книги / Ремонт подъемных кранов

Таблица 3.4

Присадочные проволоки для наплавки сталей

Примечании: Нп-ЗОХЗВА содержит 0,15...0,20 % молибдена

Кроме тянутой проволоки, для сварки и наплавки исполь­ зуется порошковая проволока, представляющая собой сталь­ ную трубку, заполненную порошкообразной шихтой, состоя­ щей из металлического компонента и флюса. Наиболее широ­ ко используются порошковые проволоки диаметром 1,6...1,8мм. Порошковые проволоки предназначены для ме­ ханизированной сварки и наплавки сталей чугунов как с до­ полнительной защитой от кислорода воздуха флюсом или га­ зом, так и без защиты. Порошковые проволоки для сварки и наплавки сталей принято обозначать символом ПП с указани­ ем далее марки материала, например ПП-ЗХ13 — 0 порошко­ вая проволока (для механизированной наплавки стальных деталей, работающих в условиях трения металла о металл). Основные марки порошковых проволок: ПП-АН1 для сварки низкоуглеродистых сталей; ПП-АНЗ для сварки низкоуглеро­ дистых и низколегированных сталей в нижнем положении; ПП-АН7 для сварки тех же сталей любых пространственных положений; ПП-200Х10Г80 для наплавки деталей работаю­ щих в условиях износа и удара; ПП-25Х5ФМС для наплавки детали, работающих в условиях циклических термических

нагрузок и изнашивание; ПП-У20Х12ВФ для наплавки дета­ ли, работающих в условиях износа и удара. По составу сер­ дечника порошковые проволоки делятся на рутил органичес­ кий, карбонатно-флюоритные, флюоритные и рутиловые.

Наиболее часто применяются проволоки ПП-АН1, ПП-АНЗ, ПП-АН7. В качестве органического компонента в них служат целлюлоза или крахмал. Преимущество порошковых прово­ лок является возможность регулирования в широких преде­ лах химического состава металла шва за счёт подбора шихты. В таблице 3.5 приведены характеристики некоторых порош­ ковых проволок для сварки и наплавки стальных деталей.

Для сварки используются также проволоки сплошного сечения, изготовленные из порошков, с покрытиями различ­ ного состава.

Существуют порошковые проволоки, предназначеные спе­ циально для сварки чугунных деталей. Они обозначаются символом ППЧ (таблица 3.5)

Таблица 3.5

Порошковые проволоки для сварки и наплавки сталей

Для газопламенной сварки и наплавки сталей и чугунов могут быть использованы различные порошки, марки и хи­ мический состав которых указаны в таблице 3.6.

Для сварки чугунных деталей электродуговой и газопла­ менной сваркой используются чугунные прутки, марки и химический состав которых приведены в таблице 3.8.

буждения и поддержания электрической дуги. При полуав­ томатической сварке и наплавке механизирована только по­ дача электрода.

На ремонтных предприятиях получили широкое распрос­ транение сварка и наплавка под слоем флюса, вибродуговая наплавка, сварка и наплавка в среде углекислого газа, свар­ ка и наплавка порошковой проволокой и др.

Сварка и наплавка деталей под слоем флюса. Способ свар­ ки под слоем флюса разработан в Институте электросварки АН УССР под руководством Е.О. Патона (1940). Сварка и наплавка под слоем флюса может быть автоматической и полуавтоматической.

Автоматическая сварка и наплавка под слоем флюса зак­ лючается в следующем. Электродная проволока 6 (рис. 3.14) через мундштук 5 непрерывно подается специальным роли­ ковым устройством в зону наплавки, а из бункера 4 поступа­ ет слоем 30-50 мм гранулированный флюс. Наплавляемая цилиндрическая деталь 1 вращается по часовой стрелке, а наплавочная головка вместе с электродом перемещается вдоль оси детали, обеспечивая наплавку шва по винтовой линии. Дуга 7 горит под жидким слоем (оболочкой) 2 расплавленно­ го флюса в газовом пространстве 3, образуемом при непре­ рывном горении дуги. Оболочка расплавленного флюса пре­ дохраняет расплавленный металл от вредного действия кис­ лорода и азота воздуха, уменьшает разбрызгивание расплава металла, улучшает качество формирования наплавляемого шва 9. При остывании расплава флюса образуется шлаковая корка 8, которая замедляет охлаждение наплавленного шва, улучшая условия его кристаллизации.

При наплавке цилиндрических деталей для предотвраще­ ния стекания расплавленного металла электрод смещают от оси вращения вала на размер а в сторону, противоположную направлению вращения. Наплавляемые тела вращения дол­ жны иметь диаметр не менее 40 мм, предпочтительно свыше 60 мм. После наплавки затвердевшую шлаковую корку уда­ ляют металлической щёткой.

Рис. 3.14 Автоматическая сварка и наплавка под слоем флюса

Наплавку производят на постоянном токе при обратной полярности с использованием сварочного генератора и очень редко на переменном токе, так как колебания напряжения в сети влияют на качество наплавленного слоя. Для наплавки применяют наплавочные головки различных конструкций (А-580М, ПАУ-1, А-482 и др.). Наплавку тел вращения осу­ ществляют на токарном станке с редуктором, уменьшающим частоту вращения шпинделя до 0,25-4 об/мин. Наплавоч­ ную головку размещают на суппорте станка. Сочетание вра­ щения детали и продольного перемещения суппорта обеспе­ чивает наплавку слоя по винтовой линии.

