Наплавлення під шаром флюсу - опис технології та її тонкощів.

Наплавлення під шаром флюсу, будучи механізованим процесом, зазвичай виконується для відновлення циліндричних і плоских поверхонь.

1 Дугова наплавка під флюсом – що вона є?

Під наплавленням розуміють операцію нанесення відновного або захисного металевого шару на поверхню оброблюваної деталі (конструкції), що здійснюється за допомогою зварювального обладнання. За характером процесу така процедура відновлення деталей буває переривчастою та безперервною, за рівнем механізації – автоматичною, механізованою, ручною та автоматизованою.

Також наплавку розрізняють за варіантом захисту металу під час її виконання:

під розплавленим (попередньо) покриттям зварювального стрижня;
під шаром флюсу.

Нас у рамках цієї статті цікавить другий спосіб захисту металевих деталей.

Наплавлення під флюсом валу або будь-якого іншого виробу - це операція, в ході якої зварювальна дуга, що горить між деталлю з металу та електродом, оберігається від зовнішніх впливів складом, що пройшов процедуру розплавлення.

Наплавлення під флюсом здійснюється за допомогою поєднання двох рухів зварювальних стрижнів. Вони, по-перше, пересуваються вздовж одержуваного шва, а по-друге, подаються ближче до деталі в міру оплавлення. Зауважимо, що розплавлення флюсу виробляється зварювальною дугою, яке товщина варіюється в межах 2–4 сантиметрів.

Описуваний метод захисту дає гарантію те, що повітря з довкілля зможе впливати на метал. Отже, негативного процесу окиснення валу або плоскої конструкції не буде спостерігатися. Застосування флюсу також забезпечуєзбереження тепла в зоні проведення наплавлення і виключає можливість розбризкування металу.

У більшості випадків обробка деталей за такою технологією ведеться дротом без покриття, що виконує функцію електрода. Вибір перерізу зварювального дроту обумовлюється конкретними завданнями, що ставляться перед процедурою наплавлення. Дозволяється застосовувати дріт діаметром 1-6 міліметрів.

Збільшення продуктивності та ефективності операції можна досягти двома шляхами:

подачею за допомогою двох зварювальних пристроїв, що працюють у напівавтоматичному режимі, в область наплавлення одночасно двох дротів;
застосуванням електродів стрічкового типу.

Наплавлення валу, інших циліндричних деталей чи виробів із плоскою поверхнею найчастіше ведеться на зворотному по полярності струме:

на оброблювану конструкцію йде "мінус";
на дріт для зварювання подається "плюс".

2 Наплавлення під шаром флюсу – переваги та недоліки методики

На сьогоднішній день операція з використанням розплавленого флюсу вважається найпоширенішим варіантом наплавлення деталей. Причин тому безліч. Ми хочемо виділити ключові переваги цієї методики:

Процес характеризується простотою виконання всіх необхідних робіт. З наплавленням легко справляються зварювальники з досить низькою професійною підготовкою.
Продуктивність праці перебуває в дуже високому рівні. Ця перевага повністю проявляє себе при обробці простих по конфігурації деталей, поверхня яких описується порівняно великими розмірами (обробка валу із застосуванням флюсу, щоправда, не буде настільки високопродуктивною).
Гарантія максимальноїбезпеки для фахівця, який виконує наплавлення. Зварювальник практично повністю захищений від ризику отримання опіку через відсутність гарячих бризок під час процесу.
Якість наплавних робіт дуже висока. Естетичні показники оброблених виробів бездоганні, а головне, наплавлений металевий валик характеризується відмінною надійністю та міцністю. Експлуатаційний потенціал деталей, що пройшли процедуру відновлення, по-справжньому бездоганний.

Явних "мінусів" аналізованої методики не так вже й багато. Але вони все ж таки є. Фахівці виділяють кілька недоліків застосування флюсу:

Збільшена зона нагріву. Вона не дозволяє робити наплавлення виробів з малими геометричними розмірами (наприклад, невеликого валу), а також конструкцій дуже складної форми.
Обладнання має високу вартість. Набагато дешевше використовувати стандартне обладнання, яке передбачає виконання робіт покритими електродами для ручного дугового зварювання (наплавлення).
Зниження показника міцності оброблених виробів (іноді їх характеристики міцності зменшуються на 30–40 відсотків).

Крім того, у наплавленому металі можуть формуватися пори та великі за розмірами тріщини, що, звичайно ж, погіршує експлуатаційні показники валу або іншої деталі після наплавлення.

3 Обладнання для автоматичного наплавлення та особливості його експлуатації

При обробці циліндричної поверхні (наприклад, валу) виріб монтується на центрах або патроні звичайного токарного верстата, який певним чином модифікують так, щоб на його супорті можна було розмістити пристрій для наплавлення. Наплавний апарат має спеціальну касету, з якої до електродуги подаєтьсязварювальний дріт. Подача стає можливою за рахунок наявності механізму, що подає.

При обертанні валу дріт починає переміщатися вздовж шва, а супорт, пересуваючись у поздовжньому напрямку, переміщає електрод по довжині деталі. Дрібний сипкий флюс при цьому подається з бункера в область горіння, де відбувається плавлення деякої частини, що призводить до створення еластичної оболонки навколо зварювальної дуги. Для того щоб рідкий метал не набрякав, дріт злегка зміщують у бік, який є протилежним по відношенню до обертання валу.

Для виконання процесу зазвичай застосовується наплавне обладнання (установки) УД209 і СН2, а також спеціальні наплавочні головки ОКС5523, А580М, А765. Рекомендується використовувати для наплавлення такі види дроту:

Склади, що застосовуються в наші дні, для автоматичного наплавлення під флюсом поділяють на:

Комбіновані (спецсуміші). Вони включають рідке скло, графітовий і ферохромовий порошок і будь-який плавлений стандартний флюс.
Керамічні. Вони обов'язково є шлакоформирующие і спеціальні стабілізуючі добавки, і навіть легуючі компоненти. Такий склад керамічних флюсів забезпечує наплавленому шару підвищену стійкість проти зношування та хороші показники твердості. Відомі флюси цієї групи - ЖСН1, АНК30, АНК18, КСХ14Р.
Плавлені. Дані склади використовуються найчастіше. Вони немає легуючих компонентів. Найчастіше наплавлення ведеться флюсами АН28, ОСу45, АН348А, АН20.

4 Використання електродної стрічки для виконання наплавлення під флюсом

У Радянському Союзі в середині минулого століття створили унікальний метод відновлення деталей за допомогою електродів стрічкового типу, які представляютьсобою сталеву широку стрічку. Її до основного металу при наплавленні розміщують майже під прямим кутом, що призводить до підвищення продуктивності виконання наплавних заходів.

Стрічкові електроди забезпечують можливість:

збільшувати силу струму для здійснення процесу, а також його швидкість;
наносити за кілька проходів (а іноді і за один) необхідний по товщині шар наплавки;
отримувати великий по ширині і при цьому абсолютно плаский наплавлений валик.

Найчастіше описувані електроди застосовуються для обробки корозійностійких металів та сплавів. Ширина таких зварювальних стрічкових стрижнів може сягати 18 сантиметрів. Теоретично можна використовувати і ширші електроди, але тоді зростає ймовірність того, що наплавлюваний валик просто втратить свою форму.