Питання для повторення вивченого матеріалу:
1. Що таке наплавлення
2. Що в себе включає ручний вид наплавлення?
3. Які види наплавлення існує?
4. Які матеріали для наплавлення?
5. Яке значення наплавлення?
у важких умовах – тертя металу об метал із присутністю абразиву. Термін експлуатації катків становить приблизно 10% від терміну експлуатації самих гусеничних машин. Заміна цих
деталей є високовартісною та пов’язана з вартістю металу та затратами на їх виготовлення,
тому більш доцільним є їх ремонт.
У ході ремонту зазвичай відновлюють первинні розміри та властивості поверхні деталей.
Найефективнішим методом відновлення деталей є наплавлення робочої поверхні, оскільки
вага наплавленого металу зазвичай не перевищує декількох відсотків від ваги виробу [1].
Відновлювальне наплавлення, крім відновлення геометричних розмірів деталей, забезпечує також отримання нових властивостей поверхонь.
Покриття, отримані шляхом наплавлення, характеризуються відсутністю пор, високим значенням модуля пружності та міцності на розрив. Міцність з’єднання цих покриттів з основою є співмірною з міцністю матеріалу деталі.
Наплавлення зношених поверхонь займає провідне місце у відновленні деталей внаслідок своєї універсальності, оскільки дає можливість отримувати шари з високою продуктивністю будь-якої товщини, різного хімічного складу та з високими фізико-механічними властивостями.
Технологічні особливості електродугового наплавлення застосовують з метою послаблення небажаних супутніх явищ, таких як окислення металу, поглинання азоту, вигоряння
легуючих домішок та нагрівання деталі вище температури фазових перетворень.
Найбільш поширеним є метод електродугового наплавлення під шаром флюсу [2], що
забезпечує високу продуктивність процесу та якість наплавлення. Так як робочі поверхні катків мають зношення понад 3-4 мм, то їх наплавлення проводять, як правило, в декілька шарів,
що суттєво збільшує трудомісткість процесу і його продуктивність.
Багато ремонтних підприємств застосовують методику так званого двошарового наплавлення катків: перший підшар – м’який (зварювальним дротом Св–08 Г2С), а наступні – тверді (порошковим дротом). Перед наплавленням катки підігрівають до температури 300°С, а після наплавлення повільно охолоджують в печі, нагрітій до 300°С. Відтак здійснюють механічну обробку до номінальних розмірів. Метал, наплавлений порошковим дротом, володіє високою твердістю після наплавлення – 50–55 HRC. Цей метод забезпечує високу якість, проте є досить трудомістким та малопродуктивним. Також існує метод дугового наплавлення
під шаром флюсу з додатковим введенням присаджувального матеріалу у вигляді «крупки» зі
спеціального бункера – дозатора – у певних кількостях каналом на виліт електродного дроту [3]. Цей метод збільшує продуктивність наплавлення майже удвічі, але потребує додаткових затрат на виготовлення присаджувальної «крупки» на спеціальних подрібнювальних верстатах. Також у процесі наплавлення, крім контролю за подаванням дроту, необхідний контроль за подаванням додаткової присадки на виліт електрода. Отже, для відновлення опорних катків з
великим ступенем зношування поверхні, авторами пропонується метод електродугового наплавлення самозахисним порошковим дротом з використанням додаткового присаджувального
матеріалу, що вводиться в зварювальну ванну.
Основними перевагами цього способу є можливість наплавлення циліндричних поверхонь з
використанням простого обладнання та нескладних пристроїв, а також забезпечення високої
продуктивності процесу наплавлення поверхонь з великим ступенем зношування за один
прохід. Суть запропонованого способу полягає у введенні в зварювальну ванну, яка утворюється при плавленні самозахисного порошкового дроту ПП-АН170 та наплавлюваного металу, додаткового присаджувального дроту Св-08Г2С (рис. 1).
Введення додаткової присадки збільшує об’єм наплавленого металу у процесі наплавлення за один прохід, практично не змінюючи технологічних властивостей наплавлюваного шару порівняно з двошаровим наплавленням.
При дуговому наплавленні деталей завдання отримання широкого шару за один прохід,
вирішується шляхом нарощування «гребінкою» – нанесенням паралельно розташованих наплавлених валиків. Оскільки форма наплавлюваної поверхні катка є циліндричною то, це дещо спрощує вибір обладнання.
