Мы часто делаем металлические детали на заказ. Сегодня расскажем как вернуть металлическим изделиям вторую жизнь. В этой статье про различные виды наплавки, которые позволяют восстанавливать детали и наделять их новыми физическими и химическими свойствами.
Виды наплавки металла
Под наплавлением подразумевают технологию сварки, в процессе которой прогретая металлическая поверхность наращивается посредством нанесения слоя расплавленного металла. Выбирая способы наплавки, учитывают состав базы, среду, сложность конструкции, требуемый результат и пр.
Электродуговая наплавка
Технология наплавки с применением традиционного электродугового оборудования. Бывает ручной и полуавтоматической, с механизированной подачей наплавочной проволоки и присадочного порошка. Используется при ремонтных работах, с целью продления эксплуатации изделия с минимальными затратами. Не нуждается в сложном, дорогостоящем оборудовании, позволяет работать с широким диапазоном металлов.
К недостаткам электродугового метода относят:
- чрезмерный нагрев детали, угрожающий деформацией;
- затруднения с восстановлением мелких элементов;
- высокой стоимостью флюса.
Вибродуговая наплавка с применением проволоки
Процесс наплавки сопровождается колебательными движениями электрода, частота которых приближается к 100 Гц, а амплитуда – 0,3–3 мм. Вибродуговой метод эффективен при ремонте небольших деталей цилиндрической формы (оси, валики, шпиндели и пр.). Среди плюсов отмечают минимальное тепловое воздействие на основу. К минусам причислена неоднородность структуры наплавляемого слоя, а также возможность выгорания легирующих элементов.
Газоплазменная наплавка
Простейшая и доступная техника наплавки металла, где высокая температура достигается горением ацетиленовой или пропан-бутановой смесей. Присадочный материал представлен проволокой или прутками, подаваемыми в зону наплавления. Нуждается в предварительном нагреве базовой детали. Такая металлообработка подразумевает наращивание стальной или чугунной основы с помощью латуни и твердых сплавов. Преимущества: повышение износостойкости деталей за счет биметаллической поверхности. Недостатки: значительная область нагрева, повышающая риск напряжения и деформации.
Плазменная наплавка
Для плазменного метода используют сварочные аппараты, называемые плазмотронами. Источникам температуры, достигающей десятков тысяч градусов становится плазма, исходящая из специальной горелки. Подача традиционных присадочных материалов в рабочую зону производится механическим способом. Плазменную наплавку применяют для повышения коррозионной и износостойкости деталей небольших размеров. Достоинства метода заключены в высокой концентрации тепловой мощности при минимальной зоне термического влияния, а также в относительно малом смешивании присадки с основой, позволяющим придать покрытиям необходимые характеристики.
Среди недостатков способа отмечают:
- невозможность работы с металлами, образующими тугоплавкие сплавы (алюминий, бронза, никель, пр.);
- обширную зону нагрева, исключающую работу с мелкими деталями;
- волнистость получаемой поверхности требует последующей обработки.
Электрошлаковая наплавка
При электрошлаковом наплавлении металла гранулированную присадочную смесь нагревают с помощью шлаковой ванны. Рабочая зона, погруженная во флюс, изолирована от внешней среды. Шлак с места наплавления удаляется вместе с всплывающими пузырьками газа. Метод рассчитан на получение равномерных биметаллических покрытий. Технология выделяется высокой производительностью, позволяющей за час наплавить до 150 кг металла, а также самым низким, по сравнению с остальными способами, энергопотреблением.
Минусы:
- сложность, вызванная необходимостью в технологической оснастке;
- исключение прерывания процесса
- крупнозернистая структура шва.
Лазерная наплавка
Металл плавится под действием сфокусированного лазерного луча. В разогретый лазером газовый поток подается порошкообразная присадка, сформированная из соединений металлов и флюса. Высокотехнологичный процесс контролируется компьютером. В зависимости от требуемого результата используют непрерывный или импульсный режимы наплавки лазером. Помимо восстановления, метод применяют для модификации поверхности деталей. К достоинствам способа относят минимизацию зоны термического влияния, низкое смешивание наплавляемого металла с основой и дозируемую энергию. Недостатки: повышенный риск трещинообразования с наплавляемых валиках и высокая стоимость оборудования.
Индукционная наплавка
Принцип метода аналогичен работе микроволновой печи. Чтобы расплавить металл таким способом, поверхность детали подвергается воздействию вихревых токов, наводимых высокочастотным полем. Над рабочей зоной с механически подаваемыми присадочным материалом и флюсом помещают индуктор, представленный витой медной трубкой, по которой протекают токи высокой частоты. Для технологии характерна небольшая глубина проплавления и высококачественная финишная поверхность. Технология, предполагающая односторонний и двухсторонний нагрев, распространена в ювелирной промышленности и областях, где необходима повышенная точность. Недостатки: значительное потребление электроэнергии и трудности при обработке неравномерно изношенных поверхностей.
Электроискровая наплавка
При электроискровом наплавлении в роли источника плавления металла выступают кратковременные электрические разряды, создаваемые с помощью электромагнитного осциллятора. Импульсный метод позволяет создавать покрытия, толщина которых измеряется микронами. Гладкая мелкопористая финишная поверхность хорошо удерживает масло, что применимо в восстановлении и повышении износостойкого оборудования, связанного с трением. Метод не отличается высокой производительностью и негативно влияет на усталостную прочность деталей.