Електродугове і газополуменеве зварювання і наплавлення

Ручне електродугове зварювання і наплавлення

Загальні відомості. Зварювання металів за допомогою електричної дуги було вперше відкрито у 1802 р., фізик В. В. Петров уперше в світі відкрив явище дугового розряду і його можливість для розплавлення металу.

Схема зварювання за способом Бенардоса

Схема зварювання за способом Бенардоса

У 1882 р. інженер М. М. Бенардос винайшов спосіб ду­гового зварювання із застосуванням вугільного електрода (рис. 22), Один провід електрозварювального кола приєднується до зварюваль­ного металу 5, другий — до тримача 4 з вугільним неплавким елек­тродом 3. Щоб утворити зварний шов або наплавлений шар, в дугу 1 вводять присадний металевий пруток 2. Для зварювання вугільним електродом потрібний тільки постійний струм і присадний пруток. Це, звичайно, ускладнює процес, і тому широкого застосування цей спосіб не набув.

Такий спосіб застосовують при зварюванні чавуну, кольорових металів, при наплавленні твердими сплавами та електродуговому різанні.

У 1888 р. М. Г. Славянов винайшов дугове зварювання плавким металевим електродом. Процес зварювання став значно простішим і набув великого поширення. Для утворення елек­трозварювальної дуги використовують постійний і змінний струм. Цим способом можна зварювати і наплавляти вуглецеві та леговані сталі всіх марок завтовшки від 1 мм і вище чавун і кольорові метали, а також наплавляти тверді сплави.

Горіння будь-якої зварювальної дуги супроводжується виділенням великої кількості тепла. Температура дуги на осі газового стовпа досягає 6000…7500°С, на ділянках поверхні вугільних електродів (плямах електродів) 3000…4000°С, стальних 2200…2500°С. При зварюванні на постійному струмі вугільними електродами температура дуги на аноді досягає 4000°С і на катоді 3200°С, при використанні стальних електродів — на аноді 2600°С, на катоді 2400°С. Тому при зварюванні тонкого або легкоплавкого металу, а також чутливих до перегрівання високовуглецевих, нержавіючих і легованих сталей електричну дугу живлять струмом зворотної полярності, тобто мінус джерела струму підключають до виробу.

Температура дуги залежить від сили струму, що припадає на оди­ницю площі поперечного перерізу електрода. Цю величину називають густиною струму. Чим вища густина струму, тим вища температура дуги. При ручному дуговому зварюванні плавким електродом засто­совують густину струму від 10 до 20 А/мм2 і напругу 18…20 В.

У ремонтних роботах для зварювання використовують змінний і постійний струм. Зварювальна дуга на змінному струмі малої густи­ни горить нестійко, тому, щоб підвищити стійкість дуги, збільшують густину струму. З цієї причини при зварюванні дрібних деталей збіль­шується небезпека пропалювання їх, проте через простоту джерел живлення зварювання на змінному струмі застосовують досить широ­ко. При зварюванні на постійному струмі дуга горить стійко, що дає і могу використовувати малі струми і зварювати тонкі деталі, крім цього, на постійному струмі можна змінювати його полярність. Тому, незважаючи на більш складне і дороге обладнання джерел живлення, постійний струм дедалі ширше застосовують на практиці.

Продуктивність зварювання характеризується кількістю розплав­леного електродного металу за одиницю часу.

Коефіцієнт наплавлення залежить від присадного матеріалу, матеріалу електродів і складу їх покриття, роду й полярності струму, а також від втрат при зварюванні. Для різних умов коефіцієнт наплавлення визначають дослідним способом. При ручному зварюванні він змінюється в межах 6…18 г/А*год або становить у середньому 8…12 г/А*год.

Під дією високої температури нагрівання в зоні зварювання молекули кисню і азоту, що потрапляють з повітря, частково розпадаються на атоми, а в атомарному стані ці елементи мають велику хімічну активність.

Кисень утворює окисли заліза і призводить до вигоряння цінних легованих елементів (марганцю, кремнію та ін.), цим самим різко погіршуючи властивості наплавленого шару.

Азот утворює так звані нітриди, які підвищують твердість, але зни­жують пластичність і стають причиною короблення і появи тріщин.

Водень, що потрапляє в зону зварювання з вологи та іржі, спричи­нює утворення пор і тріщин.

Щоб зменшити шкідливу дію цих елементів, місце зварювання за­чищають, а зону зварювання захищають нейтральними газами і шла­ками.

Зварювальний дріт і електроди. Якість наплавленого матеріалу і продуктивність процесу зварювання або наплавлення визначається матеріалом електродів та їх покриттів. Залежно від способу зварювання застосовують зварювальний дріт, плавкі і неплавкі електроди стержні, пластини і стрічки. Найбільшого застосування як електродний матеріал набуває електродний зварювальний дріт, що випуска­ється промисловістю.

При механізованих способах зварювання його використовують без покриття, а для ручного дугового зварювання дріт рубають на стержні завдовжки 350…400 мм і на їхню поверхню наносять покриття. Плавкий стержень з нанесеним на його поверхню покриттям називають зварювальним електродом.

Стальний зварювальний дріт виготовляють за ГОСТ 2246—70, що передбачає випуск 77 марок дроту діаметром від 0,3 до 12 мм. Залежно від хімічного складу стальний зварювальний дріт поділяють на низьковуглецевий, легований і високолегований.

Низьковуглецеві дроти Св-08, Св-08А, Св-08ГА Св-10ГА та інші — усього 6 марок, що містять не більш як 0,12% вуглецю,— призначені для зварювання мало- і середньовуглецевих а також деяких низьколегованих сталей.

Леговані дроти Св-08Г2С, Св-08ХН2М, Св-08ХГСМФА та інші — усього ЗО марок — містять до шести легованих елементів із загальною кількістю не більш як 6%. Ці дроти застосовують для зварювання і наплавлення вуглецевих і легованих сталей. Наприклад дроти марок Св-ГСТЮЦА і Св-20ГСТЮА можна використовувати для виготовлення стержнів і застосовувати при зварюванні без додаткового захисту.

Високолеговані дроти Св-12Х13, Св-06Х19М9Т та інші усього 41 марка — містять у своєму складі легованих елементів більш як 6%. Ці дроти застосовують для зварювання нержавіючих, жаростійких та інших спеціальних сталей.

Зварювальні електроди промисловість випускає як плавкі, так і неплавкі. Вугільні неплавкі електроди виготовляють у вигляді стерж­нів завдовжки до 300 мм і діаметром від 6 до 30 мм. Плавкі електроди, які посідають провідне місце в зварюванні, випускаються покри­тими різними елементами для захисту зони зварювання. За своїм при­значенням покриття електродів поділяються на дві групи: стабілізуючі, або тонкі, і якісні, або товсті, покриття.

Стабілізуючі (тонкі) покриття містять речовини, атоми яких легко іонізуються і підтримують стійке горіння дуги, а також полегшують збудження дуги, особливо при зварюванні на змінному струмі. Най­краще іонізуються пари калію. Він буває у вигляді мінералів (граніту, польового шпату) і хімічних речовин (хромату та біхромату калію, поташу, калієвої селітри, а також кальцію, які входять до складу мар­муру і крейди у вигляді вуглекислого кальцію СаСОз). Найбільш просте й поширене стабілізуюче покриття — крейдяне: на 15…20 час­тин за масою натрового рідкого скла беруть 80…85 частин крейди. Покриття наносять на електрод тонким шаром — 0,1…0,3 мм, воно становить 1…2% маси електрода. Стабілізуючі покриття не захища­ють наплавлюваний метал від кисню й азоту повітря, тому зварний шов утворюється досить крихкий, з багатьма сторонніми включен­нями.

Якісні (товсті) захисні покриття захищають наплавлений шар від кисню й азоту навколишнього повітря, а легуючі елементи, що вхо­дять до складу покриття, дають змогу зварювати шов, який не посту­пається основному металу, а іноді й переважає його за механічними властивостями. Ці покриття наносять на електрод шаром 0,7…2,5 мм, і за масою вони становлять 30…75% маси електрода.

Захисні якісні покриття за видом основних речовин, що входять до їх складу, поділяються на рутилові, фтористокальцієві, руднокислі, органічні або газозахисні та ін.

Рутилові покриття містять від 30 до 50% рутилу (двоокис титану ТіОг), від 2 до 8% органічних речовин для газового захисту, 15…25% карбонатів (мармур, крейда) і 10…15% розкислювачів — феромарганець, феросиліцій. Щоб підвищити коефіцієнт наплавлення, додають залізний порошок. Покриття цього типу — АНО-1, АНО-3, АНО-4, АНО-5, AHO-12, ОЗС-З, ОЗС-4, ОЗС-6 та ін. Електроди з рутиловими покриттями універсальні і широко застосовуються для від­повідальних наплавлень. До 75% електродів, які випускає промис­ловість, мають рутилові покриття.

Фтористокальцієві покриття не містять окислів за­ліза і марганцю. До їх складу входять мармур (СаС03) і плавиковий шпат (CaF2), з розкислювачів — феросиліцій, феромарганець, феро­титан, алюміній, а для легування введено металеві порошки. Покрит­тя цього типу — УОНИ-13/45, УОНИ-13/55, ЦЛ-9, ОЗС-2 та ін., а та­кож марок АНО-7 і АНО-8. їх застосовують при наплавленні легова­них сталей і спеціальних сплавів, вони утворюють шов з високими механічними властивостями.

Руднокислі покриття містять окисли заліза, марганцю, кремнію та органічні речовини для газового захисту. Електроди з ци­ми покриттями дають високу якість шва, але окисли марганцю, що виділяються при цьому, шкідливо діють на людський організм, тому використовують такі покриття дуже рідко.

