Вибродуговая наплавка

Разработана инженером Клековкиным Г.П. в 1950-1952 гг. Сущность способа заключается в следующем. Электродной проволоке при помощи вибратора сообщается колебательное движение, что приводит к замыка­нию и размыканию сварочной цепи между электродной проволокой и деталью. Поэтому процесс наплавки состоит из ряда циклов - короткое замыкание, размы­кание и холостой ход. В момент замыкания напряжение резко падает, а сила тока возрастает. При разрыве цепи напряжение мгновенно возрастает и загорается ду­га. При дальнейшем увеличении электродного промежутка дуга гаснет. Затем цикл повторяется. В результате такого процесса происходит мелкокапельный пе­ренос металла. Но стабильность процесса нарушается, увеличиваются потери ме­талла на разбрызгивание.

Для устойчивости горения дуги в цепь включают ин­дуктивное сопротивление 7 ... 8 витков дросселя сварочного трансформатора РСТЭ-34. Частота вибрации составляет 50 ... 100 колебаний в секунду. В зону соприкосновения электрода и детали попадается жидкость, которая уменьшает теп­ловое влияние дуги на деталь, уменьшает зону термического влияния, увеличива­ет скорость охлаждения и защищает расплавленный металл от воздействия возду­ха. Это позволяет получать наплавленный слой с достаточно высокой твердостью. В качестве охлаждающей жидкости применяется 4 ... 6% раствор кальцинирован­ной соды в воде и 20% раствор технического глицерина в воде.

В результате закалки и взаимного последующего перекрытия наплавленный слой получает неравномерную твердость. Вследствие быстрого охлаждения по­глощенные газы не успевают выделиться и в слое нередко появляются поры. Осо­бенно большое количество пор появляются при наплавке чугунных деталей. Их обычно наплавляют в 2 слоя без подачи охлаждающей жидкости.

Рисунок 66 Схема установки для вибродуговой наплавки

1 - насос; 2 - бак; 3 - деталь; 4 - мундштук; 5 - механизм подачи; 6 - кассета с проволокой; 7 - вибратор; 8 - реостат; 9 - индукционный резистор

Режимы наплавки определяются механическими и электрическими пара­метрами. Электрические параметры - сила тока, напряжение, индуктивность, род тока. Наплавку ведут на постоянном токе при обратной полярности. Напряжение при наплавке составляет 12 ... 24 В. Сила тока зависит от скорости подачи элек­тродной проволоки. Уменьшение индуктивности приводит к увеличению потерь металла и снижению устойчивости процесса. Увеличение ухудшает расплавление.

Механические - амплитуда, вылет электрода [1=(5 ... 8)dэ], состав охлаж­дающей жидкости, скорость подачи электрода, шаг наплавки, расхода охлаждаю­щей жидкости и др.

Обычно амплитуда составляет 1,5 ... 2,5 мм. Скорость наплавки устанавли­вается в зависимости от требуемой толщины покрытия и может быть определена по формуле

где ν_np - скорость подачи проволоки, м/мин; h - толщина наплавленного слоя, мм; S - шаг наплавки, мм/об; η - коэффициент перехода металла проволоки в наплавленный слой.

Частота вращения детали при наплавке

где D - диаметр детали, мм.

Скорость подачи проволоки обычно принимается в пределах 1,2 ... 2,0 м/мин, скорость наплавки 0,3 ... 2 м/мин, шаг наплавки 2,0 ... 3,0 мм/об.

Жидкость, как правило, подают на деталь на расстоянии 15 ... 20 мм от мес­та горения дуги. Количество жидкости 0,4 ... 1 дм /мин при напряжении 12 ... 18 В. Вибродуговая наплавка может применяться в среде пара, под слоем флюса, в защитных газах.

В качестве электродной проволоки используются ОВС, ВС, ПК-1, СВ-18XГCA, НП-80,65 и другие следующих диаметров: 0,8; 1,0; 1,2; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 3;5; 4,0; 5,0; 6,0.

Источники питания низковольтные генераторы - АНД - 250/500, АНД-500/ЮОО, АНД-750/1500, выпрямители - ВСГ-ЗМ, ВАГГ-600М, ВСА-600/300, сварочные преобразователи - ПСО-300, ПСО-500.

Наплавочные головки марок- УАНТ-6, КУМА-5, ОСК-6965, как с механи­ческим так и с электрическим вибратором. Монтируют установки на токарных станках.

Преимущества - слабый нагрев детали, малая зона термического влияния.

Недостатки - большие потери металла, неравномерная твердость, значи­тельное снижение усталостной прочности до 40-60%. Этим способом можно вос­станавливать детали небольших диаметров и работающие при статических на­грузках. Этим способом восстанавливают чугунные коленчатые валы (ГАЗ-53, ГАЗ-24), посадочные места под подшипники в корпусных чугунных деталях.