Способ сварки ручная дуговая наплавка

Ручная наплавка металла и сварка: технология, оборудование, виды и способы

Наплавка является процессом нанесения на детали дополнительного металлического слоя посредством сварки. Эта процедура способна не только восстановить повреждённую деталь, но и укрепить плоскость, придать ей новые полезные характеристики. Ручная дуговая наплавка покрытыми электродами относится к самым простым и эффективным способам возвращения элементам работоспособности.

«Центр сварочных решений» предоставляет монтаж металлоконструкций и металлообработку деталей из металла. У нас вы можете заказать токарные работы и фрезерные работы любой сложности.

Виды дуговых наплавок и их преимущества

Универсальные, простые методы металлообработки, к которым относятся сварка и наплавка, относительная дешевизна расходников и оборудования имеет широкое распространение при восстановлении деталей. Определённый способ работы с металлом выбирают с учётом:

• поломок;
• типа металла;
• свойства поверхности;
• других параметров.

Рассмотрим, какие виды обработки осуществляет дуговая наплавка:

1. Автоматическую и полуавтоматическую сварку под флюсом. Процесс наплавки осуществляют порошковыми или сплошными проволоками, имеющими ленточное или круглое сечение. Применение данного способа обеспечивает качество сварного соединения и высокую производительность труда;
2. С защитным газом. Изделия погружают в среду с водородом, азотом. В таких же условиях проводится наплавка аргоном. Дуговую сварку производят неплавящимися вольфрамовыми или плавящимися электродами. Струи газа выталкивают воздух из зоны дуги для исключения процесса окисления;
3. Вибродуговую. На электрод воздействуют колебания с амплитудой 0,75-1 его диаметра, для ускорения процесса наплавки и получения равномерно восстанавливающегося слоя. Для этой технологии используется постоянный ток с обратной полярностью и напряжение от 12 до 20 В;
4. Электрошлаковую. Покрытие деталей формируют в принудительном порядке за один проход. Считается очень производительным методом металлообработки;
5. Плазменную. Обработку изделия проводят с помощью: сжатого высокотемпературного источника тепла, попадающего на поверхность детали, присадки в виде ленты, проволоки, мелкозернистого порошка;
6. Открытую дугу. Используют для вогнутых или выпуклых поверхностей. Детали, усиленные таким способом, могут быть подвержены стабильно высоким нагрузкам.

Разновидности ручной сварки и их особенности

Одним из видов неразъёмных соединений материалов является ручная дуговая наплавка. Она основана на электрической дуге, которая образуется при возникновении контролируемого короткого замыкания.

Ручная дуговая сварка проводится разными способами, которые имеют отличия в технологиях, видах использования разного оборудования, расходных материалах. Выделяют классификации, которые пользуются высоким спросом на производстве:

• виды механизации — автоматизированный или механизированный;
• вид и полярность тока;
• тип электрической дуги;
• защита сварочной области;
• разновидность электродов.

У каждого вида имеются подвиды сварочного процесса, которые отличаются техникой использования сварочной дуги. В результате обработки разными типами электродов, деталь изменяет свой химический состав, приобретая свойства нанесённого материала. Это влияет на эксплуатационные характеристики изделия.

Виды ручной сварки классифицируют:

• по характеру дуги: на короткую сжатую и длинную свободную;
• по используемым электродам: с плавящимся (покрытым) стержнем и неплавящимся;
• по воздействию на деталь: прямое, трёхфазное, косвенное.

Как происходит процесс сварки и наплавки

Технология наплавки дуговой сварки основана на процессе воздействия высокой температуры на толстостенные детали. Схема ручной дуговой сварки указывает процесс её выполнения. Технология ручной сварки выполняется при помощи сварочных электродов. Во время сварочного процесса металлическим покрытым электродом дуга воспламеняется между стержнем и основной деталью, металл разогревается до температуры плавления и в сварной шов стекает расплавленный электрод (или туда вводят дополнительный материал, закрывающий зазоры между свариваемыми деталями).

В точке нагрева образуется сварка расплавленной присадкой, то есть зона, где смешивается основной металл детали и материал присадки. Вверху появляется лёгкий расплавленный шлак, состоящий из обмазки плавящегося электрода или остатков неплавящегося стержня. Это дуговая сварка покрытыми электродами. Она защищает металл от влияния газов, находящихся в атмосфере.

Технология наплавки валов осуществляется методом ручной дуговой сварки с помощью сварочных электродов, которые вручную подаются в дугу и перемещаются вдоль изделия. Многослойная наплавка — результат сварки электродами на поверхности деталей для увеличения толщины всей поверхности или отдельного участка. Сущность состоит в том, что на подготовленной, зачищенной поверхности происходит наплавка валиков. Их укладывают параллельно друг к другу на поверхности детали с целью расплавления каждого последующего валика для увеличения толщины изделия.

Режимы наплавки определяются по значению сварочного тока, типа и диаметра электрода, которые зависят от материала и толщины наплавляемого слоя.

