чем наплавить чугунную деталь
Восстановление чугунных деталей. Наплавка на чугунные детали. Порошковые сплавы для сварки (наплавки) чугуна.
Чугун как конструкционный материал получает все более широкое применение в сельскохозяйственном машиностроении. Это связано с рядом его преимуществ перед другими материалами: невысокая стоимость и хорошие литейные свойства. Чугунные изделия имеют достаточно высокую прочность и износостойкость, в меньшей мере, чем сталь, чувствительны к концентраторам напряжений. В настоящее время из чугуна получают отливки автотракторных деталей сложной формы, таких, как блоки цилиндров, коленчатые и распределительные валы и др.
Широкое применение чугунных деталей в конструкциях тракторов, автомобилей и выход их из строя при эксплуатации требуют последующего восстановления. Восстановление изношенных чугунных деталей из-за особенностей строения и физико-химических свойств чугуна вызывает значительные трудности.
Быстрое охлаждение расплавленного металла в зоне наплавки, а также выгорание кремния способствуют отбеливанию чугуна, что затрудняет его обработку режущим инструментом.
Вследствие низкой пластичности чугуна при неравномерном нагреве и охлаждении могут образовываться трещины как в самом шве, так и в околошовной зоне.
Низкая температура плавления и быстрый переход чугуна из твердого состояния в жидкое и наоборот затрудняют полный выход газов из металла шва, отчего шов получается пористым.
Наплавку на чугунные детали можно выполнять с предварительным, сопутствующим и последующим подогревом, а также в холодном состоянии. Подогрев необходим с целью уменьшения скорости охлаждения металла и создания условий для протекания процесса графитизации. Однако наплавка с предварительным высоким подогревом чугуна связана с высокой трудоемкостью работ и значительными затратами. Поэтому наибольшее распространение получила сварка (наплавка) с частичным подогревом (до 250-400°С) и без предварительного подогрева изделия.
1. Графитизация. Углерод при высоких скоростях охлаждения, характерных для сварки (наплавки), в металле шва находится в связанном состоянии и образует в чугуне ледебурит или закалочную структуру. Для получения более мягкой перлитно-ферритной структуры необходимо, чтобы процесс графитизации прошел более полно, т. е. до такой стадии, при которой осталось бы мало углерода в связанном состоянии. Ускорению графитизации способствуют такие элементы, как С, Si, Al, Ti, Ni, Cu.
2. Удаление углерода. Введение в состав наплавочных материалов кислородосодержащих компонентов обеспечивает максимальное окисление избыточного углерода.
3. Карбидообразование. Введение в наплавочные сплавы карбидообразующих элементов (вольфрама, хрома, ванадия, молибдена) способствует получению в наплавленных слоях ферритно-перлитной структуры.
Качество наплавленных слоев на чугунные детали зависит главным образом от технологии наплавки и применяемых сварочных материалов. Поскольку сварочные материалы составляют неотъемлемую часть технологии наплавки, то их подбор имеет исключительно важное значение для получения качественного соединения.
Восстановление внутренних поверхностей чугунных деталей сводится в основном к доведению их до номинального размера с использованием для наплавки сравнительно мягких, легкообра-батываемых сплавов. Для наружных поверхностей применяют более износостойкие сплавы, поддающиеся механической обработке режущим инструментом.
С учетом технологических и металлургических особенностей сварки (наплавки) чугунных изделий выбраны порошковые сплавы, химический состав которых представлен в табл. 26.
Таблица 26. Состав порошковых сплавов, %
Чем наплавить чугунную деталь
Сварка чугунных деталей затрудняется из-за высокого содержания в чугуне углерода (серы и фосфора), склонности его к отбеливанию (способствует образованию трещин и затрудняет механическую обработку), резкому переходу при нагреве из твердого в жидкое состояние (затрудняет сварку в наклонном, вертикальном и горизонтальном положениях), малой пластичности и низкой ударной вязкости чугуна, необратимого объемного изменения металла в результате изменения его структурного состояния (при воздействии высоких температур), неравномерности усадки металла при кристаллизации сварочной ванны. Эти и другие причины приводят к короблению поверхностей и трещинам.
Кроме того, дополнительные сложности при сварке чугунных деталей возникают из-за их загрязненности маслом, нагаром, а также внутренней напряженности, вызываемой охлаждением после литья. Расплавленный чугун усиленно поглощает кислород воздуха и покрывается пленкой окислов. Так как температура плавления чугуна 1147 °С, т. е. ниже температуры плавления его окислов (1400°С), при сварке необходимо применять флюсы.
Устранение дефектов в чугунных деталях может осуществляться горячей, полугорячей, холодной сваркой, а также сваркой — пайкой и другими способами.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Сварка осуществляется открытой дугой без дополнительной защиты газом или флюсом. Разбрызгивание незначительное. Глубина проплавления основного металла 1,5…2 мм, сплавление хорошее.
Используемое оборудование: полуавтоматы А-547Р, А-547У, А-825 в комплекте с выпрямителем; шланговые держатели для проволоки.
Технологический процесс сварки деталей включает следующие операции.
Поверхность^ подлежащую сварке, очищают от пригаров, накипи и других загрязнений. Определяют размеры и границы повреждения и производят разделку. Концы трещины засверливают сверлом 0 3…4 мм насквозь на удалении 6…10 мм от видимого конца трещины в направлении ее развития. Ширина разделки и развал кромок должны быть по возможности малыми, чтобы снизить количество наплавляемого металла и обеспечить возможно меньший разогрев основного металла при сварке. Несквозные трещины должны быть разделаны до здорового металла.
Сварку ведут участками длиной 20…30 мм с их проковкой и охлаждением до температуры не выше 50 °С. Порядок положения участков — от середины трещин в направлении к краям попеременно с двух сторон.
По данным ИЭС им. Е. О. Патона, при работе одного сварочного поста и использовании 80…100 кг проволоки экономический эффект до 80 тыс. руб. в год.
Общие рекомендации при сварке чугуна.
1. Для снижения твердости металла шва следует применять электроды и другие сварочные материалы, обеспечивающие получение в шве мягкого металла малоуглеродистой стали, цветного сплава и т. п., с небольшим содержанием углерода.
2. Для уменьшения термического воздействия на зону термического влияния использовать электроды небольшого диаметра; применять пониженные режимы сварки (малые токи); вести сварку вразброс, короткими швами в разных местах завариваемого участка.
3. Для снижения напряжений, возникающих при остывании металла, которые могут привести к трещинам, рекомендуется проковка металла шва в горячем состоянии непосредственно после сварки. Проковку производить, когда металл находится в пластическом состоянии.
Сварка и наплавка чугуна — сплава из группы плохо свариваемых металлов
ПАНЧ-11 — проволока для сварки чугуна
Чугун относится к группе плохо свариваемых металлов. Сварка и наплавка чугуна производится только в целях ремонта, устранения трещин и дефектов отливок. От других сплавов на основе железа чугун отличает очень высоким содержанием углерода. Углерод в нем присутствует в таких количествах, что не растворяется полностью, а образует графитовые или цементитовые включения в кристаллической структуре. Кроме углерода в сплаве содержатся и другие примеси — сера, фосфор, марганец, кремний.
Чугун характеризуется высокой твердостью и хрупкостью. Хрупкость — это свойство материала разрушаться без заметных остаточных деформаций. При сильном механическом напряжении изделие просто лопается, практически не изменяя свою форму.
Факторы, затрудняющие сварку чугуна
Сварка чугуна осложняется несколькими факторами.
Зная, что такое чугун, и изучив его поведение в разных условиях, можно разработать эффективные методы сварки.
Приемы, применяемые при сваривании чугуна
Хрупкость чугуна, из-за которой в околошовной зоне появляются трещины, преодолевается предварительным нагревом. Перед тем как сварить чугун, его нагревают до высокой температуры — от 300 до 600 о С, а после обработки не дают остывать слишком быстро. Это позволяет избежать сильных термических напряжений.
Применяют и другие приемы:
Поиски, как и чем сваривать чугун, — постоянная тема прикладной науки. Используются методы сварки покрытыми штучными электродами, которые изготавливаются из сплавов меди, никеля и других металлов, неплавкие электроды, пламя газовой горелки и присадочная проволока. Выбор конкретного способа определяется целями сварки, условиями работы и уровнем требований к качеству шва.
Сварочная проволока ПАНЧ 11
В Институте электросварки имени Патона в середине прошлого столетия была разработана присадочная проволока под названием ПАНЧ-11. Эта проволока предназначена для полуавтоматической дуговой сварки. Сварка чугуна сварочной проволокой ПАНЧ-11 решает множество проблем, связанных с ремонтом чугунных изделий.
