Материал: Сварка и свариваемые материалы. Технология и оборудование

—возможность наплавки тонких слоев;

—высокая эффективность в условиях серийного производ­

ства.

О с н о в н ы е н е д о с т а т к и ИН:

—низкий к. п. д. процесса;

—перегрев основного металла;

—необходимость использования для наплавки только тех материалов, которые имеют температуру плавления ниже тем­ пературы плавления основного металла.

25.3.6. Лазерная (световая) наплавка (ЛН)

Применяется три способа ЛН: оплавление предварительно на­ несенных паст; оплавление напыленных слоев; наплавка с по­ дачей присадочного порошка в зону оплавления [4].

Производительность лазерной порошковой наплавки дости­ гает 5 кг/ч. Требуемые составы и свойства наплавленного ме­ талла можно получить уже в первом слое небольшой толщины, что важно с точки зрения расхода материалов и затрат на на­ плавку и последующую обработку.

О с н о в н ы е д о с т о и н с т в а м е т о д а :

— малое и контролируемое проплавление при высокой проч­ ности сцепления;

— возможность получения тонких наплавленных слоев (<0,3 мм);

—небольшие деформации наплавляемых деталей;

—возможность наплавки труднодоступных поверхностей;

—возможность подвода лазерного излучения к нескольким рабочим местам, что сокращает время на переналадку обору­ дования.

О с н о в н ы е н е д о с т а т к и ме т ода :

—малая производительность;

—низкий к. п. д. процесса;

—необходимость в сложном, дорогостоящем оборудовании.

25.3.7. Электронно-лучевая наплавка (ЭЛН)

При ЭЛН электронный пучок позволяет раздельно регулиро­ вать нагрев и плавление основного и присадочного материалов, а также свести к минимуму их перемешивание.

Наплавка производится с присадкой сплошной или порош­ ковой проволоки. Так как наплавка производится в вакууме, то шихта порошковой проволоки может состоять из одних леги­ рующих компонентов.

О с н о в н ы е д о с т о и н с т в а ме тода:

—малое проплавление основного металла;

—возможность наплавки слоев малой толщины.

О с н о в н ы е н е д о с т а т к и ме т ода :

—сложность и высокая стоимость оборудования;

—необходимость биологической защиты персонала.

25.3.8. Газовая наплавка (ГН)

При ГН металл нагревается и расплавляется пламенем газа, сжигаемого в смеси с кислородом в специальных горелках. В качестве горючего газа чаще всего применяется ацетилен или его заменители: пропан-бутановая смесь, природный газ, водо­ род и др. газы. Известна ГН с присадкой прутков либо с двуванием порошка в газовое пламя.

О с н о в н ы е д о с т о и н с т в а м е т о д а :

—малое проплавление основного металла;

—универсальность и гибкость технологии;

—возможность наплавки слоев малой толщины.

О с н о в н ы е н е д о с т а т к и ме т о д а :

—низкая производительность процесса;

—нестабильность качества наплавленного слоя.

25.3.9. Печная наплавка композиционных сплавов

Способ печной наплавки особоизносостойких композиционных сплавов основан на пропитке слоя твердых тугоплавких частиц (карбидов) сплавом-связкой в условиях автовакуумного на­ грева [5].

В качестве износостойкой составляющей композиционного сплава наиболее часто используется релит грануляции 0,4— 2,5 мм или дробленые отходы спеченных твердых сплавов типа WC—Со. Обычно применяемый сплав-связка содержит около 20 % Мп, 20 % Ni и 60 % Си.

Печная наплавка композиционных сплавов применяется пре­ имущественно в черной металлургии для увеличения долговеч­ ности конусов доменных печей, уравнительных клапанов и дру­ гих деталей, работающих в условиях интенсивного изнаши­ вания.

О с н о в н о е д о с т о и н с т в о м е т о д а :

—необходимость изготовления металлоемкой оснастки, ко­ торая после окончания процесса удаляется в металлолом;

—большая длительность подготовительных операций.

25.4.Термомеханические способы наплавки

25.4.1. Электроконтактная наплавка ( Ж Н )

При этом способе наплавки соединение основного и присадоч­ ного металла осуществляется в результате совместной пласти­ ческой деформации, протекающей при прохождении импульсов тока и действии усилия сжатия [6].

В качестве присадочного материала для ЭКН используют стальную ленту, проволоку, порошки и их смеси. Наплавлен­ ный слой имеет толщину 0,2—1,5 мм, зона термического влия­ ния не превышает 0,5 мм. Производительность ЭКН достигает 1,5 м2/ч. Применяется ЭКН для восстановления валов, осей, штоков, фланцев, барабанов и т. п. деталей, износ которых по диаметру не превышает 1—1,5 мм.

Оси ов н ы е п р е и м у щ е с т в а м е т о д а :

—отсутствие проплавления основного металла;

—минимальные деформации наплавленных деталей;

—возможность наплавки слоев малой толщины.

О с н о в н ы е н е д о с т а т к и ме т о д а :

—низкая производительность процесса;

—ограниченная номенклатура наплавляемых деталей.

25.4.2. Плакирование прокаткой и экструдированием

Разнообразные способы плакирования с помощью горячей

сварки прокаткой и экструдированием применяются в основном для производства толстых и тонких листов, полос, лент, фасон­ ных профилей, прутков и проволоки [7].

Плакированный металл получают из специальных много­ слойных слитков, из заготовок, полученных наплавкой, электрошлаковой сваркой, сваркой взрывом, а также из составных гер­ метизированных заготовок-пакетов.

О с н о в н ы е д о с т о и н с т в а м е т о д а :

—высокая производительность процесса;

—отсутствие перемешивания основного и плакирующего металлов;

—широкий диапазон соотношения толщин основного и пла­ кирующего слоев;

—возможность получения спецпрофилей с местным плаки­ рованием;

—относительно небольшие остаточные деформации.

О с н о в н ы е н е д о с т а т к и ме т ода :

—ограниченность сортамента материалов для плакирую­ щих слоев биметалла;

—большая длительность подготовительных операций;

—ограниченная номенклатура деталей, которые могут изго­ тавливаться из плакированного проката.

25.5. Механические способы наплавки (наварки)

25.5.1. Плакирование с использованием энергии взрыва

Источником энергии при сварке взрывом служат взрывчатые вещества. Сварка взрывом применяется как для производства заготовок под последующую прокатку, так и непосредственно для плакирования деталей. Наиболее широко применяется взрывное плакирование пластичными коррозионностойкими ста. лями и сплавами [8]. Применение опор переменной жесткости и особых способов подготовки плакирующих листов позволило использовать энергию взрыва для плакирования малоуглеро­ дистой стали инструментальными сталями Х6Ф1, XI2, Р65М и др.

О с н о в н ы е д о с т о и н с т в а м е т о д а :

—возможность соединения металлов, сварка которых дру­ гими способами сложна или невозможна;

—отсутствие проплавления основного металла;

—минимальные деформации при сварке.

О с н о в н ы е н е д о с т а т к и ме т ода :

—необходимость в специальных полигонах;

—большая длительность подготовительных операций;

—ограниченность номенклатуры деталей, поддающихся плакированию взрывом.

25.5.2. Наплавка трением (НТ)

Суть метода заключается в быстром вращении присадочного прутка (1500—4000 об/мин), который торцом прижимается к наплавляемой поверхности. Металл нагревается, становится пластичным и как бы намазывается на поверхность изделия. Этот способ наплавки пока не нашел широкого промышленного применения.

25.6. Материалы для наплавки

Для наплавки применяются проволоки сплошного сечения и по­ рошковые, ленты холоднокатаные, порошковые и спеченные, порошки, покрытые электроды, литые прутки, кольца, флюсы плавленые и керамические и другие материалы.

25.6.1. Электродные проволоки

Электродные проволоки сплошного сечения

Для механизированной электродуговой наплавки применяется стальная наплавочная проволока сплошного сечения по ГОСТ 10543—82.

Стандартом предусмотрен выпуск проволоки из углероди­ стой стали 9 марок, легированной стали 11 марок и высоколе­ гированной стали 11 марок.

Применяют для механизированной наплавки также сталь­ ную сварочную проволоку по ГОСТ 2246—70.

Обычно для наплавки в защитных газах используют прово­ локу диаметром 1,6—2,2 мм, а для наплавки под флюсом — проволоку диаметром 3,0—5,0 мм и катанку диаметром 6,5 мм.

размеров изношенных деталей. Для наплавки инструмента го­

с ударами. Для антикоррозионной наплавки рекомендуются проволоки Св-08Х19Н10Г2Б, Св-04Х19Н11МЗ, Св-07Х25Н13, Св-10Х16Н25АМ6. Подробнее о применении проволок наплавоч­ ных и сварочных сплошного сечения сказано в работе [12].

Порошковые проволоки

Порошковые проволоки являются в настоящее время преобла­ дающим материалом для износостойкой наплавки. Они изго­ тавливаются методом волочения или прокатки в виде трубки с краями, сформированными встык или внахлестку. Коэффи­ циент заполнения (отношение массы сердечника к общей массе проволоки в процентах) наплавочной порошковой проволоки не превышает 40—45 % • Чаще всего используются проволоки диа­ метром 3,6 мм для наплавки под флюсом и 1,8—3,2 мм для по­ луавтоматической и автоматической наплавки открытой дугой.

Порошковые наплавочные проволоки производятся по ГОСТ 26101—84 и ведомственным ТУ. ГОСТ 26101—84 предусматри­ вает изготовление наплавочных порошковых проволок 23 марок для различных видов изнашивания: абразивное изнашивание с умеренными и значительными ударными нагрузками (ПП — Нп—200Х12М; ПП — Нп — 200Х12ВФ; ПП — Нп — 200Х15С1ГРТ; ПП — Нп — 250Х10Б8С2Т; ПП — Нп — 80Х20РТ;

трение металла о металл в коррозионной среде, эрозионное из­ нашивание (ПП — Нп— 10Х14Т; ПП — Нп— 10Х15Н2Т; ПП — Нп—210Х17Н9С5ГТ); термическая усталость и большие удель­ ные давления (ПП — Нп—25Х5ФМС; ПП — Нп —30Х4В2М2ФС; ПП—35В9ХЗСФ; ПП — Нп — 45В9ХЗСФ; ПП — Нп —35Х6М2); трение металла о металл без смазки, трение качения (ПП —