Наплавка штоков с минимальными тепло- вложениями на оборудовании фирмы «KEMPPI OY»

Основные направления

Последнее время все чаще возникают задачи по восстановлению изношенных деталей машин с целью экономии денежных средств и продления срока службы оборудования. Вопрос восстановления деталей, как альтернатива их замене, особенно актуален, если детали имеют сложную технологию изготовления, соответственно имеют высокую стоимость.

Один из самых гибких способов восстановления деталей – автоматизированная наплавка дуговым способ в среде защищенных газов. Однако при таком способе восстановления могут возникать определенные сложности, связанные со значительным нагревом основного металла и возникающими, вследствие нагрева деформациями.

Такая проблема возникла на одном из предприятий Луганской области, где выполняют наплавку пустотелых штоков гидроцилиндров выполненных из труб с заглушками. Поверхность штоков изначально хромирована гальваническим способом. В процессе эксплуатации гидроцилиндров в среде, насыщенной абразивной пылью, происходит интенсивный износ штоков.

Для восстановления изношенной поверхности штоков на предприятии первоначально было принято решение производить наплавку поверхностями с использованием инверторного сварочного оборудования Австрийского производства и токарно- винторезного станка.

Не смотря на то, что для охлаждения использовалась подача проточной воды внутрь деталей, имели место деформации до 10мм. При длине штока 1080 мм.

Ввиду невозможности снижения уровня деформации при наплавке с использованием имеющегося сварочного оборудования, было принято решение использовать для этой задачи инверторное оборудование с возможностью импульсной сварки Kemppi FastmigPulse 450.

Импульсная сварка 

Импульсная сварка проводится в среде защитных газов, преимущественно вольфрамовым электродом в режиме прикращения горения дуги и плавящимся электродом, как правило, в сочетании с режимом дежурной дуги, который обеспечивает большую стабильность горения дуги.

Преимущества импульсной сварки связаны с:

• увеличением импульсного воздействия при проплавлении (увеличением давления дуги и глубины проплавления);
• изменением термического цикла в зоне шва за счет повышения концетрации источника нагрева во время импульса и сопутствующего подогрева в период паузы (практически более узкие швы с более стабильной геометрией формирования шва, с меньшим объемом сварочной ванны, при одинаковом сечении шва). Позволяет снизить склонность к трещинообразованию швов, облегчает удержание сварочной ванны в разных положениях, способствует измельчению структуры за счет увеличения скорости охлаждения;

Преимущества импульсной сварки позволяютрасширить технологические возможности. Появляются дополнительные параметры регулирования, практически возможность управления формирования металла шва. Возможность управления переносом металла.

Такое управление позволяет:

• стабилизировать процесс переноса металла в широком диапазоне изменения режимов;
• уменьшить разбрызгивание электродного металла;
• управлять эффективностью газовой защиты (в сторону уменьшения крутизны фронтов импульса, что позволяет уменьшить турбулентность на периферии дугового разряда).

Импульсная сварка применяется: При сварке неплавящимся электродом в основном сварка швов в вертикальных положениях и неповоротных стыков труб;

Сварка плавящимся электродом в импульсном режиме используется для сварки малых толщин (меньше2 мм) и в тех случаях, когда нужно получить минимальное образование брызг. Также сварка сплавов склонных к трещинообразованию.

Импульсная сварка имеет следующие недостатки:

• Существенно более низкая производительность в сравнении со сваркой непрерывной дугой, что и ограничивает область применения;
• Более сложное и дорогое оборудование.

Технические характеристики

Процесс наплавки

Образцы наплавленных деталей

В ходе испытаний было выявлено, что наплавку с использованием аппарата FastmigPulse 450. Можно выполнить на токах значительно меньших, чем ранее.

• Марка сварочного материала: OK Autrod 307 проволока Ø 1,2мм.
• Защитный газ: Ar 98% CO² 2%
• Скорость подачи проволоки: 10,4 м/мин. Наплавленные штоки имели деформацию сведенную практически к нулю, а срок службы после наплавки увеличен втрое учитывая, что наплавка выполнялась нержавеющей проволокой.