Что такое ПАНЧ-11? Это проволока толщиной 1,2 мм, изготовленная на основе никеля с добавками марганца, меди. В ее состав входят флюсы, делающие ненужным использование защитных газов. При ее применении не требуется предварительный прогрев изделия. Сварочный шов, полученный с помощью этой проволоки, по своим механическим качествам мало отличаются от основного материала. При сваривании, наблюдается некоторое повышение твердости металла возле шва. Под нагрузкой на растяжение, разрушение образца, как правило, происходит по телу изделия, а не по сварке.
Сварочный шов, получаемый при использовании этой проволоки, можно обрабатывать резанием, как и чугун. Электрическая дуга демонстрирует стабильность, сварочная ванна легко контролируется, разбрызгивание минимально. Сварочная проволока ПАНЧ-11 позволяет сваривать чугун при любых положениях шва, хотя нижнее положение по-прежнему остается предпочтительным.
Источник: Компания «ПАРТАЛ»
Наплавка металла: электродом и другие
Наплавка представляет собой нанесение дополнительного слоя металла на поверхность различных изделий и деталей посредством сварки. Данная процедура не только восстанавливает первоначальные свойства детали, но и придает ей дополнительные ценные характеристики. Является одним из самых простых и эффективных способов возвращать элементам работоспособность.
Наплавление может производится с различными целями:
Суть процесса состоит во взаимопроникновении раскаленных материалов друг в друга, происходящем на молекулярном уровне. Для этого поверхностный слой основного изделия нагревается до расплавления на небольшую глубину, а присадка – до жидкого состояния. Получившееся соединение отличается высоким уровнем надежности. Основным достоинством технологии является возможность регулировать толщину данного слоя в значительных пределах и нанесения присадки на элементы различной формы.
Ниже вы найдете подробный обзор всех видов наплавки, а далее рассмотрение в деталях наплавки электродами.
Виды наплавки металла
В настоящее время в промышленной и производственных сферах используется большое количество способов наплавки. Далее мы рассмотрим различные виды наплавления в зависимости от типа используемого наплавочного материала.
Ручная дуговая наплавка покрытыми электродами
Наплавка электродами с покрытием является наиболее универсальным методом, может осуществляться во всех пространственных положениях. Применяется как в промышленной отрасли, так и в бытовой сфере.
С помощью определения состава металла подбирается тип электрода, а толщина и форма заготовок влияет на диаметр сварочного стержня. Если толщина наплавленного материала составляет менее 1,5 мм. – то диаметр прутка должен быть 3 мм. При толщине более 1,5 мм. – 4-6 мм.
Поверхность детали нужно очистить от различного рода загрязнений.
Необходимость предварительного подогрева и последующей термообработки также зависит от марки используемых электродов.
Наплавка изделий из стали осуществляется на постоянном токе обратной полярности.
Данный метод подразумевает применение различных схем наплавочных швов. 
При работе с плоскими изделиями выделяют два основных вида:
Ещё одним видом является накладка узких валиков на некотором расстоянии друг от друга. Шлаковая корка удаляется после наложения нескольких валиков. Затем промежутки также заполняются валиками.
Наплавка изделий цилиндрической формы производится тремя способами:
Подробнее наплавка цилиндров будет проанализирована далее.
Производители и продавцы предлагают обширный ассортимент наплавочных электродов с покрытием. Наиболее популярными являются следующие марки:
ОЗН-6 используются для наплавки деталей оборудования различного назначения, эксплуатирующееся в условиях значительных ударных нагрузок и интенсивного изнашивания. Металл, наплавленный с помощью электродов данной марки, обладает повышенной стойкостью к образованию трещин.
Электроды ОЗИ-5 применяются для наплавления металлорежущего инструмента и штампов. Наплавленный металл обладает высокой стойкостью к смятию и истиранию при значительных ударных нагрузках.
Ручная дуговая наплавка также может проводиться угольными, графитовыми или вольфрамовыми электродами. Наплавление данными сварочными материалами имеет ограниченное применение, поэтому используется редко.
Вибродуговая наплавка выполняется путем вибрации электрода, амплитуда которой составляет 0,75-1,0 диаметра стержня. Процедура осуществляется на токе обратной полярности силой в 80-300 А. В моменты соприкосновения основного изделия и проволоки электрода происходит короткое замыкание, которое разогревает обе поверхности до температуры плавления.
Вибродуговой способ применяются для наплавления наружных и внутренних цилиндрических, наружных конических и плоских поверхностей. Также данный метод используется для восстановления следующих конструкций: шейки валов, штоки буровых насосов, замки бурильных труб и других. 
Электрошлаковая наплавка основана на применении тепла, образующегося при прохождении тока через расплавленный шлак. Главная особенность данного метода – высокая производительность. За час работы исполнитель может получить сотни килограммов наплавленного металла. Другие характерные черты ЭШН: отсутствие разбрызгивания, экономичность расхода присадочных материалов и электроэнергии, низкие скорости нагрева и охлаждения отрицательно сказываются на структуре наплавленного слоя, небольшая склонность металла к образованию пор.
[ads-pc-2][ads-mob-2]
В качестве присадочного материала могут применяются электроды различного сечения: прутки, пластины и т.п.
Основные достоинства: процесс остается устойчивым в обширном диапазоне плотностей тока: 0,2-300 А/мм2, возможность наплавки слоев большой толщины за один проход, данный способ может применяться для работы с материалами, склонными к образованию трещин, возможность придавать наплавленному металлу нужную форму.
Главные недостатки: перегрев основного изделия в зоне термического влияния из-за большой погонной энергии процесса, необходимость сложного и уникального оборудования, невозможность получения тонких слоев, значительная длительность подготовки.
Автоматический комплекс плазменной наплавки SBI (Австрия)
В настоящее время активно используется метод плазменной наплавки. В качестве источника тепла выступает высокотемпературная сжатая дуга, получаемая в специальных горелках. Присадочным материалом может быть наплавочный порошок, лента, проволока, электрод и пр.
Плазменная наплавка с подачей в ванну двух плавящихся электродов обеспечивает высокую производительность.
Универсальным подвидом плазменной наплавки является наплавление с вдуванием порошка в дугу. При выполнении подобных работ применяется горелка комбинированного типа, которая выдает два вида дуги: прямая и косвенная. Наплавочные порошки при помощи транспортирующего газа подаются из питателя в горелку и там вдуваются в дугу. За время пребывания в дуге большая часть порошка расплавляется, и на поверхность основного изделия он попадает в виде капелек.
Рабочую поверхность перед началом наплавления следует зачистить от различных загрязнений: ржавчина, влага, окалина и масло.
При наложении первого наплавочного слоя каждый предыдущий валик нужно перекрывать на 20-30% его ширины.
Дуговая наплавка под флюсом имеет несколько характерных черт: высокая производительность, большая универсальность и широкие возможности легирования основного металла.
Выделяют четыре вида дуговой наплавки под флюсом:
1. Широкое распространение имеет электродуговая наплавка лентой. Дуга, возникающая на торце электродной ленты, перемещается от одной кромки к другой. В результате этих циклических движений получается рассеянное тепловложение в основное изделие.
2. Многоэлектродная электродуговая наплавка. Суть процесса заключается в том, что дуга автоматически возникает на торце то одного, то второго электрода, которые расположены на некотором расстоянии друг от друга и имеют общий токопровод. Дуга перемещается с одного стержня на другой, приводя к попеременному расплавлению прутков.
3. Многодуговая электродуговая наплавка. Данный вид во многом схож с многоэлектродным способом. Только здесь количество электрических дуг соответствует количеству электродов.
4. Вибродуговая наплавка под флюсом подразумевает выполнение процесса с помощью колебательных движений электрода.
Кроме уже перечисленных достоинств, дуговое наплавление под флюсом имеет следующие преимущества: малые потери электродного металла, отсутствие излучения.
Недостатки: большое проплавление основного металла, необходимость применения флюсоформирующих устройств, наплавку возможно проводить только в нижнем пространственном положении, при работе с деталями малого диаметра и глубокими внутренними поверхностями имеются затруднения по удалению шлаковой корки.
Наплавка в среде защитных газов
Наиболее популярным методом является наплавка плавящимся электродом в среде углекислого газа, который характеризуется доступностью и дешевизной. Данный способ позволяет работать с деталями небольших диаметров и наносить на них слои толщиной от 0,5 до 3,5 мм.
Наплавка в среде инертного газа проводится плавящимся и неплавящимся электродом. 
В первом случае дуга возникает между электродом и основным металлом. Наплавление осуществляется в условиях автоматической подачи электродной проволоки. В качестве защитной среды выступает смесь аргона с кислородом или углекислым газом.
В качестве неплавящихся электродов во втором случае выступают графитовые, угольные или вольфрамовые (на картинке) электроды. Присадочный материал вводится в зону дуги в виде проволоки или порошка. При наплавке угольным прутком наплавочные порошки насыпают на основную поверхность, а после расплавляют. Наплавленный слой обладает невысоким качеством из-за присутствия пор, неметаллических включений и других дефектов. При использовании вольфрамовых стержней дуга возникает между основным металлом и вольфрамовым электродом.
Дуговая наплавка порошковыми лентами и проволоками
Данный метод не требует использования флюса или защитных газов. Поэтому основными характеристиками этого способа являются простота и маневренность.
Также для исполнителя создается возможность работать с деталями сложной формы, глубокими внутренними поверхностями, элементами малого диаметра и т.д.
Стабильность дуги и защита расплавленного металла от азота и кислорода из воздуха гарантируются за счет наличия необходимых компонентов сердечника электродного материала.
Газовая наплавка
В данном методе в качестве источника тепла используется газовое пламя, производящееся специальными горелками. Наплавочными материалами могут быть проволоки, стержни и прутки. Процесс наплавления с участием данных материалом практически не отличается от электродуговой наплавки.
В последнее время получила распространение газопорошковая наплавка. Данный метод позволяет упрочнять детали, обладающие сложной конфигурацией, тонким слоем металла от 0,1 до 0,3 мм. При этом не происходит разбавление основного металла. Порошок через газокислородное пламя подается в рабочую зону. В результате нагрева порошок в пластичном и расплавленном состоянии достигает поверхности детали. Затем он затвердевает и образует наплавленный слой металла.
Лазерная наплавка выполняется с помощью высококонцентрированного источника энергии – лазерного луча. Данный метод не требует использование вакуумных камер. В качестве присадочного материала могут применяться прутки, ленты, обмазки.
[ads-pc-3][ads-mob-3]
Электронно-лучевая наплавка производится в вакууме, представляет собой плавление основного и присадочного материалов электронным лучом. Электронный пучок позволяет регулировать нагрев как основного, так и присадочного материалов. Причем, происходит это раздельно, что позволяет свести к минимуму смешивание двух материалов. В качестве присадочного материала может применяться порошковая или сплошная проволоки.
Электроконтакная наплавка осуществляется проволокой или порошком на специальном аппарате.
Для наплавки трением используется присадочный пруток, который торцом прижимают к наплавляемой поверхности и вращают относительно продольной оси.
Наплавка взрывом. Плакирование с применением энергии взрыва осуществляется по технологии сварки взрывом.
Наплавка зубьев шестерни
Шестерня является деталью многих механизмов и машин, использующихся в различных отраслях. Наиболее распространенными дефектами данного элемента является изнашивание зубьев по длине и толщине, выкрашивание, образование задир, трещин и царапин. Наиболее эффективный способ восстановления – наплавка изношенных деталей.
При поломке не более двух зубьев подряд в не особо ответственных механизмах допускается ремонт, включающий следующие процедуры: дефективные зубья вырубают, по ширине зуба просверливают 2-3 отверстия, в них нарезают резьбу, изготавливают шпильки и вворачивают их в подготовленные отверстия, шпильки приваривают к шестерне и наплавляют металл электросваркой, наплавленному слою придают форму зуба.
Восстановление изношенных зубьев шестерен также может осуществляться специальными электродами для наплавки, например ОЗН-300. Перед работами изделие очищается от загрязнений.
При восстановлении шестерен с несколькими дефективными зубьями осуществляют ремонт только с поношенной стороны зуба. Для этого применяются сплавы сормайт, наплавка проводится газовым или электродуговым методом. Наплавка осуществляется электродами ЦС-1 и ЦС-2. Работа выполняется на постоянном и переменном токе обратной полярности. Затем зубья шлифуют.
Схемы наплавки слоев у зуба и впадины шестерни
Также исполнитель может применять сталинит – порошкообразный сплав, расплавляется угольным или стальным электродом на постоянном токе обратной полярности. Затем порошок в пластичном состоянии наносится на деталь слоем толщиной 3-4 мм. В качестве флюса следует использовать буру.