Понимая технологию ручных сварочных работ, можно выбрать способ, которым проще восстановить изношенную деталь. Такую работу можно выполнить, не прибегая к услугам специалистов.

Мы надежная компания, в основе деятельности которой – правила честной конкуренции и жесткого контроля качества услуг.

Источник

Восстановление деталей сваркой и наплавкой

По статистике при восстановлении деталей в 60% случаев используется сварка и наплавка. Сваркой устраняют механические повреждения. Наплавкой восстанавливают изношенные поверхности деталей.

Сущность восстановления сваркой и наплавкой

Оба метода основаны на тепловом воздействии, отличаются только настройки используемого оборудования. Наплавка ― это нанесение на поверхность деталей слоя из сплава основного и присадочного металла. Наплавкой восстанавливают не только геометрические размеры, но также наносят покрытия для повышения жаростойкости, прочности, износоустойчивости и т. д. Процедура выполнятся на поверхности любой формы― от плоской до конической и сферической.

Сварка ― это процесс создания соединения металлических элементов методом плавления или давления. Этим способом заделывают трещины, сколы, отверстия от пробоин, крепят отломившиеся элементы. С такими повреждениями рам, поддонов, кузовов, обоих мостов постоянно сталкиваются при ремонте автомобилей. Сварку также применяют совместно с другими восстановительными процедурами.

Для качественного восстановления деталей сваркой и наплавкой необходимо:

• не допускать сильного смешивания основного металла с наносимым;
• плавить основной металл на минимальную глубину;
• не делать больших припусков на последующую обработку;
• принимать меры по снижению остаточных напряжений и деформации.

Подготовка деталей

Перед восстановлением детали сваркой или наплавкой с поверхности удаляют ржавчину, окалину, грязь металлической щеткой или пескоструйной обработкой до блеска. Обезжиривание выполняют растворителем или нагревом поверхности до 300⁰C. На кромках закрепляемых элементов снимают фаски. У трещин разделывают края под углом 120 — 140⁰, на концах сверлят отверстия диаметром 3 — 4 мм. Глухие трещины углубляют насквозь, чтобы газы при сварке не образовывали поры.

С деталей, которые уже восстанавливались, сначала удаляют остатки нанесенного ранее слоя. Затем проводят процедуру очистки. Если износ не больше 1 мм, с места восстановления снимают слой на глубину 0,5 — 1 мм шлифовальным кругом или резцом. Это обеспечит однородность структуры нанесенного сплава.

Электродуговая сварка и наплавка

Это самая распространенная технология восстановления в промышленности и на дому. Она легко выполняется на обычном сварочном оборудовании. Работу выполняют плавящимися покрытыми электродами и неплавящимися с присадочной проволокой.

Качество конечного результата определяется параметрами электродов. Для ремонта сваркой площадь поперечного сечения стержней выбирают в зависимости от размера повреждения, толщины металла. Для создания слоя с заданными параметрами выбирают марки электродов с легирующими присадками. Они могут содержаться в металле и обмазке стержней.

Наплавку на детали из низкоуглеродистых сталей, которые не подвергались термической обработке, проводят сварочными электродами. Форму изделий из закаленной легированной, высокоуглеродистой стали восстанавливают наплавочными электродами с присадками или стержнями из твердых сплавов. Ими же наносят слои на режущие кромки инструмента для обработки металла.

Для предотвращения деформирования, детали из высокоуглеродистой легированной стали предварительно нагревают до 300⁰C.

После окончания работы проводят отпуск для снятия внутренних напряжений в сварочных швах. Для низкоуглеродистой, низколегированной стали предварительный нагрев не требуется.

На цилиндрическую поверхность валики накладывают тремя способами:

• в виде спиралей;
• в форме замкнутых окружностей;
• параллельно оси вращения.

На плоские поверхности наплавляют рядом расположенные широкие валики либо узкие с перекрытием 0,3 — 0,5 по ширине. На место большого износа сначала накладывают слой из низколегированной стали. Наплавку и сварку элементов небольшой толщины выполняют на постоянном токе обратной полярности. Толстостенные детали сваривают переменным или постоянным током с прямой полярностью.

Восстановление деталей в среде защитных газов

Этим способом восстанавливают детали наплавкой и сваркой толщиной от 0,6 мм и валов диаметром до 5 см. Поступающий под давлением к месту сварки газ защищает расплавленный металл от соприкосновения с воздухом. Самые качественные швы получаются в среде аргона или гелия, однако из-за их высокой цены чаще пользуются углекислым газом. В среде азота восстанавливают детали из меди.

При нагреве до высокой температуры из углекислого газа выделяется кислород, который способствует выгоранию углерода, марганца, кремния. Поэтому для работы со сталью применяют сварочную или присадочную проволоку с высоким содержанием этих элементов. Выбор диаметра в диапазоне 0,5 — 2,5 мм зависит от толщины деталей. Наплавку на нержавеющую сталь проводят проволокой из нержавейки, желательно той же марки.