Електродугове наплавлення циліндричних деталей зазвичай проводиться на спеціалізованих установках, які складаються з обертача для закріплення та обертання деталі, а також зварювальної головки з механізмом переміщення її відносно цієї деталі. Зварювальна головка складається із механізму подавання дроту, із плавною зміною швидкості подачі електродного дроту, мундштука для підведення струму до наплавлювального дроту та флюсового апарату.
Наплавлення катків проводилось на спеціалізованій установці, обладнаній зварювальною
головкою А-1406. Для введення додаткового присаджувального дроту в зварювальну ванну
подавальний механізм зварювальної головки був обладнаний додатковими роликами та направляючим мундштуком. Найбільш поширеним є наплавлення на
постійному струмі, так як воно сприяє отриманню більш високої стабільності та якості
процесу. Джерелом постійного струму слугує універсальний зварювальний випрямляч ВДУ-
506, що має пологопадаючу та жорстку зовнішні характеристики, розраховані на номінальний
струм до 500 А [4].
У процесі наплавлення зазвичай використовують обернену полярність: на деталь подається від’ємний потенціал, а на електрод – додатній, що зменшує нагрівання деталі та дає
змогу більш раціонально використовувати теплоту.
Перед наплавленням катки ретельно зачищають від масла, бруду, іржі. Якість поверхні
наплавленого шару значною мірою визначається режимом наплавлення. У випадку правильного вибору режиму наплавлена поверхня буде гладкою, а це зменшує трудомісткість подальшої механічної обробки, або виключає її. Параметри режиму наплавлення катків наведені в табл. 1.
Оскільки діаметр катків незначний, а швидкість переміщення дуги є досить високою, з метою запобігання витіканню рідкого металу потрібно зміщувати електрод із зеніту у бік,
протилежний напрямку обертання на 10 мм [5].
Хімічний склад основного та наплавлювальних матеріалів, технологія наплавлення, термічний цикл мають вирішальне значення при формуванні структурного стану шару наплавленого металу. Формування мікроструктури в зоні сплавлення пов’язане зі ступенем проплавлення і змішуванням основного та наплавлювальних матеріалів, а також з процесами дифузії вуглецю на границі сплавлення [6].
У процесі наплавлення відбувається зміна хімічного складу поверхневого та приповерхневого шарів металу – легування. Самозахисні порошкові дроти типу 220Т6Р6Х2НС мають систему легування Cr-B-Si-Ti. В цьому випадку сформована мікроструктура має вигляд ледебурита із залишковим аустенітом і дрібними карбідами. Матрицею слугує ледебурит із залишковим аустенітом. Карбідна фаза складається з карбоборидів М23(С,В)6, що містять Fe, Cr, Ti, Si (рис. 2).
Для одного і того ж легуючого елемента стійкість карбідів в залізовуглецевих сплавах визначається співвідношенням його кількості до вмісту вуглецю. Чим більшим є це співвідношення, тим більша частка цього елемента в складі карбіду і тим більша його стійкість. Навуглецювання основного металу відбувається, в твердому стані за температури, вищої АС3, коли основний і наплавлюваний метали мають аустенітну структуру. Як правило, розчинені метали, що володіють більшою спорідненістю з вуглецем, ніж елемент, який є основним в карбіді, підвищують стійкість карбідів, і навпаки, у випадку розчинення в карбіді елементів з меншою спорідненістю з вуглецем, ніж основний елемент, стійкість карбідів зменшується.
З метою перевірки фізико-механічних властивостей відновлених деталей були проведені металографічні дослідження катків, а також була заміряна твердість наплавленого шару.
Результати проведених досліджень свідчать, що за наведеною технологією та встановленому
термічному циклі наплавлення із використанням вказаних матеріалів структура наплавленого шару не змінюється, а також досягається твердість наплавленого шару 63…67 HRC без
додаткової наступної термічної обробки.
Відновлення опорних катків дуговим наплавленням порошковим дротом з введенням
додаткової присадки має такі переваги над дуговим наплавленням під флюсом:
– більш раціональне використання тепла зварювальної дуги;
– збільшення удвічі продуктивності процесу дугового наплавлення за незмінних фізикомеханічних властивостей наплавленого шару;
– зменшення трудомісткості процесу;
– зниження витрати електроенергії на одиницю маси наплавленого металу в 1,5-1,7 рази;
– зменшення ступеня розбавлення наплавленого металу основним металом.
Цей метод також не вимагає використання спеціального дорогого обладнання. Для введення додаткової присадки використовують прості недорогі пристрої, та стандартне уніфіковане обладнання, що дає змогу проводити відновлення опорних катків на будь-яких відновлювальних дільницях.
Немає коментарів:
Дописати коментар