Наплавленный металл это электроды

Содержание
  1. Электроды для наплавки
  2. Содержание:
  3. Сущность наплавки
  4. Разновидности
  5. Процесс наплавки
  6. Интересное видео
  7. Что такое наплавочные электроды?
  8. Общая информация
  9. Разновидности
  10. Первая группа
  11. Вторая группа
  12. Третья группа
  13. Четвертая группа
  14. Пятая группа
  15. Шестая группа
  16. Применение
  17. Вместо заключения
  18. Технология дуговой наплавки металла
  19. Виды и назначение наплавки металла
  20. Ручная дуговая покрытыми электродами
  21. Вибродуговая наплавка
  22. Электрошлаковая
  23. Плазменная
  24. Электродуговая наплавка под флюсом
  25. В защитной среде
  26. Порошковой проволокой и лентой
  27. Газовая
  28. Лазерная
  29. Электронно-лучевая
  30. Электроконтактная
  31. Взрывом
  32. Индукционная
  33. Наплавка зубьев шестерни
  34. Наплавка концов рельс
  35. Ручное дуговое
  36. Полуавтоматическое электродуговое
  37. Наплавка цилиндров
  38. Электродами с обмазкой
  39. Автоматическая с флюсом
  40. Наплавка плоскостей
  41. Наплавка металлорежущего инструмента
  42. Наплавка деталей, работающих с большим трением
  43. Наплавка нержавеющей стали
  44. Наплавка чугуна
  45. Наплавка меди и бронзы
  46. Наплавка алюминия и сплавов
  47. Расход материалов
  48. Оборудование
  49. Услуги по наплавке

Электроды для наплавки

Содержание:

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:

  1. Проволока стальная наплавочная, имеющая сплошное сечение. Главным требованием является твердость. Сталь применяется углеродистая, легированная и высоколегированная.
  2. Покрытые электроды сорока четырех типов, изготовленные согласно требованиям ГОСТа 100051-75.
  3. Литые прутки для наплавки.
  4. Порошковая проволока, выпускаемая различных марок.
  5. 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.
  6. 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.

Интересное видео

Источник

Что такое наплавочные электроды?

Время чтения: 5 минут

Наплавление металла электродом — это распространенный метод укрепления или ремонта сварного соединения. Его суть заключается в нанесении дополнительного слоя расплавленного металла поверх уже имеющегося шва. Такая технология позволяет улучшить внешний вид соединения, исправить его физические характеристики (форму, протяженность и т.д.), придать дополнительную надежность и стойкость.

Словом, технология наплавки крайне полезна и нужна. Она осуществляется с помощью специальных наплавочных электродов. В этой статье мы кратко перечислим основные марки таких стержней, расскажем об их основных характеристиках и подробно опишем, как применять такие электроды в своей работе.

Общая информация

Итак, наплавка металла— это метод восстановления или укрепления сварного шва. В ходе работ на поверхности соединения формируется новый слой. Слоев может быть несколько, если это необходимо. Такая технология не похожа на формирование шва, важно не путать наплавку и сварку.

Для выполнения наплавки применяются электроды из особых групп, всего их 6. Каждая группа предназначена для определенных металлов, наделяет наплавочный слой индивидуальными свойствами и характеристиками. О группах мы поговорим позже. Изготовление наплавочных электродов регулируется ГОСТами №9466-75 и №10051-75.

Профессиональные сварщики могут применять для наплавки обычные электроды, не предназначенные для этих целей. Зачастую они используют марки, заточенные под сварку жаростойких и антикоррозийных сталей. Мы не рекомендуем новичкам и даже практикующим мастерам использовать обычные электроды в целях наплавки. Результат, скорее всего, разочарует вас. Здесь важен многолетний опыт и постоянная практика.

Разновидности

Выше мы писали, что наплавочные электроды подразделяются на 6 групп. Эти группы не условны, их можно считать полноценной классификацией.

Первая группа

К первой группе относятся твердосплавные электроды для наплавки. Среди них можно выделить марки ОЗН-300М, ОЗН-400М, НР-70, ЦНИИН 4. С помощью таких электродов можно наплавить слой металла, устойчивый к ударной нагрузке и трению. Еще одна важная характеристика — слой будет низколегированным и низкоуглеродистым.

Вторая группа

С помощью второй группы электродов можно наплавить металл, который отличается низким содержанием легирующих элементов и средним содержанием углерода. Наплавленный слой так же устойчив к ударным нагрузкам, в том числе при температурах до +600 градусов. Выделим марку ЭН-60М, электроды ЦН 14, ОЗШ-3 и ОЗИ-3.

