книги из ГПНТБ / Наплавка металлов карманный справочник рабочего

ны или стержни большого сечения. Размеры электро­ дов, их форма и количество выбирают, исходя из раз­ меров и формы наплавляемой поверхности. Преиму­ щество электродов большого сечения заключается в упрощении техники наплавки, а также аппаратуры подачи.

Для износостойкой наплавки применяют, как пра­ вило, высоколегированные проволоки. Легирование наплавленного металла возможно также осуществлять с помощью порошковых проволок. При электрошлаковой наплавке металлургические реакции между расплавлен­ ным шлаком и металлом протекают интенсивно ввиду высокой температуры и большого количества легирую­ щих элементов в сварочной ванне. Поэтому при выборе марки флюса для наплавки высоколегированных ста­ лей необходимо учитывать его окислительные способ­ ности. В табл. 57 приведены марки и состав флюсов, применяемых при электрошлаковых процессах. Для электрошлаковой наплавки износостойких сталей с ма­ лой величиной зазора наиболее пригоден флюс АН-22.

Наплавку тел вращения выполнить сложнее. Однако возможна наплавка как наружных, так внутренних ци­ линдрических поверхностей. При наплавке снаружи цилиндр помещают внутрь медного кокидр с зазором,

НО

определяющим толщину наплавки (фиг. 22,6). Мунд­ штуки, подающие сварочную проволоку, располагают равномерно по окружности: Для предупреждения не­ равномерного расплавления они могут иметь возвратнопоступательное движение вдоль окружности цилиндра. Иногда электроды подают только вниз, а заготовка и кокиль получают вращательное движение. Глубина проплавления зависит от скорости вращения. Наплавка цилиндрических поверхностен может осуществляться с помощью одного трубчатого электрода, имеющего

внутренним диаметр на 15—20 мм больше наружного диаметра наплавляемой заготовки, или нескольких

пластин, изогнутых по радиусу и равномерно распре­ деленных по окружности наплавляемого цилиндра.

Технологические особенности электрошлаковой на­

плавки:

1) легирование наплавленного металла возможно производить только через проволоку (электрод);

2) электрошлаковый процесс позволяет осуществлять наплавку плоских поверхностей, наружных и внутрен­ них цилиндрических поверхностей, а также поверх­ ностей тел вращения с переменным диаметром (кони­ ческих и т. п.) электродной проволокой (одной или несколькими) и электродом большого сечения с пла­ вящимся мундштуком;

3)толщина слоя, наплавляемого при электрошлаковом процессе, не менее 10—12 мм, глубина проплав­ ления основного металла не менее 2—3 мм\

4)режим электрошлаковой наплавки зависит от фор­

мы и размеров наплавляемой детали и толщины слоя и определяется величиной сварочного тока, напряже­ нием при сварке, глубиной шлаковой ванны, диаметром электродной проволоки, количеством электродов, вы­ летом электродной проволоки от мундштука до шлако­ вой ванны («сухой вылет»);

5) электрошлаковая наплавка характеризуется почти полным отсутствием потерь на угар и разбрызгивание, незначительным окислением легирующих элементов п повышенным качеством наплавленного металла (от­ сутствием пор, трещин, шлаковых включений, непрова­ ров и т. п.).

В табл. 58 приведены примерные режимы электро­ шлаковой наплавки износостойкими сплавами плоских, цилиндрических и конических поверхностей.

111

58. Ориентировочные режимы электрошлаковой наплавки некоторых износостойких сплавов

Наплавляемые поверхности, метод наплавки

НАПЛАВКА УГОЛЬНОЙ ДУГОЙ

В настоящее время для' восстановления изношенных зубьев ковшей экскаватора, щек камнедробилок, ко­ зырьков ковшей землечерпалок, деталей почвообраба­ тывающих агрегатов н т. п. иногда применяется на­ плавка угольным электродом.

