Процес на напластяване, приложения, методи на напластяване
Наплавянето е процес на заваряване на метал върху повърхността на продукта. Наплавянето се използва при производството на нови части, механизми и при възстановяване на износени.
Продуктите се получават чрез напластяване:
Техническият и икономически ефект се постига в резултат на получаване на биметални продукти с оптимална комбинация от свойства на основния метал и наплавения метал. Примери за такива продукти в корабостроенето са: винтови валове, барабани на кормилото, валове, аксиални и тягови плъзгащи лагери, уплътняващи повърхности на корабни клапани, клапи, фланци. Примери в машиностроенето: клапани на двигатели с вътрешно горене, ролки на валцови мелници, конуси и купи на зареждащи устройства на доменните пещи, кофични зъби на багери и др.
Покриването в ремонтния бизнес е ефективно поради факта, че ремонтираната част често е няколко пъти по-евтина от нова част и, като се има предвид правилната технология за възстановяване, не отстъпва на нея по производителност.
Нека изброим основните методи за напластяване:
- ръчна дъгова облицовка с покрит електрод,
- автоматична дъгова повърхност,
- механизирана и автоматизирана настилка с консумиращ електрод в активен газ (CO2 и смес от газове с CO2) и в инертен газ (аргон, хелий),
- непотребими електродни повърхности в инертен газ,
- напластяване с високочестотни токове,
- наклонена електродна повърхност.
Има и други специални начини.
1. Видове износване на метални изделия [1].
1.1 Износване при триене метал-метал.
Износването се случва в плъзгащи лагери (колянови валове, оси), в механизми за взаимно изместване (пръсти, пръти, бутала, втулки), по време на триене при търкаляне (железопътни и кранови колела, релси, верижни части на превозното средство). Фрикционната единица обикновено съдържа абразивни частици: продукти от износване и корозия, пясък, руда. Устойчивостта на износване на триеща се двойка се влияе от много фактори: съотношението на твърдостта на триещите се повърхности, специфичното натоварване, концентрацията и твърдостта на абразива, микроструктурата на повърхностите.
2.2 Термична умора.
Това е промяна в структурата и формата, придружена от разрушаването на материалите в резултат на действието на циклично нагряване и охлаждане. Пукнатините са най-често срещаният тип фрактура от термична умора. Пукнатини се появяват на повърхността на част след определен брой цикли. Техният брой непрекъснато се увеличава с нарастващия брой цикли. В резултат на това се образува мрежа от пукнатини, която често се нарича пожарна мрежа.
Много части в металургичното производство са подложени на термична умора: валцувания с горещо валцуване, матрици за горещо щамповане, шприцформи. Тези части изпитват не само топлинен удар, но и износване.
2.3 Абразия.
Причинява се от наличието на абразивна среда в зоната на триене. Разрушаването на повърхностите на триене възниква в резултат на локална пластична деформация, мезо-надраскване и мезо-рязане от абразивни частици. Абразивното износване се изпитва от много части на товаро-разтоварните устройства на строителни и пътни машини, почвообработващи машини.
Много части (ножове за пътни машини, плугове, ножове на трошачките) изпитват абразивно износване с удари.
2.4 Абразивно износване на газ.
Причинени от механичното действие на твърди частици, транспортирани от газовия поток. Разрушаването на повърхностите възниква в резултат на рязане, отчупване, избиване на множество пластични деформации на повърхностни мезообемници. Дюзите на реактивни двигатели, лопатките на турбините, вентилаторите, помпите и частите на пневматичните транспортни пътища са изложени на този тип износване. Скоростта на износване се определя от скоростта, свойствата и формата на абразивните частици. Температура и степен на запрашеност на газовия поток, физични и механични свойства на износващия се метал.
2.5 Износване на водна струя.
В много отношения той е подобен на газовия абразив, но носителят на абразивни частици е течност. Работните колела и охлювите на драгите и помпите, лопатките и камерите на хидравличните турбини, работещи на реки, шламопроводите на хидравличния транспорт са изложени на хидроабразивно износване. Интензивността на износване до голяма степен зависи от условията на потока на течността около детайла и ъглите на срещане на абразивната частица с износващата се повърхност.
2.6 Кавитационна ерозия.
Той се проявява главно в резултат на импулсното механично въздействие на хидравличните удари на потока на течността върху металната повърхност. Витлата, лопатките и камерите на потока на хидравличните турбини, работните колела и камерите на различни хидравлични машини подлежат на кавитация. Наличието на корозивна среда ускорява процеса на разрушаване на кавитацията. Следователно за работа в кавитационни условия се използват устойчиви на корозия стомани и сплави (например алуминиев бронз).
3. Покривни материали [2, 1].
Един от основните показатели за напластяване на материалите е твърдостта на напластения метал. Най-често твърдостта се изразява в единици:
- HRC - според Рокуел,
- HB - според Бринел,
- HV - според Викерс.
3.1 Покрити електроди.
За напластяване се използват електроди, предназначени за заваряване на различни метали, както и специално проектирани електроди за напластяване.
Таблицата показва някои марки специални покривни електроди за различни приложения:
Съдържание: S = 0,02-0,03%, P = 0,03-0,04%