Особенности техники наплавки

Основными особенностями наплавки являются: незна­чительное перемешивание наплавляемого слоя с основ­ным металлом (для обеспечения заданного химического состава слоя и предотвращения трещин); малая зона тер­мического влияния; минимальные деформации и напря­жения. Все это обеспечивается за счет уменьшения глуби­ны проплавления путем регулирования параметров режи­ма, а также использования различных технологических приемов.

Основными элементами режима дуговой наплавки яв­ляются: сила сварочного тока, напряжение и скорость пе­ремещения дуги, вылет и число электродов, шаг наплав­ки, а также смещение электрода с зенита при наплавке тел вращения.

Тип электрода выбирают в зависимости от сплава ме­талла, который необходимо наплавлять. Диаметр элект­рода зависит от толщины и формы изделия, простран­ственного положения наплавляемой поверхности.

Для получения минимальной глубины проплавления основного металла электрод наклоняют в сторону, обрат­ную направлению наплавки.

Наплавку обычно ведут постоянным током, обеспечи­вающим высокую стабильность процесса. Сила сварочно­го тока при наплавке зависит от скорости подачи электро­да. С увеличением скорости подачи возрастает сила сва­рочного тока, а следовательно, и производительность на­плавки. Однако с возрастанием силы сварочного тока увеличивается глубина проплавления и доля основного металла в наплавленном. Кроме того, образуются узкие и высокие валики, ухудшается формирование наплавлен­ного шва. Поэтому сила сварочного тока ограничивается условиями качества наплавки.

При увеличении диаметра электрода уменьшается глу­бина проплавления и увеличивается ширина наплавлен­ного валика.

Напряжение дуги определяет форму наплавленного валика; при его повышении увеличивается ширина и уменьшается высота валика, возрастает длина дуги и усиливается окисляемость легирующих примесей, осо­бенно углерода.

Для наплавки используют электроды диаметром 3-6 мм. При толщине наплавленного слоя менее 1,5 мм при­меняют электроды диаметром 3 мм, при большей - диа­метром 4-6 мм. Для обеспечения минимального проплавления основного металла при достаточной устойчивости дуги плотность тока должна составлять 11-12 А/мм².

Наплавка должна производиться без перерыва горения дуги, смена электрода должна быть быстрой, а после по­вторного возбуждения дуги металл кратера нужно хорошо переварить и только после этого продолжать наплавку.

При наплавке каждый последующий валик должен пе­рекрывать предыдущий валик на величину, равную при­мерно половине ширины шва (рис. 15.2). При большом шаге наплавки доля основного металла в шве велика и не­обходимая твердость наплавленного слоя не обеспечивает­ся. С уменьшением же шага наплавки уменьшается пере­ход примесей из основного металла в шов и химический состав наплавленного металла становится близким к со­ставу электродной проволоки.

Техника наплавки предусматривает различные при­емы ведения работ при наплавке тел вращения, плоских поверхностей и деталей сложной формы (рис. 15.3). Цель одна - получение качественного наплавленного слоя за­данных свойств и минимальная деформация изделия.

Рис. 15.2. Схема наплавки валиков при разной величине шага на­плавки:

а - большой шаг; о - малый шаг; т - шаг наплавки, е - ширина шва

При наплавке круглых деталей электрод смещают от­носительно вертикальной оси, проходящей через центр вращения, в сторону, противоположную вращению дета­ли. Смещением электрода предотвращают стекание на-

плавляемого металла и шлака. При наплавке тел враще­ния это достигается ведением непрерывного процесса по винтовой линии с перекрытием последующим валиком предыдущего. При наплавке по винтовой линии обеспечи­ваются непрерывность процесса, более высокое качество наплавки и меньшая деформация наплавляемой детали.

Наплавку плоских деталей и поверхностей сложной формы производят с минимальным проплавлением основ­ного металла.

Рис. 15.3. Схемы выполнения наплавки:

а - наплавка вала по образующей; б - наплавка вала по спирали горизонталь­ным швом на вертикальной плоскости; в - наплавка вращающегося вала по спирали горизонтальным швом в нижнем положении; г - наплавка ручьев прокатных валков разных типов

Предварительный подогрев обрабатываемой детали до 200-250 °С уменьшает склонность наплавленного металла к образованию трещин. Для предотвращения образования трещин при наплавке и охлаждении обрабатываемые дета­ли целесообразно подогреть перед наплавкой до 300-600 °С и сохранять такую температуру до завершения наплавки. Затем наплавленные детали следует медленно охладить.

После наплавки обычно производят термообработку. Цель термической обработки деталей после наплавки -устранение внутренних напряжений и получение металла с определенными структурой и свойствами. Основными видами термической обработки являются отжиг, норма­лизация, закалка и отпуск.