НАПЛАВОЧНАЯ ГОЛОВКА

Полезная модель относится к области сварочного производства, касается оборудования для дуговой наплавки и может быть использована для восстановления деталей, преимущественно изношенных частей надрессорных балок железнодорожных транспортных средств.
Известна установка для наплавки деталей, содержащая смонтированную на основании стоику и размещенную на стоике с возможностью осевого установочного перемещения штангу, расположенный на штанге сварочный механизм с электроизолированными сварочными мундштуками, сварочный кабель, соединенный с источником питания; при этом установка оснащена смонтированным на штанге поворотным многопозиционным элементом со сварочным мундштуком на каждой позиции, подвижным фиксатором с силовым цилиндром для фиксации положения многопозиционного элемента [Авт. свидетельство СССР №1738571, В 23 К 37/04,1989 г.].
Общими существенными признаками известной установки с предлагаемой наплавочной головкой являются стойка, штанга, сварочный механизм, поворотный механизм с по крайней мере одним сварочным мундштуком, сварочный кабель, однако известная установка не обеспечивает возможности наплавки элемента изношенной детали, имеющей вид круга при высоком качестве и геометрической точности наплавленного слоя.
Известен агрегат для наплавки цилиндрических изделий, в котором механизм продольного и поперечного перемещения наплавочного аппарата выполнен с кареткой, на которой жестко закреплена вертикальная опора с горизонтальной балкой, соединенной с вертикальной опорой с возможностью относительного продольного возвратно-поступательного перемещения перпендикулярно к оси бабок механизма вращения изделия и вертикальной балкой, соединенной с горизонтальной с возможностью относительного продольного возвратно-поступательного перемещения; при этом правильный механизм, механизм подачи проволоки, мундштук наплавочного аппарата и кассета для сварочной проволоки закреплены на вертикальной балке [Патент РФ №2056234, В 23 К 9/04, 1993 г.].
К общим у известного агрегата и предлагаемой наплавочной головки существенным признакам можно отнести каретку механизма перемещения наплавочного аппарата, вертикальная опора, горизонтальная балка, вертикальная балка, на которой закреплены правильный механизм, механизм подачи проволоки, кассета для сварочной проволоки и мундштук наплавочного аппарата. Известный агрегат не обеспечивает достаточной точности и долговечности наплавленного слоя.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по совокупности существенных признаков является сварочная головка устройства для наплавки длинномерных изделий [Свидетельство РФ №10626, В 23 К 9/04, 1998 г.], которая включает кассету с наплавочной проволокой, подающий механизм, мундштук, бункер для флюса с флюсопроводом и воронкой; суппорт с закрепленной
на нем стойкой и штангой в верхней части, оснащенных механизмом вертикального перемещении типа «винт-гайка» с отдельным приводом с возможностью постоянного или дискретного режима работы и приводом вращения вокруг вертикальной оси суппорта-стойки-штанги сварочной головки; кроме того, узел управления механизмами дискретного перемещения сварочной головки в радиальном и осевом направлении, выполненный в виде концевого выключателя, срабатывающего после каждого полного оборота однокулачкового диска, жестко закрепленного на штанге в верхней части суппорта и включающего через одно из реле времени приводы радиального или осевого перемещения сварочной головки в соответствие с предварительным включением одного из этих каналов.
Все перечисленные выше существенные признаки устройства для наплавки длинномерных изделий являются общими с существенными признаками предлагаемой наплавочной головки, при этом известное устройство не обеспечивает достаточной производительности, точности и долговечности наплавленного слоя из-за несовершенства металлургического процесса в зоне сварочной дуги и наплавленного слоя.
Целью конструкции предлагаемой наплавочной головки является повышение производительности операций, качества и долговечности восстановленных деталей путем усовершенствования технологического процесса наплавки. Для этого наплавочная головка оснащена дополнительным устройством для использования присадочной проволоки с возможностью регулирования угла наклона оси этой проволоки в пределах 25...75° по отношению к продольной оси основного наплавочного электрода и скорости подачи присадочной проволоки, которая составляет 0.7...0.95 скорости подачи основного наплавочного электрода, обеспечивающими оптимальный температурный и шлаковый режим в сварочной дуге, в расплаве сварочной ванны и слоя наплавки; кассетой для присадочной проволоки с узлом торможения в составе бобины, изолирующих втулок и пружины между ними, которая сжимается с помощью гайки на оси и обеспечивает торможение вращения бобины, направляющего канала в виде дополнительного гибкого шланга и мундштука для присадочной проволоки, а также узла подачи присадочной проволоки в составе двигателя постоянного тока с редуктором и устройства протяжки; для предотвращения рассыпания и слива флюса, по периметру зоны наплавки предусмотрены козырьки из листовой стали с элементами крепления в виде пуклевки в трех-пяти точках на внутренней поверхности козырька на расстоянии до пяти мм от нижней кромки при наплавке поверхностей тел вращения и пружинных лапок, закрепленных на нижней части козырька и отогнутых угловых кромок для уплотнения зазоров при наплавке плоских участков детали.
Параметры скорости подачи присадочной проволоки в зону наплавки составляют 0,7...0.95 скорости подачи основного наплавочного электрода и определяются полнотой переплава присадочной проволоки, обеспечивающей высокую плотность слоя наплавки, а утлы наклона 25°...75° между ними определяются
оптимальными характеристиками предварительного подогрева участка присадочной проволоки вблизи сварочной дуги.
Дня частных вариантов применения полезной модели, указанные параметры уточняются в зависимости от конфигурации ремонтной поверхности и свойств материала детали.
Конструкция полезной модели иллюстрируется условными рисунками: фиг.1 - общий вид наплавочной головки с необходимыми видами и разрезами; фиг.2 - козырьки защиты от рассыпания и слива флюса.
На общем виде (фиг.1) схематически показаны корпус сварной конструкции 1, стойка-штанга 2, укрепленные на ней кассеты для основного наплавочного электрода 3 и присадочной проволоки 4, мундштуки для основного наплавочного электрода 5 и присадочной проволоки 6 и гибких шлангов к ним, соответственно 7 и 8, бункер для флюса 9 и флюсопровод 10 с воронкой 11, двигатели постоянного тока с редукторами подачи основного наплавочного электрода 12 и присадочной проволоки 13, двигатели с редукторами привода вращения наплавочной головки 14 и радиального смещения подающего механизма 15.
Козырьки защиты от рассыпания и слива флюса (фиг.2) для зоны наплавки элементов подпятника имеют вид патрубка с возможным уширением в нижней части и пуклевкой по диаметру в трех-пяти местах с внутренней стороны патрубка на расстоянии до 5 мм от нижней кромки козырька для закрепления на наружной поверхности подпятника (а), а для зоны наплавки наклонных плоскостей - прямоугольных параллелепипедов с креплением с помощью пружинящих лапок на нижней кромке козырьков и отогнутых угловых кромок для уплотнения зазоров (б).
Наплавочная головка работает следующим образом. Кассеты 3 и 4 предварительно заправляются соответственно основной наплавочной электродной и присадочной проволоками с последующим размещением их в соответствующих подающих механизмах, гибких шлангах 7 и 8 и мундштуках 5 и 6; бункер для флюса 9 заполняется заранее подготовленной смесью. В зависимости от конфигурации упрочняемой поверхности, детали или степени эксплуатационного износа восстанавливаемой поверхности детали, устанавливается угол между осями основного наплавочного электрода и присадочной проволоки в зоне наплавки и настраивается скорость подачи присадочной проволоки в зависимости от скорости подачи основного электрода,
В частности, при наплавке поверхностей тел вращения, угол между продольными осями основного электрода и присадочной проволоки устанавливают в пределах 45...75° при скорости подачи присадочной проволоки 0.7...0.8 скорости подачи основного наплавочного электрода, а при наплавке плоских участков деталей, соответственно 25...45° и 0.9...0.95 скорости подачи основного электрода.
После установки электрода в рабочее положение в стартовой точке зоны наплавки, включается система электропитания и, одновременно, механизм подачи наплавочной и присадочной проволок, а также флюсовой смеси в рабочую зону. В зависимости от вида наплавляемой поверхности,
осуществляется перемещение наплавочной головки по окружности или вдоль одной из трех осей прямоугольной системы координат с соответствующим дискретным смещением наплавочной головки на заданную величину по окончании нанесения наплавочного валика в случае наплавки тел вращения или с принудительными колебаниями основного электрода при упрочнении или восстановлении плоских участков, например опорных наклонных поверхностей.