Основные способы дуговой наплавки цветных металлов и сплавов для получения биметаллических изделий

учная дуговая сваркавыполняется плавящимся или неплавящимся (угольным, графитовым, вольфрамовым, гафниевым) электродом. При сварке плавящимся электродом (рис. 5.1) дуга горит между ним и изделием. Формирование металла шва осуществляется за счет материала электрода и расплавления основного металла в зоне действия дуги. При сварке неплавящимся электродом для формирования металла шва в зону дуги извне подается присадочный материал.

Рис. 5.1. Схема ручной дуговой сварки (наплавки) штучным электродом: 1– основной металл; 2 – сварочная ванна; 3 – электрическая дуга; 4 – проплавленный металл; 5 – наплавленный металл; 6 – шлаковая корка; 7 – жидкий шлак; 8 – электродное покрытие; 9 – металлический стержень электрода; 10 – электрододержатель

Наибольшее применение нашла сварка плавящимся электродом, так как ее можно применять во всех пространственных положениях, сваривая черные, цветные металлы и различные сплавы. При этом используются электроды диаметром 1÷ 12 мм. Однако основной объем работ выполняется электродами диаметром 3÷ 6 мм.

Электроды классифицируются по материалу, из которого они изготовлены, по назначению, по виду покрытия, по свойствам металла шва, по допустимым пространственным положениям сварки или наплавки, по роду и полярности тока.

По назначениюэлектроды подразделяются на следующие группы:

·для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей – У;

·для сварки теплоустойчивых легированных сталей – Т;

·для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами – В;

·для наплавки слоев с особыми свойствами – Н.

По толщине покрытия существуют следующие группы электродов:

·с тонким покрытием – М;-

·со средним покрытием – С;

·с толстым покрытием – Д;

·с особо толстым покрытием – Г.

Покрытия могут быть кислые – А, основные – В, целлюлозные – Ц, рутиловые – Р и прочие – П.

В настоящее время при ремонте техники на железнодорожном транспорте находят наибольшее применение кислые, основные и рутиловые покрытия.

Наплавку металлапри помощи дуговой сваркиприменяют для восстановления изношенных деталей. Для этого на поверхность изделия наносят металл, накладывая его слоями, обладающими необходимыми физико-механическими свойствами. Для этого применяют различные виды сварки (рис.27), в том числе и ручную дуговую с плавящимся или неплавящимся электродом.

Рис. 27 Основные способы наплавки плавлением:
А-угольным электродом (1), расплавлением сыпучего наплавочного сплава (2);
Б-покрытым электродом (1) или легирующим покрытием (2);
В-неплавящимся вольфрамовым электродом (1) в инертных газах с задействованием присадочного прутка (2);
Г-плавящимся электродом (1) в защитном газе;
Д-сварка плавящейся проволокой (1) под флюсом (2);
Е-лентой плавящейся (1) в защитном газе (под флюсом);
Ж-струей плазмотрона (1) с наложенным или спеченным из порошков наплавочного материала (2);
3-плавящимся электродом (1) с перемещаемым медным ползуном (2), 3-наплавляемая деталь; 4-наплавленный слой

Основным достоинством ручной дуговой наплавки является простота и универсальность метода, возможность выполнения сложных наплавочных работ в труднодоступных местах. К недостаткам относят низкую производительность, загазованность в месте производства работ, сложность получения необходимого качества наплавленной поверхности.

Наплавку плавящимся электродом ведут по той же технологии, что и обычную сварку. Перед наплавкой поверхность тщательно зачищают, следя особенно за тем, чтобы не осталось жировых пятен и коррозии. Электроды подбирают, исходя из условий эксплуатации наплавляемой поверхности. Для этого применяют как обычные сварочные электроды, предназначенные для сварки легированных сталей, так и специальные наплавочные электроды, обладающие заданными свойствами. Для наплавки износостойких поверхностей применяют порошковые проволоки с заданным химическим составом.

В качестве источников питания для сварочной дуги используют серийные выпрямители и сварочные трансформаторы.

Ручная дуговая наплавка

Ручную дуговую наплавку экономично применять при незначительном объеме наплавочных работ, а также при выполнении наплавки в различных пространственных положениях. Основное внимание при ручной дуговой наплавке стальными электродами (Рисунок 1) уделяется подготовке деталей к наплавке. Качество наплавочных работ в значительной степени зависит от состояния наплавляемой поверхности, поэтому все детали должны быть предварительно очищены. После очистки поверхности детали определяют величину и характер износа, наличие трещин, вмятин и т. п.

При выполнении любых наплавочных работ твердость и износостойкость наплавленного металла зависят от марки наплавочных электродов, химического состава основного металла, режима наплавки и количества наплавляемых слоев.

Недостатками ручной дуговой наплавки является ее относительно малая производительность, тяжелые условия труда, непостоянное качество наплавленного слоя. Повышения производительности при ручной дуговой наплавке можно добиться применением электродов больших диаметров, присадочного прутка, пучка электродов.

Рисунок 1. Схема ручной дуговой наплавки голым электродом (медь и ее сплавы)

Рисунок 2. Схема ручной дуговой наплавки покрытым электродом