Технологія наплавлення твердими металами
Розгляд технології зміцнення та відновлення деталей (устаткування) за допомогою нанесення на поверхню покриттів, що мають високу зносостійкість. Визначення форми наплавленого валика. Дослідження методів наплавлення хромистих сталей.
Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче
Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.
Розміщено наhttp://www.allbest.ru/
Технологія наплавлення твердими металами
Мета наплавлення - зміцнення та відновлення деталей (устаткування) за допомогою нанесення на поверхню покриттів, що мають високу зносостійкість (кислотостійкість, термостійкість). У цьому розділі йтиметься про нанесення захисного покриття саме за допомогою зварювання.
Процес наплавлення є основою для виготовлення біметалічних виробів. Залежно від того, яка форма виробу, які беруться вихідні матеріали, які умови роботи, нарешті, маса виробу, припускають різні підходи у виборі технології наплавлення. Якщо неможлива механізація процесу зварювання (наплавлення), то найкраще зупинитися на наплавленні покритими електродами. Глибина проплавлення основного металу має бути мінімальною. Це досягається шляхом нахилу електрода у бік, зворотну ходу наплавлення. Діаметр електрода повинен бути в межах 2-6 мм. Струм постійний, зворотної полярності (на електроді «плюс»). Сила струму - від 80 до 300 А. Наплавлення вимагає певних навичок у роботі. Потрібно при мінімальному струмі та напрузі, щоб не збільшувати частку основного металу в наплавленому, оплавити обидва компоненти. Склад металу визначатиме тип електрода, а товщина та форма - діаметр електрода
Напруга дуги визначає форму наплавленого валика; при його підвищенні збільшується ширина та зменшується висота валика, зростає довжина дуги та окислюваність легуючих домішок, особливо вуглецю. У зв'язку з цим прагнуть до мінімальної напруги, яка повинна узгоджуватися зі струмом дуги. Зазвичай наплавку ведуть при напрузі дуги 28-32 В і силі струму 300-450 А електродним дротом діаметром 3-4 мм.
Техніка наплавлення передбачає різні прийоми ведення робіт при наплаві тіл обертання, плоских поверхонь та деталей складної форми. Ціль їх одна - отримання якісного наплавленого шару заданих властивостей і мінімальна деформація виробу.
При наплавленні тіл обертання досягається веденням безперервного процесу по гвинтовій лінії з перекриттям наступним валиком попереднього. Плоскі деталі доцільно наплавляти електродними стрічками з мінімальним проплавленням основного металу.
Застосовувані як наплавочні матеріали хромонікелеві аустенітні сталі мають високі антикорозійні властивості. Якщо до цієї сталь додати марганець, зросте її в'язкість, що важливо для процесу наплавлення.
Коли хромонікелеві аустенітні сталі використовуються для наплавлення, то треба використовувати покриті електроди однакового з цією сталлю складу. Сама наплавка ведеться серед газу аргону чи під флюсом. Підігрівати хромонікелеві сталі не потрібно.
Хромисті сталі, що володіють високими стійкістю до корозії і міцністю при підвищених температурах, застосовують для наплавлення ущільнювальних поверхонь засувок для пари і води, плунжерів гідропресів, штампів та інших деталей. Наплавку виробляють самозахисним порошковим дротом ПП-АН106, дротом НП-30Х13 і НП-40Х13, зварювальним дротом Св-10Х17Т, порошковимдротом ПП-АН103 та ПП-АН104.
Наплавлення хромистих сталей треба вести дуже короткою дугою. Рекомендована при цьому напруга - 24-26 В. У випадку з хромистими сталями - попередній підігрів до температури 200-250°С. Для наплавлення застосовуються також хромомолібденові та хромовольфрамові сталі, що володіють високою стійкістю до термічного зношування. Наплавлення проводиться порошковими дротиками ПП-25Х5ФМС, ПП-ЗХ2В8 та ПП-АН132 спеченою стрічкою ЛС-5Х5ВЗФС, покритими електродами ВСН-6. Для попередження тріщин наплавлення ведуть при температурі деталі 350-400°З подальшим уповільненим охолодженням.
Для наплавлення застосовують і високохромисті чавуни, головним чином там, де потрібен захист деталей від абразивного зношування. Наплавлення здійснюються покритими електродами, застосовуючи порошковий дріт ПП-АН101 і стрічку ПЛ-АН101.
Матеріали для наплавлення
Наплавкою називають процес наплавлення на поверхні виробу шару металу для зміни розмірів або надання спеціальних властивостей (твердості, антикорозійності, зносостійкості тощо). Наплавлення може виконуватися металевими штучними електродами, сталевим дротом (стрічкою) і твердими сплавами.
Твердими сплавами називають сплави карбідо- та боридоутворювальних металів - хрому, марганцю, титану, вольфраму та інших з вуглецем, бором, залізом, кобальтом, нікелем тощо. Вони можуть бути литими та порошковими.
Види наплавлення зносостійкість хромистий сталь наплавлення
Ручна дугова наплавка
Наплавлення виконується металевими одиночними електродами, що плавляться, пучком електродів, лежачими пластинчастими електродами, трубчастими електродами, дугою прямої і непрямої дії і трифазною дугою.
Наплавлення електродами можна виконувати у всіхпросторові положення. Вона виконується послідовним накладенням валиків, що наплавляються при розплавленні електрода, на поверхню виробу. Поверхня, що наплавляється, при цьому повинна бути чистою (зачищена до металевого блиску). Поверхня кожного накладеного валика та місце для наступного валика також ретельно зачищають від шлаку, окалини та бризок.
Для отримання суцільного монолітного шару наплавленого металу, кожен наступний валик повинен перекривати попередній на 1/3-1/2 своєї ширини.
Товщина одношарового наплавлення становить 3-6 мм. Якщо необхідно наплавити шар завтовшки понад 6 мм, то перпендикулярно першому наплавляють другий шар валиків. При цьому перший шар валиків має бути ретельно очищений від бризок, окалини, шлакових включень та інших забруднень.
Дугове наплавлення під флюсом
За способом виконання може бути автоматичною або механізованою, а за кількістю дротів, що застосовуються - одноелектродної і багатоелектродної. Застосовувані для наплавлення під флюсом наплавочні дроти конструкції розділяють на суцільні і порошкові, а формою - на круглі і стрічкові.
Дугове наплавлення в захисних газах
Вольфрамовим (неплавиться) і дротяним металевим (плавиться) електродом виконується в аргоні, азоту, водні та вуглекислому газі. Продуктивність праці при наплавленні оцінюють масою чи площею (розмірами) наплавленого металу.
Вібродугове наплавлення. Ця наплавка є різновидом електричного дугового наплавлення металевим електродом і виконується вібрацією електрода, амплітуда вібрації знаходиться в межах від 0,75 до 1,0 діаметра дроту.
Відмінною особливістю цього способу наплавлення є висока продуктивність, при якій можуть бути досягнутілише десятки, а й сотні кілограмів наплавленого металу на годину. Наплавлення виконується з примусовим формуванням металу за один прохід, електроди застосовуються практично будь-якого перерізу: прутки, пластини тощо. Глибину проплавлення основного металу можна регулювати в широких межах.
Наплавлення відкритою дугою
Для цієї мети застосовують порошковий дріт з внутрішнім захистом, який дозволяє розширити область застосування механізованого зносостійкого наплавлення. При наплавленні цим дротом застосування флюсу або захисного газу не потрібне, тому спосіб відрізняється простотою і маневреністю і створює можливість відновлення деталей складної форми, глибоких внутрішніх поверхонь, деталей малих діаметрів та ін. Витрата дроту становить 1,15-1,35 кг на 1 кг наплавленого металу. Продуктивність при механізованому наплавленні підвищується в 2-3 рази в порівнянні з наплавленням штучними електродами.
При плазмовому наплавленні джерелом теплоти є високотемпературна стиснута дуга, одержувана у спеціальних пальниках. Велике застосування отримали плазмові пальники з дугою прямої дії, що горить між вольфрамовим електродом, що не плавиться, і наплавлюваним виробом. Іноді застосовують пальники комбінованого типу, в яких від одного електрода одночасно горять дві дуги - прямої та непрямої дії.
Присадковим матеріалом при цьому способі наплавлення служить дріт, стрічка, порошок та ін. Практичний інтерес представляє насамперед наплавлення з присадкою дрібнозернистого порошку. У цьому випадку застосовується плазмовий пальник комбінованого типу. Порошок за допомогою газу, що транспортує, подається з живильника в пальник і там вдується в дугу. За час перебування в дузі більшість порошку встигає розплавитися, так що наповерхню, що наплавляється, потрапляють вже крапельки рідкого присадного матеріалу.
Перед наплавленням встановлюють висоту наплавного шару, поверхня, що підлягає наплавленню, повинна бути очищена від бруду, іржі, окалини, олії та вологи. При накладанні першого шару наплавлення прагнуть кожен попередній валик перекривати на 25-30% його ширини, зберігаючи при цьому сталість його висоти. При необхідності збільшити висоту наплавочного валика роблять наплавлення наступного валика, очистивши наплавлений шар від неметалевих включень та шлаку, утворених при накладенні попереднього шару.
Залежно від марки металу наплавлення може виконуватися без підігріву виробу та з попереднім підігрівом.
Основними вимогами до якості наплавлення є: надійне сплавлення основного металу з наплавленим, відсутність дефектів у наплавленому металі, ідентичність властивостей наплавленого та основного металу.
Надійне сплавлення наплавлення з основним металом забезпечується підбором сили струму, що для наплавних установок з постійною швидкістю подачі електрода відповідає підбору швидкості подачі дроту або стрічки.