23. Автоматическая наплавка под слоем флюса. Сущность способа, область применения. Применяемые оборудование и материалы.

При сварке (наплавке) под флюсом дуга горит под слоем сыпучего материала (рис.). Электрическая дуга расплавляет флюс и горит внутри газового пузыря, образуемого выделяющимися газами. Сверху газовый пузырь и расплавленный металл закрывают шлаковая корка и слой нерасплавленного флюса. Газы, шлаковая корка и слой флюса предохраняют расплавленный металл от вредного воздействия окру­жающего воздуха и, тем самым, уменьшают выгорание из него углерода и других элементов, снижают образование окислов железа и теплоотвод в окружающую среду. Увеличение времени нахождения сварочной ванны в расплавленном состоянии способствует дегазации расплава. Закрытая дуга позволяет резко увеличить силу тока без потерь металла на угар и разбрызгивание. Коэффициент потерь составляет 2...5% против 20. ..30% при наплавке открытой дугой. Более длительное нахождение сварочной ванны в жидком состоянии способствует хорошему ее пере­мешиванию и дегазации. Давление, возникающее в газовом пузыре, обеспечивает образование плотных швов.

Рис. Наплавка под слоем флюса:

1 - деталь; 2 - наплавленный слой; 3 - электрод; 4 - расплавленный флюс; 5 - ванна расплавленного металла; 6-шлаковая корка; А -сме­щение электрода с зенита

При автоматической сварке (наплавке) под слоем флюса возможно получение наплавленного слоя любых механических свойств за счет применения электродной проволоки различных марок и флюса. Не­смотря на значительные преимущества наплавки под слоем флюса, процесс имеет ряд недостатков. Применение тока большой плотности способствует значительному нагреву детали при наплавке, что при слож­ной ее конфигурации и малом диаметре может вызвать коробление. Сыпучесть флюса не позволяет наплавлять детали диаметром менее 50 мм из-за трудности удержания флюса на поверхности. Применение флюса, а его расходуемая масса примерно равна массе расплавленного металла, удорожает стоимость восстанавливаемой детали.

Автоматическая наплавка под слоем флюса в ремонтном производ­стве применяется для восстановления плоских и цилиндрических поверхностей крупногабаритных деталей. Наплавка целесообразна в тех случаях, когда толщина слоя более 3 мм. Производится наплавка деталей ходовой части тракторов: направляющие колеса, поддерживающие ролики, опорные катки, ведущие звездочки, звенья гусениц и башмаков, а также коленчатые валы двигателей, шлицевые валы и др.

При автоматической наплавке под слоем флюса применяют авто­матические головки, устанавливаемые на токарных станках, типа А-580, ОКС-1031Б, ОКС-1252М, ОКС-6569, а также наплавочные установки 011-1-00 "Ремдеталь", 011-1-01 "Ремдеталь", У-209, У-652, У-654, А-1406. Применяют также специализированные установки УД-299 для электродуговой наплавки беговых дорожек звеньев гусениц тракторов класса 6Т, УД-302 - для наплавки катков и направляющих колес тракторов, 01.07-003 "Ремдеталь" - для наплавки беговых дорожек роликов и натяжных колес тракторов Т-100М и Т-130. Кроме автома­тических головок и установок при наплавке под слоем флюса могут быть применены также полуавтоматы ПШ-54, ПДШМ-500.

В качестве источников тока используют сварочные преобразователи ПС-300, ПСУ-300, ПСГ-500, ПСУ-500 и сварочные выпрямители ВС-300, ВС-600, ВС-1000, ВДГ-1001, ВДУ-601 и др.

Присадочным материалом при сварке под слоем флюса служит сварочная проволока типа Св, наплавочная типа Нп и порошковая проволока.

Стальная наплавочная проволока (ГОСТ 10543-75) подразделяется на углеродистую (8 марок); НпЗО, Нп40, Нп80, Нп50Г и другие, ле­гированную (11 марок): НпЮГЗ, НпЗОХ5, НпбЗГ, НпЗОХГСА,

Нп40Х32ВФ и другие, высоколегированную (9 марок): НпЗХ13, Нп4Х13, Нп45Х2В8Т и другие.