При этом способе на поверхность детали угольной дугой наплавляются специальные износостойкие спла­ вы, из которых наиболее распространены порошко­ образная смесь У35Х7Г7. По внешнему виду эта смесь представляет собой черно-серый порошок с зернами величиной 1—2 мм. В последнее время во Всесоюзном научно-исследовательском институте твердых сплавов (ВНИИТС) разработаны новые составы наплавочных смесей — улучшенный У35Х7Г7 и КБХ (карбид—борид хрома), состав которых приведен в табл. 59.

59. Состав шихты наплавочных смесей

Изготовление наплавочных смесей несложно: со­ ставляющие компоненты дробят, просеивают через сито и затем смешивают в смесителях.

При наплавке смесыо У35Х7Г7 образуется сплав, со­ стоящий из карбидов хрома, марганца и железа. Смесь КБХ дает в наплавке карбиды и бориды хрома и же­ леза.

Производственные испытания показывают, что изно­ состойкость слоя, наплавленного смесыо КБХ, пре­ восходит износостойкость, полученную при наплавке смесыо У35Х7Г7, в среднем в 1,5 раза как при работе в абразивной среде, так и при работе в условиях

113

ударной нагрузки. Средняя твердость наплавленного слоя следующая:

Новые наплавочные смеси не только более стойки, они еще н относительно дешевы. Расход наплавочной

Наплавка производится электрической дугой постоян­ ного или переменного тока, горящей между угольным электродом и деталью. При наплавке постоянным током при прямой полярности дуга горит более устойчиво и качество формирования валиков наплавляемой поверх­ ности получается значительно лучше. В качестве элек­ тродов используются угольные пли графитовые стержни диаметром 8—16 мм и длиной 200—300 мм. Графито­ вые электроды обладают большей электропроводностью и большей стойкостью против окисления. Применять угольные электроды с сердечником н омедненные не рекомендуется.

В качестве источников тока чаще всего используют обычные сварочные преобразователи для ручной дуго­ вой сварки типа ПС-300, ПС-500, а также сварочные выпрямители и реже трансформаторы.

Ориентировочные режимы наплавки приведены в табл. 60.

60. Примерные режимы наплавки порошкообразных смесей угольной дугой (постоянный ток, прямая полярность)

Подлежащую наплавке поверхность детали предва­ рительно очищают от грязи, ржавчины, окалины и

114

это прокаленная бура) и наплавочную смесь. ■Ширина слоя должна соответствовать ширине рабочей поверх­ ности, а где возможно, то п увеличена на 1020 мм. Если ширина рабочей поверхности значительна, то на­ плавку производят параллельными полосами (швами)

Толщину слоя наплавленного сплава выбирают в за­

На детали, которые затем подвергают механической обработке, наплавляют слой с припуском 1—1,5 мм.

Чтобы предупредить появление трещин," надо обеспе­ чить медленное и равномерное охлаждение наплавлен­ ного слоя. Для этого применяют предварительный по­ догрев деталей до 250—400 °С, а после окончания на­ плавки деталь укрывают асбестом или засыпают песком. При наплавке крупных деталей работа по воз­ можности должна проводиться непрерывно. В случае вынужденных больших перерывов деталь следует ук­ рыть асбестом или песком, как при окончании работы, а при возобновлении наплавки — вновь подогреть.

Во многих случаях детали, наплавленные указанным способом, не требуют механической обработки. При не­ обходимости поверхность может быть обработана шли­ фованием.

115

НАПЛАВКА ТОКАМИ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ

Сущность наплавки состоит в том, что в качестве источника тепла для плавления основного и присадоч­ ного металла используют токи высокой частоты. Индуктор, питающийся от высокочастотного генератора, располагают над наплавляемой деталью, на поверх­ ность которой предварительно наносят слой твердого сплава в виде порошка в смеси с флюсом или в виде пасты. При включении генератора индуктор наводит в поверхностном слое детали токи, которые и нагревают его до плавления, одновременно плавится н шихта, соединяясь с расплавленным основным металлом. Спо­ соб наплавки т. в. ч характеризует существенные пре­ имущества перед другими методами' наплавки, в том числе:

1) чрезвычайно малая глубина проплавления основ­ ного металла (вплоть до долей миллиметра);

2)минимальный и кратковременный нагрев основно­ го металла;

3)возможность наплавки без расплавления твердого сплава (принцип твердой пайки);

4)большая производительность процесса;

5)возможность полной автоматизации процесса;

6)повышение культуры и улучшение условий труда при наплавке.