Для ремонта торцов зубьев с износом по длине 2,2-8,2 мм. рекомендуется применять автоматическую наплавку каждого изношенного зуба по отдельности. Процесс осуществляется порошковой проволокой под флюсом. Наплавленный металл формируется в медной охлаждаемой форме.
Наплавка рельсовых концов
Эксплуатация высокоскоростных поездов требует хорошего состояния рельсов. Удары колес приводят к деформации, смятию и изгибам концов рельсов. Восстановление с помощью наплавки является стандартным приемом.
Перед началом работ с рельса удаляется весь расплющенный и отслоившийся металл. Для этого рекомендуется использовать зубило, наждачный круг или другой инструмент. Для повышения скорости наплавления необходимо предварительно нагреть концы рельсов.
Выделяют следующие технологии наплавки, использующиеся на российских железных дорогах, для восстановления концов рельсов:
1. Ручное дуговое наплавление выполняется штучным электродом марок К-2-55, ОЗН-300, ОЗН-350. Наложение валиков производится тремя способами: вдоль, поперек рельса и по диагонали. Лучший результат получается при работе со вторым методом. Средняя ширина валика составляет 24-30 мм. Данная величина может варьироваться в зависимости от диаметра стержня, силы тока и других факторов.
Также существует возможность наплавления пучком электродов: 2-3 прутками, расположенными гребенкой. Данный способ повышает производительность. Наплавку следует начинать на торце рельса посредством наложения валика. Возбуждение дуги выполняется на внутренней стороне, сделав небольшой отступ от торца. Заканчивают наплавление первого валика также несколько отступив от торца рельса. Концы каждого из этих валиков выводят на конец предыдущего валика и там заделывают кратер. Перекрытие смежных валиков должно составлять 1/5-1/6 ширины предыдущего валика. Работы заканчиваются шлифовкой концов рельсов, проводящейся вдоль рельса.
2. 
В качестве присадочного материала при выполнении полуавтоматической электродуговой наплавки используется самозащитная порошковая проволока. Данный метод имеет несколько преимуществ по сравнению с ручным дуговым способом: высокое качество работ, значительная производительность труда.
Работы выполняются поэтапно:
Наплавка осуществляется в один или несколько слов, в зависимости от глубины дефекта.
Наплавка цилиндров и плоскостей
Для восстановления поверхности цилиндров применяются следующие методы наплавления:
1. Наплавка электродами с обмазкой осуществляется тремя способами: а) валиками вдоль образующей цилиндра (продольная наплавка); б) валиками по замкнутым окружностям (круговая наплавка) и в) по винтовой линии.
Изделия малого диаметра и значительной длины следует обрабатывать первым способом. На очищенную поверхность наплавляют валик. Затем деталь поворачивают на 180° и на противоположной стороне наплавляют второй валик. После изделие поворачивают на 90° и наплавляют третий валик, через 180° – четвертый. Далее наплавляется пятый валик, который перекрывает первый. Следует отметить, что перед наложением следующего валика, предыдущие необходимо очистить от шлака.
Второй способ подразумевает, что деталь должна поворачиваться вокруг своей оси в течение всего рабочего процесса. Последний вариант является особенно удобным в случае механизированной наплавки, при которой деталь в процессе наплавки равномерно вращается.
2. Автоматическая наплавка под флюсом обеспечивает получение износостойкого слоя. Данный метод может проводиться сварочной или порошковой проволокой, ленточным электродом, порошковой лентой. Здесь следует выделить два способа: наплавление производится по образующей или по винтовой линии.
Для восстановления плоских изделий требуется охват больших площадей с минимальным проплавлением основного металла.
Небольшое видео с наплавкой лемехом позволит иметь представление об операции.
Для ремонта плоских поверхностей используются следующие способы:
Применяются узкие валики; каждый последующий валик располагается с перекрытием предыдущего на 0,3-0,4 его ширины; шлак удаляется сразу со всех наплавленных валиков.
Укладка узких валиков на некотором расстоянии один от другого является одним из простейших способов. Шлак следует удалять после наложения нескольких валиков. После этого валики наплавляются и в промежутках.
Широкослойная наплавка является более совершенной технологией. Электроду сообщается поперечные колебательные движения.
Повышенной производительностью отличаются многоэлектродное наплавление и наплавка электродной лентой.