Восстановление в среде углекислого газа выполняют на постоянном токе обратной полярности. Чтобы процесс протекал стабильно, выбирают сварочное оборудование с жесткими характеристиками. Автоматической наплавкой восстанавливают детали диаметром от 10 мм из низкоуглеродистых сортов стали.

Подачу проволоки настраивают так, чтобы не возникали короткие замыкания или обрывы дуги. Скорость наплавки определяется по толщине создаваемого слоя. Валики накладывают с шагом 2,5 — 3,5 мм.

Сварка и наплавка под слоем флюса

Восстановление этим способом проводят электрической дугой, которая горит под расплавленным флюсом. Таким образом, создается эластичная оболочка, защищающая расплавленный металл от соприкосновения с воздухом. Флюсы также поддерживают стабильность горения дуги, раскисляют, легируют, рафинируют наплавляемый металл.

Для сварки и наплавки применяют два вида флюсов:

1. Керамические, состоящие из металлических и неметаллических компонентов, что позволяет проводить легирование в большом диапазоне.
2. Плавленые не содержат металлических компонентов, поэтому возможности легирования ограничены десятыми долями процента. По сравнению с керамическими видами эти флюсы дешевле, лучше защищают, со швов легче отделяется шлак. Плавлеными флюсами с высоким содержанием кремния пользуются при нанесении слоев из углеродистых, низколегированных сортов стали.

Наплавку металла под флюсом проводят сварочной проволокой без покрытия. Диаметр (1 — 6 мм) определяют по толщине создаваемого слоя, формы валиков, габаритов деталей. Чтобы увеличить производительность, восстановление ведут ленточными электродами шириной до 10 см или одновременно двумя проволоками с подачей разными механизмами.

Восстановление выполняют на постоянном токе с обратной полярностью. На круглых деталях валики располагают с шагом 2 — 6 диаметра проволоки. Для уменьшения деформации на плоской поверхности наплавку ведут через валик или поочередно на разных участках.

Другие способы восстановления

Также популярны альтернативные методы восстановления:

1. Вибродуговая наплавка отличается от обычной электросварки тем, что электрод кроме поступательного движения совершает перпендикулярные колебания частотой 90 — 100 кол/сек. В ходе процесса металл переносится мелкими каплями в сварочную ванну небольшого размера. Этим достигается незначительная глубина проплава, высокая прочность сцепления материала электрода с металлом детали.
2. Пламенная наплавка проводится за счет нагрева основного металла и присадочной проволоки струей ионизированного газа, направляемой в рабочую зону соплом горелки.
3. Электроконтактную наплавку выполняют методом пластической деформацией после нагрева металла детали и присадочного материала импульсным током. Отличается высокой производительностью (до 150 см²/мин), незначительным термическим воздействием, малым проплавлением.

Перспективными считают способы наплавки (сварки), прошедшие экспериментальную проверку:

• электронно-лучевая;
• высокочастотным током;
• лазерная;
• пропиткой композиционных сплавов;
• взрывом;
• самораспространяющимся высокотемпературным синтезом.

Особенности восстановления деталей из чугуна

Сложность восстановления чугунных деталей связана с тем, что при быстром остывании шов становится чрезмерно хрупким, так как в металле остается много углерода. Поскольку у материалов деталей и швов коэффициенты усадки разные, во время и после окончания сварки образуются трещины. При высокой температуре углерод и кремний выгорают с образованием шлака и газов, которые при быстром остывании остаются внутри швов в виде пор, включений.

Для получения прочных однородных швов восстановление выполняют методом горячей сварки. Деталь предварительно медленно нагревают до 650 — 700⁰C в течение 1,5 — 2 часов в печи. Затем переносят в термос, чтобы температура во время работы не упала ниже отметки 500⁰C. Сварку или нанесение слоя ведут через люк. После окончания восстановления деталь отжигают при 600 — 650⁰C в печи или термосе. Инструкция рекомендует снижать температуру со скоростью 50 — 100⁰C/час.

Если ремонт выполняют газовой горелкой, в качестве присадочного материала применяют стержни из чугуна.

Электросварку проводят чугунными электродами с покрытием, в состав которого входит до 50% графита. Из-за низкой производительности, сложности оборудования, этим способом пользуются редко.

Восстановление холодной сваркой выполняют без предварительного нагрева. Поэтому принимают меры для предотвращения деформирования и образования дефектов. Газовой горелкой чугун плавят медленно, но без перегрева. Электросварку проводят постоянным током обратной полярности, диаметр электродов 3 — 4 мм. Валики при наплавке накладывают вразброс участками по 40 — 50 мм. Прежде чем начать следующий, предыдущий шов охлаждают до 50 — 60⁰C.

В зависимости от решаемых задач для холодной сварки применяют присадочные стержни и электроды:

• чугунные;
• стальные;
• комбинированные;
• пучковые;
• монелевые;
• медно-стальные.

При восстановлении деталей, следует учитывать, что независимо от метода наплавки, нанесенный металл будет неоднороден по механическим параметрам, структуре, химическому составу. Поэтому если деталь работает в условиях больших нагрузок, рекомендуется заменить ее новой.

Источник