Р
ис. 4.7.Сварочные полуавтоматы моделей ПДГ-252 (а) и EWM WEGA 451 (б)
Для холодной сварки чугуна в углекислом газе хорошие результаты дает проволока марки ПАНЧ-11. Это — проволока на никелевой основе и ее можно применять для наплавки без газовой защиты.
Наплавка (сварка) в среде защитных газов имеет ряд достоинств:
§ высокая производительность, незначительно уступающая сварке или наплавке под слоем флюса;
§ возможности проведения сварки и наплавки в любом пространственном положении;
§ отсутствие шлаковой корки упрощает ведение процесса;
§ детали в процессе наплавки меньше нагреваются, поэтому можно производить наплавку (сварку) тонкостенных деталей;
§ возможность получения наплавленных слоев небольшой толщины.
К недостаткам этого вида наплавки (сварки) следует отнести ограниченную возможность получения твердых и износостойких наплавленных слоев и повышенное разбрызгивание металла при сварке.
|
|
4.4Сварка и наплавка порошковой проволокой и шнуровыми материалами
· 4.4.1. Особенности сварки и наплавки порошковой проволокой
· 4.4.2. Применение шнуровых материалов
4.4.1. Особенности сварки и наплавки порошковой проволокой
На ремонтных предприятиях (особенно в промышленности) все большее применение находит восстановление деталей сваркой и наплавкой порошковыми проволоками, которые позволяют в широких пределах осуществлять легирование наплавленного металла. Порошковые проволоки с внутренней защитой устраняют неудобства, связанные с применением специальных защитных сред (флюсов, газов, жидкостей и др.), обеспечивают возможность получения сравнительно небольшой глубины проплавления основного металла и при одинаковом тепловом воздействии на деталь позволяют существенно повысить производительность наплавки.
Отмеченные достоинства порошковых проволок, а также большая маневренность и простота процесса наплавки, возможность нанесения наплавленного металла на восстанавливаемые детали различной геометрической формы и размеров позволяют сделать вывод о том, что наплавка порошковыми проволоками является весьма перспективным способом восстановления деталей машин. Вместе с тем отметим, что в настоящее время порошковые проволоки относительно до́роги.
Некоторые конструкции порошковой проволоки (ПП) показаны на рис. 4.8.
|
|
Рис. 4.8.Конструкции порошковой проволоки по форме металлической оболочки
Сердечник порошковых проволок, используемых для наплавки под слоем флюса и в углекислом газе, состоит в основном из легирующих элементов, а у порошковых проволок для наплавки открытой дугой сердечник кроме легирующих элементов содержит еще шлако- и газообразующие вещества. В состав сердечника всех видов порошковых проволок вводят также раскислители.
Все материалы, используемые для шихты порошковой проволоки, приготовляют в виде порошков и хорошо перемешивают. Для составления шихты порошковой проволоки применяют в основном следующие материалы: феррохром, ферросилиций, ферромарганец, ферротитан, феррованадий, железный порошок, графит и др.
Шлако- и газообразующая основа порошковых проволок с внутренней защитой строится на системе СаСО3—СаFе2—ТiO2, которая обеспечивает хорошее формирование наплавляемого металла и позволяет в широком диапазоне изменять режимы наплавки. Оптимальное содержание шлако- и газообразующих элементов составляет 10…13% массы шихты. Кремнефтористый натрий (NaSiF6) в количестве 1…2% вводится в состав шихты порошковой проволоки для предупреждения возникновения в наплавленном металле пор.
Технологический процесс изготовления порошковой проволоки различных диаметров включает в себя профилирование ленты с одновременным заполнением ее шихтой и волочение проволоки для уменьшения ее диаметра до заданных размеров и уплотнения шихты. Кроме волочения, используется и такой способ производства порошковой проволоки, как прокатка. Могут применяться и другие способы.
Результаты исследований по определению твердости и относительной износостойкости металла, наплавленного различными порошковыми проволоками (наплавочная и сварочная), приведены в табл. 4.5. В качестве основного металла использовалась сталь марки 45. Наплавка выполнялась в один слой при оптимальных условиях и режимах наплавки, установленных для образцов и деталей диаметром 40…80 мм, что соответствует размерам большинства восстанавливаемых деталей техники.
Таблица 4.5. Твердость и относительная износостойкость металла, наплавленного различными порошковыми проволоками | |||
Марка порошковой проволоки и защитная среда | Твердость HRC | Относительная износостойкость ε* | |
ПП-У30Х14СМФ-0 | 45…50 | 2,23 | |
ПП-У25Х17Т-0 | 42…44 | 2,30 | |
ПП-3Х1Э-0 | 54…56 | 1,79 | |
ПП-1Х14Т-0 | 42…48 | 1,43 | |
ПП-25Х5МФС-0 | 50…54 | 1,77 | |
ПП-3Х5Г2М-0 | 48…49 | 1,78 | |
ПП-Г13Н4-0 | 34…35 | 1,33 | |
ПП-ТН250-0 | 25…27 | 1,05 | |
ПП-3ХВ8 (под флюсом марки АН-20) | 46…48 | 1,32 | |
ПП-3Х2В8 (под флюсом марки АН-348А) | 44…46 | 1,30 | |
ПП-АН120 (под флюсом марки АН-348А) | 44 | 1,37 | |
ПП-АН120 (10) (под флюсом марки АН-348А) | 50 | 1,48 | |
ПП-АН120 (14) (под флюсом марки АН-348А) | 42 | 1,29 | |
ПП-АН1 (в среде СO2) | 12 | 0,94 | |
ПП-АН4 (в среде СO2) | 24 | 1,15 | |
ПП-АН8 (в среде СO2) | 25 | 1,03 | |
* Определена в условиях абразивного изнашивания на машине модели Х-4Б. |
Сварку и наплавку порошковой проволокой с внутренней защитой рекомендуется выполнять на постоянном токе обратной полярности с использованием источников тока с жесткими внешними характеристиками. При сварочно-наплавочных работах порошковыми проволоками могут применяться стандартные автоматы и полуавтоматы.
|
|
Для исключения появления в сварочном шве пор необходимо перед наплавкой прокалить порошковую проволоку при t = 250°С в течение 2,0…2,5 ч и до минимального значения уменьшить напряжение сварочной дуги. Относительный расход порошковой проволоки составляет примерно 1,15…1,35 кг на 1 кг наплавленного металла.
В настоящее время выпускаются порошковые проволоки различных диаметров и легирования. Для наплавки крупногабаритных деталей металлургического оборудования, землеройных машин, штампов применяются, как правило, высоколегированные порошковые проволоки большого диаметра 3,6…3,8 мм.
Режимы сварки и наплавки с применением наиболее распространенных порошковых проволок приведены в табл. 4.6.
Таблица 4.6. Характеристики режимов сварки и наплавки порошковой проволокой | |||||||||||||
Марка и диаметр электродной проволоки, мм | Диаметр детали, мм | Параметры режима наплавки | Твердость HВ | Стабильность процесса | Наличие пор и трещин | Внешнее формирование валков | Механическая обработка наплавленного металла | Коэффициент наплавки Кн, г/(А·ч) (среднее) | |||||
I св, А | U д, В | V н, м/ч | S, мм/об | наплавленного металла | после поверхностной пластической деформации | ||||||||
ПП-АН124 (ПП-У25Х17Т-0) Диаметр — 3,0 | 50…65 60…75 70…85 | 200…230 240…250 260…280 | 22…24 24…26 26…28 | 35…40 30…35 25…30 | 4,0…4,5 4,5…5,6 5,5…6,0 | 415…420 | 560…580 | Удовлетворительная | Нет | Хорошее | Шлифование | 10…13 | |
ПП-3Х5Г2М-0 Диаметр — 2,2 | 45…55 50…65 60…75 | 160…180 160…180 200…220 | 22…24 22…24 24…26 | 40…45 35…40 25…30 | 3,0…3,5 4,0…5,0 5,0…6,0 | 480…500 | 590…610 | Хорошая | Нет | Хорошее | Шлифование | 11…13 | |
ПП-АН106 (ПП-1Х14Т-0) Диаметр — 2,0 | 45…55 50…65 60…75 | 160…180 160…180 200…220 | 22…24 22…24 24…26 | 25…35 20…25 15…20 | 2,5…3,0 3,5…4,0 4,5…5,0 | 500…520 | 570…590 | Хорошая | Нет | Хорошее | Шлифование | 9…11 | |
ПП-3Х13-0 Диаметр — 2,0 | 45…55 50…65 60…75 | 150…170 160…200 200…220 | 22…24 22…24 24…26 | 35…45 30…40 25…30 | 3,0…3,5 4,0…5,0 5,5…6,0 | 535…555 | 648…668 | Хорошая | Нет | Хорошее | Шлифование | 12,5…13,5 | |
ПП-ТН250-0 Диаметр — 3,0 | 35…45 40…55 50…65 60…75 | 180…200 200…230 240…260 250…270 | 22…24 23…25 23…25 23…25 | 55…65 55…65 50…60 40…50 | 4,0…4,5 4,0…4,5 4,5…5,5 5,5…6,0 | 258…278 | 320…340 | Отличная | Нет | Хорошее | Точение | 18…20 | |
ПП-25Х5ФМС-0 Диаметр — 2,25 | 45…55 50…65 60…75 | 160…180 200…220 240…270 | 22…24 22…24 24…26 | 35…40 30…40 25…35 | 4,5…5,0 5 5 | 570…590 | 620…640 | Хорошая | Нет | Хорошее | Шлифование | 11,5…13,5 |
|
|