Читайте также:  Поксипол клеит металл к металлу

Третья группа

Третья группа — это электроды для наплавки стойкие к абразивному износу. Слои легированные и углеродистые, хорошо переносят ударные нагрузки. Основные марки: ОЗН-6 , ОЗН-7, ВСН-6, Т-590.

Четвертая группа

Четвертая группа — электроды для наплавки стали, металл получается высоколегированным и углеродистым. Полученные слои обладают стойкостью к высокому давлению и высоким температурам прямо во время эксплуатации. Следует выделить марки ОЗШ-6 , УОНИ-13, ОЗИ-5.

Пятая группа

Электроды из пятой группы позволяют наплавить аустенитный металл с высоким содержанием легирующих элементов в составе. Наплавленный слой крайне устойчив к коррозии и изнашиванию, выдерживает трение и высокие температуры (до 600 градусов). К данной группе относится марка ЦН 6Л.

Шестая группа

Последняя, шестая группа это электроды, с помощью которых наплавляется крайне устойчивый металл. Он способен переносить высочайшие температуры (до 1100 градусов), не деформируется и выдерживает самые тяжелые эксплуатационные условия. Основные марки — ОЗШ-6 и ОЗШ-8.

Применение

Наплавка электродом— это непростой процесс. И здесь недостаточно просто правильно подобрать электроды. Важно понимать принцип этой технологии и знать особенности.

Исходя из оглавления вы могли понять, что наплавка — это формирование дополнительного слоя (или нескольких слоев) на поверхности уже существующего шва. Это действительно так. Но что насчет количества слоев? Это сложный вопрос, на который нельзя дать однозначный ответ.

Количество слоев зависит от многих факторов: типа металла, эксплуатационных условий, применяемой марки электродов и пр. Некоторые марки нельзя использовать для формирования более одного слоя, например. Поэтому каждый случай индивидуален и вам поможет только опыт проб и ошибок.

Наплавляемый вами слой не должен быть глубоким. Помните, что этот метод совершенно отличается от привычного формирования сварного шва. Здесь важно, чтобы наплавленный металл не начал смешиваться с основным. Зачастую металлы все же перемешиваются, но постарайтесь избежать этого.

Следите, чтобы шов под наплавочным слоем не деформировался и не коробился. Не нужно наплавлять «с запасом». Количество наплавленного металла на поверхности шва должно быть умеренным. Чтобы не было деформаций наплавляйте металл небольшими отрезками. Наплавку каждого последующего валика проводите с противоположной стороны.

Не забывайте подготавливать металл перед наплавкой. На поверхности шва не должно быть грязи, краски или следов масла. Очистите поверхность и обезжирьте.

Если вы будете соблюдать эти несложные рекомендации, то сможете получить плотный качественный шов без деформаций и дефектов. Помните, что ваша цель — улучшить уже имеющийся сварной шов, а не усугубить положение. Шов должен стать эстетичнее, прочнее и качественнее предыдущего. Ведь в этом и заключается вся суть наплавки как технологии.

Вместо заключения

Наплавка — это не такая простая технология, как может показаться на первый взгляд. Но при правильном подборе электродов и с минимальным опытом все же можно добиться достойного результата. При выборе марки обращайте свое внимание на состав металла, с которым будете работать. Поскольку состав электрода должен быть идентичным.

А вы когда-нибудь занимались наплавкой? Какие электроды вы использовали? Может быть, вы профессионал и можете поделиться своим опытом? Расскажите об этом в комментариях ниже. Любая рекомендация будет полезна для новичков. Желаем удачи в работе!

Источник

Технология дуговой наплавки металла

Восстановление поверхности изношенных деталей в ряде случаев является экономически обоснованным решением. Оборудование и технологии наплавки металлов сильно отличаются в зависимости от вида материала и требований к восстанавливаемой поверхности. Детальная информация собрана в статье.

Детали механизмов и конструкций в процессе эксплуатации изнашиваются. В ряде случаев их намного дешевле и проще отремонтировать, нежели менять. Суть ремонта заключается в создании нового слоя на поверхности и создания прочной биметаллической структуры. Наплавка является одни из видов сварочных работ. Используется такой же оборудование и расходные материалы, как и при традиционной сварке. Только технология отличается нюансами.

Процедура не только восстанавливает изначальную геометрию и свойства изношенного элемента. Плюс к тому она придает дополнительные положительные характеристики. Это один из наиболее простых и эффективных способов восстановления работоспособности деталей. Наплавка решает широкий спектр задач:

  • возобновление геометрии детали;
  • придание конструкции совершенно иной новой формы;
  • повышение антикоррозийных свойств и износостойкости материала;
  • улучшение прочностных характеристик;
  • нанесения нового слоя с предопределенными химическими и физическими свойствами.

