Наплавка твердыми сплавами

Особенности сварки цветных металлов

Температуры плавления и кипения цветных металлов относительно невысокие, поэтому при сварке легко получить перегрев и даже испарение металла. Если сваривают сплав металлов, то перегрев и испарение его составляющих может привести к образованию пор и изменению состава сплава. Способность цветных металлов и их сплавов легко окисляться с образованием тугоплавких оксидов значительно затрудняет процесс сварки, загрязняет сварочную ванну оксидами, снижает физико-механические свойства сварного шва.

Ухудшению качества сварного соединения способствует также повышенная способность расплавленного металла (сплава) поглощать газы (кислород, азот, водород), что приводит к пористости металла шва. Большая теплоемкость и высокая теплопроводность цветных металлов и их сплавов вызывают необходимость повышения теплового режима сварки и предварительного нагрева изделия перед сваркой. Сравнительно большие коэффициенты линейного расширения и большая литейная усадка приводят к возникновению значительных внутренних напряжений, деформаций и к образованию трещин в металле шва и околошовной зоны. Резкое уменьшение механической прочности и возрастание хрупкости металлов при нагреве могут даже привести к непредвиденному разрушению изделия.

Для выполнения качественного сварного соединения применяют различные технологические меры, учитывающие особенности каждого металла (сплава).

Наплавка твердыми сплавами

Наплавку твердыми сплавами применяют для деталей, рабочие поверхности которых подвергаются износу. Примерами таких деталей служат буровой инструмент, зубья ковшей экскаваторов, детали прокатных и волочильных станов, лемеха плугов, клапаны, центры токарных станков, штампы, а также режущий инструмент — резцы, сверла, фрезы.

Наплавка твердыми сплавами осуществляется на стальные детали. Лучше всего наплавке твердыми сплавами поддаются детали из углеродистых сталей с содержанием углерода не более 0,6%, а также из хромоникелевых и ванадиевых сталей. Выбор материала деталей зависит от условия работы изделия.

Наплавка на высокоуглеродистые, марганцовистые, хромомолибденовые стали, склонные к закалке, а также чугун требует специальных мер. Перед наплавкой их подогревают, после наплавки медленно охлаждают. В качестве присадочного материала при наплавке твердыми сплавами применяют зернистые и порошковые наплавочные смеси, литые сплавы в виде прутков, стальную наплавочную проволоку, трубчатые наплавочные стержни. При газопламенной наплавке применяют порошки марок ПГ-ХН80СР-2, ПГ-ХН80СР-3 и БФХ6-2. Частицы этих порошков должны иметь размеры от 40 до 100 мкм. Эти порошки содержат кремний и бор, которые придают им самофлюсующие свойства.

Из износоустойчивых сплавов широкое применение получил сталинит. Сталинит — это порошкообразная смесь, состоящая из Fe, С, Мп, Si и Сr.

Литые твердые сплавы изготовляют в виде прутков. В качестве литых сплавов применяют стеллиты и сормайты. Стеллиты представляют собой твердый раствор карбидов хрома в кобальте, сормайты — твердые растворы хрома в железе и никеле. Литые сплавы имеют температуру плавления 1260—1300°С. Сплавы на основе железа (сормайты) не уступают по твердости стеллитам, но они более дешевые. Стеллиты имеют лучшие наплавочные свойства, чем сормайты.

Для деталей, работающих при высоких температурах, в качестве наплавочного материала применяют стеллиты, а сормайты используют для деталей, работающих при нормальных и несколько повышенных температурах. Сормайт выпускают в виде прутков диаметром 6—7 мм, длиной 400—450 мм.

Трубчатые наплавочные материалы изготовляют в виде железных и никелевых трубок, которые наполняют порошком карбидов вольфрама и других тугоплавких материалов. При наплавке расплавляется только трубка, а порошок вваривается в общую массу наплавки, в результате наплавленный слой имеет твердость HRC 85. Трубчатые наплавочные материалы применяют для деталей, работающих в условиях механического износа. Если деталь сильно изношена, то перед наплавкой твердыми сплавами ее наплавляют низкоуглеродистой проволокой до восстановления первоначального профиля. Затем очищают место наплавки от шлаков, окалины, снимают фаску или делают канавку. Глубина фаски для сормайта № 1—0,5—2,5 мм, а для сормайта № 2—1,5—3,5 мм, ширина фаски 5—10 мм. Наплавку производят ацетиленокислородным пламенем с избытком ацетилена.

Для массивных деталей при наплавке применяют предварительный подогрев газовыми горелками до температуры 500—700°С и медленное охлаждение после наплавки. Для защиты наплавленного слоя используют флюсы следующих составов: бура прокаленная — 20%, борная кислота— 68%, плавиковый шпат—12%; бура — 50%, двууглекислая сода — 47%, кремнезем — 3%. Первый состав флюса рекомендуется для наплавки стеллитов, второй — сормайтов. Процесс наплавки выполняют в нижнем положении как левым, так и правым способами. После наплавки деталь медленно охлаждают для предотвращения трещин в наплавленном металле.