Ільменітові покриття складаються в основному з ільменітового концентрату, а також марганцевої руди, алюмосилікатів, карбонатів, феросплавів та органічних сполук. Найкращим електро­дом з цим покриттям є АНО-6. Він призначений для зварювання низь­ковуглецевих сталей в усіх просторових положеннях.

Органічні покриття містять газозахисні речовини, харчове борошно, целюлозу та інші органічні речовини. До них належать покриття типу ВСЦ-4, ВСЦ-4А, ОМА-2, ОЗЦ-1 та ін. Ці електроди мають мало шлаку і мають великі (до 20%) втрати розплавленого металу при розбризкуванні його. Тому в основному застосовують їх для зварювання сталей малої товщини (0,3…З мм), а також для стельових і важкодоступних швів.

Вибір роду струму і електродів залежить від товщини і хімічного складу зварюваного металу та від умов зварювання (горизонтальні, вертикальні або стельові шви). Деталі завтовшки більш як 5 мм доб­ре зварювати на змінному струмі. Металеві деталі завтовшки менш як 5 мм, а також чавун і кольорові метали краще зварювати на постійному струмі. При зварюванні на постійному струмі горіння дуги стій­ке і, крім того, можна змінювати полярність струму. Якщо зварюють тонкі деталі, то, щоб запобігти пропалюванню металу, їх підключають до катода (на мінус), а електрод — до анода (на плюс). При зварю­ванні товстих деталей анод підключають до деталі, а катод — до електрода.

Товщину стержня електрода вибирають залежно від товщини зва­рюваної деталі. Для зварювання металу великої товщини беруть елек­трод з товщим стержнем, а тонкі деталі зварюють тоншим стержнем електрода. У ремонтних роботах використовують переважно електро­ди із стержнями діаметром від 2 до 5 мм.

Силу струму вибирають залежно від товщини стержня електрода за формулою l = (40…50)dе,

де l — значення зварювального струму, А; dе — діаметр стержня електрода, мм.

Аргонно-дугове зварювання — різновид зварювання в інертних га­зах. Суть його полягає в тому, що зону зварювання і електрод захи­щають інертними газами, аргоном, гелієм або їх сполуками. Крім за­хисту від повітря інертні гази добре іонізуються і створюють кращі умови для стійкого горіння дуги.

Зварювання у захисних інертних газах має ряд переваг над зви­чайним зварюванням: надійний захист зони зварювання від дії кисню й азоту навколишнього повітря, більш висока продуктивність зварю­вання через більшу теплову потужність дуги, а найголовніше — мож­на зварювати важкозварювані метали і сплави, у тому числі й різно­рідні. Цим способом зварюють нержавіючі сталі, алюміній і його сплави, магнієві та жаростійкі сплави, титан, мідь, латунь, бронзу й інші метали.

З інертних газів для захисту при дуговому зварюванні найчастіше беруть аргон, тому й зварювання називають аргонно-дуговим. При цьому зварюванні використовують неплавкі і плавкі електроди.

Як неплавкі електроди застосовують вольфрамові стержні діамет­ром від 0,8 до 6 мм або такі самі стержні з добавками окису цирконію, лантану або торію — вони стійкіші, ніж чисто вольфрамові. Присад­ний матеріал у вигляді дроту подають у зону зварювання вручну або спеціальним механізмом. Зварювання проводять на постійному або змінному струмі.

Пальники ручного аргонно-дугового зварювання неплавким воль­фрамовим електродом складаються з головки 4 (рис. 23) і корпуса 6, до якого приєднують кабель із шлангом для аргону і струмопроводом повітряного або водяного охолодження. Вольфрамовий електрод 2 закріплюють під ковпаком 5. Сопло 3 призначене для формування потоку захисного газу навколо зони зва­рювання.

Пальник для аргоно-дугового зварювання неплавким електродом

Пальник для аргоно-дугового зварювання неплавким електродом

При механізованій подачі присадного матеріалу дріт 1 у гнучкому шланзі кріплять до корпуса пальника. Для зварювання кольорових металів і легованих сталей завтовш­ки до 2,5 мм використовують пальники ЗР-З—66 з природним повітря­ним охолодженням. Для зварювання великих де­талей з чавуну і легованих сталей застосовують пальники з водяним охолодженням типу АР-10, ГРАД-200 та ін.

Джерела живлення струмом. На ремонтних підприємствах сільського господарства як дже­рело живлення струму при електродуговому зва­рюванні широко застосовують зварювальні транс­форматори, перетворювачі і випрямлячі. Усі дже­рела живлення оснащені пристроями для регулю­вання струму.

Зварювальні трансформатори використовують для живлення зварювальної дуги змінним стру­мом. Застосовують трансформатори СТН-350, СТН-500, ТСК-300, ТСМ-500, ТД-300 і ТД-500. Цифри у марці трансформатора показують значення номінального струму. Найкра­щими є трансформатори останніх моделей типу ТД. Вони можуть працювати в двох діапазонах малих струмів, але з підвищеною (до 75 В) напругою холостого ходу.

Зварювальні перетворювачі використовують для живлення зварю­вальної дуги постійним струмом.

Перетворювач найчастіше складається з генератора постійного струму і електродвигуна, змонтованих на одній рамі. Якір генерато­ра і ротор електродвигуна, як правило, розміщені на одному валу й оснащені вентилятором для охолодження під час роботи.

На ремонтних підприємствах широко застосовують перетворювачі марок ПСО-120, ПСО-300 — З, ПС-500, ПСО-500 і універсальні пере­творювачі ПСУ-300, ПСУ-500. Останні крім пристроїв для регулюван­ня струму обладнані пристроями для регулювання напруги.

Для зварювання в польових умовах промисловість випускає зва­рювальні агрегати з двигуном внутрішнього згоряння. Зварювальний генератор і двигун змонтовані на одній рамі і з’єднані еластичною муфтою. Найширше застосовуються пересувні агрегати АСБ-300 — 4 і АСБ-300 — 7, які мають номінальний зварювальний струм 320 А з межами регулювання 75…320 А і номінальну напругу 30 В.

Зварювальні випрямлячі дедалі ширше застосовують як джерела живлення зварювальної дуги постійним струмом. Вони складаються і і знижувального трифазного трансформатора і випрямного блока з кремнієвими або германієвими і селеновими вентилями. Крім того, нони оснащені вентилятором і пускорегулювальною апаратурою. Усі механізми змонтовані в одному корпусі. Зварювальні випрямлячі ма­ють ряд переваг над зварювальними перетворювачами: менша питома витрата енергії, менші маса і габарити, значно простіші для обслуговування.

Для зварювання під час ремонту машин використовують випрям­лячі марок ВСС-120-А, ВСС-300—3 та універсальні моделі ВСУ-300, ВСУ-500, випрямлячі ВД-101 та ін.

Особливості технології ручного електродугового зварювання і наплавлення такі.

Зварювання і наплавлення стальних деталей. Висока якість зварювання і наплавлення стальних деталей значною мірою залежить від хімічного складу металу, вмісту в ньому вуглецю і легованих до­мішок.

Маловуглецеві, вуглецеві і низьколеговані сталі зварюють звичай­ним способом. Багатошарове зварювання або наплавлення цих сталей виконують так, щоб при накладанні наступного шару попередній не встигав охолонути до температури нижче як 200°С. Сталь, яка легко загартовується, перед зварюванням підігрівають до температури 200…250°С, те саме роблять і при зварюванні на морозі. Вуглецеві і низьколеговані сталі зварюють і наплавляють переважно електрода­ми типу 3-42, 3-46 з рутиловим покриттям АНО-4, АНО-5, ОЗС-4 та ін. При зварюванні деталей з конструктивних сталей найкращу якість дають електроди типу 3-42А з фтористокальцієвими покриттями УОНИ-13, ОЗС-2. Для наплавлення швидкозношуваних поверхонь, які працюють в абразивному середовищі, коли потрібно підвищити їх твердість, краще застосовувати електроди типу Т-590, Т-620, 13КН, БХЗ-2. Вони дають менш пластичний метал шва, але з твердістю близько HRC 56…62 без термообробки.

Деталі з цементованими поверхнями і високою твердістю (кулачки розподільних валів, тарілки штовхачів та ін.) відновлюють електрода­ми 03H-400 і ЦН-4. Ці електроди забезпечують твердість шару HRC 45…55 без термічної обробки. Перед наплавленням з кулачків розподільних валів наждачним кругом знімають верхній наклепаний шар металу завтовшки 1…2 мм. При наплавленні розподільний вал частково занурюють у воду, щоб зменшити короблення і не допустити порушення термічної обробки ділянок, розміщених ближче до зони зварювання. Так само наварюють тарілки штовхачів клапанів.

Тонкостінні стальні деталі (кабін, оперення, паливних баків тощо) завтовшки менш як 2 мм зварюють з відбортовуванням кромок на 90 або 180°. Відбортовані кромки краще зварювати вугільним електро­дом без присадного матеріалу. При зварюванні тонкостінних деталей плавким електродом використовують джерела живлення постійним струмом, які дають змогу створювати малий струм при підвищеній напрузі.

Стальні деталі завтовшки від 1 мм до сотих часток міліметра успішно зварюють аргонно-дуговим зварюванням неплавким електро­дом із застосуванням спеціальних транзисторних джерел живлення типу АП-4, АП-5 і АП-6. Вони дають можливість виконувати зварю­вання на постійному імпульсному струмі прямої і зворотної полярно­сті. Межі регулювання струму в цих апаратах — від 0,05 до 300 А.

Баки, бочки, автоцистерни та інші ємкості з-під палива і мастил перед зварюванням ретельно очищають від слідів нафтопродуктів або заповнюють відпрацьованими газами карбюраторних двигунів, попе­редньо очистивши .їх пропусканням через воду.

Зварювання чавунних деталей. Відновлення чавунних деталей зва­рюванням— процес складний, обумовлюваний хімічним складом ча­вуну, його структурою і особливими механічними властивостями. За хімічним складом чавун—сплав заліза з вуглецем, що містить деяку кількість кремнію, марганцю, фосфору, сірки та інших домішок. Як правило, у чавуні міститься від 2 до 3,6% вуглецю.

Механічні властивості чавуну набагато залежать від того, у якому стані перебуває вуглець. Якщо більша частина його міститься в зв’я­заному стані у вигляді цементиту (Fe3C), то такий чавун має світлі­ший колір, він твердий, крихкий і не піддається механічній обробці. Його часто називають білим і майже не застосовують для виготовлен­ня деталей. Найчастіше застосовують сірий чавун. У ньому більша частина вуглецю перебуває в структурно-вільному стані, у вигляді пластинчастих включень графіту. Сірий чавун також крихкий, але достатньо м’який і легко піддається обробці.

При швидкому охолодженні сірого чавуну, розплавленого або на­грітого до температури понад 750°С, графіт легко переходить у цемен­тит (тобто чавун відбілюється) і, крім того, загартовується. Відносне подовження чавуну при розриванні практично дорівнює нулю, тому при нерівномірному нагріванні або охолодженні майже завжди вини­кають великі внутрішні напруги і тріщини. У розплавленому стані ча­вун рідкотекучий і миттєво переходить з рідкого стану в твердий, минувши пластичний. Усі ці властивості чавуну значно утруднюють зварювання його.

Розроблено багато способів зварювання чавуну, але рекомендува­ти якийсь з них для відновлення конкретної деталі важко, оскільки навіть в однієї корпусної деталі із стінками різної товщини може бути різна структура чавуну, і, отже, для зварювання потрібно засто­совувати різні способи. Наближено всі способи зварювання чавунних деталей поділяють на два види: гаряче і холодне зварювання.

Гаряче зварювання чавуну полягає в тому, що деталь перед зварюванням підігрівають, а після зварювання — повільно охо­лоджують. Краща температура підігріву, яка забезпечує високу якість зварювання — 600…650°С. Більш високе нагрівання призводить до зростання графітних зерен, а при нагріванні понад 750°С відбувають­ся уже хімічні й структурні зміни. Швидкість охолодження від почат­ку тверднення наплавленого металу до 600°С повинна становити не більше як 4°С за секунду. При надто великій швидкості охолодження погіршується процес графітизації і відбувається відбілювання чавуну.

Дрібні деталі підігрівають до температури 150—200°С. Щоб запо­бігти появі деформацій і тріщин, підігрів і охолодження ведуть по­вільно й рівномірно.

Заварювання дефектів виконують чавунними електродами великих діаметрів (12…14 мм) на підвищеному зварювальному струмі (1200…1300 А), при великій рідкій ванні, щоб створити потрібні умови для видалення газів і неметалевих включень з розплаву. Зварювання проводять тільки в нижньому положенні шва і без перерви до пов­ного заповнення тріщин. Перед зварюванням кінці тріщини засвер- длюють і вздовж тріщини розчищають місце під шов. Щоб не розті­кався рідкий чавун, місце зварювання заформовують графітними або кутниковими пластинами.

Зварювання чавуну з попереднім підігріванням забезпечує, як пра­вило, високу якість наплавленого металу, але це дуже трудомісткий процес і тому застосовується все рідше й рідше.

Холодне зварювання чавуну виконується без поперед­нього підігрівання деталі і знаходить широке застосування на ремонт­них підприємствах. Його виконують різними способами і з застосу­ванням спеціальних електродів.

  • Зварювання чавуну стальними електродами звичайним способом майже завжди приводить до утворення зони відбіленого чавуну і зо­ни загартованого чавуну вздовж заварюваної тріщини, а наплавле­ний валик являє собою загартовану високовуглецеву сталь. Крім того, уздовж наплавленого валика дуже часто з’являються одна або кіль­ка нових тріщин. Щоб запобігти цим дефектам, застосовують багато­шарове наплавлення електродами з маловуглецевої сталі або так зва­ний спосіб відпалюючих валиків.

Уздовж тріщини чавунної деталі виконують У-подібне глибоке роз­чищання кромок і по обидва боки знімають ливарну кірку на відстані, яка приблизно дорівнює ширині обробки. На перший зварювальний валик завдовжки 40…50 см відразу ж накладають другий, відпалюю­чий валик. При накладанні другого валика перший більше прогріва­ється і потім остигає повільніше. Значна частина цементиту розпада­ється, виділяється графіт, а загартована частина шва частково від­пускається і нормалізується. Верхній (відпалюючий) валик уже менше піддається загартовуванню, внаслідок чого різко знижується твердість усього шва і частково знімаються залишкові напруги.

Щоб підвищити надійність зварювання тріщин у сильно наванта­жених деталях (корпуси коробок передач, корпуси трансмісій тракто­рів та ін.), на оброблених кромках тріщини часто ставлять у шахо­вому порядку на різьбі зміцнюючі стальні шпильки або скоби. Діаметр шпильок рекомендується брати в межах (0,15…0,2) але не менше діаметра електрода. Відстань між шпиль­ками повинна дорівнювати (4…6). Шпильки обварюють кругом і по­тім наплавляють увесь суцільний шов.

Перші шари в обробці тріщини або обварювання зміцнюючих шпи­льок виконують спеціальним електродом ЦЧ-4, а всі наступні — елек­тродами типу УОНИ-13/55 чи іншими із стержнів маловуглецевої сталі.

Відновлення чавунних деталей способом відпалюючих валиків у поєднанні із встановленням зміцнюючих шпильок, скоб та інших зв’яз­ків дає задовільні результати. Але при цьому способі потрібна велика підготовча слюсарна робота. Спосіб трудомісткий, малопродуктивний, потребує великої кількості електродного матеріалу. Тому, коли не по­трібна висока міцність зварного шва, застосовують для зварювання біметалеві електроди.

  • Зварювання чавуну електродами на основі нікелю забезпечує досить високу міцність, відсутність тріщин і добру оброблюваність на­плавленого металу. Електроди типу ЦЧ-ЗА виготовляють з дроту Св-08Н50. У металі, наплавленому цим електродом, міститься 48…50% нікелю. Електроди призначені для холодного зварювання сірого і високостійкого чавуну. Вони рекомендуються для усунення дефектів у чавунних головках блоків, у блоках двигунів та в інших відповідальних деталях.

За кордоном широкого застосування набули електроди з вмістом нікелю до 90%. Проте вартість цих електродів дуже висока.

  • Зварювання чавуну електродами на основі міді застосовують в усіх випадках, коли потрібна висока міцність зварного шва.

Мідно-залізні електроди ОЗЧ-1 виготовляють з мідного стержня з фтористокальцієвим покриттям, у яке добавляють 50% залізного по­рошку. Ці електроди застосовують для зварювання тріщин у водяних сорочках блоків двигунів, головках блока, резервуарах радіаторів та в інших деталях. Шар, наплавлений електродами ОЗЧ-1, являє собою мідь, насичену залізом з вкрапленням загартованої сталі, яка має велику твердість. На межі шва окремими ділянками розміщуються зони відбілювання. Незважаючи на досить високу твердість, шов мож­на обробляти твердосплавним інструментом.

Мідно-нікелеві електроди МНЧ-1—МНЧ-2 являють собою стержні з монель-металу (28% міді, 2,5% заліза, 1,5% марганцю, решта ні­кель) або із сплаву МНМц (40% нікелю, 1,5% марганцю, решта мідь). Нікель цих електродів не утворює з’єднань з вуглецем, тому наплавлений шов має малу твердість, майже не має зони відбіленого чавуну, зона загартованого чавуну має високу твердість, яку можна легко знизити незначним відпусканням. Наплавлений шов має меншу здатність до утворення пор і тріщин, легко піддається обробці, але міцність його менша. Тому мідно-нікелеві електроди часто застосо­вують у поєднанні з електродами ОЗЧ-1. Перший шар, щоб забезпечи­ти щільність, і останній, щоб поліпшити обробку, наносять електрода­ми МНЧ-2, а все інше заплавляють електродами ОЗЧ-1.

Добрі результати при холодному зварюванні чавуну дають елек­троди АНЧ-1 із стержнем з аустенітного хромонікелевого дроту Св-04Х19М9 або Св-04Х19Н9Т, оснащеним мідною оболонкою і фто­ристокальцієвим покриттям типу УОНИ-13/55. Зварювання цим елек­тродом виконують постійним струмом 100…120 А зворотної полярно­сті.

Наплавлений шов досить щільний, легко піддається обробці, але недостатньо міцний, оскільки електрод має 75…80% міді.

Зварювання кольорових металів і сплавів, особливо алюмінієвих, широко застосовують при ремонті, оскільки в сучасних тракторах і ав­томобілях багато деталей виготовлено з кольорових металів.

Мідь, бронза і латунь звичайною дугою і плавкими елек­тродами зварюють погано, тому що в розплавленому (рідкому) ста­ні мідь і сплави на її основі дуже рідкотекучі, добре розчиняють гази, особливо кисень і водень, легко окислюються. Вони мають великий коефіцієнт лінійного розширення і зазнають значних структурних змін у зоні зварювання.

Мідь і її сплави задовільно зварюються вугільним електродом на постійному струмі прямої полярності і добре зварюються аргонно- дуговим зварюванням вольфрамовим електродом. Як присадний ма­теріал при цьому застосовують круглі або прямокутні прутки при­близно такого самого хімічного складу, як і зварюваний метал. Якщо зварюють вугільним електродом, то флюсом може бути прожарена до 500…550°С бура. Наплавлений шов проковують при температурі не вище як 500°С, щоб поліпшити його механічні властивості.

