Меню сайта

Предыдущая     |         Содержание     |    следующая

Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением

Никелевые сплавы с хромом и бором типа Qa

сохраняют высокую твердость при нагреве до температуры 600—700° С, обладают жаростойкостью до температуры 950° С и хорошей коррозионной стойкостью в борной, хромовой, муравьиной, лимонной, уксусной и других кислотах, в растворах хлоридов, каустической соде, ртути, жидком свинце, расплавленном стекле и прочих агрессивных средах. Эти сплавы применяют для наплавки и металлизации плунжеров водяных и кислотных насосов, уплотнительных поверхностей трубопроводной арматуры для паропроводов, выпускных клапанов дизельных двигателей, пресс-форм для стекла и т. п.

Используют преимущественно плазменно-порошковую наплавку (табл. 13-12). Плазменную наплавку с присадкой порошка ПГ-ХН80СР2 выполняют без подогрева. При наплавке с присадкой порошков ПГ-ХН80СРЗ и ПГ-Н80СР4 для предупреждения трещин необходим предварительный подогрев соответственно до температур 320—380 и 380—450° С. Крупные заготовки арматуры из стали 12Х1МФ с этой целью подогревают и до более высокой температуры. Режимы плазменно-порошковой наплавки примерно те же, что и для кобальтовых сплавов (см. выше), но в связи с более низкой температурой плавления присадочных порошков силу тока дуги прямого действия устанавливают на 20—25% меньше.

При наплавке возможны дефекты в виде пор и шлаковых включений. Это в большинстве случаев вызвано повышенным содержанием в присадочных порошках кислорода. Этих дефектов нет, если порошок содержит менее 0,12% кислорода.

Никелевые сплавы с молибденом типов Qa и QB обладают высокой жаропрочностью, хорошей стойкостью против термической усталости в условиях большого числа теплосмен, мало склонны к образованию трещин. В зарубежной практике их используют для наплавки контактных поверхностей конусов и чаш доменных печей (сплав хастелой С). Подобные свойства наплавленного металла обеспечивает сплав инконель, наплавляемый металлокерамической лентой ЛМ-ХН70ГБМТ (табл. 13-11) под флюсом АН-28.

Карбидные сплавы типа Р благодаря высокому содержанию твердых карбидов вольфрама отличаются особо высокой стойкостью против абразивного изнашивания. Этими сплавами наплавляют буровой инструмент, детали режущих органов землеройных машин, детали загрузочных устройств доменных печей.

Карбидные сплавы, вернее карбидные композиции, характерны тем что они не имеют строго определенного химического состава и при их формировании карбид вольфрама не кристаллизуется из расплава (подобно, например, карбидной фазе в сплавах типа G), а вводится в сплав-связку в виде заранее приготовленных зерен нужного размера и формы. Износ карбидных композиций протекает, как правило, избирательно: матрица сплава изнашивается быстрее и выступающие зерна карбидов воспринимают на себя основную нагрузку.

Технология и техника наплавки карбидных композиций должны обеспечивать введение в сварочную ванну частиц износостойкой фазы определенною размера и формы, причем эти частицы должны в минимальной степени растворяться в сплаве-связке и не претерпевать нежелательных превращений в результате температурного воздействия сварочного цикла.

Обеспечить такие условия при дуговой наплавке плавящимся электродом в полной мере не удается. Для преодоления этих трудностей ведутся интенсивные исследования. Указанные выше примечательные свойства карбидных композиций пока реализованы более полно при таких сравнительно низкотемпературных процессах, как индукционная и газопламенная наплавка, а также при пропитке зерен литого карбида вольфрама легкоплавким сплавом с использованием печного нагрева. Перспективно применение плазменной наплавки по схемам, указанным на рис. 13-13 и 13-15.

Наибольшее распространение получила наплавка литым карбидом вольфрама (релитом), который представляет собой эвтектический сплав карбидов WC и W2C. Релит выпускают в виде зерен различного размера (0,2—3 мм) и в виде стальных трубок, заполненных карбидом (трубчато-зернистый сплав, ТЗ). В последнем случае масса оболочки составляет около 20%, карбидных зерен — около 60%. Ввиду дефицитности вольфрама ведутся интенсивные исследования по применению карбидов менее дефицитных металлов и других тугоплавких соединений высокой износостойкости.

Наплавка бронзы, меди и медноникелевых сплавов необходима при замене крупных бронзовых деталей узлов трения стальными, наплавленными бронзой. Ручная наплавка бронзы покрытыми электродами — весьма тяжелый и трудоемкий процесс. Для этой цели можно применять наплавку под флюсом сплошной проволокой Бр.АЖМц 10-3-1,5, лентой из бронзы Бр.АМц 9-2 (под флюсом АН-20), а также порошковыми проволоками ПП-Бр.ОЦС6-6-3 и ПП-Бр.ОС8-21 (под флюсом АН-60). Для наплавки в азоте разработаны порошковые проволоки ПП-Бр.АЖ9-4А и ПП-Бр.ОС-10-ЮА.

При наплавке слоя бронзы на сталь часто возникают поры, причиной которых являются водород и пары воды. Алюминиевая бронза, интенсивно поглощая водород в жидком состоянии, при кристаллизации выделяет его вследствие снижения растворимости. Высокая склонность к пористости алюминиевомарганцевой бронзы Бр.АМц 9-2 обусловлена значительной газонасыщенностью проволоки, применяемой для наплавки. Для предупреждения образования пор проволоку следует подвергать вакуумному отжигу.

Из существующих флюсов наибольшую стойкость против образования пористости при наплавке оловянной и свинцовой бронз, а также меди обеспечивает флюс АН-60. При наплавке цинкосодер-жащих бронз (типа Бр.ОЦС) пористость устраняется введением в порошковую проволоку раскислителей. Эффективным раскисли-телем в данном случае может быть силикокальций.

Уменьшение доли основного металла при наплавке на сталь обеспечивается применением электродной ленты и многоэлектродной наплавки, при этом доля основного металла в зависимости от режимов наплавки составляет 5—20%. Минимальная доля основного металла и небольшая зона переменного состава обеспечиваются при плазменной наплавке по схеме, приведенной на рис. 13-14.

Наплавку бронзы и меди на сталь с минимальным проплавле-нием основного металла можно получить и при помощи электрошлакового процесса. Специальные флюсы на основе фторидов позволяют поддерживать устойчивый электрошлаковый процесс при температурах 1100—1300° С, т. е. ниже температуры плавления стали. Наплавку выполняют пластинами или плавящимся мундштуком.

Наплавку медноникелевого сплава типа монель выполняют металлокерамической лентой ЛМ-ДН70ГТЮ под флюсом АН-60 (табл. 13-11). Основной трудностью при наплавке металла этого типа на сталь является склонность наплавленного металла к возникновению пор и кристаллизационных трещин. Эти дефекты устраняют введением в электродную ленту 0,2—0,4% СаА12 (алю-мокальция) благодаря связыванию азота в стойкие нитриды кальция. Кроме того, кальций, связывая азот, а также кислород и серу в стойкие и тугоплавкие соединения, рафинирует и модифицирует наплавленный металл, в результате чего увеличивается стойкость против образования кристаллизационных трещин. Наплавку металлокерамической лентой сечением 1x45 мм выполняют на режиме /св = 800-900 А, С/д = 26-^28 В, vH = 10 м/ч. При этом достигается производительность около 30 кг/ч.