4.Б. Сравнение способов легирования

Достижимая точность легирования зависит как от тщательности изготовления применяемых при наплавке материалов, так и от величины области режимов, в пределах которой состав металла отклоняется от среднего в допустимой мере. Если качество материалов до некоторой степени зависит от организации их производства, то область режимов определяется природой процесса и выбором состава флюса и электрода.

Из рисунка видно, что способы 1 и 2 обеспечивают достаточно широкие рабочие области, так что случайные колебания тока и напряжения дуги, неизбежные при наплавке в производственных условиях, не должны отражаться на химическом составе наплавленного слоя.

Способ 3 дает узкую полосу допустимых режимов; соблюдение напряжения дуги в таких пределах связано с определенными затруднениями. Случайные отклонения от заданного состава здесь более вероятны, чем при использовании легирующей проволоки.

Способ 4 позволяет получить заданный состав только в очень узком диапазоне режимов. Уже небольшое отклонение тока и напряжения от требуемого неизбежно приводит к недопустимым отклонениям состава наплавленного металла. Очевидно, что способ IV дает наименьшую точность легирования.

Все же можно утверждать, что способ 1 — применение легированной проволоки и обычного плавленого флюса — значительно надежнее всех других способов легирования.

Способ 4 хуже других, так как качество наплавки зависит от равномерности насыпания порошка на наплавляемую поверхность. Примитивные дозаторы дают неточные результаты. Ручная насыпка мало надежна. Попытки конструирования различных питателей с автоматическим регулированием количества высыпаемого порошка пока не дали положительных результатов. Однако их можно добиться при использовании в качестве присадочного металла пластин или ленты. При наплавке неплавящимся электродом в среде защитного газа 4 способ легирования является единственно возможным.

4.Б. Выбор способа легирования.

Автоматическая наплавка большого количества одинаковых изделий встречается довольно редко. На большинстве заводов необходима наплавка изделий различных типоразмеров, а это означает, что способ легирования должен обеспечить получение металла требуемого состава в достаточном диапазоне режимов.

Требуемая точность легирования наплавленного металла, естественно, зависит от типа избранного износостойкого сплава. При наплавке высоколегированных инструментальных сталей требуется точность легирования, измеряемая допустимым отклонением в 5—10% от среднего содержания примеси.

При наплавке слоя низколегированной стали, приближающейся по составу к марке 12ГС или 18ХГСА, допустимое отклонение от среднего значительно больше: оно составляет примерно 15-20%. В этом случае требования к точности легирования могут быть понижены.

Нет надобности требовать высокой точности легирования при наплавке грубых изделий, например деталей дробильно-размольных механизмов. Состав наплавленного металла может в этом случае изменяться в достаточно широких пределах, и это не отражается заметно на службе наплавленных деталей.

5. Выбор способа наплавки.

Рассмотрим два распространенных метода восстановления геометрии деталей механизированной наплавкой: наплавка в среде защитного газа и под слоем защитного флюса. Данные методы получили широкое распространение в современной практике, во многом благодаря большим возможностям автоматизации процесса.

При наплавке под флюсом дуга горит между электродом и изделием, к которым подведен ток, .и образует на поверхности изделия ванночку расплавленного металла. Наплавляемый участок покрывает толстый слой сыпучего флюса. Дуга частично расплавляет флюс и горит внутри полости с эластичной оболочкой из расплавленного флюса-шлака. Расплавленный шлак надежно изолирует жидкий металл от газов воздуха, предупреждает разбрызгивание и способствует сохранению тепла дуги. После затвердевания металла образуется наплавленный валик, покрытый шлаковой коркой и нерасплавившимся флюсом; остывшая шлаковая корка удаляется.

При наплавке отдельного валика под флюсом на обычных режимах на -горизонтальную поверхность доля расплавленного основного металла в металле наплавки составляет обычно 2/3, электродного — 1/3. Отсюда можно сделать вывод, что на состав наплавленного металла (а значит и на механические свойства) сильнее будет влияние основного металла.

