Технологический процесс и техника наплавки деталей

Помните, что для предотвращения растрескивания и отслаивания износостойкого покрытия (а также и по другим причинам – см. ниже) вы обычно наплавляете на металл основы достроечный слой, а уже на него – поверхностный износостойкий.

Некоторые материалы, дающие износостойкую поверхность (особенно, стойкие к интенсивному абразивному износу), можно наносить только слоем небольшой толщины. В этом случае достройкой изделие доводится до размеров на 5 – 10 мм меньше заданных (ясно, что речь идет о толщине плоского изделия или о радиусе цилиндрического).

Выбор материала для достройки зависит от типа металла основы:

Если материал основы – марганцовистая сталь, достройку необходимо выполнять электродами Wearshield Mangjet, Wearshield 15CrMn или порошковыми проволоками Lincore M, Lincore 15CrMn.

Если металл основы – углеродистая и низколегированная сталь, для достройки нужны электроды Wearshield BU, Wearshield BU30 или порошковая проволока Lincore 33.

Иногда детали изготовляются из высокоуглеродистой стали или стали другого типа, но также склонной к трещинообразованию. Для предотвращения образования трещин в теле изделия необходимо предварительно наплавить на него разновидность достроечного слоя – т. н. Промежуточный, или буферный, слой из мягкой низкоуглеродистой и низколегированной стали.

Не следует забывать также об экономической стороне вопроса. Достроечные материалы, дающие низкоуглеродистую и низколегированную сталь, позволяют снизить расход более дорогих высоколегированных износостойких материалов.

1. Подготовка поверхности.

Удалите консистентную смазку и масло растворителем, ржавчину и грязь - металлической щеткой. Если этого не сделать, то оставшиеся на поверхности загрязнения могут привести к образованию пор, трещин в наплавленном металле и к плохому качеству поверхности (и покрытия вообще).

Для обеспечения хорошего сплавления металла основы и наплавляемого материала удалите трещины, оставшееся старое высоколегированное покрытие, а также наклепанную или деформированную поверхность дуговой строжкой или шлифовкой. Заплавьте трещины, желобки и впадины ручной наплавкой. Если металл детали - углеродистая и низколегированная сталь, используйте для этой цели электроды Wearshield BU или Wearshield BU30, если марганцовистая сталь – электрод Wearshield Mangjet.

2. Температурный режим при наплавке.

Во всех случаях изделие перед наплавкой необходимо прогреть, по крайней мере, до комнатной температуры (20 – 40 °С). Это требование относится к изделиям из рядовых сталей. При повышении содержания углерода и легирующих элементов в стали, как правило, необходим предварительный подогрев до более высоких температур. Такой подогрев необходим для предотвращения появления внутренних трещин, трещин в наплавленном металле, выкрашивания наплавленного слоя и поломки изделия от внутренних напряжений. При одном и том же химическом составе металла детали массивные и сложной формы требуют более высокой температуры подогрева по сравнению с деталями небольшой массы и простой формы.

3. Внешний вид поверхностного слоя.

Хотя внешний вид наплавленной поверхности обычно особого значения не имеет, все же он выполняет несколько важных функций.

1. Поверхность хорошего качества обычно показывает себя с лучшей стороны в процессе эксплуатации.

2. Поскольку поверхность подвергается сжимающим нагрузкам, по ее внешнему виду можно контролировать появление деформаций и трещин.

3. При наплавке на размалывающие валки валики наплавленного металла должны размещаться на валке поперек движения материала, что обеспечит его «перетекание» через валок.

4. Валики наплавленного металла, расположенные параллельно потоку абразивного материала с небольшими промежутками, выравнивают его, что снижает износ.

4.Наплавка на кромки изделия.

При наплавке расплавленные металл, шлак и флюс стекают с краев изделия, особенно когда оно нагрето. Для устранения стекания наплавку на кромки производите в первую очередь, пока изделие еще не сильно нагрето. Можно заключить изделие в медную оправку, края которой выше поверхности изделия, или насыпать по периметру детали бортик из флюса. Для получения ровной наплавленной поверхности валики наплавляйте параллельно краям изделия, а не перпендикулярно.

5. Контроль состава наплавленного металла.

