Восстановление деталей наплавкой

Наплавка применяется для восстановления детали путем наращивания на нее металла за счет расплавления присадочного материала газовой сваркой или электросваркой. При наплавке большого количества металла на небольшой участок для предотвращения нагрева всей детали ее погружают в водяную ванну для охлаждения. Наплав­кой восстанавливают размеры деталей и получают на ра­бочих поверхностях износостойкие поверхностные по­крытия. В качестве наплавочных материалов применяют литые и порошковые твердые сплавы, содержащие карбиды марганца, хрома, вольфрама, титана и пр. Наплавка износостойкими сплавами повышает срок службы изделий в 3 – 4 раза.

Перед наплавкой поверхность тщательно очищают от грязи, ржавчины и окалины металлической щеткой, напильником, шлифовальным кругом или с помощью пескоструйного аппарата. После этого поверхность обезжиривают раствором каустической соды и тщательно промывают. Перед наплавкой центровые отверстия должны быть выправ­лены. Резьбовые поверхности следует обтачивать до пол­ного удаления резьбы.

Наплавочные материалы наносятся на изделия тонкими слоями во избежание образования трещин. Толщина наплавленного слоя должна быть не более 2 мм. Детали, подвергающиеся наплавке, предварительно нагревают на 350 – 500 º С и медленно охлаждают.

При полуавтоматической наплавке механизирована толькоподача электрода в зону дуги, при автоматиче­ской же наплавке механизирована также и подача элек­трода вдоль накладываемого шва.

При выборе способа наплавки необходимо учитывать: материал детали; ее термическую обработку; поверхност­ную твердость и условия работы (характер нагрузки, по­садки); величину износа и характер изнашивания; допу­стимые величины деформации детали, снижения твердо­сти и усталостной прочности; механическую обработку наплавленного металла; производительность наплавки, трудоемкость и экономичность восстановления.

Ручную электродуговую наплавку сле­дует применять для неответственных деталей крупных размеров, по своей конфигурации неудобных для приме­нения автоматических наплавок (кулачковые муфты, звездочки и др.). она обеспечивает хорошее качество наплавленного металла, экономична и позволяет автоматизировать процесс.

Наплавку в среде углекислого газа и электроимпульсную (вибродуговую) наплав­ку применяют для ответственных деталей с малыми диа­метральными размерами из цементируемых сталей: 20,25, низколегированных 18ХГТ, 18ХНВА, 12ХНЧА, 20ХНМ, 20Х и др., имеющих после термообработки высокую по­верхностную твердость (HRC40 —60) и относительно не­большие износы. Сюда относятся и детали из сталей 40; 50Г; 45; 40Х, имеющие после закалки ТВЧ высокую по­верхностную твердость, работающие в условиях стати­ческих нагрузок. Вибродуговую наплавку деталей, рабо­тающих под динамической нагрузкой, применять нецеле­сообразно.

В среде углекислого газа рекомендуется наплавлять: наружные цилиндрические поверхности деталей диамет­ром до 45 мм; цилиндрические поверхности небольших глубоких отверстий, которые невозможно наплавить под слоем флюса; шлицевые поверхности валов; сварку ли­стовых конструкций толщиной до 1 мм также целесооб­разно вести в среде углекислого газа.

При односторонней выработке поверхности следует наплавлять до устранения одностороннего износа вруч­ную электродами Э42 с последующей правкой до биения не более 0,2 мм.

При вибродуговой наплавке валы и оси предваритель­но проверяют на биение, которое должно быть не более 0,2 мм. Детали, имеющие небольшой износ (0,03— 0,06 мм на сторону), а также работающие в сальниковых уплотнениях, шлифуют или обтачивают на 0,2—0,25 мм меньше номинального размера. Последующая термическая обработка в этом случае не требуется.

В смазочные отверстия и шпоночные пазы перед на­плавкой устанавливают медные или графитовые вставки-заглушки, которые должны выступать на 1—2 мм над поверхностью детали.