При зварюванні латуні та інших мідно-цинкових сплавів застосо­вують прутки з підвищеним вмістом цинку. У процесі зварювання цинк випаровується, пара його отруйна, тому на робочому місці по­трібно створити надійну вентиляцію і застосувати респіратори.

Алюміній і його сплави також мають деякі особливо­сті, які створюють труднощі при зварюванні їх. Алюміній легко окис­люється на повітрі, і поверхні деталей з алюмінію та його сплавів зав­жди покриті щільною плівкою окису алюмінію Аl2Оз, температура плавлення якого становить 2050°С, тоді як температура плавлення чистого алюмінію 660°С. Тугоплавка і механічно міцна плівка окису алюмінію створює основні труднощі при зварюванні його. Крім того, при нагріванні алюміній і сплави не змінюють кольору, а в розплав­леному стані мають велику рідкотекучість, що також утруднює зварю­вання.

Електродами або присадковим матеріалом при зварюванні чисто­го алюмінію і його сплавів можуть бути прутки або дріт, хімічний склад яких близький до зварюваного металу. У покриття електродів або у флюс вводять хлористі і фтористі солі літію, калію, які енергій­но розчиняють і ошлаковують окис алюмінію. Зварювання виконують постійним струмом зворотної полярності, при якій внаслідок катод­ного розпилення поліпшуються умови руйнування окисної плівки. При діаметрі електрода 4…6 мм використовують струм 120…150 А. Після зварювання, щоб запобігти роз’їданню металу, шлак із шва видаля­ють, промиваючи гарячою або підкисленою водою і ретельно проти­раючи стальними щітками. Перед зварюванням поверхню деталі зне­жирюють бензином або ацетоном і очищають механічним способом чи вручну (стальною щіткою).

Для зварювання чистого алюмінію використовують електроди ОЗА-1. Алюмінієво-кремнисті сплави (типу силумін) зварюють елек­тродами ОЗА-2.

Щоб запобігти коробленню, утворенню тріщин і поліпшити якість зварювання, деталі з алюмінію і його сплавів перед зварюванням підігрівають до температури 200…350°С (залежно від їх розмірів). Великі деталі підігрівають до більш високої температури. Температу­ру підігріву визначають за допомогою термопар або спеціальних олів­ців. Кінці тріщин у деталях засвердлюють, а кромки розчищають під кутом 60…90°. Розплавлений метал утримують від розтікання стальни­ми або глиняними підкладками. Щоб утворилася дрібнозерниста структура металу шва, деталь після зварювання повільно охолоджу­ють, а шов злегка проковують. Внутрішню напругу знімають нагріван­ням до температури 300…350°С з наступним повільним охолодженням.

Аргонно-дугове зварювання вольфрамовим електродом дає мож­ливість надійно зварювати алюміній і його сплави без застосування флюсу. Але окисну плівку і забруднення з поверхні деталі перед зва­рюванням слід видаляти більш ретельно, ніж при використанні флюсу.

Заходи боротьби із зварювальними напругами і деформаціями.

При зварюванні і наплавленні в деталях виникають власні (внутріш­ні) напруги. У багатьох випадках ці напруги бувають настільки вели­кі, що з’являються тріщини або короблення деталі.

Основні причини утворення напруг і деформацій — нерівномірне нагрівання металу, ливарна осадка розплавленого металу і структурні зміни, спричинювані значним нагріванням і наступним швидким охо­лодженням.

Боротьба із деформаціями під час зварювання

Боротьба із деформаціями під час зварювання

Найефективніший спосіб зниження власних напруг — це підігрі­вання деталі перед зварюванням і повільне охолодження після нього. Попереднє підігрівання значною мірою знижує теплові та усадочні напруги, а повільне охолодження запобігає різким структурним пере­творенням, особливо в навколошовній зоні.

Сталі, які легко загартовуються, з вмістом вуглецю 0,35% і біль­ше, підігрівають до температури 150…280°С. Щоб наплавлений шар мав високу якість, високовуглецеві (більш як 0,55%) вуглецю) і лего­вані сталі після зварювання або наплавлення піддають термічній обробці, яка не тільки поліпшує якість шва, а й знімає власні напруги. У деяких випадках застосовують високотемпературне відпускання сталі після наплавлення, тобто нагрівання до температури 600…650°С, витримку при цій температурі з розрахунку 2…3 хв на 1 мм товщини металу і повільне охолодження разом з піччю.

Для підігрівання деталей використовують індикатори, багатополуменеві і однополуменеві газові пальники, спеціальні печі та ін. Попе­реднє нагрівання, відпускання і термообробка завжди пов’язані із значним ускладненням процесу і зниженням продуктивності. Тому для зменшення власних напруг і деформацій розроблені і успішно засто­совуються менш трудомісткі способи.

При зварюванні і наплавленні симетричних деталей зварні шви накладають у певній послідовності, внаслідок чого створюються зрівноважувальні деформації (рис. 24, а). Інколи при підготовці деталей до зварювання створюють деформації, зворотні тим, які можуть ви­никнути після зварювання (рис. 24,6). При багатошаровому наплав­ленні деталей рекомендується пошарове проковування швів пневма­тичним зубилом із заокругленим лезом. Щоб не було тріщин і надри­вів, перший та останній шви не проковують. Не рекомендується проковувати крихкі й загартовані шви.

Деформації, які виникають у деталях після наплавлення, усува­ють механічною або термічною правкою. Для механічної правки за­стосовують молоти, різні правильні вальці і преси. При термічній правці швидко нагрівають до температури 700…800°С і охолоджують випуклий бік деформованої деталі. Зрівноважувальні деформації, які виникають при цьому, вирівнюють деталь.

Газополуменеве зварювання і наплавлення

Загальні відомості. До газополуменевого зварювання і наплав­лення належать процеси нагрівання і розплавлення металів полум’ям від згоряння різних газів (ацетилену, водню, метану, пропану та ін.) у технічному кисні.

Спосіб утворення високотемпературного газового полум’я було розроблено наприкінці XIX ст. Тоді вже розпочалося промислове ви­робництво ацетилену, кисню, водню і газополуменеве зварювання ме­талів було основним способом міцного з’єднання металевих конструк­цій. Потім у зв’язку з бурхливим розвитком електродугового та інших видів зварювання газополуменеве відійшло на другий план. Але й до­сі його широко застосовують під час ремонту машин, а в окремих ви­падках без нього просто не обійтися.

Недоліки газового зварювання — менша, ніж при дуговому зва­рюванні, швидкість нагрівання і розплавлення металу, ширша зона теплової дії і в зв’язку з цим більша можливість короблення зварю­ваного виробу. При зварюванні великих виробів (завтовшки більш як 6…8 мм) продуктивність порівняно з дуговим зварюванням значно нижча, тому газове зварювання застосовують переважно для з’єдна­ння і наплавлення тонких деталей. Вартість застосовуваних при цьому газів вища від вартості електроенергії, тому газове зварювання дорож­че від електродугового. Крім того, воно важче, ніж електричне, під­дається механізації й автоматизації.

Переваги газового зварювання — порівняно просте і недороге об­ладнання, можливість широкого маневрування потужністю, складом і напрямком полум’я при зварюванні. Газове полум’я застосовують для зварювання і відновлення деталей з тонколистової сталі (резервуари, баки з-під палива, нафтотара, кабіни, оперення автомобілів, тракто­рів і т. ін.); ним зварюють, заварюють тріщини і наплавляють деталі з чавуну, алюмінію та його сплавів, міді, бронзи, латуні, свинцю, вико­нують паяльні та інші роботи.

Для газового зварювання і наплавлення у багатьох випадках вико­ристовують ацетилен; при згорянні в кисні він дає температуру по­лум’я до 3150°С, а інші гази — 2000…2300°С. Ацетилен утворюється при взаємодії карбіду кальцію з водою в спеціальних, простих за бу­довою апаратах, які називаються генераторами. Проте ацетилен вико­ристовують мало, оскільки він у 15…20 раз дорожчий від інших горю­чих газів і вибухонебезпечний. Ацетилен вибухає при швидкому нагрі­ванні його до температури 400…500°С, а також при збільшенні тиску понад 0,15 МПа, тому використовувати ацетилен з тиском, що переви­щує допустимий, заборонено. Суміші ацетилену з повітрям при вмісті ацетилену 2,2…81% (за об’ємом) або з киснем у межах 2,8…93% та­кож вибухають. Особливо небезпечні домішки фосфористого водню, вміст його понад 0,7% різко підвищує вибухонебезпечність ацетилену.

Значного поширення набуває спосіб використання ацетилену з балонів, які заповнюються на спеціальних промислових підприємствах, де враховують властивості ацетилену розчинятися в аце­тоні. У такому вигляді ацетилен практично безпечний. Крім того, використання ацети­лену з балона спрощує обслуговування і підвищує продуктивність праці зварника.

Будова і температура ацетилено-кисневого полум'я

Будова і температура ацетилено-кисневого полум’я

Ацетилен та інші горючі гази змішують з киснем у потрібних кількостях в спеціаль­них пристроях, які називаються зварюваль­ними пальниками. Як показує практика, для повного згоряння ацетилену потрібно дещо більше (за об’ємом) кисню (приблизно на 10…30%). Ацетилено-кисневе полум’я має три яскраво виражені зони з різною темпе­ратурою і легко регулюється за зовнішнім виглядом (рис. 25). Внутрішня частина полум’я, яка називається ядром, найяскра­віша, її температура становить не більш як 1200°С. Середня частина має найвищу температуру — до 3150°С, її інколи називають зварювальною. Зовнішня частина утворює факел полум’я. Залежно від зміни подачі кисню змінюється форма полум’я і всіх трьох його частин. Змінюючи відношення ацетилену до кисню, можна мати три основні види полум’я: нормальне, або відновлю- вальне (кисню 1,1…1,2), окислювальне (кисню більш як 1,3) і навуглецьовуюче (з надлишком ацетилену, відношення менш як 1,1). Найяскравіше виражені всі три частини нормального полум’я. Як правило, цим полум’ям і виконують зварювання.

