Смекни!
smekni.com

Шпаргалка по Технологии (стр. 9 из 13)

За счет вибрации электрод отводится от детали, и в разрыве воз­никает электрическая дуга (период дугового разряда). Энергия, за­пасенная в индуктивности, начинает освобождаться. Электродви­жущая сила (ЭДС) самоиндукции складывается с ЭДС источника тока, в результате чего напряжение на дуговом разряде оказывается выше в 2 раза и более, чем на зажимах источника тока, причем оно поддерживается примерно постоянным, несмотря на изменение длины дуги. В этот период выделяется 90...95 % тепловой энергии и кончик электрода оплавляется.

При достаточном удалении электрода отлетали, а также израсхо­довании энергии, запасенной дросселем, дуга гаснет. Начинается период холостого хода. Он за­канчивается тогда, когда элект­род вновь касается детали и кап­ля расплавленного металла пе­реносится на ее поверхность. Цикл многократно повторяется, и на детали формируется валик наплавленного металла.

Длительность периодов ко­роткого замыкания и горения дуги определяется частотой виб­рации электрода, напряжением холостого хода и индуктивнос­тью цепи. С увеличением напря­жения и индуктивности возрастают период горения, а следова­тельно, количество выделив­шейся теплоты и производи­тельность процесса. Однако чрезмерное их увеличение нару­шает стабильность процесса и возникают большие потери электродной проволоки. В каж­дом конкретном случае их следу­ет подбирать оптимальными.

Установка для вибродуговой наплавки включает в себя: наплавочную головку, зак­репленную на суппорте токарно­го станка; источник питания; дополнительную индуктивность (дроссель); систему подачи охлаждающей жидкости.

Наплавочная головка предназначена для подачи электрода в зону горения дуги, придания ему возвратно-поступательного дви­жения (вибрации). Частота колебаний 100...120 Гц. Наплавку про­водят на постоянном токе обратной полярности. В качестве источ­ников питания используют сварочные преобразователи и выпрями­тели с жесткой внешней характеристикой.

В качестве дополнительной индуктивности служат сварочные Дроссели или дроссели собственного изготовления. Сварочные и наплавочные проволоки имеют диаметр 1,2...3,0 мм, ленты — тол­щину 0,3...1,0 мм и ширину до 10,0мм.

Для защиты расплавленного металла применяют углекислый газ, флюс, пар и охлаждающие жидкости (4...6%-й раствор кальциниро­ванной соды, 10...20%-и раствор технического глицерина в воде или их смесь). Вода, испаряясь, вытесняет из зоны горения дуги воздух, снижая содержание азота в наплавленном металле. Кальциниро­ванная сода, разлагаясь, с одной стороны, стабилизирует горение Дуги, с другой — снижает коррозию оборудования и восстанавлива­емых деталей. Глицерин уменьшает скорость охлаждения наплавленного металла и, следовательно, трещинообразование при ис­пользовании высокоуглеродистых наплавочных проволок.

Свойства наплавленного металла зависят от режимов наплавки и скорости его охлаждения.

Повышение скорости охлаждения снижает выгорание углерода И легирующих компонентов, а также содержание азота, что благо­творно сказывается на физико-механических свойствах металла

Особенность процесса с высокой скоростью охлаждения — зна­чительная «пятнистость» слоя, вызванная взаимным термическим влиянием наплавляемых валиков. При использовании углеродис­тых электродов для закаленных валиков характерной структурой считают мартенсит, а для зон сплавления — сорбит или тростит.

Мелкокапельный перенос металла на деталь, высокая скорость его охлаждения могут приводить к пористости слоя, появлению микротрещин, вызванных значительными внутренними напряже­ниями растягивающего характера, что снижает усталостную проч­ность восстановленных деталей до 60 %. Это необходимо учитывать при выборе номенклатуры таких деталей.

22.Дуговая наплавка под слоем флюса.

При использовании этого способа можно повысить мощность сварочной дуги за счет увеличе­ния допустимой плотности тока до 150...200 А/мм2 (при ручной ду­говой сварке плавящимся электродом не превышает 15...30 А/мм2) без опасности перегрева электрода. Производительность сварочно-наплавочных работ повышается в 6...7 раз по сравнению с ручной дуговой сваркой.

Горение дуги под слоем флюса способствует резкому снижению теплообмена с внешней средой, в результате чего удельный расход электроэнергии при наплавке металла уменьшается с 6...8 до 3...5 кВт-ч/кг. Значительно улучшаются условия формирования на­плавленного металла и его химический состав. Так, содержание кислорода в наплавленном слое в 20 раз и более, а азота втрое ниже, чем при наплавке штучным электродом.

При механизации процесса сокращаются потери электродного материала на разбрызгивание и огарки с 20...30 до 2...4 %, а также снижается влияние квалификации сварщика на качество сварочно-наплавочных работ.

