 |
9.5 Сварка разнородных сталей и сплавов. 4 страница
|
|
|
|
1. Род тока, полярность - большая производительность достигается на постоянном токе прямой полярности, более дешевый и доступный процесс на переменном токе, но электроды с основным покрытием и основные флюсы, используемые для наплавки легированных сталей и сплавов, требуют только постоянного тока обратной полярности, что уменьшает производительность и увеличивает долю участия основного металла в наплавленном слое, а это вынуждает увеличивать количество слоев.
2. Диаметр электрода - его увеличение повышает производительность, уменьшает долю участия основного металла, иногда наплавку ведут, например, небольшими электродами малого диаметра, собранными в «пучок».
3. Сварочный ток - его увеличение повышает производительность, но и увеличивает глубину проплавления основного металла.
4. Напряжение на дуге - увеличение этого параметра уменьшает долю участия основного металла, но появляется угроза выгорания легирующих элементов, особенно, высокоактивных в дуговом промежутке.
5. Скорость сварки - при ее увеличении ухудшается формирование шва и наплавленной поверхности.
6. Смещение электрода с зенита - важный параметр при наплавке цилиндрических поверхностей, осуществляется в сторону, противоположную направлению вращения, обеспечивает надежное удержание сварочной ванны и формирование наплавленного валика.
7. Шаг наплавки и величина перекрытия валика - обеспечивает заданную высоту наплавленного слоя и степень однородности химического состава наплавленного металла.
Поэтому необходимо, чтобы параметры режима и техника наплавки обеспечивали наименьшее проплавления основного металла, максимальное сохранение легирующих элементов, хорошее формирование наплавленной поверхности, минимальные припуски для дальнейшей механической обработки детали.
|
|
|
Рациональный способ легирования наплавленного слоя, материалов и технологии наплавки зависит от условий эксплуатации деталей, их размеров и конфигурации, допустимой величины и характера износа, наличия необходимых материалов и оборудования и т. д.
Наиболее распространенным, особенно, в монтажных, полевых условиях или при небольших объемах наплавочных работ является ручная дуговая наплавка с использованием покрытых электродов, как общего назначения (табл. 2. 7 - 2. 11), так и специальных (табл. 2. 14). Производительность процесса - 0, 3-2, 0 кг/час.
Ручная дуговая наплавка графитовым электродом порошками и их смесями выполняется на постоянном токе прямой полярности на режиме: dЭ = 10-15 мм., Iсв = 180-210 A, UД = 27-30 В.
Толщина слоя порошка 7-9 мм, а толщина наплавленного слоя 2-3 мм. Производительность процесса 1-1, 5 кг/час.
При наплавке высоколегированных сплавов вольфрамовым электродом в аргоне используют литые прутки (табл. 5. 12). Производительность процесса 0, 3-0, 8 кг/час.
Гранулированные порошки и их смеси можно использовать и для индукционной наплавки, особенно, при ремонте и изготовлении органов землеройных машин и сельскохозяйственной техники. Производительность процесса высока - 9-10 кг/час.
Для стационарных, цеховых условий, при больших объемах наплавочных работ используют механизированные способы наплавки материалами, приведенными в гл. 5.
Параметры режима наплавки приведены в табл. 9. 115, 9. 116.
9. 115 - Параметры режима механизированной дуговой наплавки цилиндрических поверхностей небольшого диаметра
| Диаметр детали, мм | Толщина наплавленного слоя, мм | Диаметр электрода, мм | Смещение проволоки с зенита, мм | Сила тока, А | Напряжение, В | Скорость наплавки, м/час | ||
| Наплавка под флюсом
| ||||||||
| 40-70 | 1, 5-2, 5 | 1, 2-2, 5 | 3-8 | 120-210 | 26-28 | 16-24 | ||
| 70-100 | 1, 5-2, 5 | 1, 2-2, 5 | 8-15 | 160-270 | 28-30 | 16-30 | ||
| 150-200 | 2-3 | 1, 2-2, 5 | 20-30 | 230-350 | 30-32 | 16-32 | ||
| 200-300 | 2-3 | 1, 2-2, 5 | 30-40 | 270-380 | 30-32 | 16-35 | ||
| Наплавка в углекислом газе | ||||||||
| 10-15 | 0, 8 | 0, 8 | 70-80 | 17-18 | 20-25 | |||
| 20-25 | 0, 8-1 | 0, 8 | 3, 5 | 85-90 | 17-18 | 20-25 | ||
| 30-40 | 0, 8 | 5-8 | 85-90 | 17-18 | 20-25 | |||
| 30-40 | 1-1, 2 | 5-10 | 95-100 | 17-18 | 20-30 | |||
| Продолжение табл. 9. 115 | ||||||||
| Вибродуговая наплавка | ||||||||
| Внутренний ≥ 50 Наружный ≥ 15 | 0, 5-1 1-1, 5 | 1, 6 1, 8 | - - | 140-160 160-180 | 15-17 15-17 | 31-32 31-32 | ||
9. 116 - Параметры режима автоматической наплавки под флюсом
| Электродный материал | Диаметр электрода, размер ленты, мм | Сварочный ток, А | Напряжение, В | Скорость наплавки, м/час |
| Цельнотянутая проволока | 2, 0 3, 0 4, 0 5, 0 | 300-400 300-600 400-800 500-1000 | 28-34 30-36 34-40 36-45 | 15-60 |
| Порошковая проволока | 2, 6 2, 8 3, 0 3, 6 4, 0 5, 0 6, 0 | 260-320 260-340 280-350 320-400 330-480 480-560 580-670 | 24-26 20-26 22-26 28-36 30-36 30-36 30-36 | 12-18 16-30 15-25 15-30 25-40 20-28 20-28 |
| Плющенка | 2, 5х6 | 400-600 | 25-34 | 12-25 |
| Холоднокатаная лента | 30х0, 5 40х0, 7 50х0, 7 60х0, 5 65х0, 7 80х0, 7 100х0, 7 | 520-560 550-650 650-750 850-620 950-1050 980-1200 1250-1350 | 32-34 32-34 34-36 32-34 36-38 34-36 38-40 | 10-14 |
| Порошковая лента | 14х4 20х4 45х3 | 700-1000 600-1000 900-1050 | 32-36 28-36 34-36 | 15-30 15-40 15-20 |
| Спеченная лента | 30х0, 8-1, 2 60х0, 8-1, 2 80х0, 8-1, 2 | 360-600 720-900 880-1200 | 28-32 28-32 28-32 | 15-30 |
Производительность способов наплавки составляет: плавящимся электродом в защитных газах и самозащитной проволокой 1, 5-6 кг/час, автоматической под флюсом и проволокой 3-8 кг/час, проволокой с порошком 13-25 кг/час, лентой 5-20 кг/час. При этом следует иметь в виду, что использование самозащитной порошковой проволоки позволяет выполнять наплавку в полевых условиях часто без демонтажа изношенной детали с механизма, что значительно ускоряет и удешевляет проведение ремонтных работ.
Наиболее производительным способом, позволяющим за один раз наплавлять слой толщиной 30-40 мм, является электрошлаковая наплавка, однако она требует сложных устройств и высокой квалификации оператора-наплавщика. Производительность составляет 15-30 кг/час, а в отдельных случаях может достигать 120-150 кг/час.
В некоторых случаях возникает необходимость в нанесении слоя покрытия небольшой толщины, что достигается использованием способов дуговой металлизации и плазменного напыления
|
|
|
Последнее может выполняться с использованием порошков и проволок, причем эта технология является наиболее эффективной с энергетической точки зрения (табл. 9. 117).
9. 117 - Сравнительная характеристика некоторых электротермических способов нанесения покрытий
| Показатель | Электродуговая наплавка | Плазменная металлизация | ||
| порошком | проволокой | |||
| нейтральной | токоведущей | |||
| КПД нагрева материала, % | 20-40 | 2-4 | 3-5 | 8-10 |
| Коэффициент использования материала, % | 70-80 | 20-60 | 50-75 | 50-75 |
| Производительность, кг/час | 3-4 | 4-6 | 6-8 | 8-10 |
| Энергозатраты по нанесению 1 кг покрытия, Дж·104 | 7-8 | 12-14 | 10-12 | 4-5 |
Технология плазменного напыления состоит из нескольких последовательных операций: подготовки порошков (сушка, просеивание и охлаждение - все это за 2-3 часа до напыления), подготовка поверхности (обезжиривание, травление, пескоструйная, дробеструйная, механическая обработка, подогрев), нанесение покрытия на режимах, приведенных в табл. 9. 118. За один проход плазмотрона наносится слой толщиной 15-100 мкм. При нанесении самофлюсующихся порошков для повышения прочности сцепления и снижения пористости проводят оплавление покрытий (газовым пламенем, плазмотроном, в печи, ТВЧ и в соляных ваннах). Общим правилом при плазменной наплавке и напылении является предварительный подогрев деталей до температуры 450-600° С в зависимости от их размеров и формы: после напыления они загружаются в печь с температурой 550-650° С, которая потом поднимается до 700-750° С; детали выдерживаются на протяжении 2-3 часов и медленно охлаждаются с печью.
9. 118 Параметры режима нанесения материалов плазменным напылением
| Напыляемый материал | Сила тока, А | Напря-жение, В | Расход рабочего газа, м3/час | Расход транспорти-рующего газа, м3/час | Размер частиц порошка, мкм | Дистанция напыления, мм | ||
| Сталь | 1, 8(Ar) | 0, 25 | * | |||||
| Серебро | 1, 8(Ar) | 0, 20 | 63-80 | |||||
| Медь | 1, 8(Ar) | 0, 24 | 63-80 | |||||
| Бронза | 1, 8(Ar) | 0, 24 | 63-80 | |||||
| Хром | 2, 2 | 0, 33 | 40-80 | |||||
| Никель | 1, 8 | 0, 27 | 40-100 | |||||
| Латунь | 1, 8(Ar) | 0, 24 | 63-80 | |||||
| Нихром | 1, 8 | 0, 27 | 40-100 | |||||
| Борид хрома | 1, 8 | 0, 33 | 40-63 | |||||
| Борид ниобия | 2, 2 | 0, 36 | 20-63 | |||||
| Борид титана | 1, 8 | 0, 36 | 40-63 | |||||
| Борид циркония | 1, 6 | 0, 30 | 63-80 | |||||
| Оксид титана | 2, 2 | 0, 30 | 40-63 | |||||
| Оксид тантала | 2, 2 | 0, 36 | 20-63 | |||||
| Продолжение табл. 9. 118
| ||||||||
| Оксид алюминия, кремния | 2, 1 | 0, 27 | 63-80 | |||||
| Оксид циркония | 2, 4 | 0, 36 | 40-80 | |||||
| Силицид молибдена | 1, 3 | 0, 30 | 40-80 | |||||
| Карбид хрома | 2, 2 | 0, 33 | 40-63 | |||||
| Самофлюсующиеся сплавы | 2, 2 | 0, 36 | 40-120 | 150-180 | ||||
Примечание. 1 - * Напыление проволокой диаметром 1, 6 мм.
2. Неуказанный рабочий газ – азот или воздух, транспортирующий – то же.
|
|
|
