Восстановление деталей вибродуговой наплавкой

Вибродуговая наплавка отличает­ся от ранее рассмотренных способов наплавки, тем что в процессе восста­новления детали конец электродной проволоки совершает колебательные движения в плоскости, перпендику­лярной наплавляемой поверхности, а также тем, что наплавленный слой ме­талла принудительно охлаждается.

Процесс осуществляется неста­бильной дугой (дуга на стадии тлею­щего разряда) в сочетании с периоди­чески повторяющимся коротким за­мыканием электрической сварочной цепи. Это способствует смягчению теплового режима наплавки. Пере­нос металла в режиме коротких за­мыканий облегчает формирование наплавляемых валиков. Вибродуго­вую наплавку осуществляют на уста­новке стальной проволокой (рис. 7.14), которая подается через мундш­тук 9 до соприкосновения с поверхно­стью детали 1.

Полезность выполнения электро­дом данного колебательного цикла состоит в том, что при коротком замы­кании сварочной цепи основное коли­чество тепла практически аккумули­руется в вылете электрода и неболь­шом микрообъеме поверхностного слоя детали. При этом температура жидкой ванны достигает 1450 — 1500 °С, т. е. не превышает темпера­туры плавления металла. Это не только смягчает тепловой режим на­плавки, но и предотвращает возмож­ность выгорания и испарения химиче­ских компонентов металла. Стадия тлеющего разряда при уда­лении торца электрода от поверхно­сти детали используется для предва­рительного подогрева поверхности детали перед наплавлением очеред­ной порции металла. В отличие от стабильной дуги, температура кото­рой составляет в средней части около 6000 °С, дуга на стадии тлеющего разряда имеет температуру меньше 4000 °С, что также является факто­ром, смягчающим тепловой режим наплавки. Кроме того, молекула со­держащегося в воздухе азота при этой температуре не диссоциирует и поэтому азот остается химически нейтральным по отношению к желе­зу. Это способствует тому, что про­цесс вибродуговой автоматической наплавки деталей может обеспечить достаточно хорошее качество на­плавки без применения защитных средств (флюса, газа и др.).

В ряде случаев в зону наплавки подают охлаждающую жидкость (2,5 — 6 %-ный водный раствор кальцинированной соды или 20 %-ный водный раствор глицерина). Образу­ющийся водяной пар дополнительно защищает расплавленный металл от воздействия азота воздуха, чем способ­ствует получению валика с более высо­кими механическими свойствами.

Вибродуговая наплавка обладает рядом серьезных недостатков. Так, ограниченные объемы сварочной ванны не обеспечивают хорошего пе­ремешивания основного и наплавлен­ного металлов, что приводит к обра­зованию в последнем пор и микротре­щин. В процессе восстановления де­талей охлаждающая жидкость, пода­ваемая в зону сварки, обеспечивает закалку наплавленного валика, а на­кладываемый последующий валик частично расплавляет предыдущий и создает зону отжига, что приводит к возникновению напряженного состо­яния и увеличению трещин в наплав­ленном металле. Наращенный слой сплава имеет неоднородную структу­ру и соответственно физико-механи­ческие свойства. Поэтому у деталей, восстановленных вибродуговой на­плавкой, усталостная прочность сни­жается более чем в 2 раза. Кроме то­го, производительность вибродуговой наплавки по сравнению с наплавкой подслоем флюса значительно ниже, а безвозвратные потери электродной проволоки на угар и разбрызгивание увеличиваются в 3 — 4 раза.

Вследствие указанных причин, вибродуговая наплавка для восста­новления автомобильных деталей применяется в настоящее время ред­ко. Детали, восстанавливающиеся ранее данным способом, в настоящее время успешно наплавляются более прогрессивными методами, напри­мер, электроконтактной приваркой металлического слоя.