13.6. Електрошлакове наплавлення

Електрошлакове наплавлення використовують для відновлення і виготов­лення біметалічних деталей із зносостійким шаром значної товщини (до 10 мм). Фізична суть цього технологічного процесу полягає в тому, що присадковий ма­теріал, який надходить в зону плавлення, розплавляють не теплом, яке виділя­ється при горінні електричної дуги, а за рахунок електричної енергії, що безпо­середньо переходить в теплову під час проходження електрода через ванну роз­плавленого електродного флюсу. Цей процес забезпечує значне зменшення теп­лових втрат, що дозволяє майже вдвічі знизити витрати електроенергії. На рис. 13.11 зображена схема електрошлакового наплавлення, з якої видно, що ві­дновлювану деталь 7 встановлюють на обертач. До деталі підводять водоохоло-джуючий мідний кристалізатор (повзун) 3, що формує шар наплавленого мета­лу. Між кристалізатором і деталлю встановлюють ванну 4, куди досипають флюс 2 і подають електричний струм на електрод 1. Між електродом і техноло­гічною планкою збуджується електрична дуга. Вона розплавляє флюс і утворює електропровідну шлакову ванну, що згодом шунтує і гасить електричну дугу. Струм проходить через розплавлений шлак і починається електрошлаковий


процес. Температура ванни значно вища (1700°С), ніж температура плавлення електрода. Внаслідок цього метал електрода розплавляється і під дією сили ваги осідає униз, утворюючи ванну 5 розплавленого металу. Внаслідок його охолод­ження за допомогою кристалізатора 3 створюють наплавлений шар металу 6.

Установка для електрошлакового наплавлення складається з пристрою, що формує наплавлений метал і автоматично регулює рівень ванни рідкого металу, механізмів подачі електродного матеріалу і переміщення деталі.

Як джерело живлення використовують спеціальні трансформатори, що до­зволяють одержати зварювальний струм до 1000 А при напрузі 30.. .45 В.

Флюси, крім значних захисних властивостей, мають високу температуру кипіння і електропровідність в рідкому стані й мінімальне газоутворення. Про­мисловість для цього випускає спеціальні флюси АН-8, АН-22, АН-348А.

Як електродний матеріал застосовують зварювальний дріт і стрічки. Фізи-ко-механічні властивості наплавленого металу задають хімічним складом елек­тродного матеріалу. Крім того, можна використовувати додаткове легування ме­талу шляхом введення різноманітних металевих порошків до зварювальної

ванни.

Режими наплавлення вибирають з умов стійкості процесу, розмірів, форми і якості металу.

Діаметр і кількість електродів визначають, виходячи з товщини і ширини наплавленого шва металу. Діаметр майже завжди приймають як такий, що дорі­внює 3 мм, товщину металу - 20.30 мм, ширину шва - 60 мм. Для розширення діапазону вказаних значень застосовують переміщення електрода ванною зі швидкістю 30.. .40 м/год. і багатоелектродний процес.

Силу зварювального струму і напругу встановлюють за кількістю теплоти, необхідної для розплавлення відповідного обсягу металу з урахуванням втрат. Її визначають за формулою:

I = A + B ■ s, (13.14) де I - сила зварювального струму, А; s - товщина наплавленого металу, мм;

А і В - емпіричні коефіцієнти, що знаходяться в межах А = 220...280, В = 3,2...4Д

Швидкість подачі електрода встановлюють за формулою:

Ve =C (13.15)

де С - емпіричний коефіцієнт, що знаходиться в межах С = 1,6... 2,7.

Глибина шлакової ванни суттєво впливає на технологічний процес наплав­лення. Недостатнє її значення порушує стійкість процесу, призводить до кипін­ня і розбризкування шлаку, а надто велике - зменшує наплавлення основного металу деталі. Оптимальною вважають глибину, що дорівнює 40.. .60 мм. Сухий виліт електрода знаходиться в межах 100.150 мм.

Технологічний процес відновлення відповідальних деталей електрошлако­вим наплавленням вперше був розроблений у Запорізькому державному маши-нобудівельному інституті. Його розпочинають з підготовки деталей до віднов­лення, зокрема, очищення від мастильних матеріалів та знежирювання. Віднов­лення виконують за допомогою установки, наприклад, ОКС-7755. Закінчується технологічний процес термічною обробкою.

Перевагою цього способу наплавлення є висока продуктивність у порів­нянні з іншими способами наплавлення, велика якість наплавлення, що не пот­ребує навіть механічної обробки, отримання шару наплавленого металу необ­хідного хімічного складу, відновлення деталей із значними за величиною зно­сами, витрата флюсу не перевищує 5% від маси наплавленого металу, що в 15.30 разів нижче, ніж під час наплавлення під флюсом, зменшення втрат еле­ктроенергії за рахунок зменшення теплових втрат. Тому електрошлакове напла­влення використовують для відновлення плоских робочих поверхонь деталей, а також робочих поверхонь тіл обертання.

До недоліків способу відносять: труднощі з автоматизацією технологічного процесу й високу трудомісткість.


Авторы: 239 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 268 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я