Наплавка – это способ нанесения металлического слоя на поверхность заготовки путем сварки плавлением. Принцип построен на физических диффузионных свойствах расплавленных металлов. Весь процесс протекает на молекулярном уровне, поэтому связь получается очень прочной. Чтобы соединить составы, поверхность основы разогревается до температуры плавления.

Одновременно до жидкого состояния плавится присадка. В результате слияния двух материалов получается однородный состав с высокими показателями прочности и надежности. Важным преимуществом метода является возможность регулировки толщины наплава и нанесения присадок на разнообразные по форме детали.

Виды и назначение наплавки металла

В наши дни на разных производственных участках применяется большое количество технологий и способов наплавки металлов. Выбор оптимального варианта зависит от условий производства, вида наплава и типа материала.

Ручная дуговая покрытыми электродами

Наплавка металла с помощью покрытых электродов является универсальным способом. Она может быть выполнена в любом пространственном положении. Технология применяется и на производстве, и в быту. Широкое ее распространение обусловлено простотой и удобством использования. Не требуется какого-то серьезного или специального оборудования. Из недостатков пользователи отмечают низкую производительность, нестабильность результата, сложные условия работы, большая глубина плавления основы.

Электрод для работы выбирается с учетом состава металла заготовки. Диаметр определяется в зависимости от толщины детали и ее формы. К примеру, если планируется наплавить металлическую поверхность толщиной 1,5 миллиметра, то подойдет стержень диаметром 3 мм. А если полка материала будет толще, то и электрод, соответственно, нужно взять другой – 4-6 мм.

Перед наплавление поверхности нужно выполнить некоторые подготовительные работы. Прежде всего – очистить площадку от загрязнений. В зависимости от марки применяемых расходников определяется необходимость в подогреве заготовок. Наплавка металла выполняется постоянным током с обратной полярностью. Метод позволяет прибегнуть к различным схемам наплавочных швов. На плоских поверхностях используют два основных вида:

  1. наложение узких валиков. Они формируются один за другим с таким расчетом, чтобы последующий перекрывал предыдущий на 30-40% его ширины;
  2. наложение широких валиков. Они формируются за счет поперечных колебательных движений электродом.

Еще один вариант заключается в том, что узкие валики формируются на небольшом расстоянии. После этого сбивается шлак и окалина. Затем промежутки между валиками заплавляются.

Наплавка деталей с цилиндрическим профилем выполняется любым из трех приемов:

  • наложением ряда валиков по длине цилиндра;
  • формирование валиков по замкнутому кругу;
  • винтовые линии.

Поставщики и производители предлагают большой выбор наплавочных электродов. Самыми востребованными на отечественном рынке являются такие марки продукции:

  • ОЗН-6. Предназначены для работы с деталями разнообразного оборудования, работающих при высоких ударных нагрузках и подверженных интенсивной эксплуатации. Полученный с использованием таких электродов наплав характеризуется высокой устойчивостью к образованию микротрещин.
  • ОЗИ-5 разработаны для наплавки металлорежущего инструмента. Новообразованный металл устойчив к смятию, истиранию и выдерживает большие ударные нагрузки.

Кроме того, ручная дуговая наплавка может выполняться вольфрамовыми, графитовыми и угольными электродами. Но используется подобная методика редко из-за ограничений в использовании перечисленных расходных материалов.

Вибродуговая наплавка

Технология используется, если толщина наплавляемого покрытия не превышает 1 мм. Подразумевается, что нагрев основного слоя будет минимальным. Технология представляет собой прерывистый сварочный процесс, во время которого сварщик проделывает кончиком стержня продольные колебательные движения длиной до 3 мм. При колебательных движениях стержень соприкасается с металлом и происходит короткое замыкание. Металл детали и расходного материала плавятся.

В силу специфики нанесения наплава время «жизни» дуги составляет примерно пятую часть рабочего цикла, а количество наплавляемого металла невелико. Соответственно, основной металл прогревается на небольшую глубину и воздействие на него минимальное. То есть, исключено деформирование детали.

Вибродуговое наплавление выполняется полуавтоматической сваркой, которая дополнительно оснащена специальным механизмом прерывистой подачи расходного материала. Используется проволока диаметром 1,6-2 мм. Показатель силы тока может варьироваться в диапазоне 80-300А. к источнику питания подключаться следует с обратной полярностью. Наплавление выполняется в защитной среде.

Вибродуговой метод используется для наплавления наружных и внутренних поверхностей – как плоских, так и конических. Он отлично подходит для восстановления валов, бурильных замков, штоков насосов и других узлов.

Электрошлаковая

Метод основан на использовании тепловой энергии, которая образуется в результате прохождения тока через расплавленный шлак. То есть, источником нагрева наносимой присадки является шлаковая ванночка.