Особливості технології газового зварювання і наплавлення. Основна відмінність технології газового зварювання від технології електродугового — більш плавне і повільне нагрівання металу. Газо­ве зварювання в основному застосовують для стикових з’єднань і окре­мих видів наплавлювальних робіт. Кутові, таврові з’єднання і з’єднан­ня внапуск при газовому зварюванні використовують дуже рідко через значні деформації, що виникають при зварюванні. Особливо зручне з’єднання для газового зварювання — стикове з відбортуванням кро­мок, його виконують без застосування присаджувального дроту. Метал завтовшки менш як 4 мм можна зварювати без скосу кромок. При зварюванні металу завтовшки 5…15 мм потрібний скіс кромок під У-подібпий шов із загальним кутом розкриття 70…90°, а при товщині понад 15 мм — під Х-подібний шов з такими самими кутами розкриття з обох боків.

Зварювання і наплавлення сталей. Сталі більшості марок зварю­ють і наплавлюють нормальним полум’ям. Наплавлений шов прокову­ють у гарячому стані при температурі 850…900°С (світло-червоне роз­жарювання), а потім нормалізують, тобто нагрівають до 900°С і охо­лоджують на повітрі. Як присаджувальний матеріал використовують дріт, який за хімічним складом близький до зварюваної сталі.

Маловуглецеві сталі зварюють дротом Св-08А і Св-08ГА.

Для зварювання високовуглецевнх, легованих сталей, а також для наплавлення шва підвищеної міцності застосовують дроти Св-08Г2С, Св-12ГС, Св-18ХГСА та інші і зварюють сталі із застосуванням флю­сів. Як флюс використовують прогартовану буру, кремнієву і борну кислоти та інші речовини. Перед зварюванням деталі підігрівають до температури 250…300°С.

Зварювання чавуну. Застосування ацетилено-кисневого полу­м’я — один з найбільш надійних способів зварювання чавуну. При га­зовому зварюванні повільніше і рівномірніше, ніж при дуговому, на­грівається й охолоджується деталь. Внаслідок цього у наплавлюваному металі і по його краях створюються кращі умови для графітизації вуглецю, зменшується вірогідність відбілювання чавуну, виникнення внутрішніх напруг і появи тріщин. Як правило, газове зварювання супроводжують загальним і місцевим підігріванням деталі. Невеликі деталі підігрівають полум’ям пальника безпосередньо перед зварю­ванням; великі деталі підігрівають у спеціальних печах або пристро­ях. Як присадний матеріал використовують чавунні стержні діаметром 4, 6, 8, 10 і 12 мм. Для зварювання дрібних деталей застосовують ча­вунні стержні марки Б, а для великих — стержні марки А.

Зварюють чавун нормальним або навуглецьовуючим полум’ям при витраті ацетилену 100…120 дм3/год на 1 мм товщини металу.

Для видалення із зварювальної ванни окислів кремнію, заліза, мар­ганцю використовують флюс із суміші: бури 56%, соди і поташу по 22% або прожареної бури 23%, вуглекислого натрію 27% і азотно­кислого натрію 50%. Флюс підсипають у зварювальну ванну, а пруток у процесі зварювання частіше занурюють у флюс.

Добрі наслідки дає зварювання чавуну газовим полум’ям із засто­суванням прутка з латуні Л62, флюсу з бури або суміші бури (50%) і борної кислоти (50%).

Зварювання міді та її сплавів. Мідь і бронзу зварюють тільки нор­мальним полум’ям. При зварюванні міді завтовшки до 10 мм витра­та ацетилену на 1 м товщини повинна становити 150 дм3/год, а по­над 10 мм — 200 дм3/год або треба брати два пальники одночасно: один для підігрівання металу, другий для розплавлення і зварювання металу.

Як присадний матеріал при зварюванні міді використовують дріт з чистої міді або міді, яка містить до 0,2% фосфору і до 0,3% крем­нію, а при зварюванні бронзи — дріт, за своїм складом близький до зварюваної бронзи.

Для розкислювання окислів застосовують флюси, що містять чис­ту буру або суміш: бури 50% і борної кислоти 50%- Щоб поліпшити структуру наплавленого шва, його проковують при температурі 200… 300°С, потім відпалюють при температурі 500…550°С і швидко охо­лоджують водою.

Латунь зварюють окислювальним полум’ям з надлишком кисню до 30…40%. У цьому випадку на поверхні розплавленого металу утво­рюється плівка окису цинку, яка захищає зону зварювання від даль­шого випаровування цинку. Для видалення окисів міді і цинку вико­ристовують флюси таких складів: борна кислота 35%, фосфорнокис­лий натрій 15%, решта — плавлена бура, або борна кислота 80% і плавлена бура 20%, або спеціальні рідкі флюси БМ-1 і БМ-2. Остан­ні через спеціальну посудину — флюсоживильник подають у пальник разом з ацетиленом. Пари цих флюсів отруйні, тому зварник повинен працювати в респіраторі, а місце зварювання слід обладнати місцевою витяжною вентиляцією. Як присадний матеріал беруть дріт, який за складом близький до зварюваної латуні, або спеціальні присадні дро­ти — ЛК62-05, Л060-1 і ЛОК59-1—0,3, що містять у своєму складі розкислювачі — олово та кремній.

Зварювання алюмінію і його сплавів. Алюміній і його сплави добре зварюються газовим зварюванням тільки нормальним полум’ям. При­садний дріт беруть такого самого складу, як і зварюваний метал. Для видалення окисної плівки алюмінію використовують флюси АФ-4А, АН-4А, АН-А201, які містять хлористі та фтористі солі літію, натрію, калію і барію. Після зварювання залишки флюсу видаляють гарячою водою. Окисну плівку можна зняти, як і при дуговому зварюванні, спеціальним скребком, але для цього зварник повинен мати великий досвід, оскільки в шов можуть потрапити залишки окисної плівки, яка перешкодить сплавленню металу.

Механізовані способи електродугового зварювання і наплавлення

Автоматичне наплавлення під шаром флюсу — один з найбільш прогресивних і поширених способів відновлення деталей на ремонт­них підприємствах. Вперше його було розроблено в Київському інсти­туті електрозварювання ім. Є. О. Патона.

Суть цього способу така. До дуги 7, що горить між електродом 6 і поверхнею обертової деталі І (рис. 26), через мундштук 5 спеціаль­ним пристроєм (автоматом) безперервно подається електродний дріт, а з бункера 4 шаром завтовшки 50…60 мм насипається гранульований флюс. Дуга, утоплена в масі флюсу, горить під рідким шаром 2 роз­плавленого флюсу в газовому просторі 3, що утворюється при безпе­рервному горінні дуги. Рідкий шар 2 флюсу надійно захищає розплав­лений метал від шкідливої дії навколишнього повітря, значною мірою зменшує розбризкування металу, поліпшує формування шва 9, вико­ристання тепла дуги і матеріалу електродного дроту. Шлакова кірка 8, що ут­ворюється при застиганні, сповільнює охолодження розплавленого металу і по­ліпшує умови формування його струк­турних перетворень. Невеликий виліт електрода (відстань від мундштука до деталі) дає можливість збільшити гус­тину зварювальних струмів до 150… 200 А/мм2. Значно поліпшуються умови роботи зварника. Втрати на вигар і розбризкування металу при на­плавленні під шаром флюсу не перевищують 2% маси розплавленого металу. Коефіцієнт наплавлення становить 14…16 г/А-год, тобто в 1,5…2 рази вищий, ніж при ручному зварюванні.

При наплавленні під шаром флюсу продуктив­ність зростає у 6…10 раз.

Недоліки зварювання під шаром флюсу — невидимість дуги і знач­ні витрата й вартість флюсу. Невидимість місця зварювання потребує підвищеної точності підготовки виробу до процесу складання і, крім того, утруднює зварювання при складній конфігурації шва.

Автоматичним наплавленням під флюсом відновлюють плоскі й ци­ліндричні деталі. Спрацьовані тракторні й автомобільні деталі наплавляють на токарних верстатах. Верстати обладнують редуктором, який дає змогу мати частоту обертання шпинделя у межах від 0,2 до 5 об/хв.

Зварювальну головку встановлюють на супорті верстата. Для під­ведення струму до деталі на шпинделі верстата встановлюють струмознімач. Деталь, підготовлену до наплавлення, затискують у токар­ному патроні або в центрах. Наплавляти деталі діаметром менш як 80 мм важко, а діаметром менш як 40 мм зовсім неможливо, що є не­доліком цього способу. Щоб дістати шов високої якості на поверхні деталі, електрод зміщують від зеніту в напрямі проти обертання де­талі на розмір а (рис. 26). Зміщення залежить від діаметра деталі, сили зварювального струму, довжини і напруги дуги, частоти обер­тання. При наплавленні деталей діаметром 80…300 мм зміщення елек­трода коливається від 5 до ЗО мм, із зменшенням діаметра зміщення збільшується. У кожному конкретному випадку зміщення електрода визначають за якістю шва.

Якість наплавлення значною мірою залежить від застосовуваного флюсу. При автоматичному наплавленні використовують плавлені і неплавлені керамічні флюси, а також флюси-суміші.

Плавлені флюси являють собою порівняно складні силікати, які за своїми властивостями близькі до скла. Температура плавлення їх не перевищує 1200°С.

