Наплавочные материалы.

В каче­стве наплавочных материалов ис­пользуют компактные (ленты, прово­локи) и порошкообразные материа­лы. Выбор материала определяет фи­зико-механические свойства покры­тий. Наиболее широкое распростра­нение в качестве материала при вос­становлении автомобильных деталей приваркой нашли стальные ленты.

В процессе восстановления дета­лей приваркой зона сварки охлажда­ется водой, что способствует образо­ванию в наплавленном слое закалоч­ных структур и предотвращает на­грев и деформацию детали. Твер­дость приваренного слоя зависит от содержания углерода и легирующих элементов в материале ленты. Для восстановления каждой конкретной детали выбирают ленту из такого сплава, который после приварки с од­новременной закалкой обеспечивал бы твердость наплавленного слоя, от­вечающую твердости, указанной в ра­бочем или ремонтном чертеже на дан­ную деталь. Выбирая ленты с тем или иным содержанием углерода, можно в широких пределах (от 30 до 65 HRC) изменять твердость приваренного слоя. Твердость приваренного слоя в HRC в зависимости от используемого материала ленты приведена ниже:

Сталь 20 ………………30-35

” 40………………..40-45

” 45………………..45-50

” 55………………..50-55

” 40Х………………55-60

” 65Г……………….60-65

При электроконтактной приварке проволоки используют проволоки сплошного сечения (Св-08, Св-08ГС, Св-08Г2С, НП-ЗОХГСА и др.) и по­рошковые (ПП-АН-10, ПП-АН-128). Для восстановления резьб применя­ют проволоки из малоуглеродистых сталей.

В качестве материалов для роли­ковых электродов наплавочных уста­новок используют специальные брон­зы, содержащие хром, цирконий и другие элементы.

Для приварки порошковых материа­лов используют порошковые сплавы ПХ20Н80, механические смеси КБХ и ФБХ-6-2 и самофлюсующиеся порошки ПГ-10-01, ПГ-СР-2. Однако использо­вание порошкообразных материалов при восстановлении автомобильных де­талей контактной приваркой слоя встречается еще достаточно редко. Это объясняется относительно низкой проч­ностью сцепления (усилие на разрыв 150…300 МПа) нанесенного покрытия с основой и его пористостью.

Режимы приварки.

По принятой классификации параметры, опреде­ляющие режимы наплавки, разделя­ются на электрические и механиче­ские.

К электрическим параметрам от­носятся сила сварочного тока и дли­тельность сварочного цикла. При не­достаточной силе тока полной сварки ленты и детали в сварной точке не происходит.

Увеличение силы тока и продолжи­тельности сварочного цикла стабили­зирует процесс сварки. При повыше­нии этих параметров до значений, превышающих номинальные, появ­ляются выплески металла, и на по­верхности восстанавливаемой дета­ли образуются поры и трещины.

К механическим параметрам отно­сятся: частота вращения детали, по­дача электродов, усилие сжатия электродов. Подача электродов, час­тота вращения детали и частота им­пульсов - важные параметры, соот­ношение которых следует подбирать так, чтобы обеспечить 6…7 сварных точек на 1 см длины сварного шва. Этот показатель определяют мето­дом подбора частоты импульсов на эталонных образцах при постоянной скорости их вращения. Подача элек­тродов влияет на перекрытие свар­ных точек. Недостаточное перекры­тие ухудшает свариваемость прива­риваемого слоя с материалом детали. Повышенное перекрытие точек уве­личивает зону отпуска, что приводит к уменьшению средней твердости приваренного слоя. Оптимальные ре­жимы контактной приварки ленты приведены в табл. 12.11.

Таблица 12.11

Режимы приварки ленты

При недостаточном усилии сжатия электродов на поверхности ленты и детали образуются эрозионные раз­рушения, сопровождающиеся силь­ным искрением в зоне контакта. С увеличением усилия сжатия электро­дов до определенной величины про­цесс приварки ленты улучшается. В приведенном в табл. диапазоне усилий сжатия на поверхностях дета­лей наблюдается минимальное число пор, глубина вмятин 0,08…0,1 мм. Дальнейшее увеличение усилий сжатия электродов приводит к ухуд­шению качества сварки, деформации рабочей части и снижению стойкости электродов. При износе электродов происходит увеличение площади кон­такта электрода с деталью, что при­водит к уменьшению плотности тока и давления электродов, ухудшая тем самым условия формирования свар­ного шва. Высокая плотность тока на контактирующих поверхностях вы­зывает нагрев и деформацию, а так­же способствует налипанию матери­ала ленты на электроды. Поэтому электроды необходимо зачищать от налипшего металла и править про­филь.

При разработке технологического процесса восстановления резьбовых участков валов контактной сваркой следует установить правильное соот­ношение между усилием сжатия Q_сж и силой сварочного тока J_св в зависи­мости от шага резьбы и диаметра де­тали. Оптимальная зависимость между силой сварочного тока и уси­лием сжатия Q_сж=0,64Ö J_св.

Сила сварочного тока должна быть такой, чтобы создать высокую темпе­ратуру в месте контакта проволоки с деталью, достаточную для сварки ме­талла в твердой фазе, но в то же вре­мя не расплавить витки. Усилие сжа­тия приводит проволоку и деталь в тесное соприкосновение, способствуя разрыву оксидных пленок и слоев ад­сорбированных газов, обеспечивает возможность сварочного процесса и оказывает значительное влияние на качество сварного соединения. Дав­ление в месте контакта проволоки с деталью составляет P= Q_сж / F = 0,8…1,0 МПа (при плотности тока 300…400 А/мм²). При таком соотно­шении сварочного давления и плотно­сти тока продолжительность свароч­ного цикла принимается 0,08…0,12 с. С увеличением шага резьбы продол­жительность сварочного цикла уве­личивается. Уменьшение сварочного цикла приводит к недостаточному оплавлению проволоки и детали. Каче­ственное восстановление резьбы обеспечивается в том случае, когда последующая точка перекрывает предыдущую не менее чем на 25…30 %.

Чередование включения и выклю­чения тока происходит в виде свароч­ных импульсов и пауз между ними. В этом случае перекрытие сварных то­чек определяется совокупностью трех параметров: скорости сварки, продолжительности сварочного цик­ла t_св и продолжительности паузы t_п. Наилучшие результаты при сварке среднеуглеродистых сталей достига­ются, если соотношение между про­должительностью сварочного цикла и паузы составляет t_св / (t_св+t_п)=0,5. При этом t_св= t_сп, т.е. чередование вклю­чения сварочного тока происходит че­рез равные промежутки времени.