Наплавку под слоем флюса применяют для крупногабаритных деталей с износом более 2 мм и отно­сительно невысокой поверхностной твердостью (НВ 350—400), а также для шлицевых и резьбовых по­верхностей. Сюда относятся детали из стали 10; 20; 30; среднеуглеродистые 45; 50Г, или низколегированные 30Х; 40Х.

При наплавке под флюсом шпоночные пазы предвари­тельно заваривают на установке с ручной подачей суп­порта или вручную электродами Э42. Поверхности, наплавленные под флюсом, обрабаты­вают обычным режущим инструментом. Для получения необходимой твердости такие детали подвергают терми­ческой обработке. После наплавки шлицевых поверхно­стей детали правят и проверяют на биение. Шлицевые пазы следует наплавлять продольными швами.

В ремонтном деле применяется наплавка литыми (стеллит и сормайт) или зернообразными (сталинит и вакар) твердыми сплавами.

Стеллиты – твердые сплавы на кобальтовой (иногда никелевой) основе. Стеллиты обладают красностойкостью и устойчивостью против коррозии при высоком давлении газов и паров. Сормайты представляют собой группу литых высокоуглеродистых и высокохромистых железных сплавов, содержащих также никель и кремний и отличающихся большой твердостью, низкой коррозионной стойкостью. Стеллит и сормайт применяют для наплавки в виде круглых электродов диаметром 3 – 7 мм и длиной 300 – 400 мм. Общая толщина наплавленного слоя колеблется в пределах 0,5 – 5 мм. При необходимости механической обработки детали, наплавленной сормайтом, ее подвергают отжигу. После наплавки стеллитом термообработка деталей не производится. Закалка и последующий отпуск детали с наплавкой из сормайта после механической обработки повышают твердость наплавленного слоя. Обработка такой поверхности возможна резцами, оснащенными пластинками из твердого сплава ВК3 и ВК6, или шлифованием.

Зернообразные наплавочные сплавы представляют собой смесь различных металлов (марганец, вольфрам, хром, железо) с углеродосодержащими веществами (нефтяной кокс, сахар, патока). Наплавка выполняется в следующей последовательности. Поверхность детали зачищают до металлического блеска и насыпают на нее тонкий слой (0,2 – 0,3 мм) флюса (прокаленную буру), а поверх него слой зернообразного сплава высотой 3-5 мм и шириной 40 – 60 мм. Включают сварочный агрегат и подводят угольный электрод на край насыпной шихты. Не прерывая дуги, электрод перемещают зигзагообразными движениями по всей ширине слоя шихты со скоростью, обеспечивающей расплавление шихты и сплавление ее с основным металлом. При наплавке в несколько слоев наплавленный участок зачищают металлической щеткой, затем на его поверхность насыпают слой шихты без флюса и наплавляют следующий слой. Во избежание появления трещин и коробления наплавленные детали медленно и равномерно охлаждают в сухом песке или укрывают асбестовыми листами. При наплавке чугунных деталей рекомендуется предварительно их нагреть до 700 º С.

Изношенные детали, изготовленные из меди, бронзы, латуни, алюминия и его сплавов, восстанавливают газовой наплавкой. В качестве присадочных материалов применяют стержни, близкие по составу к основному металлу. При восстановлении деталей из бронзы в качестве присадочного материала могут служить латуни Л62, ЛК-62-03, ЛОК-1-03, которые обеспечивают получение плотного слоя наплавленного металла, повышающего сопротивление изнашиванию. Детали больших размеров и массой более 10 кг предварительно подогревают горелкой или в специальных печах до 460º С. После наплавки рекомендуется быстрое охлаждение на воздухе, а для бронз с высоким содержанием меди – в воде. Детали из меди наплавляют медной проволокой. Большие детали наплавляют с помощью двух горелок: одной осуществляют подогрев, а другой ведут наплавку. Алюминиевые детали восстанавливают газовой наплавкой с применением флюса АФ-4А. В качестве присадки выбирают металл, близкий по составу к основному.