За розміром зерен вони стандартизовані на 4 групи з розмірами зерен флюсу від 0,1 до 5 мм. До складу плавлених флюсів не входять феросплави, вільні метали, вуглецеві речовини. Ці флюси, як прави­ло, є слабкими розкислювачами. У ремонтних роботах найчастіше за­стосовують плавлені флюси АН-348А, ОСЦ-45, АН-60, які містять ,35…43% закису марганцю. Ці флюси дають найбільшу стійкість дуги, менше виділяють шкідливих домішок і в поєднанні з вуглецевими та низьколегованими дротами забезпечують високу якість наплавлення.

Керамічні флюси за своїм складом і способом приготування бага­то чим схожі на високоякісні (товсті) покриття електродів. Ці флю­си поряд із захисними містять легуючі і модифікуючі елементи. На відміну від плавлених, керамічні флюси дають змогу в широкому діапазоні легувати наплавлений шар і при використанні навіть деше­вого низьковуглецевого дроту створювати високоякісні, зносостійкі покриття. Розмір зерен керамічних флюсів — 1…3 мм. Для наплав­лення деталей найчастіше застосовують флюси АНК-3, АНК-30, АНК-18, АНК-19, ЖСН-1.

Флюси-суміші виготовляють переважно з плавлених і керамічних флюсів у різних співвідношеннях залежно від того, яких властивостей треба надати наплавленому металу. При змішуванні потрібно, щоб розмір зерен і їх щільність були близькими. Для відновлення дета­лей іноді в плавлені флюси добавляють до 40% чавунної стружки, яка підвищує коефіцієнт наплавлення і твердість наплавленого шару в результаті навуглецьовування його.

Електродний дріт для наплавлення спрацьованих деталей під ша­ром флюсу вибирають так само, як і при ручному наплавленні. Крім зварювального дроту типу Св широко використовують для автома­тичного наплавлення спеціальний наплавочний дріт типу Нп(Нп-30„ Нп-ІОГЗ, Нп-30Х5, Нп-45Х4ВЗФ та ін.).

Дедалі ширше застосовують при відновленні деталей порошковий дріт. Це безперервний електрод діаметром 2,5…5,0 мм, який склада­ється з металевої оболонки, заповненої порошком. Наповнювачем у цьому випадку є суміш металевих порошків, феросплавів, шлакоутворюючих, газоутворюючих та інших елементів, подібних до тих, які ви­користовують для електродних покриттів. Зміна складу наповнювальних порошків дає змогу з великою точністю досягати високої якості наплавленого шару без додаткового захисту зони наплавлення флю­сом або іншим способом.

Порошкові дроти марок ПП-АН1, ПП-1ДСК та інші при зварю­ванні або наплавленні низько- і середньовуглецевих сталей дають ви­соку якість шва без додаткового захисту. Самозахисні дроти марок ПП-ЗХІХ-О, ПП-ЗХ4ВЗФ-0 та інші дають поверхню підвищеної стій­кості проти спрацювання з твердістю до НИС 56 без термічної обробки.

Підвищення продуктивності при відновленні дуже спрацьованих деталей (опорних котків, підтримуючих роликів, напрямних коліс гусеничних тракторів та ін.) досягають застосуванням дво- і багато-електродного наплавлення, а також наплавлення стальним чи по­рошковим стрічковим електродом.

Автоматичним наплавленням під шаром флюсу відновлюють ший­ки колінчастих валів та інші відповідальні деталі, поверхні яких пе­ребувають в умовах підвищеного спрацьовування.

Автоматичне наплавлення в середовищі захисних газів. У бага­тьох випадках, коли важко, неможливо або дорого застосовувати: зварювання під шаром флюсу, замість нього використовують інші за­хисні середовища: аргон, вуглекислий газ, пару і т. ін. Найширше за­стосовують під час ремонту машин вуглекислий газ.

Суть процесу наплавлення в середовищі вуглекислого газу така. Газ подається в зону зварювання із спеціальних пальників, змонтова­них на автоматичних зварювальних головках, а також за допомогою спеціальних апаратів, призначених для зварювання в середовищі вуглекислого газу. З балона по трубці 2 (рис. 27) вуглекислий газ надходить у сопло З па­льника, прикріпленого до мундштука 1. Оми­ваючи наконечник 4 та електродний дріт 5, вуглекислий газ витісняє повітря і захищає зону зварювання від дії азоту й кисню.

Схема автоматичного наплавлювання в середовищі вуглекислого газу

Схема автоматичного наплавлювання в середовищі вуглекислого газу

Переваги цього способу: видимість місця зварювання, немає шлакової кірки, дешевиз­на вуглекислого газу порівняно з флюсом, можливість накладання незручних і складних за конфігурацією швів.

Застосування тонкого електродного дроту завтовшки 0,5…1,2 мм на малих струмах у по­єднанні з видимістю процесу дає можливість широко застосовувати цей спосіб під час ре­монту кузовів, кабін та оперення тракторів і автомобілів.

Недоліком наплавлення в середовищі вуглекислого газу є підвище­на податливість наплавленого шару до утворення тріщин, а також до вигоряння легуючих елементів. Цьому сприяє розкладання вуглекис­лого газу при високих температурах на окис вуглецю й атомарний ки­сень. Запобігають цьому шкідливому явищу застосуванням електрод­ного дроту з підвищеним вмістом марганцю, кремнію, хрому, титану та інших розкислювачів.

Іноді замість вуглекислого газу для захисту зони зварювання ви­користовують пару. У цьому випадку виготовляють нове сопло пальни­ка, яке відрізняється тим, що у внутрішній частині його зроблено кіль­цеву порожнину для збирання конденсату. Пара значно дешевша від флюсу і вуглекислого газу, але наплавлюваний шов може бути з пора­ми і тріщинами. Тому пару використовують для наплавлення невідповідальних деталей: опорних котків, підтримуючих роликів, напрямних коліс та ін.

Обладнання для автоматичного наплавлення складається з дже­рела живлення струмом, зварювальної головки і верстата для наплав­лення або переобладнаного токарного верстата.

Джерела живлення струмом. Для живлення зварювальної дуги, як правило, використовують постійний струм, тому що при змінному стру­мі складніше досягти стійкого горіння дуги. Як джерела струму вико­ристовують зварювальні перетворювачі типу ПС-300, ПСУ-300, ПСУ-500, ПСГ-500 або універсальні зварювальні випрямлячі типу ВСУ-300, ВСУ-500.

Крім того, для автоматичного зварювання і наплавлення проми­словість випускає спеціальні випрямлячі типу ВДГ-1001 та універ­сальні ВДУ-1001 і ВДУ-1601.

Зварювальна головка — основний елемент автоматичної наплавочної установки. Вона складається з подавального механізму з елек­тродвигуном і редуктором, які дають змогу змінювати швидкість по­дачі дроту в широкому діапазоні, касети для електродного дроту, бун­кера для флюсу, апаратного ящика або щита керування.

Промисловість випускає зварювальні головки кількох марок. На ремонтних підприємствах застосовують головки марок А-580М, А-874М, А-874С, А-384МК, ОКС-5523 ГОСНИТИ та ін.

Поряд із зварювальними автоматами для зварювання і наплавлен­ня широко застосовують напівавтомати. У них механізована тільки подача дроту і флюсу, а зварювальну дугу переміщують вручну. Тому струмопровідний мундштук віддалений від механізму подачі дроту і виконаний у вигляді тримача для зручності користування. Механізм подачі дроту з’єднаний з тримачем гнучким шлангом, усередині якого проходить електродний дріт. Це створює умови для маневрування. Та­ким напівавтоматом можна зварювати шви будь-якої конфігурації навіть у важкодоступних місцях.

Поділ зварювальних апаратів на автомати і напівавтомати можна вважати умовним. Досить закріпити тримач напівавтомата на су­порті токарного верстата, а зварюваній деталі надати постійну швид­кість руху в напрямі зварюваного шва, як напівавтомат перетворю­ється в автомат. Тому напівавтомати на ремонтних підприємствах застосовують ширше, ніж автомати. За своїм призначенням напівав­томати умовно поділяють на напівавтомати для зварювання під ша­ром флюсу, у захисних газах, універсальні й спеціальні.

Для зварювання під шаром флюсу застосовують напівавтомати ПШ-54, ПДШМ-500, ПДШР-500, проте через невидимість дуги при зварюванні і низьку маневреність вони не набули великого поширення в ремонтних роботах. Більш широко застосовують напівавтомати ма­рок А-547У, А-547Р, ПДПГ-500, А-929С та інші для зварювання в за­хисних газах і універсальні напівавтомати марок А-715, А-765, А-1197 тощо. Універсальні напівавтомати оснащені змінним уніфіко­ваним обладнанням, що дає змогу використовувати їх для зварюван­ня і наплавлення під шаром флюсу, у захисних газах, а також су­цільним і порошковим дротом.

Спеціальні напівавтомати випускають для зварювальних робіт у монтажних або польових умовах і, крім того, для зварювання кольо­рових металів.

Переносні напівавтомати А-1114 і напівавтомати ранцевого типу ПДТ-304 призначені для зварювання в монтажних і польових умовах на постійному струмі дротом діаметрами від 0,8 до 2 мм. Напівавто­мат ПШП-10 застосовують для зварювання алюмінію і його сплавів у захисних газах.

Верстати для наплавлення. Як пристрій для переміщення наплавлюваної деталі, автоматичної і зварювальної головки на ремонтних підприємствах часто застосовують токарний верстат, обладнаний спеціальним редуктором, який знижує частоту обертання шпинделя. Наплавлювану деталь кріплять у шпинделі або в центрах верстата, а зварювальну головку — на супорті. Але вже розроблено універсаль­ні (У-651, У-652 та ін.) і спеціалізовані (У-425, У-427 та ін.) наплавочні верстати.

Вібродугове наплавлення — різновид автоматичного наплавлення під шаром флюсу і в захисних газах. Воно відрізняється тим, що зварювання виконують коливним дротовим електродом з частотою 50… 110 коливань за секунду. Амплітуда коливань електрода відносно наплавлюваної деталі, як правило, становить 1…3 мм.

Вібрація електрода істотно впливає на якість наплавлення та на весь хід процесу і дає ряд переваг порівняно із звичайним електро­дуговим наплавленням.

У зв’язку з розриванням дуги при вібродуговому наплавленні від­бувається дрібнокрапельний перехід металу з електрода на деталь; утворюється мінімально можлива зварювальна ванна, яка сприяє надійному сплавленню електродного металу з основним, незначному нагріванню деталі й утворенню малої по глибині зони термічного впливу. Крім того, зменшується вигоряння легуючих елементів елек­тродного дроту порівняно із звичайним дуговим наплавленням. Вібро-дуговим наплавленням можна створювати порівняно тонкі й досить міцні покриття (завтовшки 0,8…2,5 мм) на круглих деталях діаметром від 15 мм і більше. Часто при вібродуговому наплавленні використо­вують охолоджуючу рідину (3…5%-й водний розчин кальцинованої соди), яку подають на деталь у вигляді струменя на 15…20 мм вище від зони горіння дуги.

Поряд з перевагами вібродугове наплавлення має і цілий ряд не­доліків. Наплавлений шар часто буває пористим і неоднорідним за твердістю та структурою металу. Внаслідок цього втомленісна міц­ність деталей знижується майже в 2 рази. Тому вібродугове наплав­лення для відновлення відповідальних деталей, які витримують вели­кі знакозмінні і циклічні навантаження (цапфи, колінчасті вали та ін.), дуже обмежене. Продуктивність вібродугового наплавлення ниж­ча від звичайного автоматичного, а втрати на розбризкування та вигар вищі і досягають 6…8%.

Вібродугове наплавлення виконують переважно на постійному струмі зворотної полярності при напрузі 12…20 В і густині струму 50…70 А/мм2.

Для нанесення шарів, стійких проти спрацювання, застосовують високовуглецеві наплавочні дроти Нп-65, Нп-80, Нп-65Г, пружинні та ін. Якість наплавлення підвищують, захищаючи зону зварювання вуглекислим або іншими газами.

Джерелом живлення є такі самі перетворювачі і випрямлячі, як при звичайному автоматичному наплавленні.

Зварювальні головки мають у принципі таку саму будову, як і автоматичні, але на відміну від останніх у них немає бункера для флюсу і вони оснащені вібратором. На ремонтних підприємствах, в основному, застосовують наплавочні головки з механічним вібрато­ром ОКС-1252, ОКС-6569, ВГ-4, ВГ-5 і ВГ-8М. Остання призначена для вібродугового наплавлення в середовищі вуглекислого газу.

Плазмово-дугове зварювання і наплавлення

Загальні відомості. Як правило, плазмою називають високотемпе­ратурну, дуже іонізовану речовину. Іонізація виникає внаслідок дії високої температури електричної дуги або електричного поля висо­кої частоти. Залежно від виду збудження плазму називають дуговою або високочастотною. На ремонтних підприємствах найчастіше засто­совують дугову плазму.

Пристрій, у якому горить плазмовий струмінь (стиснуту дугу), називають плазмовим пальником, або плазмотроном. Принципіальні схеми плазмових пальників (плазмотронів) показані на рис. 28. Мож­ливі три схеми плазмоутворення: дугою прямої дії, дугою непрямої дії і комбінованою дугою.

Схема плазмових пальників

Схема плазмових пальників

У пальнику прямої дії (рис. 28, а) дуга, яка горить між неплав­ким вольфрамовим електродом 6 і деталлю 1, підключеною до анода, стискається вузьким каналом водоохолоджуваного сопла 2 і плазмо- утворюючим газом, що надходить у простір 5. Частина газу, прохо­дячи через стовп стиснутої дуги, іонізується і виходить із сопла у вигляді плазмового струменя. Температура плазмового струменя, що утворилася в пальнику прямої дії, може досягати більш як ЗО 000°С. Таку схему застосовують при різанні металів та інших операціях, які потребують підвищеного нагрівання деталі.

У пальнику непрямої дії (рис. 28, б) дуга горить між неплавким електродом 6 і водоохолоджуваним соплом 2. Нагрітий і значною мі­рою іонізований газовий потік виходить із сопла у вигляді яскравого факела полум’я температурою до 16 000°С. Тут велика частина енер­гії витрачається на нагрівання газового потоку, але інтенсивність його теплової дії нижча, оскільки із зростанням струму збільшується по­верхня стовпа вільної дуги і теплопередача в навколишнє середови­ще. Схему непрямої дії дуги застосовують для поверхневого загарто­вування, металізації та напилення тугоплавких металів і з’єднань.

У пальнику комбінованої дії горять дві дуги — між неплавким вольфрамовим електродом і водоохолоджуваним каналом та між тим самим електродом і деталлю. Ця схема набула поширення при наплавлюванні деталей порошком, що вдувається у струмінь плазми. Паль­ники, що випускаються промисловістю, можуть працювати за будь- якою з описаних трьох схем.

У пальниках прямої дії внаслідок вузького каналу сопла процес збудження дуги між електродом і деталлю відбувається повільно. Тому за допомогою осцилятора або вугільного стержня збуджують допоміжну (вартову) дугу між електродом і соплом (рис. 28, а), яка живиться через обмежувальний опір к від того самого джерела 4, що й основна дуга. Як тільки розігріта допоміжна дуга торкнеться дета­лі, автоматично загоряється основна дуга і виключається допоміжна.

Вихід плазмового струменя із сопла з високою швидкістю збіль­шує приплив газів з навколишнього повітря в зону зварювання. Тому для захисту зони зварювання пальники оснащують газозахисними соплами 3. Крім захисту, ці сопла застосовуються для повторного об­тискання засоплової ділянки плазмового струменя, а іноді й для фо­кусування струменя (рис. 28, в). Такі пальники називають мікро-плазмовими, оскільки вони дають змогу створювати гострокінцеву дугу в області малих струменів порядку 0,5…30 А.

Характерні особливості плазмового струменя: висока температу­ра факела; можливість концентрації великої теплової потужності на невеликих об’ємах матеріалів; придатність для плавлення і випарову­вання будь-яких матеріалів, що зустрічаються в природі; менша, ніж при інших видах наплавлювання, зона термічного впливу і можливість наплавлювати шар завтовшки від 0,10 мм до кількох міліметрів.

Застосування різних електричних схем для утворення плазмового струменя дає змогу використовувати різні присадні матеріали (дріт, прутки, порошки і т. д.), у широкому діапазоні роздільно регулювати плавлення присадного й основного матеріалу, наплавлювати шари різних матеріалів з мінімальною глибиною проплавлювання. Можна наплавлювати бронзу, мідь і латунь на сталь. Вміст у цих шарах за­ліза не перевищує 0,5%- На маловуглецеві і низьколеговані сталі на­плавляються будь-які стійкі проти спрацювання матеріали з мінімаль­ними домішками основного металу.

Як показує практика, за допомогою плазмового струменя крім на­несення покриття виконують зварювання, різання і точіння металів, а також проводять металургійні процеси плазмовим нагріванням.

Плазмоутворюючі гази, електроди і присадні матеріали. Як плаз- моутворюючий газ використовують аргон, азот, гелій та ін. Кращим вважають аргон, а найдешевшим азот. Для захисту зони наплавлення застосовують ці самі гази, їх суміші, а також вуглекислий газ.

Як неплавкий електрод у пальниках усіх видів використовують вольфрамові стержні. Більш стійкі — вольфрамові стержні з присад­кою 1…2% окису лантану.

Наплавочними матеріалами можуть бути дроти і металеві порошки всіх видів. Властивість плазмового струменя, що дає змогу наплавлю­вати тонкі шари з мінімальним проплавлюванням основного металу, тобто з мінімальним перемішуванням з основним металом, і висока якість поверхні дають можливість застосовувати дорогі, але стійкі проти спрацювання матеріали. Мінімальний припуск на механічну об­робку (після наплавлювання відразу шліфування) значно знижує втрати матеріалу. Тому при плазмовому наплавлюванні успішно за­стосовують дорогі порошки на нікелевій основі ПГ-ХН80СРЗ, СНГН60, твердосплавні порошки на залізній основі ФБХ-6—2, КБХ, УС-25 та інші, а також су­міші різних порошків.

До обладнання для плазмово­го наплавлювання входять: дже­рело живлення струмом, плазмо­вий пальник, пульт керування і контролю, баластні реостати, дросель, механізм для подачі порошку або дроту, системи циркуляції води, балони з плазмоутворюючим і захисним газами та верстат для пе­реміщення деталі й плазмового пальника.

Плазмовий пальник і схема наплавлювання прутками

Плазмовий пальник і схема наплавлювання прутками

Джерела живлення. Як джерела живлення струмом використову­ють спеціальні напівпровідникові випрямлячі типу ИПН-100/600, а та­кож зварювальні перетворювачі постійного струму і випрямлячі, які мають напругу холостого ходу не нижче 120 В і крутоспадну харак­теристику. Для регулювання струму використовують баластні реоста­ти типу РБ-300.

Плазмові пальники. Конструкція плазмових пальників багато в чо­му залежить від їх призначення і схеми плазмоутворення. На рис. 29 показано пальник для наплавлювання прутками твердих сплавів. Пальник при наплавлюванні переміщується попереду прутка. Зварю­вальна ванна захищається аргоном, що подається через канал 6.

