Сельхозтехника Способ сварки под слоем флюса заключается в том, что в зону дуги подают флюс, создающий шлаковую защиту. Под воздействием тепла флюс плавится и дуга между основным металлом и электродной проволокой горит под слоем расплавленного флюса, изолируя расплавленный металл ванны от окружающего воздуха. Схема процесса наплавки под слоем флюса приведена на рисунке 9.
При перемещении детали относительно дуги ванна расплавленного металла остывает, после чего металл кристаллизуется и формируется шов. Флюс, закрывающий сварочную ванну, после затвердения металла остается жидким. Затем он затвердевает, образуя корку, которая легко удаляется. Сварку и наплавку под слоем флюса целесообразно применять для восстановления плоских и цилиндрических поверхностей крупногабаритных деталей. К таким деталям относятся: направляющие колеса, поддерживающие ролики, опорные катки гусеничных тракторов, коленчатые валы двигателей, шлицевые валы и другие подобные им детали.
Материалы. Для автоматической сварки под слоем флюса применяют стальную сварочную проволоку типа Св без покрытия, изготавливаемую по ГОСТ 2246—70. В зависимости от химического состава проволока подразделяется на низкоуглеродистую, легированную и высоколегированную. Марку проволоки выбирают в соответствии с химическим составом свариваемой стали. Например,, для сварки малоуглеродистых сталей применяют низкоуглеродистые проволоки Св-08, Св-08А, Св-08ГА, Св-08ГС и др.
Для механизированной наплавки выпускается специальная наплавочная проволока типа Нп диаметром от 0,3 до 0,8 мм. Наплавочную проволоку, так же, как и сварочную, разделяют на три группы: из углеродистой стали (8 марок) Нп-30, Нп-40, Нп-80„ Нп-50Г и другие; из легированной стали (11 марок) Нп-ЮГз,. Нп-30Х5, Нп-ЗОХГСА, Нп-40Х32ВФ и другие; из высоколегированной стали (9 марок) Нп-2Х14, Нп-ЗХ13, Нп-4Х13, Нп-45Х4ВЗФ, Нп-45Х2В8Т и др.
Кроме проволоки сплошного сечения, для автоматической наплавки под слоем флюса применяют порошковые проволоки, позволяющие получать более высокое качество наплавленного слоя. Порошковые проволоки изготавливают как самозащитные, так и с дополнительной защитой зоны сварки флюсом. Для сварки и наплавки низкоуглеродистых сталей применяют самозащитные проволоки ПП-АН1, ПП-1ДСК, ПВС-1Л. Наплавка под слоем флюса легированных и высоколегированных сталей производится проволоками ПП-ЗХ2В8, ПП-10ХВ14, ПП-2Г13А и др. При наплавке самозащитными проволоками ПП-ЗХ13-0, ПП-ЗХ4ВЗФ-0 твердость наплавленной поверхности достигает HRC 52… 56.
Для наплавки больших поверхностей используют ленту толщиной 0,3… 1,0 мм, шириной 20… 100 мм из стали 50, 65, 65Г, 1X13, 2X13 и др. Для этих целей применяют также специально изготавливаемую порошковую ленту.
При механизированной электродуговой наплавке углеродистых и низколегированных сталей применяют плавленые флюсы ОСЦ-45, ОСЦ-45М, АН-348А, АН-348АМ; для легированных сталей—АН-22, АН-26, АН-10, АН-20, АН-60, АН-80, Нашли применение также керамические флюсы АНК-18, АНК-19, предназначенные для наплавки низкоуглеродистой проволокой Св-08, Св-08А. В состав этих флюсов вводят газозащитные, шлакообразующие, раскисляющие, легирующие, модифицирующие, связывающие элементы. С помощью керамических флюсов можно получать качественный наплавленный слой на открытом воздухе в сырую погоду. В то же время керамические флюсы имеют меньшую механическую прочность и большую гигроскопичность.
Флюсы-смеси приготавливают, как правило, из плавленых и керамических флюсов. В зависимости от получения необходимых свойств в наплавленном металле применяют смесь флюсов АН-348А и АНК-18 в различных соотношениях.
При восстановлении деталей наибольшее применение получили флюсы ОСЦ-45, АН-348А и АН-60.
Оборудование. Для сварочно-наплавочных работ под слоем флюса при восстановлении деталей применяют автомат А-580М. Его используют для наплавки цилиндрических деталей диаметром выше 50 мм проволокой диаметром от 1,6 до 4 мм. Скорость подачи проволоки 78 … 198 м/ч. При наплавке сила постоянного тока изменяется в пределах 200 … 700 А.
Для сварки и наплавочных работ под слоем флюса при восстановлении деталей могут применяться полуавтоматы ПШ-54, ПДШМ-500. Полуавтомат ПШ-54 предназначен для сварки и наплавки проволокой диаметром 1,6… 2 мм на постоянном или переменном токе до 600 А. Полуавтомат ПДШМ-500 предназначен для сварки проволокой диаметрами 1,5; 2,0; 2,5 мм на постоянном и переменном токе в пределах 180… 600 А. Автоматические и полуавтоматические сварочные головки обычно устанавливают на токарно-винторезных станках, переоборудованных применительно к определенному виду наплавки. На суппорте станка изолированно устанавливают сварочную головку и бункер для флюса.
Для достижения необходимой частоты вращения детали станок оборудуют специальным редуктором.
Источники тока при сварке и наплавке под слоем флюса —• выпрямители ВС-300, ВС-600, ВС-1000, ВС-1000-2, ИПП-300, ВДГ-1001, ВДУ-1001, ВДУ-1601 и др. Могут применяться также сварочные преобразователи типа ПС-300, ПСУ-300, ПСГ-500 ПСУ-500.
Институтом электросварки им. Е. О. Патона разработаны на« плавочные станки общего назначения четырех типов: У-651 У-652, У-653, У-654. Станки У-653 и У-654 предназначены для наплавки под слоем флюса порошковой проволокой цилиндрических, конических, шлицевых, наружных и внутренних поверхностей деталей диаметром 50 … 800 мм, длиной до 1300 мм.
Станок У-652 предназначен для наплавки, в том числе и под флюсом, коренных и шатунных шеек коленчатых валов диаметром до 100 мм, длиной до 1300 мм. При этом используют сплошную проволоку диаметром 1 … 2 мм или порошковую диаметром 2,0 … 2,5 мм.
Станок У-651 применяют для наплавки открытой дугой изношенных поверхностей и шлицев деталей диаметром 20… 150 мм и длиной до 1300 мм, используя сплошную, проволоку диаметром 1 … 2 мм или порошковую диаметром 2 … 3 мм.
Режимы сварки и наплавки. При ремонте и восстановлении деталей сварку и наплавку под слоем флюса производят чаще всего для плоских и цилиндрических поверхностей.
Режимы наплавки характеризуются силой тока, напряжением, скоростью наплавки, материалом электродной проволоки и ее диаметром, скоростью подачи проволоки.
Таблица 7. Основные параметры наплавки плоских поверхностей
| .Величина износа, мм | Диаметр электродной проволоки, мм | Сила тока, А | Скорость подачи проволоки, м/ч |
|---|---|---|---|
| 2…3 | 1,6…2 | 160…220 | 100…125 |
| 3…4 | 1,6…2 | 320…350 | 150…200 |
| 4.. .5 | 2…3 | 350…460 | 180.,.210 |
| 5…6 | 4…5 | 650…750 | 200…250 |
Напряжение на дуге меняется в пределах 30… 36 В, скорость наплавки составляет 20… 30 м/ч. Вылет электрода для проволоки диаметром 2… 3 мм обычно принимают 20… 30 мм и для проволоки диаметром 4 … 5 мм — 40 … 50 мм. При наплавке применяют в основном постоянный ток обратной полярности.
Таблица 8. Основные параметры наплавки цилиндрических поверхностей
| Диаметр детали, мм | Сила | тока, А | Диаметр электродной проволоки, мм | Скорость подачи проволоки, м/ч | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 50, | …60 | 120, | …160 | 1,2. | ..2,5 | 75 |
| 65, | …75 | 150. | …220 | 1.2. | ..2,5 | 85 |
| 80 | …100 | 200. | …280 | 1,2. | ..2,5 | 105 |
| 150. | …200 | 250. | …350 | 1,2. | ..2,5 | 140 |
Наплавку плоских поверхностей производят через валик или отдельными участками с целью уменьшения коробления детали.
Скорость наплавки устанавливают в пределах 16… 32 м/ч. С увеличением диаметра наплавляемой детали скорость наплавки возрастает. Напряжение на дуге принимают равным 26… 32 В. Шаг наплавки должен быть 3 … 5 мм/об. При этом высота наплавленного слоя — 1,5 … 3,0 мм.
Вылет электрода принимают таким же, как и при наплавке плоских поверхностей, а диаметр проволоки выбирают в зависимости от диаметра детали или толщины стенки полой деталй.
При восстановлении деталей сельскохозяйственной техники обычно применяют проволоку диаметром 1,2… 3,0 мм. Смещение электрода относительно зенита в сторону, противоположную вращению детали, принимают 5… 15 мм. При этом расплавленный флюс и металл удерживаются на поверхности детали, не растекаясь.
Наплавка цилиндрических поверхностей, как правило, производится по винтовой линии с перекрытием предыдущего валика последующим на 1/2 … 7з ширины.
Предварительный подогрев при наплавке углеродистых и низколегированных сталей до температуры 250… 300 °С повышает содержание углерода в наплавленном слое на 0,01… 0,02% и уменьшает содержание закалочных структур в околошовной зоне.
Проковка шва в процессе наплавки значительно улучшает структуру наплавленного слоя, повышая его твердость и износостойкость.