Спецтехнологія 5мсту Урок№73 Тема: Види наплавочних робіт 31.03.22

 Опрацювати тему, зробити конспект, переглянути відіо

Подивіться ролик, де умілець наплавляє лемеші:

Тим, хто експлуатує різні механізми, доводиться іноді стикатися з необхідністю наплавить метал в тому чи іншому місці деталі. Розбите кріпильний отвір, стерта в процесі експлуатації поверхню, викришених кромка металорізального інструменту, зношена втулка підшипника. У всіх цих випадках можна обійтися без заміни деталі, відновивши її способом наплавлення металу на зношену частину. Наплавлення на деталь металу дозволяє не тільки відновити початкові властивості виробу, але і надати йому абсолютно нові цінні якості. Зокрема, наплаву на підставу з низьковуглецевої сталі шар твердосплавного металу, можна отримати зносостійкий робочий орган або ріжучий інструмент.

Наплавленням називається процес нанесення одного розплавленого металу (званого присадним) на поверхню іншого (званого основним). При цьому основний метал також розплавляється на невелику глибину для освіти гомогенного з'єднання. Мета наплавлення може бути різною: відновлення втраченої геометрії деталі або надання їй нової форми, утворення поверхневого шару з заданими фізико-механічними властивостями (такими як підвищена твердість, зносостійкість, антіфрікционность, корозійна стійкість, жаростійкість та ін.), Зміцнення наплавленням.

Наплавлення можна виробляти на будь-які поверхні - плоскі, конічні, циліндричні, сферичні. У великих межах може змінюватися і її товщина - від декількох часток міліметра до сантиметра і більше.

Основні принципи наплавлення

В основних своїх моментах технологія наплавлення подібна з технологією зварювання. Перед нею стоять ті ж завдання, що і перед зварюванням - захист наплавляємого металу від газів, що містяться в повітрі, отримання щільного, без пір, тріщин і сторонніх включень металу шва. Тому важливо ознайомитися із загальною статтею про зварювання, зі статтями про зварювання відповідних металів (зварювання міді, зварювання чавуну, зварювання алюмінію, зварювання нержавіючої сталі) і про покриття електродів, інакше не буде розуміння, наприклад, навіщо прожарювати електроди перед наплавленням і які будуть наслідки якщо її не зробити, або чому важлива полярність підключення електроду. При наплавленні слід дотримуватися основних принципів, які полягають в ряді вимог:

• Необхідно прагнути до мінімального проплавлению основного металу. Це досягається шляхом нахилу електрода в сторону, зворотну ходу наплавлення.
• Повинно бути якомога менше перемішування наплавленого металу з основним.
• Потрібно намагатися досягти мінімальних залишкових напруг і деформацій в деталі. Ця вимога багато в чому забезпечується дотриманням двох попередніх.
• Необхідно знижувати до прийнятних значень припуски на подальшу обробку деталі. Говорячи іншими словами, потрібно наплавляти металу рівно стільки, скільки необхідно, і не більше.

Застосовуються різні способи наплавлення металу - електродугове, газова, електрошлакове, індукційна, плазмова, імпульсно-дугова, вибродуговая, порошкова наплавлення. Найбільшого поширення набула дугове наплавлення.

Матеріали для наплавлення існують в різних формах. Це можуть бути присадочні прутки, порошкоподібні суміші, наплавочні покриті електроди, порошкова і цельностержневая дріт. У електродугової наплавленні застосовуються в основному покриті електроди, присадні прутки і дріт.

Наплавлення покритими електродами

Наплавлення покритими наплавоч електродами відноситься до основних способів, що застосовуються як в промисловості, так і в побуті, в силу її простоти, зручності, відсутності необхідності в спеціальному обладнанні. Випускається велика кількість марок електродів, що створюють наплавочні шар з різними характеристиками, що забезпечують необхідні якості виробів для роботи в тих чи інших умовах.

Наплавлення вимагає певних навичок в роботі. Треба при мінімальному струмі і напрузі, щоб не збільшувати частку основного металу в наплавленому, оплавити обидва компонента. Склад металу буде визначати тип електрода, а товщину і форму - діаметр електрода. Напруга дуги визначає форму наплавленого валика, при його підвищенні збільшується ширина і зменшується висота валика, зростає довжина дуги і окислюваність легуючих домішок, особливо вуглецю. У зв'язку з цим прагнуть до мінімального напрузі, яке повинно узгоджуватися з струмом дуги.

Наплавлення деталей зі сталі здійснюється, як правило, на постійному струмі зворотної полярності (на електроді "плюс") в нижньому положенні.

Деталі з низьковуглецевих і низьколегованих сталей наплавляют зазвичай без попередньо нагрівання. Але нерідко потрібно попередній підігрів і подальша термообробка з метою зняття внутрішніх напружень. Більш детальні вимоги до наплавленні повідомляються в документації на застосовувані наплавочні електроди. Наприклад, для електрода ОЗИ-3 наводяться наступні технологічні особливості: "Наплавлення проводять в один-чотири шари з попереднім підігрівом до температури 300-600 ° С. Після наплавлення рекомендується повільне охолодження. Можлива наплавка ванним способом на підвищених режимах. Прокалке перед наплавленням: 350 ° С, 1 ч. "

Поверхня деталі перед наплавленням очищається від масла, іржі та інших забруднень.

Застосовуються різні схеми розташування наплавлювальних швів. У разі плоских поверхонь розрізняють два основних види наплавки - використання вузьких валиків з перекриттям один одного на 0,3-0,4 їх ширини, і широких, отриманих збільшеними поперечними рухами електрода щодо направлення проходу.

Інший спосіб - укладання вузьких валиків на деякій відстані один від іншого. При цьому шлак видаляють після накладення декількох валиків. Після цього валики наплавляються і в проміжках.

Щоб уникнути жолоблення деталей, наплавление рекомендується проводити окремими ділянками, "врозкид", а укладку кожного наступного валика починати з протилежного боку по відношенню до попереднього.

Наплавлення циліндричної поверхні виконується трьома способами - валиками вздовж твірної циліндра, валиками по замкнутим колах і по гвинтовій лінії. Останній варіант (по гвинтовий лінії) є особливо зручним у випадку механізованого наплавлення, при якій деталі в процесі наплавлення надається рівномірне обертання.

Для відновлення і підвищення терміну служби ріжучого, штампового і вимірювального інструмента, а також деталей механізмів, що працюють при інтенсивному зносі, застосовується наплавлення робочих поверхонь твердими сплавами, що представляють собою з'єднання таких металів, як титан, вольфрам, тантал, марганець, хром і інших з бором , вуглецем, кобальтом, залізом, нікелем і ін.

При виготовленні нових інструментів і деталей з твердосплавної наплавленням, як заготовок (підстав) застосовуються деталі з вуглецевих або легованих сталей. У разі ремонту деталей з великим зносом, перед наплавленням твердими сплавами роблять попередню наплавку електродами з маловуглецевої сталі.

Для отримання більш якісної наплавлення, попередження утворення тріщин і зниження напруги, в багатьох випадках доцільний підігрів заготовок до температури 300 ° C і вище.

Наплавлення металорізального інструменту та штампів. Металорізальні інструменти і штампи, що працюють при холодної та гарячої штампування, наплавляют електродами ОЗИ-3, ОЗИ-5, ОЗИ-6, ЦС-1, ЦІ-1М і інші марки. Метал, наплавлений цими електродами, має високу опірність до стирання і зминання при великих питомих навантаженнях і високих температурах - до 650-850 ° C. Твердість наплавленого шару без термообробки становить від 52 HRC (ОЗИ-5) до 61 HRC (ОЗИ-3). Наплавляється 1-3 шари загальною товщиною 2-6 мм. Деталь перед наплавленням підігрівають до температури 300-700 ° С (в залежності від марки електрода).

Наплавлення деталей, що працюють на стирання без ударних навантажень. Якщо потрібно отримати наплавлений метал особливо високої твердості, можна використовувати електроди для наплавки Т-590 і Т-620. Вони спеціально призначені для покриття деталей, що працюють на інтенсивне стирання. Їх стрижень виготовлений з маловуглецевої сталі, зате в покриття входять ферохром, ферротитан, ферробор, карбід бору і графіт. Завдяки цим матеріалам твердість наплавленого металу може досягати 62-64 одиниць по HRC.

Через те, що наплавлений метал має крихкістю і схильністю до утворення тріщин, вироби, наплавлені електродами Т-590 і Т-620, не призначені для експлуатації в умовах значних ударних навантажень. Наплавлення твердосплавного металу проводиться в один-два шари. Якщо потрібно наплавляти велику товщину, нижні шари наплавляються електродами з маловуглецевої сталі і лише заключні - твердосплавними.

Наплавлення деталей, що працюють на стирання з ударними навантаженнями. Деталі з марганцевистих сталей (110М13Л і подібні до неї), що працюють в умовах інтенсивного поверхневого зносу і високих ударних навантажень (зокрема, робочі органи будівельного і землерийного устаткування), наплавляют електродами ОМГ-Н, ЦНІІН-4, ОЗН-7М, ОЗН-400М , ОЗН-300М та інші марки. При їх використанні твердість наплавляємого металу в другому шарі виходить 45-65 HRC при високих значеннях в'язкості.

Наплавлення нержавіючих сталей. Для наплавлення деталей з нержавіючих сталей застосовуються електроди ЦН-6Л, ЦН-12М-67 і інші марки. Стрижень цих електродів виготовлений з нержавіючої високолегованої дроту. Крім високої корозійної стійкості, наплавлений метал має ще і стійкість до задиранням, що дозволяє використовувати ці електроди для наплавки поверхонь ущільнювачів в арматурних виробах.

При використанні деяких електродів для наплавлення нержавіючих сталей, рекомендується проводити попередній і супутній підігрів деталі до температури 300-600 ° С і здійснювати після наплавлення термообробку.

Наплавлення міді і її сплавів. Наплавлення міді і її сплавів (бронз) може здійснюватися не тільки на мідне або бронзове підставу, але також на сталь і чавун. У цьому випадку створюються біметалічні вироби, що мають необхідні експлуатаційні якості (високу стійкість проти корозії, низький коефіцієнт тертя та інші цінні властивості, властиві міді і її сплавів) і володіють при цьому набагато більш низькою вартістю в порівнянні з деталями, виготовленими повністю з міді або її сплавів.

Алюмінієві бронзи, зокрема, що володіють високими антифрикційними властивостями, дуже добре працюють у вузлах тертя, тому їх наплавляють на черв'ячні колеса, сухарі та інші деталі, що працюють в умовах тертя.

Наплавлення деталей з технічно чистої міді може проводитися електродами "Комсомолець-100" або присадних прутків з міді або її сплавів. При наплавленні міді на мідь застосовують попередній підігрів до температури 300-500 ° С.

Наплавлений шар бажано піддавати проковке, при температурі міді вище 500 ° С.

Якщо потрібно наплавка бронзою, можна використовувати електроди ОЗБ-2М, що містять крім, що становить основу, міді також олово, марганець, нікель і залізо. Вироби, наплавлені електродами ОЗБ-2М, мають високу поверхневу зносостійкість.

Наплавлення міді і її сплавів проводиться на постійному струмі зворотної полярності в нижньому положенні.

Наплавлення в середовищі захисних газів

Поряд з наплавленням покритими електродами, в домашніх умовах можна здійснювати і наплавку в середовищі захисних газів - методом MIG / MAG (з автоматизованою подачею дроту) або TIG (вольфрамовим електродом) з присадних прутків. Для захисту можна застосовувати різні гази: аргон, вуглекислий газ, гелій, азот - в залежності від того, який наплавляється метал.

При відновленні наплавленням деталей з вуглецевих сталей можна використовувати більш дешевий вуглекислий газ. З огляду на той факт, що CO 2 окисляє розплавлений метал, наплавочная дріт в цьому випадку повинна мати раскислители (марганець, кремній і ін.).

Наплавлення міді і її сплавів можна виробляти в азоті, який нейтральний по відношенню до міді.

Високолеговані, сплави на магнієвої і алюмінієвій основі наплавляються в аргоні, гелії або їх суміші.

Наплавлення неплавким вольфрамовим електродом здійснюють в аргоні і гелії. Взагалі, інертні гази, особливо, аргон, є універсальними, придатними для зварювання та наплавлення практично будь-якого металу.

Як матеріали для наплавлення полуавтоматами вуглецевих і низьколегованих сталей застосовуються зварювальні дроту суцільного перетину (Св-08ГС, Св-08Г2С, Св-12ГС), і спеціальні наплавочні (Нп-40, Нп-50, Нп-30ХГСА). Для наплавлення нержавійки застосовують дріт з нержавіючої сталі. Може здійснюватися наплавка і порошковим дротом, що дозволяє отримати наплавлений шар з особливими властивостями.

При відновленні деталей наплавленням методом MIG / MAG застосовують як і в разі MMA постійний струм зворотної полярності, що забезпечує меншу проплавление основного металу. При використанні вольфрамового електрода (метод TIG) використовують пряму полярність, яка виключає оплавлення вольфрамового електрода. Наплавлення потрібно намагатися вести якомога більш короткою дугою - щоб уникнути розбризкування металу.

При використанні змісту даного сайту, потрібно ставити активні посилання на цей сайт, видимі користувачами і пошуковими роботами.

Як правило, сварщикам постійно доводиться мати справу з різними марками сталі. При цьому якоїсь універсальної марки електродів, здатних однаково ефективно зварювати різні сорти стали не існує, і фахівцям необхідно враховувати їх технічні характеристики при роботі з тим чи іншим металом.