Наплавка деталей под слоем флюса

Сущность процесса состоит в следующем. В зону горения дуги подается флюс, благодаря чему расплавленный металл защищен от вредного воздействия азота и кислорода окружающего воздуха. Флюс, покрывающий расплавленный металл обеспечивает его легирование переходом легирующих компонентов из флюса в наплавленный слой. Кроме того флюс замедляет охлаждение расплав­ленного металла и, следовательно, способствует очищению ванны от неметалли­ческих частиц и газов, что способствует получению наплавленного металла со значительно меньшим количеством шлаковых включений и пор. Флюсовая обо­лочка не позволяет разбрызгиваться наносимому металлу, а сам флюс оказывает давление на жидкий металл, что способствует хорошему формированию шва.

Этим способом восстанавливают шлицы полуосей, и карданных валов продольной наплавкой. Цилиндрические поверхности валов наплавляют по винтовой ли­нии. Обычно наплавка под слоем флюса применяется для восстановления деталей диаметром более 50 мм, т. к. при небольших диаметрах трудно удерживать флюс я происходит стекание расславленного металла. Легирование расплавленного ме­талла происходит за счет флюса и применения легированной проволоки.

Рисунок 64 Схема наплавки цилиндрических поверхностей деталей под флюсом

1 - ванночка жидкого металла; 2 - расплавленный шлак; 3 - электрод; 4 - наплавленный слой; 5 - деталь; 6 - шлаковая корка

Рисунок 65 - Схема наплавочного валика h - глубина проплавления металла,

В - ширина валика

Наплавка деталей производится такими марками электродной проволоки: Нп-ЗОХГСА, Нп-2Х14, Св-18 ХГСА, порошковыми ППХ 12, поволоками из стали 45, 60, 75. Марки проволоки выбираются в зависимости от требований, предъяв­ляемых к наплавленному слою и возможности последующей термической обра­ботки.

В качестве флюса при наплавке применяются высокомарганцовистые, со­держащие до 30% МпО, (уменьшают склонность к образованию пор и трещин), плавленые флюсы различных марок АН-30, АН-60, АН-348А, АН-20, АН-28- низкокремнистые и керамические флюсы АНК-18, АНК-19, ЖНС-1, КС-Х14Р, КС-Р9Р. Керамические флюсы позволяют получать без последующей термообработки высокую твердость HRC 45-49.

На качество наплавленного слоя кроме материала электродной проволоки и флюса большое влияние оказывают режимы и техника наплавки. Выбор режима наплавки определяется размером детали, величиной износа и диаметром элек­тродной проволоки. Наплавку проводят при постоянном токе обратной полярно­сти напряжение 25 ... 40 В.

Силу тока выбирают в зависимости от диаметра электрода по формуле:

где d -диаметр электрода в мм.

С увеличением силы тока глубина проплавления увеличивается, а с увели­чением напряжения уменьшается и увеличивается наплавленного валика. Скорость наплавки определяется по формуле

где а_н - коэффициент наплавки, г/А-ч; J - сила тока, A; G - масса 1 м на­плавки, г.

Скорость подачи электродной проволоки (О1,6 ... 2,6)

где d -диаметр электродной проволоки, мм; у - плотность наплавленного металла, г/см².

Малые и большие скорости наплавки приводят к непровару и плохому ка­честву швов.

Частота вращения детали

где ν_н - скорость подачи электродной проволоки, м/мин; h - толщина на­плавленного слоя, мм; S - шаг наплавки, мм/об; D - диаметр детали, мм; η - ко­эффициент перехода металла проволоки в основной металл (можно принять =1).

Шаг наплавки выбирается в зависимости от способа наплавки (в один, два прохода) скорости подачи проволоки, её диаметра, диаметра детали и колеблется в пределах от 3 до 12 мм/об. Шаг наплавки должен быть таким, чтобы каждый по­следующий валик перекрывал предыдущий на 1/3 его ширины. Для предваритель­ных расчетов можно принимать шаг наплавки равным

S_нaп = (2 ˗ 4)d, (200)

На формирование валиков при наплавке оказывает влияние вылет элек­тродной проволоки - расстояние от конца мундштука до детали. Величина вылета

определяется по зависимости

h_в = (10 12)dэ. (201) "

Увеличение вылета приводит к ухудшению условий формирования валиков

и перегреву электрода.

Для удержания флюса и расплавленного металла электродную проволоку смещают в сторону обратную направлению вращения детали. Эту величину нахо­дят опытным путем в зависимости от скорости наплавки, диаметра детали и фор­мы мундштука. Эта величина для автомобильных деталей равна 5 ... 8 мм.

В качестве аппаратов для наплавки применяют автоматы А - 580М, ПШ-54, ПАУ-1, АДФ-500. наплавочные станки У-465, ОКС-1031, АБС и др. источниками питания являются преобразователи ПСО-500, ПСУ-500, ПСГ-500 и др.

Широкое распространение наплавка под слоем флюса нашла для восстанов­ления коленчатых валов. Разработаны различные варианты наплавки:

‒ I вариант разработан саратовским политехническим институтом.

Наплавка осуществляется проволокой Нп-ЗОХГСА под флюсом АН-348 с последующей нормализацией и закалкой ТВЧ.

‒ Вариант II КАЗНИТИАТом. Проволока высокоуглеродистая ПК-2 под сло­ем флюса с последующим высокотемпературным отпуском и закалкой ТВЧ.

‒ Вариант III НИИАТ. Проволока пружинная II класса, флюс АН-348А с до­бавкой феррохрома -2,2%, графита -2,3%, жидкое стекло -2,3% без последующей термообработки.