Для получения износостойкого слоя следует выполнять наплавку порошковой проволокой и лентой открытой дугой. При этом электроду сообщается поперечные колебания с нужным размахом. Данный случай характеризуется отсутствием шлаковой корки значительной толщины.
При электрошлаковом наплавлении в качестве электродного материала может применяться порошковая проволока или проволока сплошного сечения.
[ads-pc-4][ads-mob-4]
Наплавка металлорежущего инструмента и штампов
Восстановление металлорежущего инструмента и штампов выполняют дуговой наплавкой тремя способами: ручной, автоматический и полуавтоматический.
Первый вариант подразумевает применение электродов. Металлорежущий инструмент и штампы работают при холодной и горячей штамповке, поэтому их следует восстанавливать при помощи следующих марок электродов: ОЗИ-3; ОЗИ-5; ОЗИ-6; ЦС-1; ЦИ-1М. Наплавленный подобными материалами слой обладает высоким уровнем сопротивляемости к истиранию и смятию при больших нагрузках и высоких температурах (до 650-850°C). Изделие перед наплавлением нужно подогреть до 300-700°С. Наплавление выполняется в 1-3 слоя, толщина составляет 2-6 мм.
Предлагаем посмотреть на видео демонстрацию испытания наплавки электрода Zeller 769.
Автоматический и полуавтоматический способы осуществляется легированной проволокой с использование флюсов или паст.
Наплавка деталей, работающих на истирание с ударными нагрузками и без ударных нагрузок
Изделия, эксплуатирующиеся в условиях интенсивного поверхностного износа и высоких ударных нагрузок, необходимо наплавлять электродами следующих марок:
Сварочные электроды для наплавки ОЗН-400М
Преимущества ОМГ-Н: соответствуют государственным стандартам, наплавление может проводиться постоянным и переменным током обратной полярности.
ЦНИИН-4 является одной из самых востребованных и ходовых марок.
Металл, наплавленный стержнями ОЗН-7М при многослойном наплавлении, имеет повышенную стойкость к образованию трещин.
Достоинства ОЗН-400М: высокая производительность, наплавленный металл характеризуется повышенной твердостью.
Плюсы ОЗН-300М: наплавленный металл обладает повышенной стабильность показателей износостойкости и твердости, наплавка выполняется постоянным и переменным током обратной полярности.
Примером таких деталей могут служить элементы строительного и землеройного оснащения.
Для наплавки деталей, эксплуатирующихся на истирание и без ударных нагрузок применяются следующие марки электродов.
Для получения наплавленного слоя особой твердости нужно использовать наплавочные электроды Т-590 и Т-620. Данные марки предназначены для ремонта деталей, работающих на интенсивное истирание. Благодаря особому покрытию, в состав которого входят феррохром, ферротитан, ферробор, карбид бора и графит, твердость наплавленного металла может достигать 62-64 HRC. Металл, наплавленный материалами Т-590 и Т-620, характеризуются хрупкостью и склонностью к образованию трещин, и поэтому он не предназначен для работы в условиях значительных ударных нагрузок. Наплавление проводится в 1-2 слоя.
Ремонт изделий из различных металлов и сплавов также обладает собственными специфическими характеристиками.
Наплавка нержавеющих сталей
Наиболее востребованными электродами для наплавления коррозионностойких сталей являются марки ЦН-6Л, ЦН-12М-67. Стержень подобных материалов представляет собой нержавеющую высоколегированную проволоку. Наплавленный металл обладает следующими характерными чертами: высокая коррозионная стойкость, устойчивость к задиранию. Второе свойство позволяет использовать эти электроды для наплавки арматурных изделий. Необходимость предварительного подогрева (до 300-600°С) и последующей термообработки зависит от марки применяемых материалов.
С особенностями сварочного процесса нержавеющих сталей можно ознакомиться в статье “Сварка нержавейки”.
Наплавка чугуна и его сплавов
Наиболее популярными марками электродов для наплавки чугуна являются:
ОЗЧ-2 предназначены для наплавления ковкого и серого чугуна.
Электроды МНЧ-2 обеспечивают плотность и чистоту наплавленного слоя (после обработки).
ОЗЖН-1 и ОЗЖН-2 применяются для работы с серым и высокопрочным чугуном.
Электроды ЦЧ-4 обладают хорошими сварочно-технологическими показателями: легкость зажигания и стабильность горения дуги, малое разбрызгивание.
Некоторые марки являются универсальными, с их помощью можно наплавлять различные виды чугуна: ковкий, серый и т.д. Большая часть предназначена для определенных видов сплавов. С полным перечнем электродов для наплавления чугуна можно ознакомиться в соответствующем разделе.
Наплавка меди и её сплавов (бронз)
Изделия из технически чистой меди наплавляют электродами Комсомолец-100 или присадочными прутками, состав которых близок к составу основного металла. Рекомендуется применять предварительный нагрев до 300-500°С. Если температура меди превышает 500°С, то наплавленный слой нужно подвергнуть проковке.
При необходимости наплавки бронз, лучше использовать электроды ОЗБ-2М. Наплавленный металл обладает высокой поверхностной износостойкостью.
Наплавка меди и её сплавов производится постоянным током обратной полярности исключительно в нижнем пространственном положении.
С марками электродов, предназначенных для сварки меди и её сплавов, можно ознакомиться в соответствующем разделе.
Наплавка алюминия и его сплавов
Наиболее эффективным способом восстановления является дуговая наплавка. Для изделий и конструкций из алюминия и его сплавов предназначены электроды марок ОЗА, ОЗАНА и УАНА.
Расходники ОЗА-1 обеспечивает получение металла с высокой коррозионной стойкостью.
Специальное покрытие электродов ОЗАНА-1 позволяет нормализовать процесс и разрушить оксидное покрытие, образующееся на алюминиевых изделиях во время работ.
Для регулирования структурного состава наплавленного металла следует использовать порошковые электроды. Электроды данного типа позволяют создавать не только наплавленный слой равнопрочный основному металлу, но и слой со значительно улучшенными характеристиками.
Полный перечень электродов для сварки алюминия и его сплавов представлен в соответствующем разделе.
Расход материалов
Для определения стоимости готового изделия важно правильно рассчитать расход наплавочных материалов. Расчеты ведутся в соответствии с принятыми нормами для каждого определенного вида работ и материалов. Также знание точного количества необходимых расходников сможет обеспечить непрерывность процесса и создать запасы материалов.
Расчет наплавленного металла при сварке является одним из основных показателей. Для определения величины данного коэффициента существует специальная формула. Масса высчитывается на 1 метр сварного шва. О том, как определить массу наплавленного металла при сварке будет проанализировано далее:
G = F * y * L, где:
F – площадь поперечного сечения сварного шва (в мм2)
y – удельная масса металла (г/см3)
L – длина сварного шва составляет 1 метр.
Благодаря данной формуле любой исполнитель сможет произвести расчет массы наплавленного металла при сварке.
Расчет электродов для наплавки также является значимым количественным параметром. Исполнителю не требуется выполнять вычисления, чтобы определить данную величину. Каждая марка сварочных материалов имеет собственный показатель – расход электродов при наплавке 1 кг. металла варьируется в диапазоне от 1,4 до 1,8 кг.
Выполнять расчет массы наплавленного металла шва за погонный метр также не требуется. Согласно ГОСТу каждая форма сварного шва из углеродистых и низколегированных сталей, выполняемого ручной электродуговой сваркой металлическим плавящимся электродом и сваркой в углекислом газе имеет среднее значение данного параметра.
Электроды для наплавки
Заводы-изготовители и компании-продавцы предлагают большой спектр специальных электродов для наплавки. Наиболее востребованными наплавочными материалами являются электроды от следующих производителей: “СпецЭлектрод” (Москва), “ЛЭЗ”, “Спецэлектрод” (Волгодонск), “СЗСМ”, ESAB, Lincoln Electric. Широкий ассортимент предлагаемых расходников позволяет исполнителю выбрать оптимальный вариант электродов для выполнения конкретных работ. Полный перечень представлен в разделе “Электроды для наплавки поверхностей слоев с особыми свойствами”.
Услуги по наплавке
Многие предприятия, работающие в отрасли обработки металлов, предлагают соответствующие услуги. Компании осуществляют услуги по наплавке на профессиональном уровне, с помощью специализированного и современного оборудования, работниками с обширным опытом и знаниями. Мастера могут осуществить обработку изделий различных габаритов. Поэтому, если исполнитель не может самостоятельно выполнить процедуру наплавления, целесообразнее обратиться к специалистам. Это поможет значительно сэкономить финансовые средства и затраченное время.