Наряду со стальной проволокой сплошного сечения при наплавке широко применяется порошковая проволока (ПП), представляющая собой свернутую в трубку низкоуглеродистую стальную ленту, наполненную шихтой, состоящей из смеси ферросплавов (феррохром, ферромарганец, ферросилиций), железного порошка, графита и других материалов. Порошковые проволоки для наплавки под флюсом содержат преимущественно легирующие элементы, а для наплавки открытой дугой содержат материалы, образующие газы и шлаки, которые надежно защищают от кислорода и азота воздуха. Для наплавки под слоем флюса применяют порошковые проволоки ППЗОХВ8, ППЗХ2В8, ППАН120, ПП10ХВ14, ПП2Г13А и др. Для наплавки открытой дугой применяют самозащитные проволоки ППАН1, ППЗХ13-О, ПШХ14Т-О, ППУЗОХ14СМФ-О, ППУ25Х13Т-О и др. Буква О в конце маркировки указывает на порошковую проволоку с внутренней защитой для на­плавки открытой дугой. Преимуществом порошковых проволок с внут­ренней защитой является то, что при их использовании не требуется применения защитных газов, флюсов и других средств. Создается воз­можность легирования в широких пределах наплавляемого слоя металла, что обеспечивает его закаливание на воздухе. Использование порош­ковых проволок позволяет экономить наплавочный материал. Порош­ковые проволоки рекомендуется применять при восстановлении де­талей с большим износом с широким диапазоном твердости — НВ200...600.

Для наплавки под флюсом применяют также стальную ленту из углеродистой и легированной стали толщиной 0,1...0,3 мм и шириной 20...50мм, а также порошковую ленту ПЛ-АН102, ПЛ-А171 и др.

Флюсы, применяемые при автоматической наплавке, по способу производства разделяют на плавленые (АН-348А, АН-20, АН-28, АН-60, ОСЦ-45) и неплавленые - керамические (АНК-18, АНК-19, ЖСН-1, К-2, КС-1). Применяют также флюсы-смеси, изготовленные перемешиванием в различных соотношениях флюсов АН-348А и АНК-18 в зависимости от требуемых свойств наплавленного слоя.

Возможно применение также флюсов, изготовляемых путем добав­ления во флюс АН-348А графита, феррохрома, ферромарганца, фер­роалюминия либо чугунной стружки и 20% жидкого стекла с после­дующим прокаливанием в печи.

Сочетание электродных проволок различных марок и флюсов позволяет получать покрытия с различными свойства. На качество и формирование наплавленного под слоем флюса металла большое влияние оказывает режим наплавки: род, полярность и сила тока, напряжение, скорость наплавки, скорость подачи электродной проволоки, шаг наплавки, вылет электродной проволоки и смещение ее относительно оси наплавляемой детали.

Величина сварочного тока определяет глубину проплавления основ­ного металла и производительность процесса. Ток выбирается в зависи­мости от диаметра электродной проволоки, диаметра наплавляемой детали. Чем меньше диаметр детали, тем меньше должны быть ток и диаметр электродной проволоки. Напряжение дуги связано с величиной сварочного тока. Чем больше сила тока, тем выше должно быть напря­жение дуги. Для наплавки деталей рекомендуется напряжение в пре­делах 26...36В. Наплавку обычно ведут на постоянном токе обратной полярности, обеспечивающем более стабильный процесс, чем при пе­ременном токе. Скорость наплавки оказывает существенное влияние на формирование наплавленного валика. Скорость наплавки ограничивается величиной сварочной ванны и скоростью ее кристаллизации. Обычно скорость наплавки выбирается в пределах 15. ..45 м/ч. Скорость подачи электродной проволоки (80. ..300 м/ч) выбирают в зависимости от силы тока, диаметра электродной проволоки, диаметра наплавляемой детали.

Вылет электрода выбирается в зависимости от его диаметра и глубины проплавления. При использовании наплавочной проволоки диаметром 1,2. ..1,5 и 1,6. ..2,0 мм рекомендуется вылет электрода соот­ветственно 10. ..20 и 20.. .25 мм, а при применении стальной ленты -30.. .35 мм. Шаг наплавки цилиндрических поверхностей устанавли­вается так, чтобы смежные валики перекрывались на 1/3. ..1/2 их ши­рины.

Электрод смещают относительно оси детали в сторону, противо­положную направлению вращения на величину, равную 10% диаметра наплавляемой детали, что позволяет предупредить стекание жидкого металла и расплавленного флюса. Режимы наплавки для различных диаметров детали приведены в табл. 1.3.

При наплавке электродными лентами могут быть рекомендованы такие режимы: плотность сварочного тока не ниже 15 А/мм² площади сечения ленты, напряжение дуги 25...35В, скорость наплавки 8...20 м/ч, вылет электрода 30...35 мм, ток постоянный при обратной полярности.

При восстановлении деталей с большими износами наплавку произ­водят в несколько слоев с обязательным удалением шлаковой корки по­сле нанесения каждого слоя.