16. свариваемость зависит от содержания углерода, легирующих элементов, вредных примесей серы и фосфора, температуры окружающей среды, выбранных сварочных материалов, соблюдение режимов и технологии сварки

по свариваемости стали делятся на
хорошосвариваемые до 0,25%
удовлетворительно свариваемые от 0,25% до 0,35%:
ограниченно свариваемые от 0,35% до 0,45%
плохосвариваемые от 0,45% до 0,6%

17.Сварка в защитных газах

Сущность способа

Сварку в защитных газах можно выполнять неплавящимся, обычно вольфрамовым, или плавящимся электродом. В первом случае сварной шов получается за счет расплавления кромок изделия и, если необходимо, подаваемой в зону дуги присадочной проволоки. Плавящийся электрод в процессе сварки расплавляется и участвует в образовании металла шва. Для защиты применяют три группы газов: инертные (аргон, гелий); активные (углекислый газ, азот, водород и др.); смеси газов инертных, активных или первой и второй групп. Выбор защитного газа определяется химическим составом свариваемого металла, требованиями, предъявляемыми к свойствам сварного соединения; экономичностью процесса и другими факторами.

Смесь инертных газов с активными рекомендуется применять и для повышения устойчивости дуги, увеличения глубины проплавления и изменения формы шва, металлургической обработки расплавленного металла, повышения производительности сварки. При сварке в смеси газов повышается переход электродного металла в шов.

Смесь аргона с 1—5% кислорода используют для сварки плавящимся электродом низкоуглеродистой и легированной стали. Добавка кислорода к аргону понижает критический ток, предупреждает возникновение пор, улучшает форму шва.

Смесь аргона с 10—25% углекислого газа применяют при сварке плавящимся электродом. Добавка углекислого газа при сварке углеродистых сталей позволяет избежать образование пор, несколько повышает стабильность дуги и надежность защиты зоны сварки при наличии сквозняков, улучшает формирование шва при сварке тонколистового металла.

Смесь аргона с углекислым газом (до 20%) и с не более 5% кислорода используют при сварке плавящимся электродом углеродистых и легированных сталей. Добавки активных газов улучшают стабильность дуги, формирование швов и предупреждают пористость.

Смесь углекислого газа с кислородом (до 20%) применяют при сварке плавящимся электродом углеродистой стали. Эта смесь имеет высокую окислительную способность, обеспечивает глубокое проплавление и хорошую форму, предохраняет шов от пористости.

Смесь углекислого газа с кислородом (до 20%) применяют при сварке плавящимся электродом углеродистой стали. Эта смесь имеет высокую окислительную способность, обеспечивает глубокое проплавление и хорошую форму, предохраняет шов от пористости.

В зону сварки защитный газ может подаваться центрально (см. рис. XI.2 и XI.3, а,в), а при повышенных скоростях сварки плавящимся электродом — сбоку (см. рис. XI.3,б). Для экономии расхода дефицитных и дорогих инертных газов используют защиту двумя раздельными потоками газов (см. рис. XI.3,в); наружный поток — обычно углекислый газ. При сварке активных материалов для предупреждения контакта воздуха не только с расплавленным, но и с нагретым твердым металлом применяют удлиненные насадки на сопла (подвижные камеры, см. рис. XI.3,г). Наиболее надежная защита достигается при размещении изделия в стационарных камерах, заполненных защитным газом. Для сварки крупногабаритных изделий используют переносные камеры из мягких пластичных обычно прозрачных материалов, устанавливаемых локально над свариваемым стыком. Теплофизические свойства защитных газов оказывают большое влияние на технологические свойства дуги, а значит на форму и размеры шва. При равных условиях дуга в гелии по сравнению с дугой в аргоне является более «мягкой», имеет более высокое напряжение, а образующийся шов имеет меньшую глубину проплавления и большую ширину. Углекислый газ по влиянию на форму шва занимает промежуточное положение.

XI.2. Схемы сварки в защитных газах а, б — неплавящимся, плавящимся электродом; 1 — сварочная дуга; 2 — электрод; 3 — защитный газ; 4 — газовое сопло (горелка); 5 — присадочная проволока

XI.3. Схемы подачи защитного газа в зону сварки
а — центральная; б — боковая; в — двумя концентрическими потоками; г — в подвижную камеру (насадку); 1 — электрод; 2 — защитный газ; 3, 4 — наружный и внутренний потоки защитных газов; 5 — насадка; 6 — распределительная сетка

Поиск по сайту: