Технология технического осмотра и ремонта автомобиля КамАЗ-5460 с восстановлением коленчатого вала
3.3.5 Плазменная наплавка
Перспективным способом восстановления деталей является способ нанесения покрытий с помощью потока плазмы, в том числе способ воздушно-плазменной наплавки.
Принципиальная схема образования плазменной струи в плазмотронах показана на рис. 18.
Плазма -- это сильноионизированный газ, который образуется при прохождении его в узком канале плазмотрона между двумя электродами через дуговой разряд дежурной дуги.
Плазменная дуга возникает после подачи плазмообразующего газа и прохождения его через дежурную дугу и сопло плазмотрона.
Под действием дугового разряда дежурной дуги молекулы газа распадаются на ионы и электроны. В 1 см3 плазмы содержится 109--1010 и более заряженных частиц (ионов и электронов).
В узком канале плазмотрона скорость направленного движения частиц достигает 300--1000 м/с. При сжатии потока газа процесс плазмообразо-вания сильно интенсифицируется. Выделение тепловой энергии происходит при соединении ионов в молекулы, при этом температура струи достигает 16000...26000 °С.
Рис. 18. Принципиальная схема образования плазменной струи: а -- при тангенциальной подаче плазмообразующего газа (N2, O2, воздуха) в дуговую камеру плазмотрона; б -- при прямой подаче плазмообразующего газа в дуговую камеру плазмотрона; в -- распределение температуры в плазменной сгруе радиусом r по ее длине l; 1 -- вольфрамовый электрод; 2 -- корпус плазмотрона; 3 -- дежурная дуга; 4 -- плазменная струя; 5 -- деталь, подлежащая восстановлению
Сущность способа плазменной наплавки заключается в том, что источником теплоты для расплавления металла служит тепловая энергия плазменной струи. Горение дежурной дуги может происходить между электродом плазмотрона и изделием, между электродом и токоведущей присадочной проволокой и комбинированным способом, когда горят две дуги между неплавящимся электродом и изделием и между неплавящимся электродом и токоведущей присадочной проволокой. При плазменных способах наплавки присадочный материал может подаваться в виде проволоки, ленты или порошка. Пост для плазменной наплавки состоит из источника питания ПС-500, выпрямителя напряжения 60 В, сварочной головки и механизма перемещения сварочной головки относительно изделия.
При плазменной наплавке на прямой полярности вначале возбуждается маломощная дежурная дуга силой тока 20--30 А. Питание ее осуществляется от основного источника сварочным током через балластный реостат.
Высокая концентрация тепловой энергии в плазменной струе, стабильность дугового разряда, возможность раздельного регулирования степени нагрева основного и присадочного материалов обеспечивают преимущества плазменной наплавки перед другими видами наплавки, особенно в тех случаях, когда присадочный материал по составу и свойствам отличается от основного.