Наплавкой под слоем флюса восстанавливают и упрочняют детали с достаточно большими износами (до 3...5 мм).

Наплавочная установка включает в себя вращатель (токарный станок), обеспечивающий закрепление и вращение деталей и пере­мещение наплавочной головки относительно ее.

Наплавочная головка состоит из механизма подачи проволоки, изменяющего ступенчато или плавно скорости подачи электрода, мундштука для подвода проволоки к детали, флюсоаппарата, пред­ставляющего собой бункер с задвижкой для регулирования количе­ства подаваемого флюса. В некоторых случаях во флюсоаппарат входит устройство для просеивания и транспортирования флюса в бункер.

Наибольшее распространение получила наплавка на постоян­ном токе, так как она способствует получению более высокой ста­бильности и качества процесса.

При наплавке обычно применяют обратную полярность, т.е. на деталь подается отрицательный потенциал, а на электрод — поло­жительный, что уменьшает ее нагрев и позволяет более рациональ­но использовать теплоту.

В процессе наплавки можно в широких пределах изменять физико-механические свойства наплавленного металла за счет выбора соответствующих флюсов и электродных материалов.

Назначение и свойства флюса определяются составом входящих в него компонентов.

Шлакообразующие вещества (марганцевая руда, по­левой шпат, кварц, плавиковый шпат и др.) образуют шлаковую корку, необходимую для защиты металла от окисления и улучше­ния формирования металла шва.

Раскисляющие* и легирующие вещества (фер­ромарганец, ферротитан, феррохром, алюминий и др.) способству­ют раскислению сварочной ванны и легированию ее соответствующими элементами.

Газообразующие вещества (крахмал, декстрин, дре­весная мука и т. д.) при нагреве разлагаются с выделением значи­тельного количества газов (СО и СО2), которые вытесняют воздух из зоны горения дуги.

Ионизирующие вещества (сода, поташ, диоксид тита­на) образуют легкоионизирующиеся газы, стабилизирующие горе­ние дуги.

Различают плавленые и керамические флюсы и флюсосмеси.

Плавленые флюсы приготовляют сплавлением в печах компонентов, входящих в их состав, с последующей грануляцией.

Керамические флюсы включают в себя ферросплавы с температурой плавления в 1,5...2,0 раза выше, чем остальные ком­поненты. Поэтому они не могут быть приготовлены сплавлением.

Компоненты измельчаются, просеиваются и смешиваются в за­данных пропорциях с добавлением связующего вещества (жидкого стекла). Полученная масса гранулируется, подсушивается и прока­ливается при температуре 300...400 "С.

Посредством керамических флюсов за счет имеющихся в их со­ставе ферросплавов можно легировать наплавленный металл хро­мом, титаном, алюминием и другими металлами. Однако стоимость таких флюсов выше.

Флюсосмеси состоят из дешевого плавленого флюса с добав­ками чугунной стружки, графита и ферросплавов.

С применением флюсосмесей возможна сепарация добавок, что приводит к неравномерному распределению легирующих компо­нентов в наплавленном металле. Чтобы устранить это явление, сле­дует приготавливать флюс-агломерат, состоящий из 75...80 % ферросплава и 20...25 % жидкого стекла, что приводит к равенству на­сыпной массы ферросплава и флюса.

Химический состав электродов оказывает меньшее влияние на свойства наплавленного металла, чем флюс, поскольку металл ин­тенсивно перемешивается в сварочной ванне.

23. Плазмой называется высокотемпературный сильно ионизированный газ, состоящий из молекул, атомов, ионов, электронов, световых квантов и др. При дуговой ионизации газ пропускают через канал и создают дуговой разряд, тепловое влияние которого ионизирует газ, а электрическое поле создает направленную плазменную струю. Газ может ионизироваться также под действием электрического поля высокой частоты. Газ подается при давлении в 2 …3 атмосферы, возбуждается электрическая дуга силой 400 … 500 А и напряжением 120 … 160 В Ионизированный газ достигает температуры 10 … 18 тыс. С, а скорость потока - до 15000 м/сек. Плазменная струя образуется в специальных горелках - плазмотронах. Катодом является неплавящий вольфрамовый электрод.

В зависимости от компоновки различают: 1. Открытую плазменную струю (анодом является деталь или пруток). В этом случае происходит повышенный нагрев детали. Используется эта схема для резки металла и для нанесения покрытий. 2. Закрытую плазменную струю (анодом является сопло или канал горелки). Хотя температура сжатой дуги на 20 …30% в этом случае выше, но интенсивность потока ниже, т.к. увеличивается теплоотдача в окружающую среду. Схема используется для закалки, металлизации и напыления порошков. 3. Комбинированная схема (анод подключается к детали и к соплу горелки). В этом случае горят две дуги, Схема используется при наплавке порошком.