Наплавлення штоків з мінімальним тепловкладенням на обладнанні фірми «KEMPPI OY»

Основні напрямки

Останнім часом все частіше виникають завдання з відновлення зношених деталей машин з метою економії коштів і продовження терміну служби обладнання. Питання відновлення деталей, як альтернатива їх заміні, особливо актуальне, якщо деталі мають складну технологію виготовлення, відповідно мають високу вартість.

Один з найбільш гнучких способів відновлення деталей - автоматизоване наплавлення дуговим способом в середовищі захищених газів. Однак при такому способі відновлення можуть виникати певні складнощі, пов'язані зі значним нагріванням основного металу, що виникають внаслідок нагріву деформаціями.

Така проблема виникла на одному з підприємств Луганської області, де здійснюють наплавлення пустотілих штоків гідроциліндрів, що виконані з труб із заглушками. Поверхня штоків спочатку хромована гальванічним способом. В процесі експлуатації гідроциліндрів в середовищі, насиченому абразивним пилом, відбувається інтенсивний знос штоків.

Для відновлення зношеної поверхні штоків на підприємстві спочатку було прийнято рішення проводити наплавлення поверхнями з використанням інверторного зварювального устаткування австрійського виробництва і токарно- гвинторізного верстата.

Не дивлячись на те, що для охолодження використовувалася подача проточної води всередину деталей, мали місце деформації до 10мм. При довжині штока 1080 мм.

Зважаючи на неможливість зниження рівня деформації при наплавленні з використанням наявного зварювального обладнання, було прийнято рішення використовувати для цього завдання інверторне обладнання з можливістю імпульсного зварювання Kemppi FastmigPulse 450.

Імпульсне зварювання

Імпульсне зварювання проводиться в середовищі захисних газів, переважно вольфрамовим електродом в режимі закінчення горіння дуги і плавиться, як правило, в поєднанні з режимом чергової дуги, який забезпечує більшу стабільність горіння дуги.

Переваги імпульсного зварювання пов'язані з:

• збільшенням імпульсного впливу при проплавленні (збільшенням тиску дуги і глибини проплавлення);
• зміною термічного циклу в зоні шва за рахунок підвищення концетрації джерела нагріву під час імпульсу і супутнього підігріву в період паузи (практично вужчі шви з більш стабільною геометрією формування шва, з меншим об'ємом зварювальної ванни, при однаковому перетині шва). Дозволяє знизити схильність до утворення тріщин швів, полегшує утримання зварювальної ванни в різних положеннях, сприяє подрібненню структури за рахунок збільшення швидкості охолодження.

Переваги імпульсного зварювання дозволяють розширити технологічні можливості. З'являються додаткові параметри регулювання, стає можливим управління формування металу шва. Можливість управління перенесенням металу.

Таке управління дозволяє:

• стабілізувати процес перенесення металу в широкому діапазоні зміни режимів;
• зменшити розбризкування електродного металу;
• управляти ефективністю газового захисту (в сторону зменшення крутизни фронтів імпульсу, що дозволяє зменшити турбулентність на периферії дугового розряду).

Імпульсне зварювання застосовується: При зварюванні неплавким електродом, в основному зварювання швів в вертикальних положеннях і неповоротних стиків труб;

Зварювання плавлячим електродом в імпульсному режимі використовується для зварювання малої товщини (меньше 2 мм) і в тих випадках, коли потрібно отримати мінімальне утворення бризок. Також зварювання сплавів схильних до утворення тріщин.

Імпульсне зварювання має такі недоліки:

• Істотно нижча продуктивність в порівнянні зі зварюванням безперервною дугою, що і обмежує область застосування;
• Більш складне і дороге обладнання.

Технічні характеристики

Процес наплавлення

Зразки наплавлених деталей

В ході випробувань було виявлено, що наплавку з використанням апарату FastmigPulse 450 можна виконати на токах значно менших, ніж раніше.

• Марка зварювального матеріалу: OK Autrod 307 дріт Ø 1,2 мм.
• Захисний газ: Ar 98% CO² 2%
• Швидкість подачі дроту: 10,4 м / хв. Наплавлені штоки мали деформацію зведену практично до нуля, а термін служби після наплавлення збільшений втричі враховуючи, що наплавка виконувалася нержавіючим дротом.