Содержание углерода и легирующих элементов в наплавленном металле контролируется как технологией, так и смешением (разбавлением). Смешение металлов электрода и основы оказывает очень важное влияние на износостойкость наплавленной поверхности. При значительном разбавлении износостойкость существенно снижается. При работе с электродами малого диаметра и на небольших значениях тока образуются наплавленные валики малых размеров. При этих условиях наплавленный металл быстро охлаждается и затвердевает, и перемешивание металла основы с наплавленным металлом незначительно. Естественно, при наплавке электродами большего диаметра и на больших токах степень разбавления наплавленного металла увеличивается. В характеристиках наплавочных материалов состав наплавленного металла указывается без учета разбавления. Между тем оно, как показано выше, может значительно изменить состав наплавленного металла, а, следовательно, и его эксплуатационные характеристики.

6. Контроль скорости охлаждения.

Скорость охлаждения после наплавки влияет на износостойкость некоторых наплавляемых составов, но все же в гораздо большей степени она оказывает влияние на растрескивание и даже разрушение наплавленного металла и на деформацию детали. Поэтому медленное охлаждение может быть необходимо, даже если оно ухудшает условия закалки и тем самым снижает твердость, а, следовательно, износостойкость наплавленного слоя.

Методы контролирования скорости охлаждения следующие:

1. Предварительный нагрев – наиболее эффективный путь замедления скорости охлаждения.

2. Скорость охлаждения снижается от тепла горячего наплавленного металла, нагревающего изделие. Чем массивнее деталь и чем больше металла на нее наплавлено, тем меньше скорость охлаждения.

3. Теплоизоляция горячего изделия сразу после наплавки сухим песком, стеклотканью и т. д. уменьшает скорость охлаждения. Этот метод позволяет уменьшить остаточные напряжения, снижает вероятность растрескивания и деформации и в то же время не влияет на износостойкость большинства наплавляемых составов.

7 Предотвращение выкрашивания наплавленного металла.

Выкрашивание – это отламывание кусочков наплавленного металла от металла основы или предыдущего наплавленного слоя. Размеры частиц могут меняться от мелких осколков до крупных кусков, отламывающихся вместе с основой. Выкрашивание в идеале должно иметь место только в процессе эксплуатации. Для предотвращения преждевременного и интенсивного выкрашивания необходимы следующие мероприятия.

1. Подготовка поверхности. Как и при обычной сварке, наплавленный металл должен хорошо и без трещин сплавляться с металлом основы. Поэтому перед наплавкой надо очищать поверхность, устранять на ней трещины и другие дефекты.

2. Предотвращение вероятности образования внутренних трещин. Быстрое охлаждение с высокой температуры (которую имеет ванна расплавленного металла) может сделать хрупкими и чувствительными к появлению трещин нагретые до высокой температуры некоторые типы металла основы. Это приводит к растрескиванию основы при эксплуатации. Для предотвращения вероятности образования внутренних трещин необходим предварительный подогрев.

3. Наплавка слоя стабильного аустенита перед поверхностной износостойкой наплавкой. Это может быть нержавеющая сталь или высоколегированные марганцовистые аустениты (их дают электроды Wearshield 15CrMn и порошковая проволока Lincore 15CrMn).

4. Ограничение толщины наплавленного металла. Толстые слои износостойкого материала приводят к значительным внутренним напряжениям, а это, в свою очередь – к выкрашиванию. Не наплавляйте бóльшее число износостойких слоев, чем это рекомендуется для данного типа наплавочного материала. Если требуется толстый слой наплавленного металла, применяйте материалы для достройки. Для снятия напряжений проковывайте каждый слой достроечного материала.

Источники

1. Технология и оборудование для наплавки: В 2-х частях: Ч.1:учеб. пособие /А.Ф.Власов, В.Д.Кузнецов, Н.А. Макаренко,А.А.Богуцкий. – Краматорск –: ДГМА, 2011. – 231с.

2. www.svarka,org.ua

3.www.svarkainfo.ru

4.www.ozon.ru

Министерство образования, науки, молодежи и спорта Украины

Донбасская государственная машиностроительная академия

Кафедра:«Технология и оборудование сварочного производства»

Контрольная работа

По дисциплине: ”Наплавка и напыление”

Вариант №7

Выполнил:

Ст.гр. СП 08-2

Григоревский Е.Ю.

Проверил:

Власов А.Ф.

Краматорск 2011