Расплавленный металл электрода каплями переносится через дугу в жидкую ванну, где перемешивается с расплавленным металлом изделия. Состав металла наплавки получается совершенно однородным. При многослойной наплавке доля основного металла в каждом последующем слое убывает.

Примеси, входящие в состав электрода и основного металла, могут частично окисляться и переходить в шлак. Поведение различных примесей зависит от их сродства к кислороду и от свойств флюса.

При наплавке плавящимся электродом в среде защитного газа расплавленный металл защищен от воздуха струей инертного газа — аргона либо активного газа — углекислоты. Наплавку ведут постоянным током.

Наплавка в защитном газе целесообразна в тех случаях, когда невозможна или затруднена наплавка под флюсом. Так, например, при наплавке внутренних поверхностей глубоких отверстий подача флюса и удаление шлаковой корки весьма затруднительны; эти операции отпадают при наплавке в защитном газе. Если наплавляемые поверхности имеют сложную форму, то возможность видеть дугу и управлять ею имеет большое значение; такая возможность имеется только при наплавке в защитном газе. Наконец, наплавка мелких деталей, когда насыпание и удаление флюса отнимают относительно много времени, эффективно производится в защитном газе. Однако при выборе данного способа сварки и наплавки необходимо иметь ввиду и его недостатки: сильное разбрызгивание металла на некоторых токах режима, что требует постоянной защиты и очистки сопла горелки; интенсивное излучение открытой мощной дуги, требующее защиты сварщика; необходимость охлаждения горелки при значительных токах; осуществление сварки практически только на постоянном токе.

Исходя из вышеперечисленного, выбираем автоматизированную наплавку под слоем флюса. Данный выбор сделан на основании того, что данный вид наплавки характерен стабильностью процесса, недорогими расходными материалами, хорошим формированием наплавленного валика, надежной защитой сварочной ванны и широкими пределами для регулирования х.с. наплавленного металла.

6. Выбор наплавочного материала

Для создания наплавленного слоя на данной детали я бы хотел рассмотреть в своей работе 3 проволоки: ПП-Нп-90Г13Н4(ПП-АН105), ПП-Нп-14ГСТ и ПП-Нп-18Х1Г1М (ПП-АН120)

Рисунок 1. Механизм молотковой дробилки

Как видно из рисунка 1 ролик молотковой дробилки является частью механизма, который непосредственно участвует в дроблении пород. Хотя ролик является скорее крепежной частью для бил дробилки и сам не воздействует на разрушение пород, но он изнашивается из-за сильных ударов и абразивного действия породами (трение, смятие, истирание). Для уменьшения воздействия необходим износостойкий наплавочный металл, который обеспечивал бы относительно высокую твердость.

1. Порошковая проволока марки ПП-Нп-90Г13Н4 предназначена для автоматической и полуавтоматической наплавки под флюсом, открытой дугой и в среде защитных газов износостойкого слоя на детали, испытывающие сильные удары. Рекомендуется для наплавки в нижнем положении на постоянном токе обратной полярности.

Наплавленный металл отличается высокой пластичностью и вязкостью. В наклепанном состоянии обладает очень высокой износостойкостью в условиях, когда износ характеризуется наличием сильных ударов или высоких контактных давлений.

Технологические особенности : Не допускается чрезмерный разогрев наплавленного изделия. При многослойной наплавке обязательна проковка наплавленного слоя.

Расход проволоки на 1 кг наплавленного металла, кг-	1,1 - 1,2
Твердость наплавленного металла (3-й слой)-	после наплавки НВ 160 – 240  после наклепа HRC 40 - 50

2. Порошковая проволока марки ПП-Нп-14ГСТ предназначена для автоматической и полуавтоматической наплавки открытой дугой на детали из углеродистых и литых сталей, работающих в условиях трения металла о металл. Рекомендуется для наплавки на постоянном токе обратной полярности.

Расход проволоки на 1 кг наплавленного металла, кг-	1,15 - 1,25
Твердость наплавленного металла (3-й слой)-	после наплавки НВ 220 – 280

Износостойкость – обычная для незакаленной стали. Сопротивление ударам – хорошее. Хорошо обрабатывается режущим инструментом.

Технологические особенности :наплавка в большинстве случаев производится без предварительного подогрева деталей.

3. Порошковая проволока марки ПП-Нп-18Х1Г1М предназначена для автоматической и полуавтоматической наплавки под флюсом и в среде защитных газов износостойкого слоя на детали, работающие в условиях трения металла о металл и абразивного изнашивания. Рекомендуется для наплавки на постоянном токе обратной полярности.

Расход проволоки на 1 кг наплавленного металла, кг	1,05 - 1,2
Твердость наплавленного металла (3-й слой)	после наплавки НВ 280 – 380 (37-42 HRC)

Свойства наплавленного металла :

Износостойкость - умеренная. Сопротивление ударам – удовлетворительное. Возможна обработка режущим инструментом.

Технологические особенности : Наплавка производится без предварительного подогрева деталей при содержании углерода в основном металле < 0,25 %. При содержании углерода > 0,25 % производится предварительный подогрев детали до температуры 200 - 300° С.

Порошковая проволока марки ПП-Нп-14ГСТ не подойдет по технологическим свойствам из-за относительно низкой твердости и другого рода износостойкости.

Порошковая проволока марки ПП-Нп-90Г13Н4 может с успехом использоваться для наплавки ролика. Данная проволока обладает высокой способностью к наклепу, что позволит наплавленному слою сопротивляться сильным ударам породы, но к трению и истиранию свойства износостойкости несколько меньше. Также высокая цена и технологические особенности работы (проковка наплавленного слоя, специальные инструменты для последующей механической обработки) с данной проволокой ведут к существенному удорожанию наплавочных работ.

Порошковая проволока марки ПП-Нп-18Х1Г1М. После наплавки получается твердый (НВ 280 – 380~37-42HRC) износостойкий слой, который прекрасно работает в условиях трения металла о металл, ударами и абразивного изнашивания. В купе с небольшой ценой и технологическими свойствами данная проволока будет являться одной из лучших для наплавки роликов молотковой дробилки.

7. Влияние параметров режима на геометрические размеры шва

Ток дуги при наплавке аппаратом с постоянной скоростью подачи проволоки определяется скоростью подачи. Чем больше ток, тем больше производительность наплавки. Однако увели­чение тока приводит к увеличению глубины проплавления, что нежелательно. С увеличением тока растет длина сварочной ван­ны; при наплавке тел вращения это может привести к стека-нию металла. Очертания сечения наплавленного валика также зависят от тока: чрезмерное увеличение тока приводит к резкому увеличению глубины проплавления, к образованию высоких и узких валиков.

Напряжение дуги при датгном токе определяет форму наплавленного валика. Повышение напряжения увеличивает ширину и уменьшает высоту валика. Желательно минимальное напряжение дуги, однако оно должно быть согласовано с током: при слишком малом напряжении получается узкий, высокий наплавленный валик, с уродливыми очертаниями сечения, при слишком большом — пла-вится очень много флюса и возможно его стеканме. Для выбора напряжения в зависимости от тока можно руковод­ствоваться данными графика рлис. 124, где оптимальный режим локазан штриховкой.

Скорость перемещения дуги при наплавке, в отличие от сварки, не определяет производительности процесса, но влияет на распределение металла по наплавляемой поверхности. Ма­лые скорости — от 5 до 20 м/час — применяются при наплавке электродной лентой и при многоэлектродной наплавке. В этом диапазоне уменьшение скорости приводит к уменьшению глу­бины проплавления. При слишком малой скорости возможны лепровары и нарушения формирования кромки наплавленного валика. В среднем диапазоне скоростей — от 20 до 40 м/час — «глубина провара практически не зависит от скорости переме­щения дуги. Ширина валика уменьшается с увеличением скоро­сти. При скоростях от 40 до 60 м/час увеличение скорости пе­ремещения дуги вызы-вает одновременное уменьшение глубины •проплавления и ширины наплавленного валика.

Вылетом электрода называют участок, расположенный меж­ду дугой и нижней контактной точкой мундштука. Олтималь-

8. Влияние угла наклона электрода и изделия на форму поперечного сечения валика наплавленного на изделие.