Чому іноді в зварювальному апараті електрод буде служити дріт для наплавки, і в чому особливості такого методу захисту металевих виробів? Давайте розбиратися.
Просто про наплавлення Інший раз трапляється так, що виникає необхідність відновлення поверхні якого-небудь металевого виробу, яке або під впливом тертя, або у зв'язку з механічним впливом втратило первинний вигляд і втратило свої властивості. Є випадки, коли потрібно надати виробу нові якості: стійкість до корозії, додаткову міцність, нечутливість до високотемпературного режиму. Іноді це досягається завдяки додатковим пристроям, які охолоджують, підсилюють і очищають, а іноді за допомогою технологій, наприклад, методом наплавлення.
Припустимо, що у нас є якась автомобільна деталь, яка виготовлена з заліза. Як на зло, технологія вимагає, щоб вона була зроблена саме з цього металу, і ні з якого більше. Коли її встановили на машину, з'ясувалося, що під час експлуатації автомобіля на деталь стала потрапляти волога, вона покрилася іржею і вийшла з ладу. Можна, звичайно, було спорудити додаткові кожухи, гумові або силіконові прокладки, але ж це додаткові витрати на працю фахівців, що, у свою чергу, позначиться і на вартості самої автомашини.
Щоб уникнути подібної тяганини і дорожнечі, запрошується хороший зварювальник, який і покриває деталь, скажімо, кобальтовим шаром, збільшуючи її стійкість до корозії, ударів і тріщин. Для створення такої оболонки робітникові потрібні спеціальні електроди або зварювальний дріт, які він за допомогою однойменного апарату, плазматрона або лазерної установки розплавляє і завдає (наплавляє) на поверхню нашої умовної деталі. Ось грубе уявлення про те, що являє собою процес з цією назвою.
Трохи про технології наплавлення Говорити про методи наплавлення можна багато, так як різноманітність їх воістину велике. Просто перерахуємо види з короткими характеристиками, щоб мати загальне уявлення. Дугова, за допомогою електродів. Найпоширеніший спосіб завдяки своїй універсальності. Розплавляє основний метал і змішує його з електродним. Хімічний склад неоднорідний, внутрішні властивості непередбачувані, а тому можливо тільки "косметичне" відновлення поверхні.
Плазмова. Буває двох видів - дугова і струменевий. Перша відрізняється високою продуктивністю, оскільки розплавляє метали за допомогою високої температури, створюваної електричним розрядом. Друга - відсутністю високотемпературного режиму, що призводить до малій деформації оброблюваної поверхні. Газова. Особливість цієї технології наплавлення - використання або порошкового дроту, або з суцільним перетином. Можна змінювати температуру полум'я, забезпечуючи різну товщину шару покриття. Витрачається багато енергії, спрямованої на прогрів оброблюваної поверхні, що може призвести до деформації.
Лазерна. Досить ефективний спосіб наплавлення, що дозволяє робити тонкий і досить-таки міцний шар на оброблюваної поверхні. Проте він досить дорогий: потрібне особливе недешеве обладнання та навчені фахівці. Електронно-променева. Робиться в спеціальній вакуумній камері, з використанням електронного променя, інтенсивність якого можна змінювати. За рахунок відсутності повітря абсолютно виключається окислення і вигорання. Також досить дорогий і витратний спосіб, до того ж володіє малим коефіцієнтом корисної дії. Наплавлення під флюсом. Обумовлена застосуванням різних видів дроту і стрічки. Напевно, самий кращий спосіб для дотримання рівноваги між рівним покриттям, перемішуванням металів і раціональним розподілом енергії. Розглянемо її докладніше.
Працюємо під флюсом Почнемо з визначення. Флюсом при зварюванні називають речовину, яка завдяки своїм властивостям може послабити окислення повітрям, поліпшити горіння дуги, надати необхідні якості наплавленого шару і вплинути на однорідність шва. Простіше кажучи, це своєрідна "прокладка", яка допомагає провести роботи належної якості. Переходимо тепер безпосередньо до наплавленні під флюсом. Основним елементом, відповідальним за процес, виступає зварювальний дріт, яка використовується в якості електрода. Варіантів її діаметра досить багато, в залежності від того, для чого вона повинна використовуватися. Єдина вимога до неї - відсутність будь-якого покриття. Це необхідно для того, щоб поліпшити вплив дуги з газовим міхуром, який утворюється між оброблюваної поверхнею і флюсом.
Говорячи про полярності, слід також зазначити, що для більшої ефективності "плюсовий" струм надходить на дротяний електрод, а "мінус" - на поверхню, яка буде піддаватися наплавленні. Так чому робота з флюсом отримала таке широке поширення, в чому переваги способу, і які є недоліки? Перш за все, перерахуємо переваги: • процес наплавлення нескладний, що дозволяє сварщикам з будь кваліфікацією якісно і в найкоротші терміни покрити деталь шаром; • безпеку під час роботи через затримку флюсом бризок неостиглого металу; • акуратність наплавлення через відсутність впливу повітря, виходить практично рівна і гладка поверхня.
Недоліки теж є, і ось які: • істотно зменшує процентну міцність металевого виробу, вносячи зміни мало не на молекулярному рівні; • можливість застосування тільки на великих деталях, що не мають складної конфігурації (вигини, уступи, коліна і т. П.) І можливості деформації зважаючи великої області розігріву; • підвищення вартості обладнання через додаткового пристосування, що забезпечує подачу флюсу.
Особливість порошкового дроту Напевно, що собою являє ця деталь, говорити немає сенсу: у дитинстві всі ми любили стежити за роботою зварника. Він вставляв якісь стерженьки в пристрій, що нагадує вилку, і торкався їх кінчиками до труби, викликаючи "бенгальський вогонь", бризки якого розліталися на всі боки. При близькому вивченні такої металевої палички з'ясовувалося, що покрита вона якимось сірим шорстким речовиною. Це був ізолятор, що захищає стрижень від атмосферного впливу і підтримуючий стабільність електродуги.
Залежно від цілей застосовують електроди з різним ступенем плавлення, з відповідними марками і діаметром металевого дроту. Останнім часом у багатьох областях застосування стали використовуватися електроди з порошковим дротом, бо наплавка з її допомогою виходить більш акуратною, шар лягає рівніше і краще "прилипає" до поверхні, яка обробляється. Застосування інших видів електродів веде до сильного розбризкування розплавленого металу, чого не відбувається при використанні порошкових дротів для наплавлення. Виділяється при її роботі вуглекислий газ покращує ККД приблизно на 15-20%, що незважаючи на дорожнечу матеріалу повністю виправдовує її застосування. Коли використання флюсу скрутно, цілком можна вдатися до наплавленні порошковим дротом із застосуванням відкритої електричної дуги. При необхідності вуглекислий газ може подаватися додатково. Якість робіт тоді поліпшується суттєво.
Порошковий сердечник з вмістом речовин, що утворюють шлак, і підтримуючий горіння дуги вуглекислий газ вважаються найбільш ефективними умовами для виробництва акуратною і міцної наплавлення. Справа в тому, що в процесі плавлення зварювальний дріт, що містить частинки шихти, утворює шлаковий шар, що перешкоджає надходженню до оброблюваної поверхні кисню, і, отже, знижує небезпеку корозії. Діаметр електродів різний: від 1,6 до 3,0 мм. Можна відзначити, що застосування порошкового дроту для наплавлення цілком може вважатися універсальним методом: використання її можливо не тільки при роботі з відкритою дугою, але і з використанням флюсу. Ефективність процесу при цьому анітрохи не зменшується.
Технологія, пов'язана з електродами з порошку, застосовується на підприємствах металургії. В основному це операції, які покликані повернути початкові якості тих чи інших деталей, складовим вузли обробного устаткування: вали, зірочки, втулки, шестерні. Все стає зрозуміло з назви процесу, який на професійному мові позначається як "відновно-упрочняющая наплавка".
Інші електроди і майбутнє наплавочних технологій Ми говорили про наплавку порошковим дротом, але як справи з іншими? Чому незважаючи на деякі недоліки, наявні у них, для цього типу відновлювальних робіт продовжують використовуватися й інші різновиди електродів? Причому список їх для технології наплавлення настільки великий, що не тільки опис, але й перерахування займе достатньо місця в статті. Залишимо можливість провести більш докладні дослідження ГОСТів і зростання тим, для кого це може скласти професійний інтерес, а в рамках нашого огляду просто перелічимо, якою може бути зварювальний дріт, застосовувана в наплавленні.
1. Створити наплавлений шар з металу з низькими показниками легування і змісту вуглецю, здатного протистояти сильним механічним впливам та інтенсивному тертю. 2. Для отримання наплавлення із середнім показником вуглецю і низькою легування, що також має високу опірність ударам і тертю, з урахуванням температур в діапазоні від нормальної до підвищеної (600-650 ° C). 3. Твірна покриття з легованого або високолегіруванного вуглецевого металу, що вміє протистояти не тільки значним зовнішнім впливам, але також і абразивного зносу. 4. Наплавлений метал якої має високі вуглецеві показники, а також може протистояти надлишковим тиску і температур (до 600 ° C). 5. Для високолегованої наплавлення з металу, здатного до високого протистоянню корозії при постійному терті в умовах підвищеного температурного режиму. 6. Застосовується для створення шару з високою легування, змістом полімерних або нікелевих добавок, що не зраджує своїх характеристик у надважких температурних умовах (від 900 до 1100 ° C).
Але слід пояснити, що всілякі технології не мають на увазі застосування виключно тільки правильно підібраних електродів. Крім них необхідно ще мати спеціальне обладнання і додаткові пристосування. Також перед початком робіт з наплавленню шару необхідно провести деякі дії. Приміром, призвести термообробку або подбати про постійне нагріванні оброблюваної деталі. В окремо взятій статті ми змогли розглянути невелику частину, присвячену ручним способом наплавлення. Крім нього існує ще й промислова технологія, яка стала доступна завдяки великому застосуванню лазерних, плазмових і газових установок, високоточних приладів і комп'ютерів. Застосовуються такі методи у випадках, коли потрібно обробити великі поверхні, або необхідна досить точна, майже мікронна ступінь обробки. Останні роки все більше застосування знаходить роботизована наплавка, коли виріб має складну форму, і його обробка іншим способом неможлива. Крім того, вирішується проблема, яку впродовж десятиліть намагалися подолати інженери - мінімальне змішування шару, що наноситься з металевою основою.
Так як поки ще процес роботизації занадто дорогий, то і застосування його можливо виключно на виробництві особливої важливості. Проте подальший розвиток сучасної техніки дозволить повністю відмовитися від ручного зварювання. Роботизація підвищує ефективність обробки деталей, значно заощаджуючи дорогі матеріали і практично виключаючи шлюб. Під час самого процесу без проблем змінюються умови, якщо раптом намітилося відхилення в якому-небудь заданому параметрі.
