Материал: Технология ремонта танков [учебник].

Т а б л и ц а 16

Сравнительная оценка способов легирования

Способ легирования

Образование трещин вызывается высоким содержанием угле­ рода в наплавленном металле и неравномерным нагревом и охлаж­ дением детали в процессе наплавки. Образования трещин можно избежать путем предварительного подогрева и последующего мед­ ленного охлаждения детали.

223

При предварительном подогреве детали до 300°С трещины в на­ плавленном металле не образуются даже при содержании углеро­ да в проволоке до 0,4% (рис. 127). Предварительный подогрев ре­ монтируемых деталей до 300°С не всегда возможен, так как при этом нарушается первоначальная термическая обработка и воз­ можно коробление деталей.

Другим недостатком легирования наплавленного металла че­ рез проволоку является использование дорогой и дефицитной ка­ либрованной высокоуглеродистой или высоколегированной прово­ локи.

При легировании через порошковую проволоку химический со­ став наплавленного металла определяется: составом порошковой проволоки; составом флюса, под которым проводится наплавка, и долей основного металла в расплавленной ванночке. По данным

Рас. 127. Влияние предварительного подогрева на образование горячих трещин в наплавленном металле

Института электросварки им. Е. О. Патона АН УССР при таком способе легирования процесс протекает стабильно, валик форми­ руется удовлетворительно и наплавленный металл имеет однород­ ный химический состав. В настоящее время этот способ не нашел широкого применения из-за сложности изготовления порошковой проволоки.

При легировании наплавленного металла через флюс приме­ няют малоуглеродистую сварочную" проволоку и керамический флюс. Основным недостатком такого способа легирования являет­ ся неоднородность химического состава и неравномерная твердость наплавленного металла.

Для того, чтобы обеспечить плотность и равномерную твердость наплавленного металла, особое внимание уделяют приготовлению флюса. Флюс нужно просушить при температуре 250—300°С, со­ держание влаги в нем не должно превышать 0,1%. Просушенный флюс тщательно просеивают. При использовании флюса мелкой грануляции (0,25—1,6 мм) сварочная ванна плотно закрывается, что уменьшает утечку металла и обеспечивает хорошую защиту ее от воздуха. Флюс более крупной грануляции осыпается и поэтому ухудшается процесс формирования валика.

Исследованиями установлено, что при наплавке стали 40Х ма­ лоуглеродистой (Св-08) проволокой под флюсом ЖС-320 дости-

224

гается твердость наплавленного слоя 290—300 НВ. При этом рас­ плавленный металл хорошо растекается; глубина проплавления ос­ новного металла незначительна; шлаковая корка хорошо отделяет­ ся от слоя металла; шов получается ровным и плотным. Перечис­ ленные положительные качества флюса дают возможность его при­ менять при наплавке деталей малого диаметра.

Всестороннее исследование показывает, что наиболее рацио­ нальным и экономичным является способ легирования наплавляе­ мого металла через флюс. При правильном приготовлении флюса и соблюдении установленных режимов наплавки получается каче­ ственно наплавленный слой. Кроме того, не расходуется дорого­ стоящая высокоуглеродистая или легированная проволока.

Выбор режима наплавки. От режима наплавки зависит: форми­ рование валика, глубина провара основного металла, плотность и хи­ мический состав наплавленного металла. Кроме того, режим наплав­ ки сказывается на величине зоны термического влияния, структуре и других свойствах металла.

Известно, что глубокое проплавление основного металла при на­ плавке изношенных деталей нежелательно, так как в расплавленной ванне может увеличиться содержание вредных примесей.

При выборе режима необходимо правильно определить величи­ ну сварочного тока, его напряжение, полярность и скорость на­ плавки.

При большом сварочном токе возрастает общий объем расплав­ ленного металла и увеличивается глубина провара. Кроме того, вследствие выделения большого количества тепла металл перегре­ вается, его твердость уменьшается, ухудшается отделяемость шла­ ковой корки и ухудшается формирование валика.

