Наплавка легированной электродной проволокой или

Лентой

Этот способ широко используется при наплавке под флюсом прово-локой из низколегированных сталей (18ХГСА, 30ХГСА), а также при нап-лавке проволокой аустенитного класса типа Х18Н8 и Х25Н20. Возмож-ность массового производства проволоки различного состава делает этот способ наиболее распространенным для целей износостойкой наплавки. Однако при этом необходимо учитывать возможное отклонение состава наплавленного металла от состава использованной проволоки из-за взаимодействия электродного металла со шлаком в процессе наплавки. Состав наплавленного металла также сильно зависит от режима наплавки. При применении проволоки одного состава (0,68 % С; 0,21 % Si; 0,34 % Mn), флюса АН-348А и равных термических условиях наплавки возможно получение состава наплавленного металла двух типов, содержащих: 1-ый – 0,25 % С; 0,85 % Si; 2,1 % Mn с твердостью 200..230 НВ; 2-ой – 0,42 % С; 0,38 % Si; 0,9 % Mn с твердостью 230…260 НВ.

Практикой установлены пределы допусков по составу наплавленного металла. Металл, отвечающий верхнему или нижнему пределу, имеет, практически, одинаковые механические свойства. То же относится и ко второму типу наплавленного металла.

Определенный состав наплавленного металла при использовании вы-

сокоуглеродистой проволоки и флюса АН - 348А можно получить только в пределах определенных довольно узких областей режимов. Если флюс не содержит MnO и содержит мало SiO_2, его окислительная способность сни-жается и диаграмма состава наплавленного металлапоказывает более ши-рокую область возможных режимов наплавки. Однако при наплавке под низкокремнистыми флюсами не удается полностьюисключить окисление элементов (табл. 3.1).

Таблица 3.1 – Результаты химического анализа высоколегированной

проволоки и наплавленного металла

Металл	Содержание, %
C	Si	Mn	Cr	Ni	Тi
Проволока Х20Н10Г6Т	0,10	0,77	8,08	22,42	9,83	0,80
Металл, наплавленный под флюсом
АН-30	0,10	0,93	6,60	20,51	9,82	0,50
АН-20	0,10	1,69	5,35	19,93	9,77	0,25
АН-348А	0,08	2,26	6,10	14,89	9,85	0,15

Из данных табл. 3.1 следует, что титан, марганец и хром заметно окисляются при наплавке под флюсом АН-30. В большей мере это происходит при наплавке под флюсом АН-20.

Окисление углерода при наплавке под низкокремнистыми флюсами отсутствует, но при использовании высокоуглеродистой проволоки оно также наблюдается в значительной степени. Многие износостойкие сплавы содержат 1…2 % углерода. Ввиду частичного окисления углерода в процессе наплавки содержание его в проволоке должно быть всегда выше, чем в наплавленном металле. Повышение же содержания углерода чрезвычайно затрудняет волочение высоколегированной проволоки.

Из данных табл. 3.1 видно, что при использовании флюса АН 348А в наплавленном металле остается лишь малая доля концентрации титана, имевшейся в проволоке. Однако, если взять флюс АН-20, то можно сохранить нужное количество титана и получить эффект модифицирования (измельчения структуры). На рис. 3.3 слева показана структура металла, наплавленного проволокой Х20Н10Г6Т под флюсом АН 348А, а справа – той же проволокой под флюсом АН-20 (электролитическое травление в 20%-ной хромовой кислоте).

А б

а – наплавка под флюсом АН–348А; б – наплавка под флюсом АН-20

Рисунок 3.3 – Структура металла, наплавленного проволокой Х20Н10Г6Т

Крупными преимуществами применения легированной проволоки являются высокая однородность распределения примесей в наплавленном металле, а также простота и удобство ее использования.

3.1.2 Наплавка порошковой проволокой

Порошковая проволока представляет собой непрерывный электрод, состоящий из металлической оболочки и порошкового сердечника. Метал-лическая оболочка, к которой через поверхность подводится сварочный ток, обеспечивает удержание порошкового сердечника и возможность осу-ществлять непрерывный процесс плавления при малом вылете электрода, предотвращая тем самым преждевременное термическое разложение ком-понентов сердечника. Специфичность этого сварочного материала позво-ляет применять большие плотности тока, чем достигается высокая произ-водительность плавления.

