вівторок, 24 березня 2020 р.


11 група   19.03.2020р.     Урок №119-120


ТЕМА №17.   Технологія дугового та газового                       
                          наплавлення

Урок №119-120.  Особливості технології наплавлення.                                                                Техніка наплавлення.

План
            1.    Особливості технології наплавлення металами різних типів. 
            2.    Техніка наплавлення.

Відео по темі:
https://www.youtube.com/watch?v=qEuoSzNv410&t=44s

  Домашнє завдання : І.В.Гуменюк, О.Ф. Іваськів 
                                   Технологія електродугового зварювання
                                    ст.348-354
        Для вивчення теми уроків можна використати підручник або наступний матеріал

Наплавлення нелегованих і низьколегованих сталей
Нелеговані й низьколеговані сталі з вмістом вуглецю до 0,4% використовують для відновлення розмірів деталей або нанесення проміжного шару. Якщо наплавлення виконують сталями з підвищеним вмістом вуглецю (сталі 35, 40, 40Х, 40ХН) і сірки (35ЛК, 30Л та ін.), то можлива поява тріщин. Щоб уникнути їх необхідно зменшувати частку основного металу в наплавленому. Для цього зменшують крок наплавлення, збільшують виліт електрода, нахиляють електрод кутом уперед, виконують наплавлення на спуск, застосовують наплавлю-вальні стрічки, багатоелектродне наплавлення і попередній підігрів. Для наплавлення масивних деталей використовують підігрів до 200-250°С, а при наплавленні невеликих деталей достатньо теплоти дуги (автопідігрів). Нелеговані та низьколеговані сталі з вмістом вуглецю понад 0,4% призначені для наплавлення колінчастих валів, ножів, штампів тощо. Трудністю наплавлення є схильність наплавленого металу до утворення гарячих й холодних тріщин. Для цього виконують попередній підігрів до температури 350-400°С або наплавлення проміжного шару з низьковуглецевої сталі дротом Св-08, Св-08 ГС та ін. Після наплавлення забезпечують повільне охолодження. Якщо наплавлена деталь підлягає механічній обробці, то її відпалюють. При цьому твердість знижується до 20-25 HRC. Після механічної обробки виконують гартування; твердість наплавленого металу збільшується до 50-60 HRC.
Наплавлення теплостійких інструментальних сталей
Теплостійкі інструментальні сталі (хромовольфрамові, хромо-молібденові) наплавляють на деталі, що піддаються впливу великих тисків і змін температури. Для запобігання утворенню тріщин, зниження залишкових напруг і одержання оптимальної структури наплавленого металу виконують попередній підігрів вище 300°С. Температуру підігріву вибирають залежно від хімічного складу основного й наплавленого металу, розмірів і маси деталі. Після наплавлення виконують повільне охолодження, а для масивних деталей -- відпуск при температурі 520-540°С і охолодження в печі. Наплавлення самозахисним порошковим дротом вимагає строгого виконання режимів наплавлення, особливо напруги дуги, при підвищенні якої погіршується захист наплавленого металу від навколишнього середовища та утворюються пори.
Наплавлення швидкорізальних сталей
Швидкорізальні сталі використовують для наплавлення різального інструменту. Труднощі наплавлення пов'язані із схильністю наплавленого металу до утворення тріщин. Щоб уникнути тріщин застосовують попередній та супровідний підігрів до 500-600°С і повільне охолодження після наплавлення в печі. До наплавленого металу не ставлять вимоги щодо пластичності і не піддають куванню. Для підвищення стійкості проти спрацювання і червоноламкості метал додатково легують.
Наплавлення корозієстійких сталей
Корозієстійкі хромисті сталі з вмістом вуглецю до 0,2% використовують для наплавлення арматури, роликів машин, плунжерів гідропресів і штампів деяких видів. При вмісті вуглецю понад 0,2% наплавлений метал схильний до утворення тріщин. Тому при наплавленні виконують попередній, а для масивних деталей -- супровідний підігрів до температури вище 350°С. У сталях Х12, Х12М, Х12ВФ холодні тріщини усувають за рахунок підігріву до температури 400-550°С і повільного охолодження. Твердість наплавленого металу сталі Х12 становить 40-46HRC, яку підвищують до 55-60 HRC за рахунок відпуску при температурі 550-570°С. Застосовують наплавлення відкритою дугою та під флюсом.
Наплавлення високомарганцевих сталей
Високомарганцеві сталі використовують для наплавлення деталей, які підлягають абразивному спрацюванню в поєднанні з сильними ударами. Найпоширенішою є сталь Гадфільда 110Г13Л. При охолодженні з високою швидкістю від температур вище 950°С сталі, які містять 0,8-1,6% вуглецю і 12-20% марганцю, набувають високої міцності, пластичності й низької твердості 180-200 НВ. Наплавлений метал здатний до зміцнення під впливом ударних навантажень, а твердість зростає до 500 НВ, підвищується стійкість проти абразивного спрацювання. При відсутності таких навантажень поверхневий шар не зміцнюється, а спрацьовується як звичайна низьковуглецева сталь. При повільному охолодженні наплавлений метал стає крихким і схильним до утворення тріщин і відколів. Тому високомарганцеві сталі не рекомендують для виготовлення й наплавлення деталей, які працюють при високих температурах. Щоб уникнути крихкості наплавленого металу, процес наплавлення ведуть із мінімальним тепловкладанням, використовуючи мінімальний струм, напругу та підвищену швидкість наплавлення. Необхідно також змінювати місце наплавлення.Для механізованого наплавлення застосовують дріт Нп-Г13А (наплавлення під флюсом) і самозахисний порошковий дріт ПП-Нп-90Г13Н4. Для зменшення дефектів при наплавленні високомарганцевих сталей на вуглецеві сталі рекомендують проміжний шар наплавляти дротом типу Св-08Х20Н10Г6.
Наплавлення хромонікелевих і хромонікелемарганцевих сталей
Хромонікелеві та хромонікелемарганцеві нержавіючі сталі при наплавленні на вуглецеві конструкційні сталі мають схильність до утворення кристалізаційних тріщин і зниження корозієстійкості. Для уникнення дефектів наплавленого шару обмежують вміст у ньому шкідливих домішок, застосовують основні електродні покриття й фторидні флюси, використовують наплавлення проміжного шару, застосовують технологічні прийоми, що обмежують проплавлення основного металу. Для боротьби з міжкристалітною корозією в наплавленому металі обмежують вміст вуглецю на рівні 0,02-0,03% або легують його титаном, ніобієм, зв'язуючи вуглець у міцні карбіди цих елементів. Для запобігання виникненню кристалізаційних тріщин обмежують вміст сірки, фосфору, кремнію, частину нікелю заміняють марганцем, додатково легують азотом, молібденом, вольфрамом, використовуючи дроти Св-08Х20Н10Г6, Св-10Х16Н25АМ6 та електроди ЭА-395/9.
Наплавлення високохромистих чавунів
Високохромисті чавуни використовують для підвищення довговічності деталей, які підлягають газо- та гідроабразивному спрацюванню. Легування високохромистого чавуну бором підвищує стійкість проти спрацювання, але знижує опір ударним навантаженням. Наплавлений метал схильний до утворення холодних тріщин, які не переходять в основний метал і майже не впливають на абразивне спрацювання. Недопустимим є розташування тріщин вздовж потоку гідро- і газоабразивних частинок. Для зменшення холодних тріщин виконують попередній підігрів до температури 500-600°С і повільне охолодження в печі.
Наплавлення нікелевих сплавів
Корозіє- та жаростійкі нікелеві сплави, леговані хромом і молібденом, мають високу жароміцність, стійкість проти термічної втоми, майже не схильні до утворення тріщин. Для наплавлення сплави використовують у вигляді порошків для плазмового наплавлення та у вигляді дроту для наплавлення у захисних газах і під флюсом. Якщо в якості основного металу використовують загартовані сталі, то рекомендують попередній підігрів, температура якого визначається складом основного металу. Після наплавлення використовують повільне охолодження. За кордоном такі сплави відомі під назвою хастеллой та інконель. Нікелеві сплави леговані хромом, бором, кремнієм (колмоної) мають високу стійкість проти різних агресивних середовищ, стійкість проти утворення задирок, високу стійкість проти спрацювання при сухому терті металів. Колмоної мають відносно невисоку температуру плавлення (980-1100°С) і для їх розплавлення необхідна менша потужність ніж для розплавлення сталей. Наплавлення виконують на менших режимах із попереднім підігрівом від 300 до 500°С, а після наплавлення забезпечують повільне охолодження.
Наплавлення кобальтових сплавів
Кобальтові сплави з хромом і вольфрамом (стеліти) використовують для наплавленння через їх високу жароміцність, корозієстійкість, стійкість проти спрацювання при терті металів без мащення, здатність зберігати твердість при високих температурах. Наплавлений метал схильний до утворення гарячих і холодних тріщин, тому наплавлення виконують із попереднім підігрівом до температури 600-700°С, а в масивних деталях застосовують супровідний підігрів. Після наплавлення забезпечують повільне охолодження. Стеліти використовують у вигляді порошків, прутків і покритих електродів. Найкращий результат одержують при плазмо-порошковому наплавленні, при якому основний метал в наплавленому становить 5-7%. При наплавленні покритими електродами частка основного металу в наплавленому сягає 30%, а необхідний хімічний склад одержують тільки в третьому або четвертому шарі. Це збільшує витрати дорогого наплавлювального металу.

Аргонодугове наплавлення прутками із сплаву сормайт
Присаджувальні прутки із сплаву сормайт мають такі умовні позначення: Пр-C27 (тип ПрН-У39Х28Н4С3), Пр-С27 (тип ПрН-У45Х28Н2СВМ) ГОСТ21449-75. Вони призначені для ацетилено кисневого або дугового наплавлення неплавким електродом деталей, які працюють в умовах абразивного спрацювання. Перед наплавленням поверхню деталі детально очищають від окалини та забруднень. Установлюють у горизонтальне положення та виконують попередній підігрів до 400-500°С в печах або пальниками. Аргонодугове наплавлення виконують на постійному струмі прямої полярності при конічному заточуванні вольфрамового електрода і витратах газу 6-8 л/хв. Наплавлення деталей малих і середніх розмірів виконують лівим способом. Деталі великих розмірів для досягнення високої швидкості процесу наплавляють правим способом -- зліва направо. Доцільно наносити вузькі валики або валики шириною 2-3 діаметра присаджувального прутка. Надто велика амплітуда коливань призводить до утворення пор. Охолодження наплавлених деталей необхідно виконувати в печах, методом накривання азбестовою тканиною або у піску. Твердість наплавлення дугою в середовищі аргону нижча, ніж твердість при наплавленні ацетиленокисневим полум'ям. Сплави на основі карбідів вольфраму або хрому забезпечують високу стійкість в умовах абразивного спрацювання. Технологія й техніка наплавлення сплавів на основі карбідів повинна забезпечувати їх мінімальну розчинність в основному металі. Застосовують індукційне, газове, дугове та пічне наплавлення. Широко використовується наплавлення литим карбідом вольфраму (релітом). Для наплавлення використовують реліт у вигляді зерен різного розміру (реліт-3), у вигляді сталевих трубок, заповнених релітом (реліт-Т3), у вигляді сталевої стрічки, заповненої релітом (реліт АН-ЛЗ).
Наплавлення срібла
Через низьку міцність і з метою економії срібло часто використовують в якості плакованого корозієстійкого шару. Срібло, наплавлене безпосередньо на сталь, погано з нею зчіплюється. На лінії сплавлювання спостерігається велика кількість пор, можливе виникнення тріщин у сталевому шарі. Тому рекомендують проміжне наплавлення нікелем, міддю або сплавами на їх основі. Проковування наплавленого шару в гарячому стані дозволяє ущільнити й підвищити пластичність, знизити напруги. При аргонодуговому наплавленні срібла на сталь використовують флюс такого складу: 30-35% тетрафторборату калію, 35-40 кріоліту, 20-25 фтористого натрію, 5-10% хлористого натрію. При наплавленні з флюсом міцність з'єднання підвищується.
Техніка наплавлення
Продуктивність наплавлення -- це найбільша кількість наплавленого металу за одиницю часу. Вона залежить від способу виконання наплавлення і становить,кг/год.:
·             · 0,8-3 при наплавлюванні покритими електродами;
·             · 1,5-8 у вуглекислому газі;
·             · 2-15 при автоматичному наплавлюванні під флюсом;
·             · 5-30 при автоматичному наплавлюванні під флюсом стрічкою;
·             · 2-9 самозахисним порошковим дротом;
·             · 10-20 порошковою стрічкою;
·             · 2-12 при плазмовому наплавленні;
·             · 1,2-3 при вібродуговому наплавленні;
·             · 20-60 при електрошлаковому наплавленні дротовими електродами;
·             · до 150 при електрошлаковому наплавленні електродом великого перерізу.
Техніка наплавлення дротом передбачає накладання ниткових валиків із перекриттям попереднього валика на 1/3 його ширини або валиків із поперечними коливаннями електрода. Наплавлення можна виконувати нитковими валиками на деякій відстані один від одного, а після видалення шлаку наплавити валики у вільних проміжках. Плоскі поверхні наплавляють широкими валиками з використанням коливальних рухів електрода.
Наплавлення тіл обертання виконують вздовж осі або коловими рухами (валиками) за гвинтовою лінією. Наплавлення за гвинтовою лінією виконують при діаметрі деталей не більше 100 мм. При наплавленні покритими електродами вісь деталей розміщують горизонтально, а при наплавленні напівавтоматом -- вертикально.
При наплавленні зернистих порошків використовують вугільний електрод. Поверхню виробу очищають від іржі, масла та бруду. На поверхню насипають тонкий шар (0,2-0,3 мм) бури (флюсу) і шар шихти (порошку) сплаву висотою 2-7 мм і шириною 30-40 мм. Насипаний шар вирівнюють і ущільнюють. Наплавлення вугільною дугою виконують на постійному струмі прямої полярності або змінним струмом з осцилятором. Рівної поверхні наплавленого шару досягають, виконуючи поперечні й поступальні рухи електродом (рис. 19.1.) Можна виконувати наплавлення у декілька шарів, але загальна товщина, для уникнення тріщин і викришувань, не повинна перевищувати 5-6мм для сталініту, 3-4 для вокару, 1,4-1,7 мм для боридної суміші. Порошкоподібні сплави можна наплавляти й металевими електродами, але твердість наплавлення знизиться.
Для ручного наплавлення використовують трубчасті електроди з порошкового дроту.
Для зменшення деформацій і напруг після наплавлення застосовують проковування. Наплавлення повинне забезпечувати якісне формування наплавленого шару, щоб зменшити припуски на механічну обробку.

Рис.2.  Наплавлення на циліндричну поверхню:
           а - схема накладення валика шва при наплавленні з перекриттям попереднього на 1/3 ширини;
          б-наплавлення по спіралі;
          в - наплавлення смугами
Рис.3.  Наплавлення на плоску поверхню

Питання для самоконтролю.
1.     Які особливості техніки наплавлення?
2.     Для чого застосовують проковування після наплавлення?
3.     Як здійснюють наплавлення тіл обертання?
4.     Який електрод використовують при наплавленні зернистих порошків?
5.     Що називають продуктивністю наплавлення?
6.     Чому при наплавленні легованих сталей застосовують попередній підігрів?


Немає коментарів:

Дописати коментар