II. Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с химическим составом и свойствами некоторых наплавочных электродов, проволок и флюсов.

2. Ознакомиться с техникой ручной дуговой наплавки плоской поверхности.

3. Произвести многослойную наплавку на малоуглеродистую сталь электродами ОЗН-400, К-2-55 и HP-70, определить технологические режимы наплавки и высоту каждого слоя наплавки.

4. Произвести местную зачистку (шлифовку) наплавленного слоя, определить твердость (HRC) поверхности после однослойной, двухслойной и трехслойной наплавки. Записать данные в таблицу, построить графики и сделать выводы.

5. Произвести наплавку валиков на высокоуглеродистую сталь разными электродами при различных режимах, отметить наличие или отсутствие трещин.

Рис.3. Челночный способ наплавки

Рис.4. Схема многослойной наплавки

III. Содержание отчета по работе

1. Материалы для наплавки. Отчет должен содержать таблицы с химическим составом и свойствами электродов, проволоки и флюсов для наплавки.

2. Схема наплавки плоской поверхности одиночными валиками и челночным способом с указанием их особенности.

3. Схема многослойной наплавки плоской поверхности.

4. Таблица технологических параметров и высоты слоя наплавки для различных марок электродов.

5. Таблица распределения твердости от расположения слоя наплавки для различных марок электродов.

6. График зависимости распределения твердости от расположения слоя наплавки для различных марок электродов.

7. Выводы по пунктам 4,5,6.

8. Описание эксперимента по наплавке валиков различными электродами на высокоуглеродистую сталь.

Контрольные вопросы

1. Объясните схему наплавки поверхностей одиночными валиками ?

2. В чем сущность челночного способа наплавки?

3. От каких факторов зависит твердость наплавленного слоя при ручной и автоматической наплавке?

4. Как обозначаются типы и марки наплавочных электродов?

5. Как влияет химических состав наплавляемого металла на склонность к образованию горячих трещин?

6. Укажите состав, свойства и назначение наплавочной проволоки марки НП-40, НП-50ХФА, Нп-105Х, Нп-Г13А.

Лабораторная работа № 2

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА СВОЙСТВА ИЗНОСОСТОЙКИХ НАПЛАВОК ПЛАСТИНЧАТЫМ ЭЛЕКТРОДОМ ПОД ФЛЮСОМ

Цель работы: ознакомление с технологией, приспособлениями и оборудованием для наплавки пластинчатым электродом под флюсом, исследование влияния некоторых параметров процесса на его устойчивость и качество наплавки.

1. Теоретические сведения

При ремонте изношенных поверхностен, особенно плоской формы, во многих случаях целесообразно использовать метод наплавки пластинчатым электродом под флюсом.

На ремонтных предприятиях МПС этим методом успешно восстанавливают различные изношенные поверхности автосцепных устройств и другие детали подвижного состава.

Схема наплавки деталей пластинчатым электродом под флюсом представлена на рис.5.

Ремонт изношенной поверхности при наплавке пластинчатым электродом производится следующим образом.

Рис.5. Схема наплавки пластинчатым электродом

Изношенная поверхность детали 1 ограждается флюсоудерживающим устройством 8, которое препятствует утечке шлака и расплавленного металла с поверхности и тем самым способствует изоляции дуги от окружающей среды и высокому качеству шва.

На поверхность детали насыпают флюс 2 слоем толщиной от 3 до 5 мм. При слишком малой толщине слоя возможно затекание расплавленного металла под электрод и короткое замыкание между электродом и деталью, а увеличение толщины слоя флюса влечет за собой увеличение длины дуги, отрицательно сказывающееся на форме шва.

На флюс укладывают стальной пластинчатый электрод, конфигурация и размеры которого должны соответствовать контуру рабочей поверхности.

Для получения качественной поверхности после наплавки толщина пластинчатого электрода должна быть не менее 2,5 мм.