Сердечник представляет собой смесь порошков минералов, руд, хи-микатов, ферросплавов и других металлических порошков. Сердечник по-рошковой проволоки выполняет функции, аналогичные функциям элект-родного покрытия: стабилизацию дугового разряда, защиту металла oт воз-духа, раскисление и легирование металла шва, регулирование процесса пе-реноса расплавленного электродного металла в сварочную ванну, форми-рование валика и др.

При наплавке порошковой проволокой наплавленный металл легирют различными элементами, находящимися внутри такой проволоки в виде механической смеси – шихты. Обычно в состав шихты входят недефицитные и дешевые компоненты.

Процесс наплавки деталей порошковой проволокой мало чем отли-чается от процесса наплавки углеродистой или легированной проволокой под обычным флюсом.

Порошковую проволоку применяют для наплавки бил шахтных ме-льниц и молотковых дробилок, щек и бандажей камнедробилок, бандажей вальцов, шнеков, зубьев ковшей экскаваторов, пуансонов прессов для бри-кетирования угля, колес и бронедисков земснарядов, брони цементных мельниц, некоторых видов режущего и бурильного инструмента, большого и малого конусов и штанг засыпного аппарата доменных печей, валков прокатных станов, крановых колес, ножей ножниц и других деталей.

По мере освоения производства порошковой проволоки будет снижаться стоимость наплавочных работ и расширяться область их применения. Порошковая проволока дает возможность более экономно расходовать легирующие вещества и доводить их содержание в наплавленном металле до 40 %.

При изменении режима наплавки состав наплавленного металла из-меняется в тем большей степени, чем большей окислительной способ-ностью обладает флюс.

Применение безмарганцевого флюса в сочетании с порошковой проволокой с более низким содержанием кремнезема (флюс АН-30) позволяет получить еще более широкую область допустимых режимов.

При наплавке сталей и сплавов с более высоким содержанием угле-рода и других легко окисляющихся примесей влияние свойств флюса ска-зывается в большей степени.

При изученных режимах напряжение дуги оказывает на состав нап-лавленного металла более сильное влияние, чем величина тока. При нап-лавке под флюсом АН-348А определенный состав наплавленного метал-ла можно получить только в пределах узкой области режимов. При нап-лавке под флюсом АН-30 диапазон допустимых режимов значительно шире. При правильном выборе состава флюса порошковая проволока позволяет в достаточно широких пределах варьировать режим наплавки.

Применяют порошковую проволоку для различных наплавок. Напри-мер, проволокой ПП-У12Х12ВФ и ПП-У20Х12ВФ наплавляют валки хо-лодной прокатки, буровые шарошки, долота, волочильные кольца, штампы холодной и горячей штамповки и другие детали; проволокой ПП Р9 и
ПП-Р18 наплавляют различные инструменты, а детали гидротурбин и насосов – проволокой ПП-3ОХ10Г10Т.

Порошковая проволока с внутренней защитой применяется для нап-лавки открытой дугой. В состав шихты такой проволоки кроме легирую-щих элементов вводятся газо- и шлакообразующие компоненты.

Проволока ПП-3Х4ВЗФ-0 применяется для наплавки валков горячей прокатки, матриц и других деталей, работающих при повышенной температуре и высоких удельных давлениях; ПП-Г13-0 используется для наплавки конусов и щек камнедробилок; ПП-У15Х12М-0 и ПП-У25Х17Т-0 для наплавки деталей, подвергающихся интенсивному абразивному изно-су. Наплавка ведется на постоянном токе обратной полярности от источ-ников с жесткой внешней характеристикой.

Недостатком порошковой проволоки с внутренней защитой является ее повышенная стоимость и более низкая производительность по сравне-нию с обычной порошковой проволокой. Но ее применение упрощает уст-ройство головки автомата, отпадает необходимость применения флюсов или защитных газов. Порошковую проволоку целесообразно применять в тех случаях, когда соответствующая легированная проволока вообщене может быть изготовлена или получается слишком дорогой, то есть, для наплавки высоколегированных, высокоуглеродистых сплавов.

Дата добавления: 2015-10-28