) и установки, обеспечивает наплавку наружных и внутренних цилиндрических и конических тел вращения, а также деталей с плоскими поверхностями. Данный автомат позволяет сваривать детали, имеющие кольцевые и продольные швы. Автоматы могут быть укомплектованы узлами для внутренней наплавки порошковой проволокой.

Подвесной автомат ЛД-231 УХЛ4 предназначен для широкого круга наплавочных и сварочных работ в продолжительном режиме различными электродами. Автомат используется при наплавке тел вращения, а также плоских деталей и изделий сложной формы в наплавочных установках и станках и как самостоятельная единица Наличие колебаний электрода позволяет вести ленточную наплавку проволоками. Толщина ленты: холоднокатаной или спеченной 0,5 – l,0 мм (шириной 30, 40, 60 мм); порошковой 2,0 – 4,0 мм (шириной 20 мм).

Установки и станки для автоматической наплавки. Различают универсальные и специальные установки для наплавки. К первым относят установки, на которых наплавляют детали различной формы, массы и назначения, ко вторым – установки для наплавки деталей одного типа.

В промышленности используются универсальные установки для дуговой и плазменной наплавки различных типов.

Головным предприятием России по производству серийного наплавочного оборудования для восстановления деталей машин а также универсального и специализированного оборудования является ОАО “Челябинский завод “ Агромаш.” Рассмотрим основное оборудование, выпускаемое на заводе.

Универсальный наплавочный станок У-653А (табл. 8.2) в настоящее время остается одним из самых востребованных наплавочных станков, предназначен для восстановления электродуговой наплавкой внутренних и наружных цилиндрических и конических поверхностей деталей путем наплавки сварочной проволокой в защитных газах и под флюсом, а также порошковой проволокой.

Установка для скоростной плазменно-порошковой наплавки ОКС-22104 (табл. 8.3) предназначена для восстановления и упрочнения наружных поверхностей цилиндрических деталей плазменной дугой в аргоне с наружной подачей порошковых материалов.

Таблица 8.2

Техническая характеристика универсального наплавочного станка У-653А

Таблица 8.3

Техническая характеристика установки

для скоростной плазменно-порошковой наплавки ОКС-22104

В отличие от классического метода плазменной наплавки плазмотрон выполнен с внешней подачей порошковых материалов в ядро плазменной дуги, что предполагает горизонтальное расположение рабочего органа. При этом отсутствует опасность засорения сопла, кроме того, применение мелких частиц узкого фракционного состава порошков обеспечивает их полное расплавление до подхода к наплавляемой поверхности. Поверхность детали должна быть только подплавлена и сварочная ванна при этом виде наплавки очень мала. Такой характер процесса позволяет при минимальной толщине покрытия вести наплавку с очень высокой скоростью. Наплавочный слой имеет исключительно ровную и гладкую поверхность, по внешнему виду напоминающую покрытие, оплавленное после напыления. Толщину наплавленного слоя можно регулировать с точностью до 0,2 мм. Потери порошка для плазмотронов с внешней подачей составляют всего 2 – 5 %. Оборудование для скоростной плазменно-порошковой наплавки может работать в режиме наплавки, напыления и упрочнения (закалка деталей без применения порошковых материалов). Высокая производительность наплавки обеспечивает снижение удельного расхода порошковых материалов, электрической энергии и защитных газов. Поверхностный слой наплавочного металла формируется без наплывов, пор и включений. Возможность получения наплавочных слоев с небольшим припуском на механическую обработку делает целесообразным использование плазменной наплавки при восстановлении широкой номенклатуры деталей. За счет подбора порошковых материалов возможно получение покрытий с заданными физико-химическими свойствами – твердостью, износостойкостью, пластичностью и др.

Область применения установки плазменно-порошковой наплавки: посадочные места под подшипники качения и скольжения; валы электродвигателей и вентиляторов; валы роторов турбокомпрессоров автомобилей и тракторов; распределители золотниковые всех типов; валы коробок перемены передач; кулаки поворотные автомобилей; штоки гидро- и пневмоцилиндров и другие детали механизмов, станков, автотракторной и другой техники.

Установка универсальная наплавочная ОКС-22178 (табл. 8.4) предназначена для восстановления деталей цилиндрической формы в углекислом газе с дополнительным порошковым присадочным материалом.

Таблица 8.4

Техническая характеристикаустановки универсальной наплавочной

ОКС-22178

Основной способ – наплавка сварочной проволокой сплошного сечения с присадкой порошковых материалов в углекислом газе. Возможны также наплавка сварочной проволокой сплошного сечения открытой дугой и в углекислом газе, а также порошковой проволокой.

Отличительная особенность способа заключается в расположении рабочего органа (мундштука) горизонтально относительно наплавляемой поверхности и во введении в анодное пятно электрической дуги дополнительного порошкового материала под действием собственной силы тяжести. При этом возрастает скорость и коэффициент наплавки; уменьшается глубина проплавления ЗТВ на основном металле; появляется возможность легирования металлопокрытия в широком диапазоне за счет использования порошковых материалов, что позволяет получать различные покрытия по твердости и износостойкости.

При использовании в качестве присадочных порошков меди и бронзы получают антифрикционные покрытия.

На практике, как правило, применяется простая сварочная проволока и в зависимости oт свойств восстанавливаемой детали подбираются порошковые материалы.