Виды наплавочных работ
Наплавкой называется процесс, нанесения с помощью сварки на поверхность детали слоя металла для восстановления ее первоначальных размеров (при износе после эксплуатации) либо для придания этой поверхности специальных свойств (износостойкости, антикоррозионности, антифрикционности и др.).
Для получения заданных свойств наплавленного слоя применяют легирование присадочным металлом в процессе наплавки или чаще всего используют специальные наплавочные электроды. Применяют следующие виды наплавки.
Ручная дуговая наплавка выполняется покрытым плавящимся или неплавящимся электродом. Плавящиеся наплавочные электроды применяются в соответствии с назначением каждого типа и марки. Неплавящиеся электроды применяют при наплавке на поверхность детали порошковых смесей. Применяются электроды из литых твердых сплавов и в виде трубки, заполненной легирующей порошкообразной смесью. Ручная наплавка малопроизводительна и трудоемка, поэтому применяется при наплавке деталей сложной конфигурации.
Ло |
Автоматическая и полуавтоматическая наплавка под флюсом производится проволокой сплошного сечения, ленточным электродом или порошковой проволокой. Легирование наплавляемого слоя осуществляют через электродную проволоку, легированный флюс (при проволоке из низкоуглеродистой стали) или совместно через проволоку и флюс. Иногда в зону дуги вводят легирующие вещества в виде пасты или порошка.
Наплавка плавящимся или неплавящимся электродом в защитном газе (чаще всего в аргоне или углекислом газе). Плавящуюся наплавочную проволоку выбирают, исходя из необходимости получить наплавленный слой с соответствующими свойствами. В качестве неплавящегося электрода используют стержни из вольфрама.
Плазменная наплавка осуществляется плазменной струей прямого действия с подачей в струю наплавочной проволоки, токоведущей присадочной проволоки или присадочного порошка.
Вибродуговая наплавка выполняется автоматической головкой, обеспечивающей вибрацию и подачу электродной проволоки в зону дуги. При вибрации электрода происходит чередование короткого замыкания сварочной цепи и разрыва цепи (паузы). В зону наплавки подается охлаждающая жидкость. Она защищает наплавленный металл от воздействия воздуха и, охлаждая деталь, способствует уменьшению зоны термического влияния, снижению сварочных деформаций и повышению твердости наплавляемого слоя. В качестве охлаждающей жидкости применяют водные растворы солей, например кальцинированной соды, содержащие ионизирующие вещества, облегчающие возбуждение дуги после паузы. Способ нашел большое применение для наплавки на изношенные поверхности деталей слоя небольшой толщины (до 1 мм).
Электрошлаковая наплавка характеризуется высокой производи
тельностью. Способ позволяет получать наплавленный слой любого заданного состава на плоских поверхностях и на поверхностях вращения (наружных и внутренних). Наплавка выполняется за один проход независимо от толщины наплавляемого слоя.
Газовая наплавка имеет ограниченное применение, так как при этом возникают большие остаточные напряжения и деформации в наплавляемых деталях. Для наплавки применяются литые твердые сплавы.
Для ручной дуговой наплавки применяют электроды, предусмотренные ГОСТ 10051-75. Электроды обозначаются буквой Э и затем указывается примерный химический состав стержня электрода. Например, электрод Э-35Г6 содержит 0,35% углерода и ~6% марганца. Полное условное обозначение электрода, указываемое на этикетке, содержит основные данные, определяющие его применение. Например,
Э-12Г4-ОЗН-350У - 5,0 - НД1 Е—350/37—1-Б40 ГОСТ 9466—75, ГОСТ 10051 — 75 означает: электрод типа Э-12Г4 по ГОСТ 10051—75, марки ОЭН-350У диаметром 5,0 мм для наплавки (Н), с толстым покрытием (Д), 1-й группы по качеству, обеспечивает твердость наплавленного слоя 350/37 (по Биккерсу /по Роквеллу) без последующей обработки (1). Электрод имеет основное покрытие
(Б) для наплавки в нижнем положении (4) на постоянном токе обратной полярности (0). Б технической документации указывается только марка электрода, диаметр стержня, группа по качеству и ГОСТ 9466-75. Например, ОЗН - 350У — 5,0 — 1 TOCt 9466 — 75. Большое применение получили наплавочные электроды марки 03H-250Y, ОЗН-ЗООУ, ОЭН-350У и ОЗН-400У (типы соответственно Э-10Г2, Э-11ГЗ, Э-12Г4 и Э-15Г5), обеспечивающие получение наплавленного слоя твердостью HRC 20...44. Они применяются ири восстановлении быстроизнашивающихся поверхностей деталей из углеродистых и низколегированных сталей, подвергающихся ударным нагрузкам.
