Наплавочные электроды для восстановления и упрочнения поверхностей
Наплавочные электроды предназначены для дуговой наплавки изношенных деталей и нанесения защитных слоев с заданными эксплуатационными свойствами. Материал стержня и покрытие подобраны так, чтобы обеспечить химический состав наплавленного металла, устойчивый к абразивному истиранию, ударным нагрузкам, коррозии и высоким температурам. Применяются для восстановления посадочных мест валов, зубчатых колес, ковшей экскаваторов, ножей дробилок, штампов и других элементов горнодобывающего, металлургического и цементного оборудования.
Классификация по типу наплавленного слоя
По условиям эксплуатации упрочненной поверхности электроды разделяют на несколько групп. Для деталей, работающих в условиях интенсивного абразивного износа без значительных ударных нагрузок, используют материалы с высокой твердостью от 50 до 62 HRC. Для узлов, испытывающих сочетание абразивного истирания и ударов, применяют наплавку с твердостью от 40 до 50 HRC, обладающую повышенной вязкостью. Для восстановления деталей из низкоуглеродистых и низколегированных сталей, работающих при умеренных нагрузках, подходят электроды, обеспечивающие твердость от 25 до 35 HRC и хорошую обрабатываемость резанием.
Технологические особенности наплавки
Наплавку выполняют на постоянном токе обратной полярности или переменном токе. Рекомендуемый сварочный ток зависит от диаметра электрода и типа покрытия. Для электродов диаметром 3 мм рабочее значение тока составляет от 90 до 130 А, для диаметра 4 мм от 140 до 190 А, для диаметра 5 мм от 190 до 240 А. Перед наплавкой поверхность детали очищают от загрязнений, масла и окалины. Для ответственных узлов требуется предварительный подогрев до температуры от 200 до 350 C, особенно при наплавке на высокоуглеродистые и легированные стали, чтобы исключить образование трещин в зоне термического влияния.
Наплавку выполняют короткой дугой с минимальным разбрызгиванием. Для снижения доли основного металла в наплавленном слое применяют многопроходную наплавку с перекрытием каждого валика на 3040%. При восстановлении валов и осей наплавку ведут по винтовой линии с шагом, равным 0,81,2 диаметра электрода. После наплавки детали, работающие при высоких контактных нагрузках, подвергают механической обработке до требуемых размеров.
Химический состав и структура наплавленного металла
Наплавленный металл легирован хромом, марганцем, кремнием, молибденом и ванадием. Содержание углерода варьируется от 0,3 до 4,5% в зависимости от марки. Высокоуглеродистые сплавы формируют карбидную структуру, обеспечивающую максимальную стойкость к абразивному износу. Низкоуглеродистые составы с повышенным содержанием марганца (до 14%) обладают высокой ударной вязкостью и склонностью к наклепу при эксплуатации.
| Марка | Твердость, HRC | Ток, А | Диаметр, мм | Основное применение |
|---|---|---|---|---|
| Т-590 | от 54 до 60 | от 140 до 190 | 4 | Ковши экскаваторов, ножи дробилок |
| Т-620 | от 50 до 56 | от 160 до 220 | 5 | Зубья ковшей, лопасти смесителей |
| ОЗН-7 | от 28 до 34 | от 120 до 170 | 4 | Валы, оси, шестерни |
| ЦН-14 | от 40 до 48 | от 130 до 180 | 4 | Штампы, матрицы, ножи холодной резки |
Условия эксплуатации наплавленных деталей
Наплавленные поверхности сохраняют работоспособность при температуре от 40 до +450 C. Для горячих штампов и прокатных валков применяют специальные марки с добавлением молибдена и вольфрама, сохраняющие твердость при нагреве до 600 C. Детали, наплавленные высокохромистыми электродами, устойчивы к воздействию слабых кислот и щелочей, что позволяет использовать их в химическом оборудовании и системах гидротранспорта абразивных пульп.
Подготовка поверхности и контроль качества
Перед наплавкой поверхность детали обтачивают или зачищают до металлического блеска. Трещины и раковины удаляют механическим способом с последующей заваркой. После наплавки контролируют твердость поверхности, отсутствие трещин и пор. При необходимости выполняют ультразвуковой контроль зоны сплавления. Допустимая толщина наплавленного слоя за один проход составляет от 2 до 5 мм, при многослойной наплавке суммарная толщина может достигать 20 мм.
Вопросы и ответы (FAQ)
Какие электроды выбрать для наплавки валов?
Для восстановления валов и осей применяют электроды типа ОЗН-7, обеспечивающие твердость от 28 до 34 HRC. Наплавленный слой хорошо обрабатывается резанием и выдерживает умеренные контактные нагрузки.
Нужен ли подогрев перед наплавкой?
Для деталей из высокоуглеродистых и легированных сталей предварительный подогрев до температуры от 200 до 350 C обязателен. Это предотвращает образование холодных трещин в зоне термического влияния.
Какой ток использовать для электродов диаметром 4 мм?
Рабочий ток для электродов диаметром 4 мм составляет от 140 до 190 А при постоянном токе обратной полярности. Точное значение зависит от марки электрода и пространственного положения наплавки.
Можно ли наплавлять электродами чугунные детали?
Для наплавки чугуна используют специальные электроды с графитовым или основным покрытием. Обычные наплавочные электроды для сталей не подходят из-за высокого содержания углерода в чугуне, что приводит к отбеливанию и трещинам.
