Электрогазосварка. Электросварка. Газосварка

§ 85. Технология наплавки

Порошкообразные сплавы (сталинит, вокар) можно наплавлять угольным электродом. При наплавке порошок сплава превращается в однородный твердый слой, проникающий в основной металл на глубину 2—3 мм. Углерод, содержащийся в сталините, частично сгорает, образуя газы, защищающие наплавку от окисления кислородом воздуха. Сталинит наплавляется в один, два или три слоя толщиной от 1 до 5 мм. Наплавку производят на постоянном токе, так как в этом случае она получается более плотной.

Покрытие А применяют для деталей, подогреваемых при наплавке до 600—700°, а покрытие Б — до 300—400°. Покрытие наносят слоем толщиной 1,4—1,6 мм путем окунания. Ток и диаметр электрода при наплавке выбираются по табл. 57.

При наплавке сормайтом на прутки наносится покрытие составом (в % по весу):

Наплавляемая деталь не должна иметь трещин и других дефектов, уменьшающих ее прочность. Закаленные стали предварительно отжигают при 750—900°для устранения внутренних напряжений. Наплавляемую поверхность тщательно зачищают до металлического блеска. Замасленные детали обжигают пламенем горелки или промывают горячим 10% -ным раствором каустика, а затем чистой водой.

На детали из легированных сталей (например, марганцовистой стали) первый слой наплавляется электродом из углеродистой проволоки для лучшего сцепления наплавки с основным металлом. Последующие слои наплавляются твердым сплавом. Наплавку можно производить комбинированным способом, расплавляя сталинит электродом из углеродистой проволоки с меловым покрытием. Электрод сплавляется со сталинитом и основным металлом, образуя промежуточный, менее хрупкий и достаточно износоустойчивый слой.

Порошкообразный твердый сплав не должен содержать пыли. Влажный сталинит слеживается в комки и в таком виде не пригоден для наплавки; его необходимо предварительно просушить, размолоть и просеять. На электродах не должно быть ржавчины, иначе наплавка получится пористой и хрупкой. При наплавке сталинитом рекомендуется в ванну добавлять в качестве флюса 2—5% прокаленной буры. При использовании порошкообразных сплавов для предохранения краев детали от оплавления и получения чистой, ровной кромки место наплавки обкладывают пластинками из графита. По окончании наплавки пластинки убирают. Отверстия в детали, не подлежащие заплавке, забивают чистым влажным кварцевым песком. Для предупреждения коробления детали наплавку производят участками, предварительно нагревая деталь до 600—650° или увеличивая отвод тепла от детали массивными медными подкладками и охлаждением водой.

Порошкообразные сплавы насыпают на поверхность детали слоем, несколько большим, чем требуемая толщина наплавки. При расплавлении высота слоя составляет: для сталинита 40—50% и для вокара 30—40% от толщины первоначально насыпанного слоя. Насыпанный слой слегка утрамбовывают и выравнивают шаблоном. Сталинит насыпают полоской шириной до 60 мм, вокар — до 20— 30 мм. Наплавку ведут, не прерывая горения дуги. Электрод передвигают с одного края наплавки на другой в направлении от себя. Так как сплав имеет высокое электросопротивление, конец электрода должен быть направлен не на поверхность насыпанного слоя, а в торец его.

Если нужно наплавить сталинитом толстый слой, то для получения прочной, нехрупкой наплавки два первых слоя наплавляют комбинированным способом, расплавляя сталинит стальным электродом, а последний — угольным. На чугун сталинит наносят в один слой толщиной 3—4 мм. Чугунную деталь сложной формы следует подогреть до 300—400°.

Наплавку сормайтовыми электродами и электродами с покрытиями из твердых сплавов производят так же, как и наплавку стальными покрытыми электродами.

Для наплавки порошкообразными сплавами широко применяются также трубчатые электроды, свернутые из стальной ленты толщиной 0,6—0,8 мм, шириной 15 мм. Внутрь трубки засыпается порошок твердого сплава и в таком виде трубка используется в качестве электрода для ручной или автоматической наплавки под флюсом.

При автоматической и полуавтоматической наплавке применяют порошковую проволоку.

Наплавка производится под флюсами АН-16; АН-20, АН-30; ФЦП-2, а также в среде углекислого газа. Ток выбирают постоянный, обратной полярности или переменный в зависимости от марки наплавляемой стали. При наплавке в углекислом газе применяют постоянный ток обратной полярности.

Большие поверхности крупных деталей наплавляются электрошлаковым способом. В качестве присадочных стержней в этом случае также используются свертываемые из ленты трубчатые электроды, непрерывно заполняемые порошком твердого сплава. При электрошлаковой наплавке наплавленный слой получается точно заданной толщины с гладкой поверхностью требуемой формы. Этот способ дает возможность широко изменять состав шихты твердого сплава, получая наплавку с требуемыми механическими свойствами.

Для автоматической наплавки валков из стали 55Х прокатных станов применяется керамический флюс ЖС-320, содержащий 53% мрамора, 21% плавикового шпата, 5% феррохрома Хр-16, 7% хромистой руды, 8% ферротитана, 3% ферромарганца Мн-1, 1% графита, 2% ферросилиция Си-45. Мрамор и плавиковый шпат определяют жидкотекучесть и интервал температур застывания флюса. Остальные части флюса служат легирующими добавками наплавленного слоя металла. Применяется электродная углеродистая проволока диаметром 5 мм марки Св-08, окружная скорость перемещения наплавляемой поверхности 18—30 м/час. Наплавка ведется с местным предварительным подогревом валка до 400—500° газовой горелкой, током 550—580 а, напряжением дуги 28—30 е. Твердость наплавки после закалки 400 единиц по Бринеллю.

Для наплавки металлорежущего инструмента применяют электроды, которые наряду с достаточной твердостью и стойкостью дают постоянный состав наплавленного металла и допускают его термическую обработку при изготовлении резцов, фрез и прочего инструмента. Такими электродами являются ЦИ-1М и ЦИ-IV, разработанные В. А. Лапидусом в ЦНИИТМАШ. Электроды ЦИ- 1М имеют стержень из углеродистой проволоки Св-08А с покрытием состава: 23% мела, 16% плавикового шпата, 1,5% графита, 1,5% ферромарганца, 1,5% ферросилиция, 10% феррохрома, 5,2% феррованадия, 40,3% ферровольфрама, 1% алюминия, 30—35% жидкого стекла к весу сухого покрытия.

При наплавке применяется постоянный ток при обратной полярности или переменный ток, исходя из следующих режимов:

Наплавляемая часть инструмента ограждается медными брусками и заплавляется металлом электрода. После наплавки металл имеет твердость 55—60 единиц по Роквеллу. Отжиг понижает твердость до 30—32 единиц, при которой инструмент можно подвергнуть механической обработке. Последующая закалка и отпуск повышают твердость наплавки до 62—65 единиц по Роквеллу.

Электроды ЦИ-IV имеют стержень из стальной углеродистой проволоки У9 и покрытие состава: 23% мрамора, 17,4% плавикового шпата, 1,5% ферромарганца, 1,4% ферросилиция, 10,2% феррохрома, 5,3% феррованадия, 39,8% ферровольфрама, 1% алюминия металлического, 0,4% графита.

На рис. 122 показаны схемы различных способов наплавки изделий.

В целях получения более плотной и мелкозернистой структуры наплавленного металла используются также механические и ультразвуковые колебания. Так, например, за последние годы разработаны и внедрены в практику способы электроимпульсной автоматической наплавки металла.

Вибродуговая электроимпульсная автоматическая наплавка широко распространена при восстановлении изношенных деталей автомобилей и тракторов, деталей станков, прессов и другого оборудования. Этот способ обеспечивает малые деформации наплавленных деталей, дает незначительную глубину зоны теплового влияния, позволяет получать тонкие наплавленные слои с повышенной твердостью без применения термообработки. Электродная проволока непрерывно получает колебания от механического или электромагнитного вибрационного устройства, которым снабжается автоматическая головка для подачи проволоки.

Наплавка осуществляется на выпрямленном или постоянном токе напряжением от 6 до 15 е. Электродная проволока диаметром 1,4—1,8 мм, вибрирующая с частотой 100 колебаний в секунду, подается к поверхности вращающейся наплавляемой детали.

Между проволокой и поверхностью в моменты размыкания цепи образуется дуга, которая оплавляет конец проволоки, а при замыкании электрода на поверхности детали откладываются частички металла проволоки.

Для получения более твердого слоя наплавки применяется проволока с повышенным содержанием углерода или легированная, а в зону наплавки подается охлаждающая жидкость (20%-ный водный раствор глицерина или 4%-ный раствор соды).

Данный способ позволяет получать твердый наплавленный слой толщиной от 0,1 ДО 3 мм без последующей термообработки и не вызывает нагревания или деформации наплавляемой детали. При этом химический состав наплавляемого металла почти не изменяется.

При электродуговой наплавке металлов находит применение также ультразвук. Ультразвуком называют высокочастотные колебания частотой свыше 50 000 гц, которые можно получать с помощью вибрирующей кварцевой пластинки. Такие колебания не воспринимаются человеческим ухом, но обладают большой проникающей способностью и могут разрушать поверхностные пленки окислов на частицах расплавленного и затвердевающего металла; они делают структуру наплавленного металла более мелкой и однородной.

Ультразвуковые колебания сообщаются жидкому металлу или через электрод или непосредственно. Ультразвук может также вызывать пластическое течение ненагретого металла, который при наличии усилия способен в этом состоянии свариваться. Поэтому ультразвук в настоящее время применяют как самостоятельное средство для холодной точечной и шовной сварки меди, алюминия и дуралюмина толщиной до 1,5 мм и нержавеющей стали толщиной до 0,7 мм.

вверх страницы