При наплавке под флюсом

При этом используются следующие материалы:

1) углеродистая или легированная электродная проволока сплошного сечения, металлическая холоднокатанная, литая или спрессованная из порошков ленты и нелегирующие или слаболегирующие, относительно слабоокислительные плавленные и реже керамические флюсы (хотя иногда для наплавки углеродистых и низколегированных сталей используют высококремнистые, высокомарганцовистые флюсы, приводящие к окислению ряда легирующих элементов при наплавке);

2) порошковая проволока (порошковые ленты) при тех же флюсах, позволяющая вводить до 40 % легирующих металлических составляющих к общей массе проволоки. В ленты сложной формы (рис. 3.2) может быть введено до 70 % легирующих металлических составляющих. Флюсы такие же, как и в варианте 1;

Рисунок 3.2 – Поперечное сечение порошковых лент

сложной формы

3) легирующих флюсы, в основном керамические, содержащие леги-рующие металлические добавки, и флюсы-смеси. Из керамических флю-сов максимально удается ввести в наплавленный металл до 30...35 % леги-рующих элементов. Металлические наплавочные материалы – низкоугле-родистые и низколегированные или такие же, как в варианте 1, реже – в варианте 2;

4) предварительная засыпка и дозированное нанесение или введение порошка, укладка на наплавляемую поверхность легированных и других прутков; флюс обычно не легирующий, как в варианте 1;

5) дополнительная проволока, вводимая в дугу и подключенная в сварочную цепь параллельно основному металлу. Масса такой расплавляе-мой дополнительной проволоки может доходить до 0,8 массы расплавля-емой основной проволоки.

При всех вышеуказанных методах легирования изменение парамет-ров процесса наплавки влияет на уровень легирования наплавленного ме-талла. Характер и величина изменения уровня легирования зависит от электродного металла и флюса. Возможность получения необходимого состава определяется исходной концентрацией элементов и степенью усво-ения этих элементов металлом на стадиях формирования капли и ванны.

При дуговой наплавке плавящимся или неплавящимся электродом в среде защитных инертных газов, плазменной, электрошлаковой наплавке химический состав наплавленного металла по всем основным легирующим элементам примерно соответствует химическому составу электродного ма-териала. Дополнительного устойчивого легирования наплавленного метал- ла в результате металлургических взаимодействий наплавляемого метал-ла с газовой фазой (например, азотом или кислородом, которые можно до-бавлять к инертному газу, как правило, аргону) обычно достичь не удается.

Весьма разнообразные составы наплавленного металла могут быть получены посредством порошковых проволок, изготовляемых из низкоуг-леродистой ленты и сердечника, состоящего из смеси металлических порошков или смеси металлических порошков и газошлакообразующих веществ.

Основной особенностью легирования металла при наплавке порош-ковой проволокой является внутреннее, относительно электродного металла, расположение легирующих компонентов в сердечнике проволоки. Взаимодействие металлических присадок с окислительными компонента-ми шихты протекает менее интенсивно, а шихта сердечника контактирует с металлом оболочки слабее, чем при наплавке покрытыми электродами.

Реализация процесса прямого легирования требует введения в ванну необходимого количества раскислителей и окислов легирующих элементов и может привести к снижению температуры капель и ванны, замедления и нарушения хода металлургических реакций и неравномерного распределе-ния элементов в валике. При введении экзотермической смеси в состав сердечника порошковой проволоки появляется возможность равномерного расплавления оболочки и сердечника. Благодаря теплу экзотермической реакции, конвективному теплообмену с ванной, а также излучению осу-ществляется расплавление сердечника и предотвращается переход его твердых частиц в ванну.

При использовании дуги с неплавящимся электродом (угольным без

защиты от воздуха или вольфрамовым с защитой инертными газами) леги-рование обеспечивается в основном только наплавляемым материалом и его перемешиванием с основным металлом. При ручном процессе можно применять стержни из проволок сплошного сечения (согласно ГОСТ 10543-75, 2246-70 или соответствующего ТУ), литые прутки из недеформируемых сплавов (высокохромистый чугун – сормайт, а также кобальтовые стеллиты типа В3К и др.); порошковые присадки (трубка с сердечником из твердых термически стойких карбидов – ликар), а также порошкообразные (размером 100...750 мкм) и зернистые наплавочные материалы (сталинит – смесь феррохрома, ферромарганца, чугунной стружки и нефтяного кокса).

В ряде случаев механизированной наплавкой аргонодуговым мето-дом вольфрамовым электродом можно расплавлять уложенные на место наплавки заготовки наплавочного материала, выполненного в виде литья или из прессованных порошков. При достаточно хорошо подобранном ре-жиме наплавки такая наплавочная заготовка (брикет, кольцо и пр.), расп-лавляясь, нагревает лежащую под жидким металлом поверхность до оплав-ления, в результате чего расплав соединяется с основным металлом.

По такой схеме можно получать наплавленные слои любой компози- ции, хотя при этом необходимо учитывать и возможность образования тре-

щин в слое или по зоне сплавления. В качестве присадки при аргонодуго-вой наплавке можно использовать спеченные из порошков прутки.

Аналогично получается соединение и при плазменной наплавке при горении дуги на проволоке из наплавляемого сплава (например, медной или бронзовой). В этом случае перегретый металл расплавленной прово-локи осуществляет необходимую тепловую подготовку к оплавлению по-верхности, не включенной в цепь дуги наплавляемой детали.

Имеются плазмотроны, в которых через дугу, горящую между элек-тродом и соплом плазмотрона, вдувается мелкий порошок (обычно с раз-мером частиц до 100 мкм) наплавляемого материала. Он, расплавляясь, пе-регревается до необходимой температуры и, поступая на наплавляемую поверхность в виде капель, приводит к оплавлению основного металла и установлению металлической связи (свариванию) наплавляемого металла с основным. Возможности регулирования химического состава наплавляе-мого металла при таких способах очень широки.

При наплавке плавящимся электродом в углекислом газе приходится считаться с потерями легирующих элементов за счет их окисления. Леги-рование наплавленного металла достигается в основном выбором соот-ветствующего присадочного металла (электродная проволока сплошного сечения, порошковая и др.) или применением дополнительных наплавоч-ных материалов (паст, наносимых на кромки перед наплавкой; присадоч-ных прутков; порошков, засыпаемых на поверхность перед наплавкой или вдуваемых в сварочную ванну; дополнительных проволок, прутков, укла-дываемых на поверхность или подаваемых в сварочную ванну и др.).

Наплавка электродами, имеющими специальные покрытия, позволя-ет получать довольно значительное легирование через составляющие элек-тродного покрытия (обычно вводимые в покрытия в виде порошков метал-лов, сплавов или углеродистых составляющих) или посредством выбора состава металлического стержня электрода.

Переход легирующих элементов из стержня и покрытия электрода зависит от свойств элемента (его сродства к кислороду, температуры испа-рения и др.), от композиции электродного покрытия металла стержня элек-трода, а также от коэффициента массы покрытия. Варьируя составы элект-родного стержня, количество и состав покрытия, можно получить множе-ство составов наплавленного металла, легированных различными элемен-тами и, следовательно, обладающими различными свойствами в исходном состоянии после наплавки или после последующей термообработки.

При наплавке покрытыми электродами состав наплавленного метал-ла незначительно зависит от режима наплавки (главным образом усилива-ется выгорание углерода при значительном увеличении силы сварочного тока и напряжения дуги).

Дата добавления: 2015-10-28