Технологія наплавлення

(огляд застосовуваних технологій)

Ручне дугове наплавлення покритими електродами.

Ця технологія наплавлення застосовується найчастіше завдяки своїй універсальності: деталі можуть бути практично будь-якої форми, перебувати в будь-якому просторовому положенні.

Інші сторінки до теми

Технологія наплавлення

Легування наплавленого металу відбувається через склад стрижня електрода та його покриття. Мінімальна товщина наплавленого шару 1,5. 2 мм характеризується значним проплавленням основного металу, його суттєвим перемішуванням з електродним (до 50%), невисокою продуктивністю: 0,8. 2,5 кг/год. Наплавлений метал по довжині та ширині наплавлення має нестрого постійний хімічний склад, а отже, і властивості.

Однак простота обладнання, що застосовується (звичайне зварювальне), можливість отримання наплавлення практично будь-якої системи легування роблять спосіб дуже поширеним.

Механізована та автоматична наплавка під флюсом.

Вона виконується суцільним дротом, порошковим дротом та стрічкою, має велику продуктивність (до 5 кг/год), кращу рівномірність за властивостями наплавленого металу за його перерізом. Застосування порошкових наплавних матеріалів значно підвищує діапазон легування. Особливо розширюється можливість легування та зменшується ступінь перемішування основного та присадочного матеріалів завдяки застосуванню спеціально виготовленої магнітолегуючої шихти.

Дані способи можуть використовуватися і для наплавлення в захисних газах. У цьому випадку легування досягається виключно через електродний присадочний дріт. При необхідності проводити наплавлення в три-чотири шари верхні шари наплавленого металу практично повністю за хімічним складомвідповідають складу електродного дроту.

Розрізняються два види: плазмова технологія наплавлення струменем (виріб знаходиться не під напругою) та дугою (виріб включається в електричний ланцюг джерела живлення зварювальної дуги). При наплавленні першим способом отримують невелике проплавлення основного металу і наплавлений поверхневий шар майже повністю відповідає за хімічним складом присадочному дроті.

При наплавленні з використанням стиснутої зварювальної дуги між електродом і виробом проплавлення основного металу істотно збільшується. Зростає і ступінь перемішування основного та присадного металів.

Перевагами першого способу є мале проплавлення основного металу, низький рівень зварювальних деформацій. Плазмова наплавка дугою має велику продуктивність (до 6 кг/год) і може забезпечити отримання за один прохід товщини шару до 6 мм.

Електрошлакове наплавлення проводиться у вертикальному, горизонтальному або похилому положенні деталі з примусовим або вільним формуванням наплавленого металу.

Рекомендується для наплавлення великих поверхонь - прокатних валків, зубів ковшів екскаваторів великої ємності, великомодульних зубів шестерень і зірочок, у виробництві заготовок для прокатки біметалічних листів та ін.

Вона характеризується високою продуктивністю (до 200 кг/год), малою часткою основного металу в наплавленні (до 10%), хорошим діапазоном (різноманітністю) за товщиною наплавлення (2.60 мм).

Одним з переваг електрошлакового наплавлення є можливість формувати в рідкому стані переріз і форму наплавлення. Однак велика погонна енергія викликає сильний перегрів основного металу, зростання зерна в ЗШЗ, втрату пластичних властивостей ЗТВ.

Лазернатехнологія наплавки знайшла застосування трьома способами:

з подачею присадного порошку в зону лазерного променя з допомогою досить складного пристрою, що дозує;
з оплавленням попередньо нанесеного на поверхню присадного матеріалу у вигляді пасти;
з оплавленням попередньо напилених поверхонь.

Швидке (до 2000 про С/с) охолодження наплавленого металу сприяє отриманню високотвердих структур наплавлення і поверхні основного металу. Спосіб дуже ефективний, хоча і вимагає спеціального дорогого обладнання та навченого персоналу. Його використовують для наплавлення лопат турбін, клапанів, розподільчих валів та інших деталей відповідального призначення. Він дозволяє отримувати наплавлені поверхні завтовшки до 0,1 мм. Продуктивність при добре організованому серійному виробництві може досягати до 1 кг/год при частці основного металу в наплавленому 5. 7% за рахунок можливості перерозподілу теплового вкладання.

Цей вид наплавлення виконують у вакуумних камерах. Перевагою такої технології наплавлення є можливість окремо розподіляти потужність променя, що йде на підігрів поверхні, що наплавляється і металу, що наплавляється. Звідси - можливість домагатися практично мінімального перемішування основного та наплавного матеріалів і лише в шарах наплавлення, що прилягають до основного матеріалу (3.5%). Так як наплавлення проводиться у вакуумі, вигоряння з присадкового матеріалу легуючих елементів виключається; в результаті з'являється можливість легувати метал, що наплавляється, в будь-яких кількостях і поєднаннях. Присадкою служить дріт суцільного перерізу або порошковий. Продуктивність такої технології наплавлення досить велика: до 2 кг/год, товщина наплавлення може бути в межах 0,2. 3мм.

Недоліками є складність та дорожнеча обладнання та необхідність кваліфікованого персоналу та малий ККД установки.

Процес досить енергоємний, призводить до значного нагрівання основної деталі та її деформацій. Продуктивність газового наплавлення до 3 кг/год, товщина наплавленого шару 0,3. 3мм.

Це наплавлення, що проводиться в індукторах. Вона поділяється на два види залежно від стану присадного матеріалу. В одному випадку твердий присадковий матеріал поміщають на поверхню, що наплавляється і направляють в індуктор, де він розплавляється. В іншому випадку окремо розплавлений присадний матеріал заливають на поверхню, що наплавляється, потім в індукторі виріб додатково нагрівають до повного розтікання наплавлення.

Іноді в обох випадках додатково використовують флюси, що сприяють змочування. Однією з вимог при індукційній наплавці є необхідність мати матеріал підкладки з вищою температурою плавлення, ніж наплавлюваний. ККД процесу невисокий, існує небезпека перегріву основного металу. Однак можна підібрати такий режим, при якому майже повністю виключається перемішування основного та присадного металів. Продуктивність такої наплавки може досягати 15 кг/год при товщині шару, що наплавляється 3.. .4 мм. Процес стає ефективним за умов серійного виробництва та найчастіше застосовується у сільськогосподарському машинобудуванні.

Її виконують на кілька модернізованих машинах для контактного зварювання шляхом при варінні стрічкового або дротяного металу, що наплавляється. Товщина наплавлення може бути значною (до 3 мм), проте доцільно здійснювати наплавлення тонких стрічок у кілька шарів. У цьому випадку виключається перегрів і властивості металу зберігаються. 8 останнє десятиліття частішезастосовують спосіб наплавлення стрічки до виробу з використанням проміжного порошкоподібного підшару, наприклад порошків типу ПГ-СР. У цьому випадку відбувається наплавлення-напайка.

Ступінь перемішування основного металу та наплавленого практично нульовий. Продуктивність може досягати 2...4 кг/год. Товщина наплавлення залежить від кількості шарів. При одношаровому наплавленні рекомендується ≤1. 1,2 мм у разі використання як присадка стрічки.

Плакування поверхні листів енергією вибуху.

Цей спосіб застосовується для отримання великих поверхонь або у великосерійному виробництві. Процес мало чим відрізняється від звичайного зварювання вибухом, використовуються ті ж обладнання, камери, вибухові речовини. Отримана в результаті зварювання вибухом двох або тришарова заготовка направляється в прокатні стани для одержання плакованого листа потрібної товщини. Спосіб характеризується високою продуктивністю, відсутністю перемішування основного та наплавленого металів, невеликими деформаціями. Майже товщина наплавленого шару необмежена. Однак складність обладнання та обмеженість асортименту металу, що наплавляється є істотною перешкодою для широкого застосування способу.

Технологія наплавлення тертям нагадує звичайне зварювання тертям, що проводиться при обертанні одного прутка або заготівлі щодо іншої при їх безперервному підтисканні один до одного. Наплавлюваний метал намазується на поверхню іншого. При цьому наплавлений шар залежно від режиму процесу може мати дуже малу товщину (0,2...0,5 мм).