Анализ способов наплавки

Размещено на http://www.allbest.ru/

92

Анализ способов наплавки

Появление технологии наплавки относится к 1896 г., когда Спенсер получил патент на изобретение. Однако промышленное применение началось несколько позже. В частности, в 1922 г. братья Студи впервые осуществили в США наплавку коронок нефтяного бура способом газовой сварки с использованием присадочного материала в виде стальной трубки, заполненной хромовым сплавом. Примерно в это же время была осуществлена наплавка клапанов двигателей внутреннего сгорания с помощью изобретенного Хейнзом сплава - стеллита (кобальтохромовольфрамового сплава). Первое время для наплавки использовали газовую сварку, но впоследствии по мере развития технологии сварки стали использовать и другие способы. Начало автоматической наплавки относится к 1939 г., когда советские специалисты Михайлов и Ларионов осуществили наплавку с помощью покрытых электродов прямоугольного сечения. В Японии исследования в области технологии наплавки были начаты в 1955 г. В настоящее время ее широко используют для нанесения коррозионно-стойкого покрытия на сосуды высокого давления атомных реакторов, для упрочнения валков прокатных станов и других крупногабаритных изделий [Хасуи 1985: 5].

В настоящее время для придания рабочим поверхностям деталей требуемых эксплуатационных свойств применяют свыше 25 различных способов получения покрытий. Большинство их них основано на наплавке с использованием сварочных технологий, как при ремонтно-восстановительных работах, так и изготовлении новых деталей различных машин.

Выбору сварочной технологии предшествует анализ износа, которому подвергается деталь в процессе эксплуатации. На основании результатов анализа выбирают материал и наплавочную технику. Эффективность выбранного способа и материала наплавки зависит от соотношения себестоимости наплавки и срока службы детали или стоимости новой детали (при восстановительной наплавке).

В статье представлен анализ способов наплавки.

Из числа разнообразных способов сварки, имеющих промышленное применение, для наплавки используют в основном сварку плавлением, удовлетворяющую следующим требованиям: обеспечение неглубокого и равномерного проплавления основного металла; образование ровного валика с хорошим внешним видом; отсутствие склонности к возникновению дефектов: несплавлений в местах перекрытия соседних валиков, застреваний шлака в наплавленном металле, подрезов, пор и трещин; высокая технологичность процесса, малая чувствительность к состоянию поверхности и форме наплавляемой поверхности детали; высокая скорость процесса.

Газовая наплавка - один из способов сварки плавлением, протекающей в условиях частичного оплавления основного металла при использовании высокотемпературного пламени, получаемого при сжигании смеси горючего газа с кислородом с присадкой прутков либо с вдуванием порошка в газовое пламя. Основные преимущества заключаются в следующем: малое проплавление основного металла, универсальность, возможность наплавки слоев малой толщины. Данному способу присущи и недостатки: низкая производительность, нестабильность качества (зависит от квалификации сварщика).

Ручная дуговая наплавка - это наплавка, основанная на использовании электродов в виде стержней с покрытием, осуществляются обычно вручную. Достоинства способа: простота и доступность оборудования и технологии, возможность получения металла практически любой системы легирования. Недостатки: значительное проплавление основного металла, низкая производительность, тяжелые условия труда, нестабильное качество [Чвертко 1983: 6].

Дуговая наплавка под флюсом. Название этого способа связано с тем, что дуга при наплавке электродными материалами (проволокой, лентой и др.) скрыта под слоем гранулированного флюса, предварительно насыпаемого на поверхность основного металла. Преимущества способа следующие: универсальность, высокая производительность, возможность получения наплавленного металла практически любой системы легирования. Недостатки, снижающие эффективность применения сводятся к тому, что значительное проплавление основного металла, особенно при наплавке проволоками, а также необходимые свойства получаются в третьем-пятом слое [Сагиров 2003: 4].

Наплавка открытой дугой - это наплавка без защитной среды, в среде воздуха, осуществляется проволокой сплошного сечения или порошковой проволокой при отсутствии подачи флюса или защитного газа в зону дуги. Наплавка проволокой сплошного сечения сопряжена с большими практическими трудностями и уступает способу наплавки порошковой проволокой с флюсовой сердцевиной. Наплавка открытой дугой порошковой проволокой обладает следующими преимуществами: простота используемого оборудования и технологии, связанная с отсутствием необходимости применения защитного газа и флюса; возможность наплавки в полевых условиях, поскольку ветер практически не оказывает влияния на процесс наплавки; сравнительная простота введения легирующих элементов в наплавленный металл, состав которого можно регулировать в широких пределах. Проблема наплавки этим способом, связанная с обильным выделением дыма, решена разработкой специального дымового коллектора.

Электрошлаковая наплавка - наплавка этим способом протекает в условиях непрерывной подачи электродной проволоки (или ленты) внутри слоя расплавленного шлака, а плавление их происходит за счет теплоты электросопротивления при пропускании тока между основным металлом и электродом. Электрошлаковая наплавка обладает следующими преимуществами: экономичность наплавки возрастает при увеличении толщины наплавляемого слоя (применение многоэлектродных головок обеспечивает наплавку слоя большой толщины без существенного увеличения продолжительности наплавки); меньше расход шлака, чем при дуговой наплавке под флюсом; возможность наплавки высокоуглеродистых и других материалов, обладающих высокой чувствительностью к образованию трещин, что обеспечивается низкой скоростью охлаждения наплавленного металла; относительная простота процесса наплавки, особенно при использовании расходуемого наконечника. Недостатки: большая погонная энергия процесса вызывает перегрев основного металла и ЗТВ; невозможность получения слоев малой толщины; большая стоимость и длительность подготовительных работ [Кусков 2006: 1].

Наплавка в среде защитного газа - это наплавка плавящимся электродом в среде защитного газа протекает в условиях газового потока со стороны подачи электродной проволоки (наплавочного материала), что обеспечивает защиту зоны дуги от окружающего воздуха. Данный способ в зависимости от используемого газа подразделяется:

Наплавка в среде углекислого газа - это наплавка плавящимся электродом в среде углекислого газа. Основное преимущество наплавки в СО₂ состоит в возможности повышения производительности процесса за счет его осуществления в автоматическом или полуавтоматическом режиме. Недостаток этого способа, присущий и другим способам с применением защитных газов, связан с невозможностью работы на открытом воздухе из-за влияния ветра на процесс наплавки [Разиков 1962: 3].

Наплавка в среде инертного газа - способ состоит в дуговой наплавке при защите зоны дуги аргоном, гелием или иным инертным газом. Наплавку в среде инертного газа осуществляют в двух вариантах; плавящимся и вольфрамовым электродами. Применение инертного газа исключает необходимость использования флюса, поэтому данный способ особенно эффективен при наплавке цветных металлов, высоколегированных сталей и других материалов, чувствительных к окислению и азотированию. Высокое качество наплавленного металла обеспечивается при широком выборе наплавочных материалов. Стабильная дуга образуется в широком диапазоне силы тока, что обеспечивает спокойное формирование сварочной ванны и ровный валик наплавленного металла с гладкой поверхностью. Этот способ уступает наплавке плавящимся электродом по производительности из-за высокой концентрации энергии и низкой эффективности использования теплоты дуги.

Таким образом, проведенный анализ способов наплавки, присущие им достоинства и недостатки, показал эффективность разработки новых способов наплавки и технологических рекомендаций к ним.

оплавление металл сварка

Список использованной литературы

1.Кусков Ю. М., Куприн И. Н., Сарычев И. С. Тепловые процессы при электрошлаковой наплавке в токоподводящем кристаллизаторе прокатных валков // Сварочное производство. - 2006. - № 10. - С. 29-32.

2.Потапьевский А. Г. Сварка в защитных газах плавящимся электродом. - К.: Екотехнологiя, 2007. - Часть 1. Сварка в активных газах. - 192 с.

3.Разиков М. И. Автоматическая наплавка в среде углекислого газа. - М.: Машиностроение, 1962. - 212 с.

4.Сагиров Х. Н.,Сагиров Д. Х, Хачкинаев С. Д., Слитинская С. К., Дюргеров Н. Г., Перфильев Д. П. Эффективный процесс автоматической наплавки под флюсом // Сварочное производство. - 2003. - № 8. - С. 41-44.

5.Хасуи А.,Моригаки О. Наплавка и напыление / Пер. с яп. В. Н. Попова; под ред. В. С. Степина, Н. Г. Шестеркина. - М.: Машиностроение, 1985. - 240 с.

6.Чвертко А. И., Пичак В. Г. Оборудование для дуговой и шлаковой сварки и наплавки. - К.: Наукова думка, 1983.

Размещено на Allbest.ru