Вы здесь

Разработка технологии наплавки

Процесс наплавки начинается с тщательной очистки детали от грязи, масла, краски. Рекомендуется обжигать поверхности, подлежащие наплавке газовыми горелками. Применяют также промывку горячим раствором щелочи с последующей промывкой горячей водой, очистку стальной щеткой.

Для предупреждения больших внутренних напряжений и образования трещин часто наплавляемые детали подогревают до температуры, зависящей от основного и наплавляемого металлов.

Приемы и режимы наплавки зависят:

  • от формы и размеров деталей;
  • толщины;
  • состава наплавляемого слоя.

Большое значение для качества и формирования наплавляемого слоя имеет доля основного и присадочного металла.
Влияние основного металла на качество наплавляемого слоя пропорционально доле участия его в образовании слоя. Эта доля зависит не только от способа наплавки, но особенно от режима наплавки. Например, при наплавке под флюсом влияние режима на качество наплавляемого слоя больше, чем при ручной наплавке покрытыми электродами, что объясняется большим проплавлением основного металла.

Преимуществом наплавки порошковой проволокой (или лентой) является меньшая плотность тока, что обеспечивает меньшую глубину проплавления основного металла и, как следствие, меньшее перемешивание его с наплавляемым металлом. При нанесении слоя в виде отдельных валиков должно быть обеспечено оптимальное перекрытие валиков при ручной наплавке на 0,30–0,35 ширины, а при механизированной – на 0,4–0,5 ширины валика.

Ручную дуговую наплавку производят электродами с диаметром стержня 4—5 мм. Сварочный ток составляет 160—250 А. Напряжение дуги — 22—26 В. Наплавку производят короткой дугой постоянным током обратной полярности. При наплавке перегрев наплавленного слоя не допускается. Для этого слой наплавляют отдельными валиками с полным последовательным охлаждением каждого валика. По химическому составу и физико-механическим свойствам наплавленный металл будет отличаться как от основного, так и от присадочного металла.

Одним из важных параметров процесса наплавки является глубина проплавления основного металла: чем меньше глубина проплавления, тем меньше доля основного металла в наплавленном. Химический состав наплавленного металла будет ближе к присадочному. Обычно химический состав присадочного металла и металла наплавки выравнивается во втором-третьем слое.

С другой стороны, на глубине проплавления располагается переходная зона от основного металла к наплавленному. Эта зона считается наиболее опасной, с точки зрения разрушения металла. Металл переходной зоны охрупчен из-за большой скорости охлаждения металла шва, имеет повышенную склонность к образованию холодных трещин по причине большой неоднородности химического состава металла и соответственно большой разности коэффициентов линейного расширения. Отсюда следует, что чем больше глубина проплавления, тем больше зона ослабленного участка и тем ниже прочность детали. И, наоборот, чем меньше глубина проплавления, тем в меньшей мере теряется прочность детали. Металл наплавки по химическому составу приближается к присадочному, при этом отпадает необходимость в наложении второго слоя.
Исходя из изложенного, выбор оборудования для наплавки, режимов и технологии должен проводиться из условия обеспечения минимальной глубины проплавления основного металла h и заданной величины наплавленного слоя.

Выбор режимов наплавки зависит от толщины наплавленного слоя.

Выбор наплавочных материалов производится исходя из требований, предъявляемых к металлу трущихся поверхностей в зависимости от вида изнашивания.
 Например, для условий абразивного изнашивания требуется высокая твердость наплавленного металла, которая обеспечивается использованием наплавочных материалов с повышенным содержанием углерода, хрома, марганца, вольфрама.

Для условий коррозионного изнашивания коррозион - ностойкость достигается легированием металла хромом в количестве больше 12% (нержавеющие стали).
Режимы и технология наплавки назначаются в зависимости от требуемой высоты наплавленного слоя. В понятие режима входит выбор силы тока, напряжения и скорости наплавки. 
Сила тока и напряжение должны быть минимальными, но обеспечивать стабильное горение дуги.

Величина силы тока определяется в основном диаметром электрода. Для наплавочных работ, применяются электроды малых диаметров (4,0—5,0 мм).
Выбор сварочного оборудования производится в соответствии с режимом наплавки. 
Параметры источника тока должны обеспечивать заданные режимы наплавки.

Ручная дуговая наплавка применяется при индивидуальном способе выполнения ремонтных работ.

Для восстановления деталей типа валов, работающих при нормальных условиях, рекомендуются электроды 03H-400, обеспечивающие твердость НВ 375—425 без термической обработки.

Наплавка деталей, работающих при коррозионном изнашивании, выполняется электродами ЦП-6М, химический состав наплавленного металла 08X17 Н8 С6 Г или ЦН-5 (24X12). Для деталей, работающих в условиях абразивного износа, рекомендуются электроды Т-590 (Э-320Х25 С2ГР).
Режимы наплавки указываются на пачках электродов.

Для наплавки могут применяться и сварочные электроды, но механические свойства наплавленного металла низкие.
Наплавка плоских поверхностей выполняется в наклонном положении способом сверху вниз.

Наплавка цилиндрических поверхностей выполняется по винтовой линии или продольными валиками.

Наиболее распространенные типы и марки электродов для наплавки и основные области их применения: