Наплавка

Большое количество деталей машин и механизмов выходит из строя в процессе эксплуатации вследствие истирания, ударных нагрузок, эрозии и т. д. Современная техника располагает различными методами восстановления и упрочнения деталей для повышения срока их службы.
Одним из методов восстановления и упрочнения деталей является наплавка. Наплавка — это нанесение слоя металла на поверхность заготовки или изделия посредством сварки плавлением. Различают наплавку восстановительную и изготовительную.
Восстановительная наплавка применяется для получения первоначальных размеров изношенных или поврежденных деталей. В этом случае наплавленный металл близок по составу и механическим свойствам основному металлу.
Изготовительная наплавка служит для получения многослойных изделий. Такие изделия состоят из основного металла (основы) и наплавленного рабочего слоя. Основной металл обеспечивает необходимую конструкционную прочность. Слой наплавленного металла придает особые заданные свойства: износостойкость, термостойкость, коррозионную стойкость и т.д. Таким образом наплавку производят не только при восстановлении изношенных, но и при изготовлении новых деталей машин и механизмов. Наиболее широко наплавка применяется при ремонтных работах. Восстановлению подлежат корпусные детали различных двигателей внутреннего сгорания, распределительные и коленчатые валы, клапаны, шкивы, маховики, ступицы колес и т.д. наплавку можно производить почти всеми известными способами сварки плавлением. Каждый способ наплавки имеет свои достоинства и недостатки. Важнейшие требования, предъявляемые к наплавке, заключаются в следующем:
1)минимальное проплавление основного металла;
2)минимальное значение остаточных напряжений и деформаций металла в зоне наплавки;
Занижение до приемлемых значений припусков на последующую обработку деталей.
Однако не все способы наплавки могут обеспечить выполнение предъявляемых требований. Выбор способа наплавки определяется возможностью получения наплавленного слоя требуемого состава и механических свойств, а также характером и допустимой величиной износа. На выбор способа наплавки оказывают влияние размеры и конфигурация деталей, производительность и доля основного металла в наплавленном слое. Несмотря на невысокие показатели приведенных характеристик ручная дуговая наплавка штучными электродами является наиболее универсальным способом, пригодным для наплавки деталей различных сложных форм и может выполняться во всех пространственных положениях.
Для наплавки используют электроды диаметром 3 — 6 мм. При толщине наплавленного слоя до 1,5 мм применяются электроды диаметром 3 мм, а при большей толщине — диаметром 4 — 6 мм. Для обеспечения минимального проплавления основного металла при достаточной устойчивости дуги плотность тока составляет 11-12 А/мм2.
Основными достоинствами ручной дуговой наплавки являются универсальность и возможность выполнения сложных наплавочных работ в труднодоступных местах. Для выполнения ручной дуговой наплавки используется обычное оборудование сварочного поста.
К недостаткам ручной дуговой наплавки можно отнести относительно низкую производительность, тяжелые условия труда из-за повышенной загазованности зоны наплавки, а также сложность получения необходимого качества наплавленного слоя и большое проплавление основного металла.
Для ручной дуговой наплавки применяют как специальные наплавочные электроды, так и обычные сварочные, предназначенные для сварки легированных сталей (ГОСТ 1005-75). Выбор электрода для наплавки определяется составом основного металла.
Например, для наплавки слоя низколегированной стали с содержанием углерода менее 0,4 % применяются электроды следующих марок: 03Н-250У; ОЗН-ЗООУ; ОЗН-350У; ОЗН-400У и др. В маркировке буква Н обозначает "наплавочный". Для наплавки слоя низколегированной стали с содержанием углерода более 0,4% применяются электроды: ЭН60М, ОЗШ-3, 13КН/ЛИВТ и др.
При дуговой наплавке неплавящимися электродами применяются лише присадочные прутки по ГОСТ21449-75: Пр-С1; Пр-С2; Пр-С27; ПрВЗК; Пр-ВЗК-Р и др. (Пр — обозначает пруток).
Для восстановления размеров изношенных деталей помимо электродов и присадочных прутков применяют наплавочные проволоки Нп-30; Нп-40; Нп-50 и т.д. Для наплавки штампов применяют легированные наплавочные проволоки Нп-45Х4ВЗФ , Нп-45Х2В8Т и др. (Нп — обозначает наплавочная).
Для износостойкой наплавки широкое применение находят порошковые проволоки в соответствии с ГОСТ 2601-84. Например, для наплавки деталей, работающих в условиях абразивного изнашивания с умеренными ударными нагрузками применяют порошковые проволоки следующих марок: ПП-Нп-200Х12М; ПП-Нп-200Х12ВФ и т.д. (ПП — обозначает проволока порошковая).
: Для плазменной наплавки комбинированной дугой вольфрамовым электродом широко применяются наплавочные порошки. Порошки изготавливаются на основе железа, никеля и кобальта. По ГОСТ 21448-75 выпускаются порошки на основе железа типа "сормайт": ПГ-С1; ПГ-УС25; ПГ-С27; ПГ-АН1. Порошки на основе никеля выпускаются трех марок: ПГ-СР2; ПГ-СРЗ; ПГ-СР4. Порошки на основе кобальта выпускаются также трех марок: ПР-К60ХЗОВС; ПН-АН35; ПГ-ЮК-1.
В качестве источников питания плазменной дуги при наплавочных работах чаще применяются серийные выпрямители: ВД-306, ВД-303, ВДУ-504, ВДУ-505; ВДУ-506, ИПН-160/100 и др. При электродуговой наплавке в качестве источников питания могут быть использованы и сварочные трансформаторы.