В качестве электродов используют проволоку диаметром 1-2,5 мм. При наплавке деталей из стали марки 20 хорошие результаты даёт проволока из малоуглеродистой стали Св.-08, Св.-08А и Нп-30, при наплавке деталей из стали 35 и 45 — среднеуглеродистая проволока марок Нп-40 и Нп-50 (твёр­ дость наплавленного металла НВ 187-192). Детали из сталей ЗОХ, 35Х и 40Х наплавляют с помощью электродной прово­ локи Нп-ЗОХГСА, Нп-2Х24, Нп-ЗХ13 и др.

При сварке и наплавке применяют плавленые и керами­ ческие (неплавленые) флюсы. Плавленые флюсы по хими­ ческому составу делят на два вида: высококремнистые мар­ ганцовистые марок АН-348А, ОСЦ-45 и АН-60 и низкокрем­ нистые безмарганцовистые марок АН-20 и АН-30. Плавле­ ные флюсы обеспечивают устойчивое горение электрической дуги, хорошее формирование сварочных валиков, обладают высокими защитными свойствами, но не содержат легирую­ щих элементов.

Керамические флюсы представляют собой механическую смесь зернистой массы шлакообразующих и раскисляющих материалов, порошков металлов и ферросплавов (ферро­ хром, ферротитан и др.), легирующих наплавляемый ме­ талл. Эти порошки соединяют жидким стеклом, измельча­ ют и прокаливают 2-3 ч при температуре 300-400 °С. Наи­ более распространены керамические флюсы АНК-18, АНК-19 и ЖСН.

С целью получения у наплавленного слоя требуемых свойств применяют следующие способы легирования', через электродную проволоку, через порошковую проволоку, че­ рез флюс и комбинированный способ.

Прй легировании через электродную проволоку использу­ ют высокоуглеродистую или легированную проволоку, а на­ плавку ведут плавленым флюсом. Например, при наплавке детали проволокой Нп-65 под флюсом АН-348А наплавлен­ ный слой имеет твёрдость 280-300 НВ, при наплавке прово­ локой Нп-ЗОХГСА под флюсом АН-20 — 310-320 НВ. Этот способ легирования получил широкое распространение.

При легировании через порошковую проволоку наплавку ведут с флюсами АН-348А и АН-20. Порошковая проволока представляет собой свёрнутую из стальной ленты трубку ди­ аметром 2-3 мм, внутренняя полость которой заполняется механической смесью порошков железа, ферросплавов, гра­ фита и других компонентов. Недостаток способа — значи­ тельная стоимость проволоки и получение наплавленного слоя с неравномерной структурой.

При легировании через флюс применяют низкоуглеродис­ тую проволоку Св.-08 при наплавке под слоем легированного керамического флюса. Этот способ не получил широкого рас­ пространения из-за образования пористого шва.

Комбинированный способ легирования, получивший ши­ рокое распространение, заключается в легировании металла одновременно через проволоку и флюс.

Режим наплавки под слоем флюса оказывает большое вли­ яние на производительность процесса и качество наплавлен­ ного металла. Параметры режима наплавки: диаметр элект­ родной проволоки, сила сварочного тока, напряжение дуги, скорость подачи проволоки, скорость наплавки, вылет элек­ трода, смещение электрода, шаг наплавки.

Диаметр электродной проволоки зависит от требуемой тол­ щины наплавляемого слоя. Обычно электродная проволока имеет диаметр 1,6-2,5 мм.

Сила сварочного тока влияет на глубину проплавления основного металла, размеры валика и на производительность процесса. Силу сварочного тока (в А) можно определить по

где d3— диаметр электрода, мм.

Напряжение при сварке и наплавке под слоем флюса при­ нимают 25-30 В, что способствует хорошему формированию сварочного валика.

Скорость подачи проволоки зависит от диаметра электро­ да и силы тока и колеблется в пределах 75-180 м/ч.

Скорость наплавки находится в пределах 12—45 м/ч. Уве­ личение скорости наплавки приводит к уменьшению глуби­ ны проплавления и ширины наплавленного валика.

Вылет электрода колеблется от 10 до 25 мм и зависит от силы тока.

Смещение электрода от зенита зависит от диаметра дета­ ли: для деталей диаметром 50-150 мм оно составляет 3-8 мм.

Шаг наплавки принимают из расчёта перекрытия валиков на 1/3 их ширины. Обычно шаг наплавки составляет 3—6 мм.

Автоматическая наплавка под слоем флюса имеет ряд пре­ имуществ перед ручной: высокая производительность про­ цесса благодаря применению более высоких плотностей тока

иувеличению коэффициента наплавки; получение высоко­ качественного покрытия вследствие хорошей защиты дуги от окружающей среды и устойчивости процесса в связи с его автоматизацией; возможность получения наплавленного слоя большой толщины (до 5 мм и более); экономичность процес­ са в связи с резким уменьшением потерь электродного ме­ талла и отсутствием потерь электроэнергии на излучение тепла

исвета; возможность получения наплавленного металла с вы­ сокими физико-механическими свойствами в результате его легирования; облегчение условий работы сварщика. Недостат­ ки наплавки под слоем флюса: трудность наплавки цилинд­ рических деталей диаметром менее 45 мм, так как расплав­ ленный флюс и шлак стекают с наплавленного слоя, не ус­ пев затвердеть; относительно высокая стоимость применяе­ мых флюсов.

Полуавтоматическая сварка и наплавка под слоем флю­ са. При восстановлении деталей сложной конфигурации и при небольших объёмах наплавочных работ применяют по­ луавтоматическую наплавку и сварку под слоем флюса. На рисунке 3.15 показана конструктивная схема головки для полуавтоматической наплавки. Головку сварщик удержива­ ет за держатель 4 и при наплавке перемещает её вручную, а электродная проволока подаётся специальным механизмом через гибкий шланг длиной 3 м и более и мундштук 1. Регу-