Технология наплавки
Достоинством вибродуговой наплавки является то, что это один из немногих способов восстановления деталей малых, размеров. Кроме того, вибродуговая наплавка отличается малой глубиной зоны термического влияния и незначительным нагревом детали.
Плазменная наплавка является одним из эффективных способов, позволяющим наносить металл различного химсостава различной толщины с минимальной глубиной проплавления. Выполняется с помощью плазмотронов.
Принцип работы следующий. Вначале зажигают так называемую дежурную дугу 3, которая горит между вольфрамовым электродом 1 (катод) и медным водоохлаждаемым соплом 2 в газовой среде. В качестве плазмообразующих газов применяются чаще всего аргон или азот. Для ионизации аргона напряжение дежурной дуги должно быть не менее 90 В, сила тока — 40—50 А, для чего в сварочную цепь включается сопротивление R. Расход аргона при горении дежурной дуги незначительный (давление 0,03—0,05 МПа).
При использовании в качестве ионизирующего газа азота напряжение для горения дежурной дуги должно быть не ниже 180 В, давление азота — 0,03—0,05 МПа. Дежурная дуга выдувается из канала сопла в виде газового пламени. Диаметр канала сопла 4—5 мм. Для зажигания основной плазменной дуги прямого действия газовым пламенем дежурной дуги касаются основного металла. Происходит переброс дуги с сопла на основной металл, минуя сопротивление R. Ток резко возрастает до 300—500 А. В этот момент необходимо резко увеличить расход газа (давление газа 0,3—0,4 МПа). Температура внутри столба дуги при использовании в качестве плазмообразующего газа аргона до 21 000 °С.
Для осуществления процесса наплавки электродную проволоку подают в зону плазменной дуги, металл электрода плавится и переносится на деталь.
Для прекращения процесса наплавки плазмотрон отрывают от детали, основная дуга гаснет, но продолжает гореть дежурная дуга.
В качестве наплавляемого материала могут использоваться не только порошки металлов, но и неметаллов (керамический порошок). Это позволяет нанести керамику на металлы.
Режимы наплавки выбираются в зависимости от толщины наплавляемого слоя, толщины основного металла и др.
Для наплавки на неметаллические поверхности и детали с небольшой толщиной стенки применяются плазмотроны с плазменной дугой косвенного действия. Зажигание дежурной дуги и обеспечение ее устойчивого горения осуществляется так же, как и для плазмотрона с плазменной дугой прямого действия. Для зажигания основной плазменной дуги косвенного действия 4 замыкаются контакты и включается основная сварочная цепь. Резко возрастает ток, увеличивается мощность дуги, одновременно включается и повышенный расход газа. Плазменная струя ионизированного газа выходит из сопла в виде мощного газового пламени.
Для осуществления наплавки электродный материал в виде порошка подается в струю плазмы, разогревается до температуры плавления и в виде капель переносится на основной металл. Подача порошков в струю плазмы производится с помощью инертных газов: аргона, азота и др. В состав оборудования для наплавки входят плазмотрон со шкафом управления, источник питания постоянного тока (обычно выпрямитель) с падающей характеристикой. Для наплавки деталей цилиндрической формы плазмотрон устанавливается на суппорт токарного станка, переоборудованного на низкое число оборотов.
К достоинствам плазменной наплавки относятся возможность регулирования температуры нагрева металла, высокая производительность процесса, малая глубина зоны термического влияния, высокое качество наплавленного металла.
К недостаткам процесса необходимо отнести более высокие требования по электробезопасности при выполнении наплавочных работ.
Газовая наплавка применяется сравнительно редко, в основном при индивидуальном способе выполнения работ, из-за трудности механизации процесса, и др.
Плавление металла осуществляется газовым пламенем, образующимся при сгорании кислорода в среде ацетилена. Температура пламени в зоне ядра составляет 3100—3200°С.
Защита расплавленного металла от окисления осуществляется самим газовым пламенем и флюсами. В качестве флюса используют буру или смесь буры и борной кислоты.