Замість литих прутків 1 для наплавлювання можна застосовувати різні зварювальні дроти. Режим наплавлювання вибирають дослід­ним способом. Наприклад, сателіти наплавлюють при такому режимі: струм вартової (закритої) дуги 15…20 А, струм основної дуги 120… 130 А, напруга дуги 40…45 В, витрата плазмоутворюючого й захисно­го газу (аргону) 8…10 дм3/хв, діаметр вольфрамового електрода 3 мм і діаметр сопла 8 мм. Якщо при наплавлюванні деталей використову­ють порошки, застосовують пальники іншої конструкції.

Пульт керування має вигляд шафи, у якій розміщено електричну й газову апаратуру для керування процесом і контролю його.

Інше обладнання. При наплавлюванні з використанням порошків застосовують спеціальні порошкові живильники, а при наплавлюванні дротом — механізми, аналогічні механізмам подачі дроту в звичай­них зварювальних автоматах. Охолоджують плазмові пальники від водопровідної мережі з подачею води не менш як 5 л/хв.

Циліндричні та інші деталі наплавлюють на переобладнаних то­карних або спеціальних наплавлювальних верстатах, аналогічних тим, які застосовують при автоматичному дуговому зварюванні.

На ремонтних підприємствах наплавлюванням із застосуванням плазмового струменя відновлюють спрацьовані посадочні місця під підшипники на валах і осях, зовнішні шліци, фаски клапанів та ін.

Металізація

Суть процесу. Металізація — один із способів відновлювання де­талей. Розплавлений метал розпилюється струменем інертного газу або повітря на частинки розміром від 3 до 300 мкм і з швидкістю 100… 300 м/с наноситься на спеціально підготовлену поверхню. З’єднання з основним металом деталі відбувається під впливом механічних і част­ково молекулярних зв’язків. Нанесене покриття являє собою пористий, крихкий шар металу порівняно високої твердості і низької механічної стійкості. Шар добре просочується мастилом і в умовах невеликих на­вантажень має високу стійкість проти спрацювання. Але при великих навантаженнях на зсув і стиск (зуби шестерень, шліци, кулачки розпо­дільних валів, шпонкові канавки, різьби і т. п.), а також в умовах пов­ної відсутності мастила (поверхні зчеплення, гальмівні барабани і т. п.), металізаційне покриття швидко руйнується (викришується). Тому відновлювати такі деталі металізацією не можна.

Залежно від способу розплавлення матеріалу, що наноситься, ме­талізація може бути електричною (розплавлення електричною дугою або СВЧ), газополуменевою (розплавлення газовим полум’ям) і плаз­мовою (розплавлення плазмовим струменем).

Апарати, за допомогою яких розплавлюють і наносять метал, на­зивають металізаторами.

Підготовка поверхні під металізацію відіграє вирішальну роль в утворенні міцного зчеплення напилюваного шару з основним мета­лом деталі. Поверхню під металізацію ретельно очищають від бруду, вологи, окислів і знежирюють. Міцне зчеплення покриття буває зде­більшого на шорсткій поверхні, яку створюють спеціальною оброб­кою.

Поверхню деталі з пористого металу знежирюють нагріванням. Наприклад, чавунні деталі нагрівають до температури 200…250°С і витримують до повного видалення мастила протягом 2…8 год.

Кращий спосіб для підготовки поверхні деталі будь-якої міцно­сті — обдування дрібняком з окису алюмінію або стальним дрібня­ком з розмірами зерен 0,8…1,2 мм і нанесення проміжного шару (під­кладки) із суміші нікелю з алюмінієм. При нанесенні цієї суміші між нікелем і алюмінієм відбувається екзотермічна реакція, яка прохо­дить досить повільно. У момент ударяння частинок об поверхню дета­лі температура їх досягає 1450°С.

Внаслідок цього шар, що складається з нікелю, алюмінію та їх окислів, надійно приварюється до поверхні й утворює дуже добру шорсткість, яка в свою чергу створює умови для надійного зчеплен­ня наступного металізаційного шару з цією поверхнею. Суміш ніке­лю з алюмінієм застосовують у вигляді порошку і порошкового дро­ту, оболонку якого виготовлено з нікелю, а наповнювачем є алюмі­нієвий порошок, або навпаки. Особливо широко такий прийом засто­совує американська фірма «Метко».

Електрична металізація. За способом розплавлення металу елек­тричну металізацію поділяють на дугову й високочастотну. Остання не набула широкого застосування через високу вартість і громіздкість обладнання.

Електродугову металізацію останнім часом дедалі ширше застосовують на ре­монтних підприємствах. Схему її показа­но на рис. ЗО. Два ізольованих один від одного дроти 1 подаються з однаковою швидкістю спеціальним механізмом 2. При виході з наконечників 3 між дрота­ми загоряється електрична дуга. Газ, який подається під тиском по каналу 4 у зону дуги 5, розпилює розплавлений метал і напилює його на деталь 6.

Промисловість випускає металізатори двох варіантів: апарати типу ЗМ-14 — призначені для ручної ме­талізації й апарати типу ЗМ-12 (стаціонарні) — для металізації на верстатах.

Схема електродугової металізації

Схема електродугової металізації

Газополуменева металізація. Напилюваний метал розплавляється полум’ям газу (ацетилену, пропан-бутану та ін.) і кисню, а розпилю­ється стиснутим повітрям або інертним газом.

Газополуменева металізація дає змогу досягати порівняно висо­кої якості покриттів при незначному вигорянні легуючих елементів. Окислення частинок не перевищує 30% загального об’єму нанесено­го покриття.

Особливо перспективна газова металізація для відновлення де­талей з нанесенням підшару із суміші нікелю з алюмінієм або нане­сенням металізаційного покриття з наступним обплавленпям його по­лум’ям цього або іншого пальника. Саме в цих двох напрямах газова металізація широко розвивається за кордоном. Американська фірма «Метко» застосовує металізацію для відновлення деталей із сталі, ча­вуну й кольорових металів, у тому числі таких, як колінчасті вали, блоки циліндрів та ін.

Основні недоліки газополуменевої металізації — порівняно висо­ка вартість покриття і складність установки. Установка складається з джерел живлення горючими газами, киснем, стиснутим повітрям (з пристроєм для очищення його) і газового металізаційного апарата.

Газополуменеві апарати (металізатори) залежно від виду засто­совуваного присадного матеріалу можна поділити на дротяні й поро­шкові.

Дротяні газополуменеві металізатори випускають у двох варіан­тах: апарат МГИ-2 призначений для ручних робіт, стаціонарна уста­новка МГИ-5 — для металізації великогабаритних деталей при цен­тралізованому відновленні їх.

Дріт розплавляється і розпилюється в спеціальній головці апара­та. Схему роботи її показано на рис. 31. Дріт 2 подається повітряною турбіною, вмонтованою в корпус апарата.

Схема дротяної газополуменевої розпилювальної головки

Схема дротяної газополуменевої розпилювальної головки

Конструкція порошкових газополуменевих апаратів простіша, ніж дротяних. Схему роботи розпилювальної головки цього апарата по­казано на рис. 32.

Промисловість випускає установку УПН-8, призначену переважно для нанесення покриттів з порошкових тугоплавких матеріалів з на­ступним обплавленням їх. Тому установка крім розпилювальної головки і бачка для порошку укомплектована зварювальним ацетилено-кисневим пальником із спеціальними наконечниками для обплав- лення покриттів.

Плазмова металізація — один з перспективних способів віднов­лення деталей. Метал, розплавлений плазмовим струменем, розпилю­ється і наноситься на відновлювану поверхню тими самими газами, які застосовуються для плазмоутворення й захисту.

За допомогою плазмового струменя, який має високу температуру, можна наносити будь-які тугоплавкі матеріали: вольфрам, двоокис цирконію, окис алюмінію, а також карбіди, бориди, нітриди та інші тугоплавкі з’єднання з високою швидкістю і рівномірністю. Покрит­тя можна наносити на більшість матеріалів, у тому числі на скло­пластики. Застосування для плазмоутворення і захисту нейтральних газів —- аргону, азоту та їх сумішей сприяє мінімальному вигорянню легуючих елементів і окисленню частинок. Тому покриття, утворені плазмовою металізацією, мають вищі механічні властивості, ніж по­криття після електричної металізації. Але через те, що потрібного обладнання та режимів технологічного процесу відновлення деталей немає, цей вид металізації на ремонтних підприємствах майже не за­стосовують.

Контрольні запитання і завдання

  1. Ким і коли вперше були відкриті способи зварювання вугільним і плавким електродами?
  2. Які дроти електроди і їх покриття застосовують для ручного електродугово­го зварювання?
  3. Які переваги і недоліки дугового зварювання на постійному і змінному струмі?
  4. Викласти суть аргонно-дугового зварювання і його переваги.
  5. Які джерела живлення дуги струмом застосовують при електрозварюванні?
  6. Які особливості зварювання і наплавлювання стальних деталей?
  7. Чим зумовлені труднощі при зварюванні чавунних деталей?
  8. Назвати прийоми гарячого зварювання чавунних деталей.
  9. Які є способи холодного зварювання чавунних деталей?
  10. Які особливості і прийоми зварювання деталей з міді та її сплавів?
  11. Які особливості і прийоми зварювання деталей з алюмінію та його сплавів?
  12. Викласти суть газополуменевого зварювання його переваги і недоліки по­рівняно з ручним електродуговим зварюванням.
  13. У чому полягає автоматичне наплавлювання під шаром флюсу?
  14. Які присадні матеріали і обладнання використовують при механізованих способах зварювання?
  15. Особливості вібродугового наплавлювання його переваги і недоліки.
  16. У чому полягає плазмово-дугове зварювання і наплавлювання та які їх пе­реваги?
  17. Які матеріали й обладнання застосовують при плазмово-дуговому наплавлюванні?
  18. Пояснити суть металізації. Які її переваги і недоліки?
  19. Які особливості електричної і газополуменевої металізації яке застосову­ють обладнання?
Tagged: