Последующая обработка и контроль качества изделий

Износостойкой наплавке нередко подвергают детали из подкаливающихся средне- и высокоуглеродистых сталей. В таких случаях охлаждение на воздухе после наплавки может стать причиной растрескивания и отрыва наплавленного слоя. Для предотвращения этих нежелательных явлений необходимо принимать меры по снижению скорости охлаждения металла путем газопламенного нагрева наплавленного участка.

С целью получения необходимых свойств наплавленного металла, снижения твердости под последующую механическую обработку, уменьшения остаточных напряжений после наплавки часто проводится термическая обработка наплавленных деталей. Конкретные режимы термической обработки определяются составом наплавленного металла.

При наплавке сосудов высокого давления или иных изделий из низколегированной стали, склонной к образованию трещин замедленного разрушения, в период после окончания наплавки до начала термообработки (отпуска) температуру наплавленного изделия необходимо поддерживать на уровне ~300 °С.

Обработка для снятия напряжений. Под влиянием термического цикла наплавки в изделиях могут возникать остаточные напряжения, вызывающие образование трещин как в основном, так и в наплавленном металле и создающие угрозу разрушения конструкций в целом. В таких случаях после наплавки необходима обработка, обеспечивающая релаксацию остаточных напряжений.

Наиболее распространенными видами такой обработки являются отпуск для снятия напряжений, механическая релаксация напряжений и проковка.

Механическая релаксация напряжений состоит в том, что на конструктивный элемент, содержащий внутренние остаточные напряжения, действует постоянная нагрузка, после снятия которой происходит релаксация напряжений. Способ механической релаксации не используется для крупных конструктивных элементов и наплавленных изделий с недостаточной пластичностью.

Проковка – деформация поверхностного слоя наплавленного металла специальным молотком (проковка) с целью релаксации в нем напряжений. Этот способ используют для снятия внутренних напряжений и предотвращения образования трещин в наплавленном металле, например, высокомарганцовистой аустенитной стали.

Механическая обработка. Наплавленные изделия во многих случаях подвергают последующей механической обработке под заданные чистовые размеры. Механическая обработка сопровождается освобождением остаточных напряжений в наплавленном металле и, как следствие, деформацией изделия. Поэтому изделия, которые после наплавки требуют механической обработки, следует подвергать термообработке для снятия напряжений.

Изделия с наплавками из твердых сплавов, механическая обработка которых технологически затруднена, подвергают смягчающей термообработке, а после механической обработки их наплавленный металл зачастую вновь подвергают термообработке для получения заданной твердости.

Контроль качества наплавки. Применяются следующие методы неразрушающего контроля:

– визуальный контроль для определения качества формирования наплавленного металла, наличия трещин, отколов, свищей и других дефектов, выходящих на поверхность наплавленного металла;

– люминесцентный или цветной контроль с целью выявления дефектов, выходящих на поверхность наплавленного металла, но не выявляемых визуально;

– магнитный контроль для выявления дефектов на поверхности и на небольшой глубине под поверхностью наплавленного металла;

– ультразвуковой контроль, гамма- и рентгенодефектоскопия для выявления дефектов в наплавленном слое и на границе сплавления.

Как правило, разрушающим методам контроля подвергают образцы-свидетели, которые наплавляют и одновременно подвергают термообработке со штатными изделиями. К этой группе методов контроля можно отнести:

– контроль химического состава наплавленного металла;

– механические испытания и контроль твердости наплавленного металла (предел прочности, предел текучести, относительное удлинение и сужение, ударную вязкость, прочность сцепления основного и наплавленного металла на срез и отрыв);

– коррозионные испытания.