При малом сварочном токе наблюдается обрыв дуги и поэтому не обеспечивается достаточная плотность наплавленного металла.

С повышением напряжения дуги при постоянной величине сва­ рочного тока и скорости сварки увеличивается количество тепла, вы­ деляемое на единице длины валика, и ширина валика. Кроме того, увеличивается объем расплавленного флюса; он начинает вытекать из зоны сварки и увлекает за собой жидкий металл. Глубина про­ вара при увеличении напряжения дуги практически не изменяется.

Глубина провара металла детали частично зависит от диаметра электродной проволоки. При постоянной величине тока, изменением сечения электрода меняют плотность тока, вследствие чего изменяет­ ся давление дуги на сварочную ванну.

При увеличении сечения электрода давление дуги уменьшается, и поэтому глубина провара становится меньше, а ширина валика несколько больше. Однако при чрезмерном увеличении диаметра электрода ухудшается устойчивость дуги.

Скорость наплавки оказывает существенное влияние на форми­ рование валика. От скорости перемещения дуги зависит количество металла, наплавленного на единицу длины валика, и глубина про­ плавления детали. При наплавке цилиндрических деталей хорошее

fcs>

KJ

O l

3S0

Рис. 128. График выбора реж и м а полуавтоматической наплавки

Разработанная Институтом электросварки им. Е. О. Патона АН УССР автоматическая наплавка ленточным электродом (рис. 129,6) обладает следующими преимуществами: дает возмож­ ность наплавлять металл ровным тонким (до 2 мм) слоем на широ­ кую поверхность при малой глубине проплавления металла дета­ ли; обеспечивает надежное сцепление наплавленного металла с основным. Производительность наплавки при этом способе значи­ тельно выше, чем при одноэлектродном. На танкоремонтных пред­ приятиях данный способ можно применять для наплавки катков по ободу.

ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКАЯ НАПЛАВКА СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ ОТКЫТОЙ ДУГОЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ НАМАГНИЧИВАЮЩЕГОСЯ ФЛЮСА

В процессе автоматической наплавки под слоем флюса деталей малого диаметра затрудняется удержание слоя флюса на поверх­ ности детали. Этот недостаток устраняется при использовании на­ магничивающегося флюса. Электродуговая полуавтоматическая наплавка открытой дугой с применением намагничивающегося флю­ са предложена в 1950 году А. И. Ходжаевым. Способ основан на способности флюса, содержащего ферромагнитные компоненты (железный порошок и ферросплавы), намагничиваться и притяги­ ваться к голой проволоке магнитным полем, которое образуется при прохождении по проволоке сварочного тока (рис. 130). Флюс вместе с проволокой подается в зону наплавки. Следовательно, процесс наплавки происходит при открытой дуге и подобен электродуговой наплавке электродами с толстой качественной обмазкой. Для дозирования флюса применяют специальную насадку. Толщи­ на слоя флюса определяется зазором между проволокой и отвер­ стием во втулке. В периоды, когда сварка не производится, флюс в насадке удерживается постоянным магнитом. Эту деталь изготов­ ляют из жаростойкого материала альниси или магнико, сохраняю­ щих магнитные свойства при повышении температуры до 700°С.

Этот способ позволяет наплавлять поверхности сложной конфи­ гурации без специальных флюсоудерживающих устройств. Откры­ тая дуга облегчает наблюдение за процессом формирования вали­ ка и поэтому имеется возможность своевременно устранять воз­ можные дефекты наплавки. Кроме того, возможна наплавка метал­ ла на строго ограниченные по размерам поверхности деталей. При­ менение во флюсе железного порошка увеличивает эффективность использования тепловой энергии дуги, вследствие чего производи­ тельность процесса на 20—25% выше, чем при автоматической на­ плавке под слоем флюса. Следующим преимуществом этого способа наплавки является уменьшение доли основного металла в наплав­ ленном слое за счет увеличения количества металла электрода.

Для легирования наплавленного металла применяют специаль­ ные керамические флюсы с добавкой железного порошка. Намагни-

228