Для наплавки деталей экскаваторов, землеройных машин, работающих при ударных нагрузках, применяют электроды марки 12АН/ЛИБТ типа Э- 95Х7Г5С, дающие наплавляемый слой твердостью до HRC 32. Наплавку поверхностей стальных и чугунных деталей, подверженных абразивному износу без ударной нагрузки, производят электродами марки Т-590 типа Э-320Х25С2ГР. Детали, работающие в условиях сильного износа и при ударных нагрузках, рекомендуется наплавлять электродами марки Т-620 тина Э-320Х23С2ГТР диаметром 4...5 мм.
При наплавке угольным электродом используют порошковые смеси следующего состава (в
Порошко |
Ферро |
Желез |
|||||
Вая |
Ферро |
Марга |
Ный по |
Ьирид |
Карбид |
Нефтяной |
Твердость |
Смесь |
Хром |
Нец |
Рошок |
Хрома |
Хрома |
Кокс- |
HRC |
Сталинит 26,9 21,6 47,1 — - 4,4 55 КБХ-45 50 — 40 5 5 - 56...58 БХ — — 50 50 - - 60...62 |
Эти же смеси применяют для заполнения трубчатых электродов. При различных способах автоматической и полуавтоматической наплавки применяют наплавочную проволоку, изготовляемую по ГОСТ 10543—82. Наплавочная проволока маркируется буквами Нп и цифрами и буквами, характеризующими ее химический состав; подбирается в зависимости от объекта наплавки и требуемой твердости наплавляемого слоя. Марки углеродистой наплавочной проволоки в зависимости от содержания углерода дают слой твердостью от НВ 160 (Нп-25) до НБ 340 (Нп-85). Проволока легированная и высоколегированная позволяет получать слой твердостью от НВ 180 (Нп-40Г) до HRC52 (Нп-40Х13). Обычно наплавку производят под флюсом. Применяются флюсы, предусмотренные по ГОСТ 9087—81. Допускается производить наплавку рабочих поверхностей деталей строительных машин электродной проволокой Св-08 под легирующим флюсом. Применяют керамические флюсы серии КС, содержащие мрамор (40...44%), плавиковый шпат (6...10%), диоксид титана (до 6%), феррохром (до 25%), ферротитан (до 14%), кварцевый песок (до 5%) и графит (0,5... 1,0%). Кроме того, автоматическую и полуавтоматическую наплавку производят наплавочной порошковой проволокой или лентой под слоем флюса АН-348-А, АН-20 (С, СП и П), АН-22, АН-60 и др. Порошковая проволока, как и лента, представляет собой стальную оболочку, наполненную запрессованной в ней шихтой, содержащей элементы, легирующие наплавляемый слой. Для наплавки деталей машин из углеродистой стали под флюсом АН-348-А применяют порошковую проволоку марок ПП- АН-120, ПП-АН-121 (твердость слоя НВ 300...350) или ПП-АН-122 (HRC 50...56), для наплавки высокомарганцовистых сталей применяют проволоку ПП-АН-105 (HRC 20...25), для наплавки высокохромистых сталей рекомендуют порошковую проволоку марок ПП-АН-170 и ПП-АН-171. Порошковые ленты марок ПЛ-АН-101, ПЛ-АН-102 и ПЛ-АН-112 применяют для наплавки под флюсом и открытой дугой. Твердость слоя достигает HRC 56.