М. И. Разиков, И. А. Толстов «СПРАВОЧНИК МАСТЕРА НАПЛАВОЧНОГО УЧАСТКА»

СПРАВОЧНИК МАСТЕРА НАПЛАВОЧНОГО УЧАСТКА
М., «Машиностроение», 1966. 200с. (стр. 18, 123-126)

М. И. Разиков, И. А. Толстов

ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОГО СПОСОБА НАПЛАВКИ

   При выборе способа восстановления изделия, а также повышения его износостойкости следует учитывать особенности способов наплавки и применимость их к восстановлению тех или иных деталей. Особое внимание при выборе материала наплавки следует уделять тем свойствам наплавленного металла, которые наиболее характерны для работы детали, чтобы прочность и износостойкость ее была выше по сравнению с ненаплавленной деталью.
   Целесообразность применения какого-либо способа наплавки определяется и экономической эффективностью для каждого конкретного способа, для каждой детали. Если принять среднюю стоимость ручной дуговой наплавки за 100%, то автоматическая наплавка под флюсом составит 74%, вибродуговая наплавка — 82%. Средняя стоимость восстановления ручной дуговой наплавкой составляет 25— 35% от стоимости изготовления новых деталей.
   При экономическом расчете выбора способа наплавки должны быть учтены следующие факторы: стоимость восстановления детали наплавкой по сравнению со стоимостью изготовления новой заготовки обычными методами (ковкой, литьем, штамповкой и т. д.); стоимость механической и термической обработки (до наплавки и после) по сравнению со стоимостью обработки новой детали из заготовки; качество выпускаемой продукции (в тех случаях, когда оно зависит от детали, подвергающейся наплавке);
затраты на эксплуатацию и ремонты машины или агрегата за длительные периоды времени до и
после применения наплавляемых деталей; изменение их производительности;
влияние наплавки на расход дефицитных материалов;
организация труда и механизации наплавочных работ.
   Особого внимания при выборе рационального способа наплавки требует электросварочное оборудование. Некоторые металлы и сплавы можно наплавлять только определенным способом. В то же время многие способы наплавки требуют специализированного оборудования.

Техника наплавки

   Наплавку ведут правым способом в нижнем положении пламенем с избытком ацетилена.
   При этом впереди слева направо перемещают горелку, за ней — присадочную проволоку. Пламя направлено непосредственно на жидкую ванну металла и формирующийся сварной шов, благодаря чему достигается наилучшая защита металла шва от воздуха и обеспечивается медленное охлаждение его. Место наплавки предварительно подогревают горелкой с наклоном ее под углом 30—60° при расстоянии горелки от поверхности наплавки 15—20 мм. Затем пламя подводят на расстояние 3—5 мм, вводят в пламя конец присадочного стержня и доводят наплавляемую поверхность до состояния «запотевания», т. е. до расплавления чрезвычайно топкого поверхностного слоя (0,1 мм). На конце присадочного стержня образуется капля расплавленного металла, которая, отделившись от стержня, растекается по поверхности детали.
   В процессе наплавки необходимо следить за характером пламени. Нельзя приближать и вводить ядро пламени в ванну, необходимо стремиться избегать длительных перегревов ванны и полностью доводить пруток до раскаленного состояния.
   В случае вынужденного перегрева горелку нужно медленно отводить кверху по спирали, чтобы пламя продолжительное время омывало уже наплавленные участки. Формирование шва зависит от давления газового потока пламени, движения конца присадочной проволоки, силы тяжести капли, силы поверхностного натяжения расплавленного металла. Для получения лучшего формирования шва и качества наплавки рекомендуется перемешивать ванну концом присадочного прутка. В начале наплавки угол наклона достигает 80°, а в процессе наплавки несколько уменьшается.
   Угол наклона мундштука горелки зависит от толщины наплавляемого металла и его теплофизических свойств. Чем больше толщина металла, чем выше теплофизические свойства металла (температура плавления и теплопроводность), тем большим должен быть угол наклона горелки. Диаметр присадочной проволоки зависит от толщины наплавляемого металла и от мощности газового пламени.
   При наплавке детали толщиной более 16 мм диаметр присадочной проволоки составляет 6—8 мм. В качестве присадки применяют сплавы сормайт-1, сормайт-2, карбиды вольфрама, стеллит. Для предупреждения короблений и ослабления внутренних напряжений наплавку рекомендуется вести обратно — ступенчатым способом от большего сечения к меньшему. При наплавке необходимо применять теплоотводящие медные пластины-подкладки и соответствующие зажимные приспособления.
   При наплавке деталей с топкими стенками или острыми кромками рекомендуется во избежание их оплавления подогревать более тщательно и медленно наконечниками меньших номеров. После наплавки детали необходимо медленно охладить в песке или печке.