Благодаря своим преимуществам способ наплавки т. в. ч. находит все большее применение в промышлен­ ности и сельском хозяйстве. В настоящее время этот

генераторы, предназначенные для поверхностной за­ калки типа Л Г-60, ЛГЗ-67 мощностью 60 ква и другие, более мощные.

При оснащении шарошек долот твердый сплав в ви­ де зерен, предварительно смешанный с флюсом, нано­

флюса составляет 3—9% от веса шихты. Слой твердого

116

дого сплава вследствие большого удельного веса по­ гружаются в расплавленный металл детали. После выключения генератора происходит затвердевание ос­ нащенного твердым сплавом рабочего слоя детали.

Т. в. ч. используют также для полуавтоматической наплавки твердых сплавов на рабочие кромки лемехов

типа ГЗ-46 мощностью 60 ква, частотой 200—300 кгц. Наплавляемый лемех 3 устанавливают на подвижной каретке 2'. На кромку лемеха предварительно наносят слой твердого сплава в виде пасты, состоящей из ших­ ты (типа У35Х7Г7, сормлнт или ВИСХОМ-9) и связую­ щего вещества—патоки. Процесс наплавки лемеха длится около 2—2,5 мин. В течение этого времени про­ исходит наплавка режущей кромки лемеха на всей ра­ бочей поверхности площадью около 200 сж2 при ширине 30—35 мм. Толщина наплавленного слоя 1.5—2,5 мм. твердость ■до HRC 54—60.

НАПЛАВКА ГАЗОКИСЛОРОДНЫМ ПЛАМЕНЕМ

При этом способе для плавления основного металла и' присадочных материалов используют тепло, выделяе­ мое при сгорании горючих газов в смеси с кислородом.

Кислород. Для газопламенной обработки применяется

окисления. С горючими газами образует взрывоопасные смеси; при соприкосновении сжатого кислорода с мас­ лами, жирами или мелкодисперсными горючими ве­ ществами (угольная пыль, ворсинки органических ве­ ществ и т. п.) может произойти их самовоспламенение. На рабочие места кислород может подаваться от кислородных установок по трубопроводу под давле­ нием до 30 ат, но наиболее часто рабочие места снаб­

40 л, окрашиваемые в голубой цвет.

Для понижения давления применяют редуктор типа РК-53, позволяющий регулировать давление кислорода на выходе от 1 до 15 ати. Максимальная пропускная способность 60 м3/ч. К баллону редуктор присоединяют накидной гайкой.

Ацетилен и его заменители. В качестве горючего газа наиболее часто применяют ацетилен —химическое со­ единение углерода с водородом (С2Н2). При сгорании в смеси с кислородом дает температуру пламени до

3200 °С.

При нормальных условиях технический ацетилен — бесцветный газ с резким запахом, легче воздуха, 1 м3 весит 1,09 кг. В смеси с воздухом и кислородом обра­ зует взрывчатые смеси.

Для сварки и наплавки ацетилен получают обычно из карбида кальция при разложении его водой. Карбид кальция (СаС2) —твердое вещество серого пли корич­ неватого цвета с удельным несом 2,3—2,8 г/см3. Наи­ более пригоден карбид кальция, поставляемый в кусках грануляции 25—80 мм. Выход ацетилена из техниче­ ского карбида кальция такой грануляции составляет 255—285 л/кг. Так как карбид кальция активно погло­ щает атмосферную влагу и при этом разлагается с вы­ делением ацетилена, хранить его и транспортировать

118