Приспособление представляет из себя емкость небольшого размера, предназначенную для удержания гранул и расплава. По мере выполнения работ она перемещается по базовой детали. Сверху подается гранулированная присадка или электрод. Они плавятся под слоем шлака и флюса. Благодаря тому, что шлаковая ванночка расположена вертикально, все пузырьки воздуха выдавливаются расплавом на поверхность. Это снижает количество пор внутри наплавляемого металла.

Шлак сохраняет тепло и препятствует разбрызгиванию металла, поэтому для технологии характерно сравнительно невысокое энергопотребление. Но основной ее особенностью является высокая производительность. Опытный специалист за час работы может наплавить сотни килограммов металла. Чтобы процесс протекал стабильно глубина шлаковой ванны должна быть больше 3 см. в противном случае высока вероятность неустойчивого протекания наплавления. Присадочным материалом могут служить разные электроды, пластины или прутки.

  • Реакция носит устойчивый характер при большом диапазоне плотности тока – 0,2-300А;
  • За один проход можно наплавить толстый слой покрытия.
  • Метод приемлем для работы с материалами, склонными к образованию трещин.
  • Наплавляемому металлу несложно придать оптимальную форму.
  • Возможет перегрев основного материала в месте термического воздействия из-за высокой инертности процесса.
  • Требуется приобретение дополнительного оборудования.
  • Получить тонкий слой очень сложно, а в большинстве случаев – нереально.
  • Подготовка занимает много времени.
Читайте также:  Полный список щелочных металлов

Плазменная

Технология подразумевает использование специальных установок, называемых плазмотронами. Источником тепла служит высокотемпературная сжатая дуга – плазма, генерируемая в горелках специальной конструкции. Ее температура достигает нескольких десятков тысяч градусов. Присадочным материалом могут быть проволока, электрод, лента, порошок и т.п.

Технология отличается небольшой глубиной плавления основы. Структура наплава получается очень качественной, прочной и долговечной. С целью повышения производительности допускается подача в ванну сразу двух электродов.

Универсальный вариант наплавления – вдувание порошка в дугу. Выполнение такой работы требует использования комбинированной горелки. Она генерирует два типа дуги – прямую и косвенную. Порошок подается в рабочую зону с помощью сжатого воздуха. Проходя через зону высокой температуры, порошок плавится и оседает на поверхности детали в виде капель расплава.

Важно, чтобы рабочая поверхность была чистой и обезжиренной. Каждый последующий валик формируется таким образом, чтобы перекрывать около трети предыдущего.

  • Наплавляемый слой получается высокого качества.
  • Глубина плавления основного материала небольшая.
  • Сцепление слоя с материалом детали получается очень прочным.
  • Формирование слоя малой толщины допускается.
  • Требуется дополнительная оснастка.
  • Сравнительно невысокая производительность.

Электродуговая наплавка под флюсом

Технология отличается универсальностью применения и широкими возможностями легирования. Существует четыре вида наплавки под флюсом.

Электродуговая наплавка лентой. Сварщик перемещает дугу от одной кромки к другой. в результате тепловое воздействие носит рассеянный характер, а основной металл прогревается на небольшую глубину.

Многоэлектродная. Метод оригинален тем, что требуется одновременное использование более одного электрода. Они подключаются к общему источнику питания и располагаются на расстоянии один от другого. Электрическая дуга перемещается между ними, заставляя попеременно плавиться то один стержень, то другой.

Многодуговая. Техника в значительной степени похожа на предыдущую. С той лишь разницей, что число электрических дуг соответствует количеству электродов.

Вибродуговая наплавка под флюсом. Метод сводится к тому, что электродом необходимо выполнять колебательные движения.

  • Высокая производительность.
  • Универсальность использования.
  • Небольшой расход электрода.
  • Отсутствие вредного излучения.
  • Основной материал плавится на большую глубину.
  • Требуется использование формирующих флюс устройств.
  • Работать можно исключительно в нижнем пространственном положении.
  • Трудно удаляется шлак с деталей малого размера и глубокими внутренними поверхностями.

В защитной среде

Самый востребованный способ наплавки. Выполняется с использованием плавящихся электродов в среде углекислого газа. Отличается невысокой стоимостью и доступностью. Позволяет наплавлять заготовки и детали малых размеров и наносить слои толщиной от 0,5 до 3,5 миллиметров.

Работы могут выполняться и плавящимися, и неплавящимися электродами. В первом варианте электрическая дуга образуется между расходным материалом и поверхностью заготовки. Работа выполняется автоматом или полуавтоматом. Нужно обеспечить автоматическую подачу проволоки в рабочую зону. Кроме углекислого газа для формирования защитной оболочки можно использовать смесь на основе аргона.

Второй вариант подразумевает применение угольных, вольфрамовых или графитовых неплавящихся электродов. Присадочным материалом служит проволока или порошок. При работе угольным прутком присадка в виде порошка насыпается на поверхность, а затем подвергается термической обработке. В наплавленном слое образуется большое количество пор, появляются сторонние включения и прочие дефекты. Поэтому о высоком качестве в этом случае речь не идет.

Порошковой проволокой и лентой

Защитная среда для данной технологии не требуется. Рабочая зона защищается за счет компонентов сердечника электрода. Основные достоинства метода заключаются в простоте и высокой маневренности. Можно работать с деталями любой конфигурации, в том числе и сложной геометрической формы: углубления с малым диаметром, выступы, обратные углы и т.д.

Газовая

Считается самым простым, доступным и удобным способом наплавки металлов. Тепло для плавления металлов вырабатывается за счет сжигания газовой смеси в специальной горелке. Для наплавки можно использовать стержни, проволоку или пруток. Они подаются в рабочую зону вручную или посредством механизмов. В качестве флюсов применяются смеси, выполненные на основе буры или борной кислоты. Сам процесс аналогичен электродуговой наплавке.

Наплавление небольших деталей осуществляется без предварительного нагрева. Крупные заготовки перед началом работы следует разогреть до температуры в 500 или больше градусов Цельсия.

В наши дни становится все более популярной становится газопорошковая наплавка. Метод дает возможность реконструировать поверхность деталей сложной конфигурации. При этом толщина слоя при необходимости может составлять 0,1-0,3 мм, а основной металл не разбавляется. В рабочую зону порошок поступает через газокислородное пламя. По ходу движения он нагревается и к поверхности уже доходит в расплавленном состоянии. После остывания образуется наплавленный слой.

  • Основной металл проплавляется на незначительную глубину.
  • Технология универсальна.
  • Можно наносить очень тонкий слой.
  • Качество наплавляемого слоя нестабильно.
  • Плохая производительность.
  • Коэффициент использования присадок низкий.

Лазерная

Главным элементом системы является концентрированный пучок энергии – лазерный луч. Вакуумные камеры для эксплуатации оборудования не нужны. Принцип работы построен точно так же, как и у газоплазменных или порошковых плазменных установок. Так же требуется бесперебойная подача присадочного порошкового материала и его соединение с металлом и флюсом. Отличие состоит в способе плавления металлов. Здесь это происходит за счет фокусировки лазерного луча.

Основными узлами оборудования являются специальная головка с соплом, внутри которого лазером нагревается поток газа, и порошковый инжектор, подающий в этот поток присадочный материал.

  • Отличное сцепление между основным металлом и наплавом.
  • Поверхность детали прогревается на малую глубину. Этот показатель контролируется.
  • Можно наносить тонкие слои – до 3 мм.
  • Минимальная деформация поверхности деталей.
  • Можно нанести слой металла в труднодоступных местах.
  • Можно лазерным лучом воздействовать сразу на несколько мест.
  • Невысокая производительность.
  • Высокие затраты энергии.
  • Оборудование обходится дорого.

Электронно-лучевая

Материалы плавятся в вакууме под воздействием электронного луча. Технология позволяет регулировать нагрев и основного материала, и присадки. Важно подчеркнуть, что осуществляется контроль раздельно, что позволяет избежать смешивания двух расплавов. В качестве присадки можно использовать привычную проволоку или порошок.

  • Небольшая глубина проплавления.
  • Можно нанести слой небольшой толщины.
  • Высокая стоимость оборудования.
  • Исполнителю требуется биологическая защита.

Электроконтактная

Для выполнения работы требуется специальный аппарат. Наплавление выполняется с использованием проволоки или порошка.

  • Небольшие затраты энергии.
  • Высокая производительность труда.
  • Защитная среда не нужна.
  • Импульс имеет небольшую продолжительность, что минимизирует зону термического воздействия.

Из недостатков нужно подчеркнуть небольшой ассортимент обрабатываемой продукции. технология используется для восстановления штоков, осей, валов и прочих узлов, износ которых не больше 1,5 миллиметра по диаметру.

Взрывом

В основу процесса положена технология сваривания металлов методом взрыва.

  • Можно работать с металлами, сплавить которые в иных условиях невозможно.
  • Основной металл на проплавляется.
  • Изделия подвергаются незначительной деформации.
  • Требуются специальные полигоны.
  • Подготовка занимает много времени.
  • Номенклатура обрабатываемых деталей сильно ограничена.

Индукционная

Способ основан на использовании энергии вихревых потоков. На рабочую поверхность заготовки они наводятся посредством высокочастотных полей.

Перед началом процесса на заготовку наносится слой присадки и флюса. После этого на расстоянии над ним устанавливается индуктор. Устройство представляет собой спираль из нескольких витков медной шины или трубки. На них подается напряжение высокой частоты.

Глубина плавления основного металла зависит от частоты индуктора. Зависимость носит обратный характер: чем выше частота, тем меньше глубина плавления металла. Данная технология характеризуется высокой производительностью и малой глубиной нагрева заготовки.

Один из методов электроэрозионной обработки, в основе которого лежит использование кратковременных разрядов. Электрические импульсы воздействуют на поверхность обрабатываемой детали.

Основными узлами установки являются электрод и электромагнитный осциллятор. Наконечник в процессе воздействия электрических разрядов отторгает частички металла. Поскольку электрод подключен к положительному заряду, а деталь – к отрицательному, то металл направляется к поверхности заготовки.

Данный метод подходит для нанесения тонких покрытий – от нескольких микрон до 1,5 мм. Наплав получается очень плотным и мелкопористым. Впоследствии он хорошо удерживает на своей поверхности смазочные материалы.

Главное достоинство технологии заключается в том, что обрабатываемая поверхность практически не нагревается. Как результат структура материала не изменяется, а поверхность заготовки не деформируется.

Наплавка зубьев шестерни

Механизмы шестеренчатых передач используются в самых разных машинах и устройствах. Они испытывают большие механические нагрузки, из-за чего изнашиваются зубья: стают тоньше, короче; выкрашиваются; получают трещины, царапины и другие дефекты. Самым эффективным методом восстановления шестерен является наплавка.

Если шестерня механизма обычного порядка потеряла не больше двух зубов подряд, то она подлежит ремонту. Зубья с дефектами или их остатки удаляют полностью. На освободившемся месте по ширине сверлят два или три отверстия и нарезают в них резьбу. Затем в подготовленные отверстия вкручиваются шпильки так, чтобы они выступали над поверхностью. Затем на шпильки наваривается металл. Наплаву придается форма утерянного зуба.

Для восстановления зубьев шестерен также используются специальные предназначенный для наплавки электроды. Для того, чтобы зуб вышел нужного размера, применяется выполненный из меди шаблон. Готовится он по целым зубьям.

Если приходится ремонтировать шестеренку с несколькими дефективными зубьями, то восстанавливается поношенная часть зацепа. С этой целью применяется сплав сормайт. Наплавка выполняется электродуговым (электроды ЦС-1 и ЦС-2) или газовым методом. Для работы подходит постоянный или переменный источник тока обратной полярности. После этого места ремонта шлифуют.

Помимо электродов для наплавки может использоваться сталинит, представляющий собой порошок. Плавится он угольными или стальными стержнями только постоянным током с обратной полярностью. Пластичная смесь наносится на заготовку слоем в 3-4 миллиметра. Флюсом служит бура.

Ремонт зубьев с дефектами длиной от 2,2 до 8,2 миллиметров выполняется отдельно для каждого изношенного зуба. Работа выполняется под флюсом порошковой проволокой. Расплав формируется в форме, сделанной из меди.

Читайте также:  Труба круглая металл гост

Наплавка концов рельс

Развивать большую скорость и при это оставаться безопасным видом транспорта поезда могут только на рельсах, поддерживаемых в хорошем состоянии. Наибольшие нагрузки испытывают стыки. На них приходятся удары колес движущегося состава. Рано или поздно это приводит к деформации рельсов на краях. Стандартным способом восстановления геометрии путепроводов является наплавка.

Изначально с рельса болгаркой, зубилом либо иным инструментом снимается отслоившийся и расплющенный металл. После этого концы рельс нагреваются, чтобы процесс прошел быстрее, а металлы лучше соединились. Существует несколько технологий наплавки рельсов.

Ручное дуговое

Выполняется электродами К-2-55, ОЗН-300, ОЗН-350 путем формирования валиков вдоль, поперек или по диагонали торца. Наиболее результативным является второй способ. В среднем ширина валика составляет 2-3 см. точные размеры зависят от диаметра расходника и настроек сварочного аппарата.

Можно наплавлять металл пучком, состоящим из нескольких электродов, расположенных в один ряд. В таком случае производительность труда кратно возрастает. Начинается наплавка с торца рельса. Дуга разжигается с внутренней части. Для этого нужно немного отступить от края и начать формировать валик. Оборвать его нужно за несколько миллиметров от края торца. После этого начинаются работы по заделыванию проемов между валиками с таким расчетом, чтобы перекрывалось примерно 15-20% толщины предыдущего валика. По окончанию наплавки торец шлифуется.

Полуавтоматическое электродуговое

Присадочный материал – порошковая самозащитная проволока. Сравнительно с предыдущим способом полуавтомат обладает важными преимуществами: значительно выше производительность труда и качество наплава. Процесс делится на этапы:

  • определение размера дефекта;
  • подготовка оборудования и оснастки;
  • шлифовка места;
  • определение границ выездных работ и установка полуавтомата на рельсы;
  • предварительный нагрев места работ;
  • наплавление металла;
  • окончательная обработка абразивным инструментом.

Если дефект глубокий, то процесс повторяется несколько раз.

Наплавка цилиндров

Восстановление деталей цилиндрической формы выполняется одним из двух приемов.

Электродами с обмазкой

Делается одним из трех способов:

  • наложением валиков по длине цилиндра;
  • формированием наплава по окружности;
  • по винтовой линии.

Метод выбирается в зависимости от условий. К примеру, длинные заготовки обрабатываются первым способом. Поверхность очищают и наносят первый вали. Второй формируется с противоположной стороны. Третий и четвертый делаются накрест и получается, что все они располагаются через равные отрезки. Теперь наплавы очищаются от шлака и последующие валики наносятся рядом с существующими с таким расчетом, чтобы они частично перекрывались друг другом. Важно обратить внимание на то, что каждый последующий валик наносится только после того, как предыдущий очищен от шлака.

Работа вторым методом проводится с деталью, которая непрерывно вращается вокруг собственной оси. Последний способ отлично подходит для механизированной обработки. Деталь вращается непрерывно и равномерно.

Автоматическая с флюсом

Получается устойчивый к износу слой. Выполняется сварочной или порошковой проволокой. Также можно применить ленточный электрод или порошковую ленту. Наплав формируется по винтовой или образующей линии.

Наплавка плоскостей

Выполняется посредством формирования большого количества валиков. Каждый последующий должен перекрывать предыдущий примерно на 30% его ширины. Шлак удаляется сразу после окончания формирования каждого из валиков.

Самым простым методом является укладка узких валиков на небольшом расстоянии один от другого. Промежутки между ними заполняются в последнюю очередь. Более совершенным способом стала широкослойная наплавка. Формируется за счет небольших колебательных движений кончика электрода.

Когда требуется высокая производительность, то лучше прибегнуть к применению электродной ленты или многоэлектродной наплавки. Наиболее износостойким покрытие получается, если использовать порошковую проволоку и выполнять работу открытой дугой. Кончику расходного материала необходимо придать колебательные движения с нужной амплитудой.

Наплавка металлорежущего инструмента

Ремонт штампов и режущего инструмента производится одним из трех способов – сваркой полуавтоматической, автоматической или ручной. В последнем варианте используется электроды марок ЦИ-1М, ЦС-1 или ОЗИ-3(5, 6).

Полученный в результате такой технологии слой обладает отличной сопротивляемостью на истирание. Перед началом работы поверхность заготовки нужно прогреть до температуры 300-700 градусов Цельсия. Наплавка делается за 1-3 прохода, а толщина слоя составляет 2-6 миллиметров.

Наплавка деталей, работающих с большим трением

Узлы, работающие в условиях интенсивной эксплуатации, подвержены быстрому износу. В большинстве своем он связан с трением или частыми ударами. Такие изъяны следует наплавлять такими электродами:

  • ОМГ-Н. использовать можно с источником постоянного или переменного тока. Подключение – обратная полярность.
  • ЦНИИН-4. Одна из наиболее ходовых марок. Универсальна в применении.
  • ОЗН-7Н. Поверхность наплавляется в несколько проходов. Полученный слой устойчив к истиранию и образованию трещин.
  • ОЗН-400М. технология отличается высокой производительностью, а наплав – устойчивостью к механическим нагрузкам.
  • ОЗН-300М. Хорошие характеристики твердости и механической прочности. работы выполняются на обратной полярности от источника постоянного или переменного тока.

Наплавка узлов, которые не подвергаются ударам, применяются электроды Т-590 и Т-620. Данные расходники специально разработаны для восстановления деталей, работающих в условиях интенсивной эксплуатации. В состав электродов входят добавки, придающие наплаву высокой твердости, которая составляет 62-64 HRC. С другой стороны, наплав отличается хрупкостью и склонностью к образованию трещин. Поэтому электроды нельзя использовать для ремонта деталей, подверженных ударным нагрузкам. Поверхность обрабатывается в один или два приема.

Наплавка нержавеющей стали

Наиболее часто детали из нержавеющей стали восстанавливаются наплавкой с использованием электродов ЦН-12М-67 и ЦН-6Л. Их стержень выполнен из нержавеющей высоколегированной проволоки. Полученный слой наплава обладает такими показателями:

  • устойчивость к коррозии;
  • устойчивость к образованию задиров.