Таблица 1 Режимы наплавки

Режимы газовой наплавки твердых сплавов

Сплав	Марка	Диаметр присадки в мм	Толщина наплавляомого слоя		Теапература предварительного подогрева
			для ударной нагрузки	для истирающей нагрузки
Карбиды вольфрама Стеллит	Т3 ВК1 ВК2	6 (трубка, толщина стенки 0,5) 5-7(стержень)	2,3-3,0 1,5-2,0	4-8 -	500-750 -

   Средне- и высокоуглеродистые стали при наплавке склонны к трещинообразованию. Детали толщиной 3—5 мм наплавляют без предварительного подогрева. Углеродистые стали, содержащие более 0,4% С, рекомендуется подогревать перед наплавкой до 250—350° С. После наплавки следует применять высокий отпуск при 750—800° С с последующим охлаждением в песке.
   Хромистые стали с содержанием хрома 12—14% также склонны при наплавке к трещинообразованию. Чтобы избежать перегрева стали, наплавку проводят пламенем пониженной мощности. При наплавке этих сталей удельный расход ацетилена на 1 мм толщины берут не более 70 л/ч.
   Применение предварительного подогрева перед наплавкой снижает опасность трещинообразования. После наплавки рекомендуется термическая обработка.

Таблица 2 Флюсы для газовой наплавки твердых сплавов

Наименование составляющих	Химическое обозначение	ГОСТ	Номер флюса
			1	2	3
			Содержание составляющих в % и по весу
Бура Бикорбонат натрия Кремнезем Углекислый натрий Двууглекислый натрий	Na₂B₄O₇ NaHCO₃ SiO₂ Na₂CO₃ NaHCO₃	8429-57 2156-52 - - -	100 - - - -	50 47 3 - -	- - - 50 50

Таблица 3 Толщина наплавленного слоя деталей сормантом

Наименование изделия	Рекомендованная толщина наплавляемого слоя в мм
Наименование изделия	сормайт 1	сормайт 2
Режущие части обрезных матриц,ножей,пресс-ножниц, пуансонов и т. д.	1,5-2,5	До 5,0
Детали, работающие на истирание со значительной нагрузкой; формовочные,вытяжные, высадочные матрицы и пуансоны,центры станков	2,5-3,5	До 7,0
Ролики фасонные, пропуски прокатных станов	2,2-3,0	До 6,5
Детали, работающие на истирание с незначительной нагрузкой: обжимные матрицы и пуансоны, направляющие планки, ролики, ползуны станков и т. д	3-4,5	Не наплавляются
Детали, работающие с минимальной нагрузкой: гибочные матрицы и пуансоны, ножи бесцентрово-шлифовальных станков, направляющие плитки и т. д	До 6,0	Не наплавляются

   Для получения износостойкости наплавки применяют сплавы сормайт-1 и сормайт-2.
   Состав флюсов, применяемый для газовой наплавки, приведен в табл. 2.
   Толщина наплавляемого слоя сормайта в зависимости от условий работы, включая припуск на механическую обработку, указана в табл. 3.

ДЕФЕКТЫ НАПЛАВЛЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ И ПРИЧИНЫ ИХ ПОЯВЛЕНИЯ

   По своему характеру дефекты делят на внутренние, не обнаруживаемые внешним осмотром, и наружные, которые выявляются при визуальном осмотре наплавленной детали.
   К внутренним дефектам относятся непровар, трещины, пористость, шлаковые включения.
   Непровар — отсутствие сплавления, т. е. структурной связи между прилегающими один к другому объемами металла. Непровар может быть между основным и наплавленным металлом, а также между отдельными слоями наплавленного металла.
   Причинами непровара могут быть плохая подготовка поверхности, подлежащей наплавке, наличие на ней окалины, ржавчины, краски, шлака, масла и других загрязнений; недостаточная тепловая мощность дуги; блуждание или отклонение дуги под влиянием магнитных полей (особенно при наплавке на постоянном токе); неудовлетворительное качество сварочных материалов; нарушение электрических характеристик наплавочных установок; колебания силы сварочного тока и напряжения на дуге в процессе наплавки.
   Непровар является недопустимым дефектом в изделиях, работающих при вибрационной нагрузке. В этом случае по кромкам непроваров возникает концентрация напряжений, которая и вызывает разрушение металла.
   Трещины — частичное местное разрушение наплавленного изделия. Создавая в шве несплошности, трещины вызывают понижение статической прочности и вследствие местной концентрации напряжений резко снижают динамическую и вибрационную прочность наплавленной детали.
   Причинами образования трещин могут быть наплавка деталей из конструкционных легированных сталей в жестко заделанных контурах; глубокий провар детали из толстолистовой кипящей стали вследствие повышенного содержания серы, ликвирующей в толще металла при кристаллизации наплавленного металла; высокая скорость охлаждения при наплавке углеродистых сталей, склонных к закалке на воздухе; применение высокоуглеродистой электродной проволоки при наплавке конструкционной легированной стали; малый коэффициент формы провара (глубокие и узкие швы) при автоматической наплавке под флюсом; выполнение наплавочных работ при низких температурах,

Литература

   1. Грохольский Н.Ф. Восстановление деталей машин и механизмов сваркой и наплавкой. М.,Машгиз, 1962.
   2. Алов А.А. Электрды для дуговой сварки и наплавки. М., Воениздат, 1957.
   3. Алов А.А. Основы теории процессов сварки и наплавки. М., Изд-во "Машиностроение", 1964.
   4. Баранов М.С. Восстановление автомабильных и тракторных деталей сваркой и наплавкой. М.,Воениздат, 1947.
   5. Пацкевич И.Р. Вибродуговая наплавка. М., Машгиз, 1958.

СПРАВОЧНИК МАСТЕРА НАПЛАВОЧНОГО УЧАСТКА
М., «Машиностроение», 1966. 200с. (стр. 18, 123-126)