Один конец электрода предварительно отгибают, а при помощи держателя 4 присоединяют к источнику сварочного тока 10. Для создания в процессе наплавки шлаковой ванны, обеспечивающей нормальное протекание металлургических процессов и защиту расплавленного металла от окружающей среды, сверху электрод засыпают флюсом.

Количество флюса над электродом определяется площадью изношенной детали, причем толщина флюса должна быть не менее 12 – 15 мм.

Принудительное давление на ванну расплавленного металла и шлака способствует лучшему формированию сварного шва, особенно при наплавке широких поверхностей, поэтому на слой флюса устанавливается металлический груз 9, давление которого ориентировочно должно быть равно 20 г/см².

Для возбуждения дуги на поверхности изделия в месте начала наплавки оставляют небольшую свободную от флюса площадку, на которую устанавливают угольный электрод или насыпают сухие стальные опилки 7 так, чтобы они имели контакт с кромкой пластинчатого электрода.

Возбуждение электрической дуги происходит следующим образом. С помощью контактора производится замыкание цепи сварочного тока, при этом на участке контакта угольный электрод – пластинчатый электрод – изделие выделяется большая плотность тока.

Вслед за этим возбуждается дуга, которая перемещается по кромке электрода и постепенно расплавляет его, одновременно расплавляя флюс. После расплавления горизонтальной части пластинчатого электрода дуга переходит на отогнутый конец, при этом длина ее возрастает, и при достижении определенной величины дуга обрывается.

При данном методе наплавки можно использовать источники не только постоянного, но и переменного тока, например широко распространенные сварочные трансформаторы типа ТД-500. Параллельное включение двух одинаковых трансформаторов обеспечивает оптимальную плотность тока в электроде, равную примерно 3 - 4 А/мм².

При неравномерном износе рабочей поверхности наплавленный металл, несмотря на давление груза, в какой-то степени повторит наиболее значительные неровности изношенной детали.

Поэтому для получения качественной поверхности наплавки над участком, где имеется местная выработка на большую глубину, на электрод укладывают дополнительную пластину 5 определенного размера, или насыпают металлическую крошку. Длина пластины должна быть равна длине местной выработки, толщина - 2 2 - 3 мм.

Наплавка пластинчатым электродом под флюсом позволяет простыми средствами осуществлять так же поверхностное легирование для повышения твердости и износостойкости наплавленного металла.

С этой целью на электрод помещают пакетированную присадку 6, которая представляет собой металлическую оболочку, наполненную смесью ферросплавов. Применение такой присадки обеспечивает точность дозировки легирующих элементов н равномерность их распределения по длине и сечению наплавленного валика.

Такую схему легирования применяют, например, при ремонте автоспепок. В этом случае наиболее высокую износостойкость покрытию придает легирующая смесь, состоящая из ферромарганца ( C = 0.5 – 1.0%; Si = 1.0 – 2.0%; Mn = 75.0 – 85.0% ), ферросилиция ( С =  0.1%; Si = 74 – 90%; Mn = 0.2 – 0.4%; Cr = 0.2 – 0.4%; Al = 1.3 –3.0% ) и графита.

При применении легирующей смеси такого состава структура наплавленного участка получается весьма однородной и представляет собой мелкодисперсную смесь феррита и сложных карбидов типа (Fе, Мп)_n С.

Метод наплавки пластинчатым электродом под флюсом по сравнению с другими методами наплавки обладает следующими преимуществами:

• сочетание высокой производительности автоматической наплавки с простотой ручной дуговой сваркой;

• возможность просто и дешево легировать металл для получения высокой твердости и износостойкости;

• возможность регулировать толщину наплавленного слоя за счет применения добавочных пластин;

• гладкая поверхность получаемого шва, не требующая больших припусков на механическую обработку;

• оптимальная форма сварного шва, обеспечивающая минимальную глубину проплавления основного металла.