Расходные материалы часто применяются для наплава арматуры. Перед началом работ поверхность деталей следует нагреть до температуры 300-600 градусов Цельсия. Дальнейший режим обработки зависит от типа материалов.

Наплавка чугуна

Для работы с чугуном и его сплавами используются электроды следующих марок:

  • ОЗЧ-2. Наплавляются заготовки, сделанные из серого и ковкого чугуна.
  • МНЧ-2. Наплав характеризуется высокой плотностью и чистотой состава.
  • ОЗЖН-1 и 2. Предназначены для работы по серому и высокопрочному чугуну.
  • ЦЧ-4. Расходники отличаются высокими показателями использования: стабильная дуга, простота розжига, небольшое количество брызг.

Есть универсальные марки расходных материалов, которые можно использовать для наплавки деталей из разных марок чугуна, но большинство ориентированы на конкретные виды материала.

Наплавка меди и бронзы

Для работы с технической медью лучше других подходят электроды Комсомолец-100. Можно так же использовать присадочные притки, сопоставимые по составу с основным материалом. Предварительно поверхность детали следует нагреть до температуры 300-500 градусов Цельсия. В случаях, когда для наплава пришлось поднять температуру выше 500 градусов, нанесенный слой необходимо проковать.

Для бронзы больше подходят электроды ОЗБ-2М. они позволяют сформировать слой, устойчивый к износу. Для работы потребуется источник постоянного тока с обратно полярным подключением. Выполнять наплавку следует только в нижнем пространственном положении.

Наплавка алюминия и сплавов

Оптимальным методом является дуговая наплавка. Для выполнения работ используются расходники следующих марок:

  • ОЗА-1. Новый слой будет обладать высокой устойчивостью к коррозии.
  • ОЗАНА-1. Разрушает защитную пленку из оксида алюминия и помогает стабилизировать рабочий процесс.

Чтобы иметь возможность регулировать структурный состав наплава, нужно использовать электроды порошковые. Они дают возможность специалистам создавать слой наплава, который по своим эксплуатационным показателям будет превосходить основной металл.

Расход материалов

Точный расчет расхода наплавочного материала необходим для определения стоимости готового изделия. Помимо этого, расчет расходных материалов необходим для обеспечения непрерывности рабочего процесса и создания необходимого запаса расходников. Помогут в этом нормативы, составленные для каждого вида работ.

Вес принято рассчитывать на метр сварного шва. Для определения массы наплава следует воспользоваться формулой:

Здесь: F – площадь сечения в поперечном разрезе;

Y – удельный вес металла.

Определение количества электродов тоже относится к числу важных для организации работы параметров. Но вычислять значение нет необходимости. На упаковке каждой марки электродов указывается необходимый вес стержней для наплавки килограмма металла. В среднем показатель варьируется в пределах 1,4-1,8 кг.

Рассчитывать количество электродов для формирования погонного метра шва тоже не нужно. Эту цифру можно взять из ГОСТа, где для каждой формы сварного шва из низколегированной и углеродистой стали указано усредненное значение параметра.

Оборудование

Оборудование, используемое для наплавки металлов, работает по тем же принципам и от таких же источников питания, что и привычная сварка. Отличительной его особенностью является наличие вспомогательной оснастки. Она подачу и распределение присадочных материалов на поверхности наплавляемых деталей.

Другими словами, для наращивания рабочей поверхности узлов применяется сварочное оборудование, укомплектованное дополнительными узлами. Специально изготовленное для наплавки оборудование классифицируется в зависимости от формы наплавляемых элементов: для плоских поверхностей, вращающихся деталей и сложных конфигураций.

Присадочные материалы наносятся как традиционными способами (пруток, проволока, порошок), так и по специальной технологии – центробежное распределение, спиральная укладка и другие. Установки, предназначенные для работы с крупногабаритными заготовками, комплектуются узлами предварительного нагрева поверхности, способными нагревать металлы до температуры 500-700 градусов Цельсия.

На потребительском рынке распространены малогабаритные установки для электроискровой наплавки. Они могут быть использованы в домашней обстановке. Согласно аннотации, с помощью такого оборудования можно наплавлять рабочие поверхности толщиной до нескольких миллиметров. На практике за один проход удается добавить десятую часть миллиметра. Поэтому область применения таких установок сильно ограничена.

Услуги по наплавке

Компании, занятые в области обработки металлов, предлагают услуги по наплавке. В распоряжении они имеют мощные профессиональные установки высокой производительности и опытных сотрудников. Поэтому, если требуется качественный наплав и решить задачу самостоятельно не представляется возможным, то лучше обратиться за помощью к специалистам. В конечном итоге, такое решение экономит и время, и финансы.

Источник

Поделиться с друзьями
Металл
Adblock
detector