Лазерная наплавка для ремонтного восстановления деталей
В ремонтной практике лазерная наплавка используется для восстановления тарелок клапанов, кулачков распределительных и кулачковых валов и других деталей.
Лазерная наплавка представляет собой способ получения покрытий с заданными физико-механическими свойствами путем нанесения наплавочного материала (порошок, фольга, проволока) с последующим оплавлением его лазерным лучом. Наименьшие затраты энергии обеспечивает применение порошковых материалов. Толщина наплавленного покрытия может достигать
40.. .50 мкм.
Порошок может подаваться на поверхность детали с помощью дозатора (непосредственно в зону лазерного луча), путем предварительной обмазки поверхности клеящим составом с последующей обсыпкой порошком или в виде коллоидного раствора — смеси порошка и раствора целлюлозы. Для первого случая характерен повышенный (в 5—7 раз) расход порошка и ухудшение физикомеханических свойств покрытия, хотя энергоемкость процесса наплавки наименьшая.
С увеличением толщины обмазки повышается поглощение излучения. Одновременно возрастает твердость нанесенного слоя, которую можно регулировать в пределах 35...65 HRC путем подбора скорости наплавки и грануляции порошка материала.
Увеличение размеров частиц порошка приводит к росту твердости и износостойкости покрытия. Наиболее рациональной является смесь нескольких фракций со следующими размерами зерен, мкм:
40.. . 100 - 10%, 100...280 - 80%, 280 и более - 10%. Технологические параметры лазерной наплавки приведены в табл. 9.7.
Качество покрытия зависит от скорости перемещения лазерного луча, толщины наплавленного слоя и степени перекрытия валиков. Обычно покрытия, наносимые лазерной наплавкой, имеют следующие характеристики: толщина слоя, наплавленного за один проход, до 0,8 мм; толщина дефектного слоя не более 0,1 мм;
Технологические параметры лазерной наплавки в зависимости от состава порошка и размера зерен
|
Порошок |
Размер зерен, мкм |
Скорость наплавки, м/мин |
Микротвердость, МПа |
Предел прочности сцепления с основой, МПа |
|
ПН73ХСЗРЗ |
200... 300 |
38 |
7,5 |
250 |
|
28 |
6,5 |
|||
|
21 |
5,5 |
|||
|
13 |
4,5 |
|||
|
100... 200 |
38 |
6,5 |
||
|
28 |
6,0 |
|||
|
21 |
5,5 |
|||
|
13 |
3,5 |
|||
|
60... 100 |
38 |
3,2 |
||
|
28 |
2,9 |
|||
|
21 |
2,5 |
|||
|
13 |
2,4 |
|||
|
ПГФБХ-6-2 |
100...200 |
15...38 |
00 о о о |
350 |
|
200...400 |
15...35 |
8,5... 11,0 |
||
|
400...600 |
15... 30 |
9,0... 11,5 |
прочность сцепления покрытия с восстанавливаемой поверхностью до 0,35 кН/мм2; потери наплавляемого материала не более 1 %; размер зоны термического влияния не более 1 мм.
Наплавка производится на установках, в которых используются серийные лазеры ЛГН-702, «Кардамон», ЛТ1-2, «Иглай», «Комета», «Катунь», «Латус-31» и «Юпитер-1.0», а также изготавливаемые ЗАО «Ремдеталь» лазерные технологические модули мод. 01.03.178 и 01.12.376.
Контрольные вопросы
- 1. Назовите основные способы наплавки деталей.
- 2. Что представляет собой дуговая наплавка под флюсом?
- 3. Когда применяется наплавка под флюсом и что она обеспечивает?
- 4. От каких технологических параметров зависят характеристики наплавленного слоя?
- 5. Назовите типовые детали автомобиля, при восстановлении которых используют наплавку под флюсом.
- 6. Перечислите основные особенности наплавки металла на шейки коленчатых валов автомобильных двигателей.
- 7. Каким образом производится восстановление цилиндрических деталей?
- 8. Какое оборудование выпускается отечественной промышленностью для микроплазменной сварки и наплавки металлов?
- 9. Чем отличаются друг от друга плазмотроны, предназначенные для сварки и резки металлов?
- 10. Почему дуговая наплавка под флюсом обеспечивает более высокую производительность, чем наплавка в углекислом газе?
- 11. Назовите типовые детали автомобиля, для восстановления которых применяют лазерную наплавку.
