1.2 Характеристика традиционной технологии. Ее достоинства и недостатки.

В процессе эксплуатации лопаток турбин происходит износ торца пера, в связи с этим падает коэффициент компрессии, что приводит к выводу агрегата из эксплуатации. Существует технология восстановления способом электродуговой наплавки, сущность которого заключается в использовании теплоты для расплавления присадочного материала и соединения его с основным металлом детали[15].

Электродуговая наплавка получила наибольшее распространение в ремонте машин среди способов нанесения покрытий. Этот способ по сравнению с другими способами создания ремонтных заготовок дает возможность получать слои с высокой производительностью практически любой толщины, различного химического состава и высокими физико-химическими свойствами.

Рисунок 1.1 - Схема ручной дуговой сварки (наплавки) штучным электродом: 1– основной металл; 2 – сварочная ванна; 3 – электрическая дуга; 4 – проплавленный металл; 5 – наплавленный металл; 6 – шлаковая корка; 7 – жидкий шлак; 8 – электродное покрытие; 9 – металлический стержень электрода; 10 – электрододержатель

Ручная наплавка обычно производится в стационарных условиях. Комплект оборудования для ручной дуговой наплавки включает: источник питания, стол или манипулятор изделия, электродержатель сварочные провода, защитные приспособления вспомогательный инструмент. Пост оснащен обычным оборудованием для ручной электродуговой сварки. Рабочее место наплавщика оборудуется приточно-вытяжной вентиляцией.

Ручная электродуговая наплавка выполняется в основном электродами с толстым покрытием и в тех случаях, когда применение механизированных способов невозможно или нецелесообразно.

Техника и режимы проведения процесса наплавки должны обеспечивать: минимальное проплавление основного металла и перемешивание его с наплавленным; отсутствие пор, трещин, шлаковых включений, несплавлений и других дефектов в наплавленном слое; минимальную величину внутренних остаточных напряжений и коробления изделия; равномерную высоту и рельеф наплавленного слоя.

После наплавки изделия во многих случаях требуется проведение термообработки. Термическая обработка может применяться с целью изменения физико-механических свойств наплавленного слоя (например, закалка, отжиг) или с целью стабилизации структурного состояния и снятия внутренних напряжений (отпуск).

Термообработка деталей с целью изменения характеристик наплавленного слоя производится по режимам, рекомендуемым для данного типа наплавленного металла. Отпуск деталей для снятия внутренних напряжений целесообразно вести при максимально возможных температурах, при которых еще не наблюдается изменение эксплуатационных характеристик наплавленного слоя. Считается достаточной для снятия внутренних напряжений выдержка при заданной температуре от 1 до 3 мин на 1 мм толщины детали. Скорость нагрева до температуры отпуска выбирается в зависимости от материала, размеров и конфигурации детали, а также типа используемого термического оборудования и может достигать 50-100°С в 1 ч.

Достоинства электродуговой наплавки[5]:

- Дуговая наплавка покрытыми электродами отличается низкой стоимостью оборудования, возможностью выполнения наплавки вручную, что обеспечивает этому способу самое широкое применение для наплавки не только черных, но и цветных металлов.

1. Возможность наплавки изделии сложной формы;

2. Возможность выбора наплавочного материала, наиболее пригодного для конкретного назначения, из широкого ассортимента покрытых наплавочных электродов;

3. Транспортабельность оборудования, позволяющая выполнять наплавку в полевых условиях.

Несмотря на все преимущества, существующая технология ремонта лопаток методом электродуговой наплавки не удовлетворяет современным технико-экономическим требованиям:

1. Большие припуски на последующую механическую обработку (до 3 мм), увеличивают себестоимость ремонта.

2. Значительные зоны термического влияния до 10 мм и долее требуют последующей термической обработки.

3. В зоне электродуговой наплавки образуется неблагоприятная с точки зрения износа лопатки крупнозернистая структура.

4. Ограниченность зоны ремонта лопатки при электродуговой наплавки, которая составляет 1/3 от высоты лопатки (верхняя часть лопатки). Дефекты, расположенные ниже, ремонту не подлежат в соответствии с ТУ на ремонт лопаток методом электродуговой наплавки.