double arrow

Плазменная сварка и наплавка

Технологические методы изготовления заготовок.

В ремонтной практике наибольшее распространение получили следующие виды заготовок.

Отливки из чугуна, стали, цветных металлов и их сплавов. Отливки применяют для изготовления фасонных деталей (рамы, картеры, шкивы, фланцы, кронштейны и т. п.) в зависимости от характера производства, конструктивных форм деталей, их материала и назначения.

Литые заготовки получают: – отливкой в земляных формах по деревянным или металлическим моделям; такое литье невысокой, точности применяют в индивидуальном и мелкосерийном производстве; – в постоянных металлических формах (кокили) изделия с хорошими механическими свойствами и точными размерами (0,3…0,6 мм);

центробежной отливкой для деталей, имеющих форму тел вращения (гильзы, втулки, кольца и т.п.); – отливкой под давлением для мелких деталей из цветных металлов и сплавов, имеющих сложную конфигурацию,— отливки с точностью 0,1…0,01 мм; – отливкой в формы по выплавляемым моделям для мелких и средних по размеру деталей с высокой степенью точности.

Для отливки ответственных и сложных деталей используют заготовки в оболочковых (корковые) формах, получаемые погружением разрезной металлической модели, подогретой до 200…250°С, в смесь, состоящую из песка и термореактивной смолы (пульвербакелита).

Поковки — наиболее распространенный вид заготовок для стальных деталей. На ремонтных предприятиях небольшие поковки получают свободной ковкой, поэтому они имеют значительные припуски на обработку. Использование поковок в качестве заготовок обусловлено тем, что ковкой достигается не только нужная форма деталей, но также улучшаются структура металла и его механические свойства.

Штампованные заготовки получают в штампах, близко соответствующих форме готовой детали. По сравнению с ковкой штампование более производительно и обеспечивает при меньшей стоимости заготовок более высокую точность. На ремонтных предприятиях наиболее часто применяют ковку в подкладных штампах, листовую штамповку и высадку.

Прокат применяют в качестве заготовок для тех деталей, форма и размер которых соответствуют его профилю (круглый, квадратный, шестигранный). Это сокращает расход металла и труда для получения окончательных размеров детали.

При составлении технологического процесса учитываются вид и место термической обработки детали. Вид термической обработки зависит от материала заготовки и его назначения, например для снятия внутренних напряжений в заготовке и улучшения ее обрабатываемости, а также для получения физико-механических свойств готовой детали, соответствующих техническим условиям на изготовление.

Для улучшения обрабатываемости и снятия внутренних напряжений в заготовке применяют нормализацию, обжиг, улучшение, старение. Эти виды термической обработки обычно применяются перед механической обработкой, хотя иногда (особенно улучшение) могут применяться после черновой обработки.

Улучшение физико-механических свойств детали достигается общей закалкой, поверхностной закалкой, химико-термической обработкой (цементация, азотирование и т.п.). Эти виды термической обработки обычно применяются перед отделочной (абразивной) операцией.

Плазменная сварка и наплавка является наиболее прогрессивным способом восстановления изношенных деталей машин и нанесения износостойких покрытий (сплавов, порошков, полимеров) на рабочую поверхность при изготовлении деталей.

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 2 …3 атмосферах, возбуждается электрическая дуга силой 400 … 500А 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. Наплавку металла можно реализовать двумя способами:

1-струя газа захватывает и подает порошок на поверхность детали;

2-вводится в плазменную струю присадочный материал в виде проволоки, прутка, ленты.

В качестве плазмообразующих газов можно использовать аргон, гелий, азот, кислород, водород и воздух. Наилучшие результаты сварки получаются с аргоном.

Достоинствами плазменной наплавки являются:

Высокая концентрация тепловой мощности и возможность минимальной ширины зоны термического влияния.

Возможность получения толщины наплавляемого слоя от 0,1 мм до нескольких миллиметров.

Возможность наплавления различных износостойких материалов (медь, латунь, пластмасса) на стальную деталь.

Возможность выполнения плазменной закалки поверхности детали.

Относительно высокий К. П. Д. дуги (0.2 …0.45).

Очень эффективно использовать плазменную струю для резки металла, т.к. газ из-за высокой скорости очень хорошо удаляет расплавленный металл, а из-за большой температуры он плавится очень быстро.

Установка (рис. 2.35) состоит из источников питания, дросселя, осциллятора, плазменной головки, приспособлений подачи порошка или проволоки, системы циркуляции воды и т.д.

Для источников питания важно выдержка постоянным произведение J U, т.к. мощность определяет постоянство плазменного потока. В качестве источников питания применяют сварочные преобразователи типа ПСО - 500. Мощность определяется длиной столба и объемом плазменной струи. Можно реализовать мощности свыше 1000 кВт.

Подача порошка осуществляется с помощью специального питателя, в котором, вертикально расположенный, ротор лопатками подает порошок в струю газа. В случае использования сварочной проволоки подача ее выполняется аналогично как и при наплавке под слоем флюса.

При наплавке порошков реализуется комбинированная дуга, т. е. одновременно будут гореть открытая и закрытая дуги. Регулировкой балластных сопротивлений можно регулировать потоки мощности на нагрев порошка и на нагрев и оплавление металла детали. Можно добиться минимального проплавления основного материала, следовательно будет небольшая тепловая деформация детали.

Поверхность детали необходимо готовить к наплавке более тщательно чем при обычной электродуговой или газовой сварке, т.к. при этом соединение происходит без металлургического процесса, поэтому посторонние включения уменьшают прочность наплавленного слоя. Для этого производится механическая обработка поверхности (проточка, шлифование, пескоструйная обработка,...) и обезжиривание. Величину мощности электрической дуги подбирают такой, чтобы сильно не нагревалась деталь, и чтобы основной металл был на грани расплавления.


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: