Электродуговая наплавка тел вращения

В этом разделе приведены примеры наплавки тел вращения деталей металлургического оборудования.

Наплавка плунжеров тяжелых гидравлических прессов. Плунжер — один из наиболее нагруженных узлов гидравлического пресса, поверхность которого подвергается абразивному износу твердыми частицами, занесенными технической водой, кавитационному разрушению и коррозии в результате контакта с рабочей жидкостью. В связи с этим поверхность плунжера должна обладать стойкостью против всех указанных видов износа.

Стойкость плунжеров, изготовленных из стали 45 с последующей поверхностной закалкой, недостаточно высока. Одной из причин этого является невозможность получения однородной структуры и одинаковой твердости всей рабочей поверхности при закалке.

Значительное увеличение срока службы можно получить путем наплавки рабочей поверхности плунжера износостойким сплавом. На НКМЗ плунжеры изготовляют из стали 25ГС, а рабочую поверхность наплавляют хромоникелевой аустенитной сталью типа 18-8. Стойкость наплавленного металла против общей коррозии не уступает стойкости катодной стали соответствующих марок.

Все аустенитные стали сильно упрочняются при наклепе. Так, при холодной прокатке сталей типа 18-8 твердость увеличивается в 2—3 раза и может достигать НВ 440—450. Поэтому для повышения стойкости плунжеров рабочая поверхность их после наплавки и окончательной обработки резанием подвергается накатке роликом.

Наплавку плунжеров ведут в два слоя на режиме: /св = = 400^-500 А, ид = 38-4-42 В, инап = 18-J-30 м/ч, v3 = 70- 90 м/ч проволокой Св-08Х19Н10Б диаметром 4 мм. Для наплавки применяют флюс АН-20. Шаг наплавки 10—12 мм, а общая толщина наплавки составляет 8—9 мм. Толщина наплавленного слоя после обработки резанием остается ^ 3 мм.

Для предупреждения появления трещин и пор в наплавленном металле перед наплавкой детали необходимо подогреть до температуры 150—200° С.

Механизация наплавочных работ при изготовлении плунжеров гидравлических прессов позволила получить экономию на этом заводе —20 000 р. в год.

Наплавка плунжеров на Уралмашзаводе производится проволокой марки 10X13. При относительно низкой стоимости по сравнению с другими сплавами и недефицитности этот материал обладает хорошей свариваемостью, а также коррозионной и кави- тационной стойкостью. Наплавленный слой характеризуется достаточной твердостью и удовлетворительно обрабатывается режущим инструментом.

Для предупреждения появления трещин в наплавленном слое делается предварительный подогрев начального участка наплавки до температуры 200° С газовой горелкой. При дальнейшей непрерывной наплавке место наплавки подогревается от электрической дуги. Слой толщиной 10 мм наплавляют с учетом припуска на обработку резанием. Перед нанесением последующего слоя дефекты наплавленного слоя вырубают и заваривают электродами J1-38M и J1-40M. Плунжеры, длина которых превышает рабочий ход головки, наплавляют с переустановкой. Поле наплавки и замера толщины наплавленного слоя снятый с установки плунжер для уменьшения скорости охлаждения заворачивают в асбестовое одеяло. Для обеспечения минимальной деформации плунжеров длиной >7 м их устанавливают на дополнительную роликоопору.

При наплавке поверхности плунжера срок его службы увеличивается в 3—4 раза. Однако внедрение наплавки плунжеров в производство вызвало необходимость повышения производительности наплавки. Наиболее перспективными в этом отношении являются применение двух независимых дуг при наплавке плунжеров малого диаметра, использование электродов большого диаметра (6—7 мм) при наплавке изделий большого диаметра. Кроме того, рационально применение расщепленного электрода ленты, а также наплавка широкими кольцами с поперечным колебанием электрода.

Для наплавки изделий цилиндрической формы Уралмашзаводом совместно с ИЭС им. Е. О. Патона разработана конструкция двух наплавочных установок.

Установка У-53 для наплавки деталей предназначена для автоматической наплавки под флюсом рабочих поверхностей цилиндрических, конусных и плоских деталей с целью повышения их износостойкости путем покрытия, бронзой, медью, коррозионно-стойкой сталью и другими сплавами.

Установка состоит из двух колонн, верхней балки, продольной балки, наплавочной головки, винтов, электромеханического привода, вала, редукторов, задней бабки, каретки, рабочей площадки и сварочного манипулятора.

Деталь устанавливают на сварочный манипулятор и придают ей нужное положение в пространстве. Наплавку производят при постоянном токе силой до 2000 А сплошной или порошковой электродной проволокой диаметром 3—5 мм, электродной лентой толщиной 0,4—1 мм и шириной 70—100 мм, а также электродной проволокой диаметром 6—7 мм. Для этих целей аппарат имеет сменные приставки.

Во время наплавки головка перемещается по продольной балке вдоль образующей наплавляемой детали, которая вращается в манипуляторе со скоростью сварки. При установке наплавочной головки по высоте продольная балка перемещается в вертикальном направлении с помощью винтов от электромеханического привода через вал и редукторы.

При наплавке длинномерных цилиндрических деталей типа плунжеров массой >10 т их вращение осуществляется вращателем, состоящим из задней бабки и непосредственно вращателя. В качестве вращателя используют модернизированную переднюю бабку крупного токарного станка с планшайбой для крепления деталей.

При наплавке изделий большой длины во избежание их провисания между задней бабкой и вращателем на станину устанавливают роликоопору.

Установка для наплавки тел вращения предназначена для наплавки деталей типа валов различными сплавами.

Установка смонтирована на базе токарно-винторезного станка со специально выполненным приводом, дающим малое число оборотов. На поперечном суппорте станка смонтирована колонка, на которой закреплены сварочная головка типа А-384 и головка для наклепа валков с приводом. На станине станка установлена задняя бабка.

Для закрепления деталей длиной 5000 м используют выносную заднюю бабку и роликоопору. Число оборотов шпинделя регулируется коробкой скоростей станка, имеющей восемь ступеней. Скорость продольного перемещения суппорта с колонной задается коробкой передач.

Установка оборудована кольцевым токоприемником, расположенным на коробке скоростей. Пульт управления вынесен от станка и смонтирован в отдельном блоке. Электропитание сварочной головки осуществляется от сварочного генератора ПСМ-1000 через балластные реостаты типа РБ-300.

На установке производится наплавка по винтовой линии или широкими кольцами с поперечными колебаниями электрода.

Учитывая высокую экономическую эффективность электродуговой наплавки при создании новых машин в сварочных производствах заводов тяжелого машиностроения, создаются специализированные наплавочные участки.