Электроды для наплавки
Наплавка металла электродом представляет собой укрепление сварного шва или его восстановление. Суть этого метода заключается в формировании на поверхности соединения нового слоя. При необходимости это может быть несколько слоев, для чего применяются наплавочные электроды. Наплавка и сварка имеют разную технологию.
Сущность наплавки
Наплавка электродом осуществляется следующим образом. Под действием пламени сварочной дуги расплавляется внутренний стержень электрода, после чего с его помощью накладываются поверхностные валики в необходимом количестве.
Качественные характеристики зависят от глубины проплавления поверхности. Чем меньше будет глубина, тем более качественной окажется проплавка. Это объясняется тем, что при этом перемешивание основного металла с наплавленным сведется к минимуму. Для избежания деформации деталей желательно, чтобы остаточные напряжения в металле были бы незначительными. Это возможно при тщательном соблюдении технологии процесса.
Электроды для наплавки имеют основное покрытие. Такая обмазка обеспечивает стойкость к образованию трещин, особенно в том случае, когда производится работа с изделиями из сталей, имеющих повышенное содержание углерода.
Электроды для наплавки валов обеспечивают жесткость соединения ответственных конструкций. Для работы с высоколегированными, жаростойкими и жаропрочными сталями применяются электроды для наплавки, стойкие к абразивному износу.
Электроды для наплавки стали применяются для осуществления наплавки рельсов, таких изделий в автомобильной и железнодорожной промышленности, как валы и крестовины.
Разновидности
Дуговая наплавка заключается в использовании теплоты для расправления присадочного материала и последующего его соединения с основным металлом изделия. В результате имеется возможность получить наплавленный слой различного химического состава, обладающего разнообразными свойствами различных толщин.
В зависимости от поставленных целей и методов использования наплавные электроды разделяются на шесть основных групп согласно области применения и имеющимся функциональным особенностям. Перед тем, как наплавить металл электродом, следует сделать правильный выбор в зависимости от конкретной работы. К первой группе относятся твердосплавные электроды для наплавки. Одними из наиболее часто применяемых расходных элементов этого типа являются электроды ЦНИИН-4.
Они имеют основной вид покрытия. Главные элементы химического состава - хром и марганец. Электроды выпускаются диаметром четыре миллиметра. Сферой использования является наплавка изделий из сталей с высоким содержанием марганца. Примером такой марки является 110Г13л. Применяются для ликвидации дефектов в железнодорожных крестовинах и иных изделий из сталей с высоким содержанием марганца.
Для наплавки также из этой серии применяются электроды ЦН. В частности, электроды ЦН-6Л используются для наплавки ручным способом уплотнительных поверхностей частей арматуры, которые эксплуатируются при температуре не более 570 градусов. Давление при этом не должно превышать 78 Мпа. Наплавка этими электродами осуществляется в нижнем положении. Используется постоянный ток. Выпускаются с двумя видами диаметров - 4 и 5 миллиметра.
Твердосплавные электроды способны восстанавливать геометрию деталей, которая была утрачена после длительной эксплуатации. К твердосплавному виду относятся Сталинит электроды, которые находят применение для наплавления деталей, которые при эксплуатации подвергаются грубому износу, в частности, их рабочих частей.
Во вторую группу входят расходные элементы, которые обеспечивают наплавленный металл со средним количеством углерода и средним легированием. Металл обладает повышенной стойкостью, когда происходит трение металла о металл, а также происходят сильные ударные нагрузки на изделие, в том числе при высокой температуре. Находят применение для ремонта деталей, подвергающихся быстрому износу в горно-металлургической промышленности, а также для различного станочного оборудования.
Третью группу составляют электроды, которые обеспечивают наплавленный металл, имеющий высокую стойкость при изнашивании металла абразивного характера и при ударных нагрузках умеренного или повышенного характера.
Электроды четвертой группы обеспечивают высоколегированное углеродистое наплавление, обладающее большой стойкостью. Изделия с такой наплавкой могут эксплуатироваться при больших давлениях и высоких температурах. Применяются для конструкций, которым предстоит работать в сверхтяжелых условиях. Могут использоваться для укрепления ножей, предназначенных для горячей резки металлов, штампов и бойков ковочных машин.
Пятую группу составляют электроды, которые обеспечивают наплавленный аустенитный металл высокого легирования, который является стойким при изнашивании вследствие образования большого слоя коррозии, а также при постоянном трении металлических деталей друг о друга при высокой температуре. Могут применяться для наплавки арматуры для работы в паровой и водяной среде.
Шестая группа включает в себя электроды для образования слоя металла с высоким легированием при температуре, доходящей до 1100 градусов. Используются в химическом машиностроении и атомной энергетике, а также оснастки кузнечно-штампового типа.
Электроды всех шести групп имеют основное покрытие. Это гарантирует минимальное образование трещин. Всего имеется сорок четыре вида электродов для осуществления наплавки, что регламентируется ГОСТом 10051-75. Небольшие различия состоят в химическом составе полученного наплавленного металла и значения их твердости. Каждое предприятие производит их изготовление согласно своим техническим условиям.
Процесс наплавки
Во время технологического процесса, которым является наплавка дополнительного слоя, положение является нижним, или, в некоторых случаях, наклонным, вертикальным и полувертикальным, ограниченно-потолочным. Имеются различные схемы наплавки, как плоских, так и фасонных поверхностей.
В качестве наплавочных материалов помимо плавящихся электродов используются:
- порошковая проволока;
- порошковая лента;
- флюс;
- газ, состоящий из кислорода и ацетилена.
При рекомендуемом расходе инертных газов, выполняющих роль защиты, образуется металл шва высокого качества, в котором не имеется различных включений.
Материалами для наплавки являются:
- Проволока стальная наплавочная, имеющая сплошное сечение. Главным требованием является твердость. Сталь применяется углеродистая, легированная и высоколегированная.
- Покрытые электроды сорока четырех типов, изготовленные согласно требованиям ГОСТа 100051-75.
- Литые прутки для наплавки.
- Порошковая проволока, выпускаемая различных марок.
- Зернистые порошкообразные сплавы, которые используются в виде порошковых смесей. Так, например, Сталинит М применяется для наплавки ножей бульдозеров и козырьков ковшей экскаваторов, а марка Вакар - для наплавки при ремонте и изготовлении бурового инструмента.
- Порошковые ленты, которые служат для наплавки роликов, колес, ножей бульдозеров, чаш аппаратов доменных печей. К достоинствам применения порошковых лент относятся высокая эффективность плавления, большая осваиваемая площадь за каждый проход, возможность работы при высоком значении тока.
Имеются различные способы наплавки. Наибольшим распространением пользуется наплавка дуговым методом. Это считается универсальным способом, который находит применение в промышленности и бытовой сфере. Популярность метода обусловлена его простотой, удобством и отсутствием необходимости иметь дополнительных приспособлений.
Работа с плоскими поверхностями может применяться созданием узких или широких валиков. К недостаткам относятся невысокая производительность и большая глубина проплавления.
Тип наплавочного электрода выбирается в зависимости от химического состава основного материала, а диаметр зависит от толщины и формы заготовок. От используемых марок электродов зависит необходимость предварительного подогрева. Перед началом процесса наплавки металла необходима предварительная очистка поверхностей изделия от загрязнений, пятен жира и краски.
