Электрошлаковая наплавка

В процессе электрошлаковой наплавки ток проходит от элек­трода к детали через жидкий шлак, в результате выделяется теп­ло. Температура шлаковой ванны выше, чем температура плав­ления присадочного материала электрода. Присадочный металл расплавляется, оседает и формируется охлаждаемым кристалли­затором, который придает нанесенному слою нужную форму.

По сравнению с дуговым процессом при ЭШН расход электро­энергии в 1,5...2 раза, а флюса в 20 раз меньше. Наличие ванны жидкого шлака высотой 20...60 мм облегчает всплывание газовых пузырьков, частиц шлака и удаление их из металла. Поэтому при ЭШН склонность к образованию пор и других неплотностей значительно ниже, чем при дуговой. Вследствие благоприятного направления роста кристаллов в наплавленном ме­талле, полученном электрошлаковым способом, значительно снижа­ется склонность к образованию кристаллизационных трещин. Этому также способствуют более низкие скорости нагрева и охлаждения околошовной зоны, кристаллизации ванны жидкого металла.

С помощью ЭШН возможно наплавлять как толстые слои практи­чески неограниченных размеров с принудительным формированием, так и тонкие толщиной до 3...5 мм, при свободном формировании наплавленного металла.. Наплавляют плоские, ци­линдрические, конические наружные и внутренние поверхности. Возможна также наплавка поверхностей сложной формы. Способ позволяет без особых затруднений наплавлять слои с изменявши­мися по длине, а ширине химическим составом и свойствами по за­ранее заданному закону.

Электрошлаковый процесс может устойчиво протекать как на переменном, так и на постоянном токе прямой или обратной по­лярности. В связи с тем, что тепловая инерция шлаковой ванны велика, низкочастотные изме­нения напряжения и даже кратковременные отключения сварочного тока практически не ухудшают устойчивости электрошлакового процесса. С этой точки зрения требования к источникам питания для электрошлаковой сварки и наплавка менее жестки, чем для дуговой. Источники питания, применяемые для дуговой сварки, могут быть использованы и для электрошлаковой наплавки. Однако более стабильный процесс можно получить, используя специализированные источники питания с низким напря­жением холостого хода, жесткой или пологопадающей внешней ха­рактеристикой. Такие источники питания отличны от источников питания с падающими характеристиками, имеют более высокие коэффициенты полезного действия и мощности.

Легирование металла при ЭШН может осуществляться через плавящийся электрод или путем введения некомпактного материала в шлаковую ванну. К некомпактным материалам относятся: порошок, зернистый материал, дробленые пластины металлокерамических сплавов, стружка, дробь и др.

Использование данных присадок при различных способах электрошлаковой наплавки возможно с использованием плавящегося, неплавящегося или секционнонеплавящегося электрода.

Электрошлаковая наплавка при изготовлении или упрочнении торцевых объемов различных деталей штампов (формирующих и про­шивных пуансонов, игл, выталкивателей и т.п.) предусматривает применение порошковой проволоки

Карбид вольфрама может использоваться для получения слоев на деталях работающих в тяжелых условиях абразивного износа. Кроме релита применяют также дробленые пластины металлокерамичесних сплавов ТН-20. Наплавку производят проволочными электродами, материал которых образует матри­цу композиционного сплава. Зерна твердой фазы подают при помо­щи дозатора в шлаковую ванну, а через нее – в жидкий металл.

Увеличить скорость процесса в 2...2,5 раза и существенно улучшить структуру и механические свойства наплавленного металле, а также упростить дозировку некомпактного материала, обладающего ферромагнитными свойствами возможно путем подачи присадки на вылет электрода за преде­лами зазора

В качестве некомпактного материала используется крупка из проволоки 0 0,8...1,6 мм, которая подается из специального дозирующего устройства на вылет проволоч­ного электрода диаметром 5 мм, где она концентрируется в ре­зультате действия магнитного поля сварочного тока и совместно с электродом поступает в шлаковую ванну. Процесс может осу­ществляться на повышенном против обычной электрошлаковой наплавки, токе без нарушений формирования слоя и образования горячих трещин.

Получение композиционного износостойкого покрытия, состоя­щего из армирующих нерастворенных и недиссоциированных в слое зерен тугоплавких соединений предусматривает применение матрич­ного металла с температурой плавления не более 1200°С. Перспек­тивными в этом отношении являются двойные системы: релит-мар­ганцевый мельхиор, твердосплавные частицы - марганцевый мель­хиор. Твердосплавные частицы ВК6 с использованием металла-связки МНМЦ20-20 при стыко-шлаковой наплавке удобнее вводить через электрод большого сечения.

Легирование слоя наплавляемого на горизонтальные поверхности полуавтоматической электрошлаковой наплавкой пластинчатым электродом осуществляется нанесением тонкого слоя порошкообразной шахты на электрод, либо, в виде свободной насыпки, либо в виде обмазки

В зависимости от состава легирующей шихты и соотношения между ее весом и весом металлического стержня можно получить покрытие с различными свойствами.

Широкослойная износостойкая многоэлектродная горизонтальная электрошлаковая наплавка позволяет оперативно в широких преде­лах изменять химический состав наплавленного металла.

На практике часто возникает необходимость наплавки слоев небольшой толщины (3...10 мм). Это возможно при использовании горизонтальной схемы электрошлаковой наплавки. Она обеспечивает получение биметаллического слоя или слоя перемен­ного химического состава.

Использование некомпактных материалов позволяет значитель­но повысить производительность наплавочных работ и получить биметаллические детали, наплавленный слой которых имеет высо­кую износостойкость. С применением данной техно­логии возможна наплавка за один проход слоя практически любой заданной ширины.

Данный способ обладает рядом преимуществ:

- возможность получения тонких покрытий толщиной I...3 мм;

- равномерность легирования покрытия;

- использование порошка любого гранулометрического состава с различным удельным весом;

- малая глубина проплавления основного металла;

- уменьшение телловложения в основной металл, простота ре­гулирования величины тепловложения.

Поиск по сайту: