Особенности:
1) В цепь нагрузки электропитания введена индуктивность;
2) Напряжение недостаточное для постоянного горения дуги;
3) Электродная проволока совершает колебания относительно детали с частотой 50-100 Гц и амплитудой 1-3 мм с периодическим касанием наплавляемой поверхности.
Рис. 5.4 Схема вибродуговой наплавки
1 – Кассета с проволокой
2 – Подающие ролики
3 – Качающийся мундштук
4 - Система подачи раствора
5 - Наплавленный слой
6 – Восстанавливаемая деталь
7 – Емкость
8 – Индуктивное сопротивление
V – Частота качаний мундштука
L – Индуктивность
Индуктивность – обеспечивает накопление энергии во время разомкнутого состояния цепи, обеспечивает сдвиг фаз тока и напряжений, поэтому переход тока через 0 происходит при наличии напряжения источника питания и возникновении ЭДС самоиндукции, которая совпадает по направлению с напряжением источника питания. Это обеспечивает повторное возникновение дугового разряда после разрыва сварочной цепи и устойчивое горение дуги.
Электрод и деталь оплавляются во время дугового разряда. На конце электрода образуется капля металла. Она переносится на деталь во время короткого замыкания.
Длительность существования дуги – 20% времени цикла. Провар металла неглубокий, зона термического влияния небольшая.
Цикл наплавки состоит из дугового разряда, короткого замыкания и холостого хода.
Осциллограмма тока ( I ) и напряжения (U )
Рис. 5.5 Осциллограмма тока и напряжения
tкз - время короткого замыкания
tдр – время дугового разряда
tхх – время холостого хода
tп – период
Наплавка ведется под флюсом, часто в водном растворе (3-5% раствор кальцинированной соды или 10-20% раствор глицерина). Жидкость так же выполняет закалку, защищает металл от кислорода и азота, охлаждает деталь. Расход 0,5-1,0 л/мин. Подается на расстоянии 15-30 мм от дуги.
В зависимости от материала детали и нужных характеристик выбирается проволока нужного состава.
Нагрев детали <1000 С. Деталь не деформируется. Слой имеет равномерную толщину и гладкую поверхность.
Диаметр проволоки 1-2,5 мм (зависит от толщины слоя наплавки). Наплавляют стальные или чугунные детали.
Примерный режим: ток 70-75 А, U = 12-30 В, dэ=1,6 мм, шаг наплавки 2,3-2,7 мм/об, угол подвода проволоки 15-300, скорость подачи проволоки < 1,65 м/мин, скорость наплавки 0,5-0,65 м/мин.
При токах <100 А включается индуктивность 0,4 мГн.
Недостатки :
Снижение усталостной прочности (60%) из-за образования закалочных структур в металле, которые вызывают растягивающие напряжения, и неоднородность твердости (в местах перекрытия точек сварки происходит отпуск и твердость снижается). Наличие пор в покрытии из-за быстрого перехода металла из жидкого состояния в твердое.