1. Загальні відомості про наплавлення

Наплавленням називається процес нанесення шару розплавленного металу або сплаву на поверхню вироба. Наплавлення використовують для відновлення спрацьованих деталей та отримання виробів із заданими властивостями поверхні: стійкості проти спрацювання, жароміцності, жаро – й кислостійкості, антифрикційністю та ін. Використання наплавлення знижує витрати дорогих і дефіцмтних легованих сталей, спеціальних сплавів, підвищує надійність і терміни роботи машин.

Використовується ручне дугове наплавлення плавкими й неплавкими електродами; автоматичне та напівавтоматичне наплавлення під флюсом і в захисних газах; плазмове, відбродугове, елктрошлакове, індукційне, імпульсно-дугове й газове наплавлення. Найчастіше наплавлення виконують електричною зварювальною дугою.

На відмінну від зварювання при наплавленні приймає участь невелика кількість основного металу, яка проплавляється на малу глибину. Тому внутрішні напруги та деформації й схильність виробу до утворення тріщин незначні. Задані властивості наплавленого шару одержують веденням до його складу легуючих елементів. Легування виконують за рахунок взаємодії металу та шлаку, поглинанням елементів із навколишнього газового середовища, введенням у зварну ванну металевих добавок. Найважливішим при наплавленні є одержання однорідного хімічного складу наплавленого металу та заданих властивостей виробу.

Механізоване наплавлення відрізняється від ручного безперервністю процесу завдяки використанню електродного дроту або стрічки і спеціальних пристроїв для подачі електродного матеріалу та механізмів для пересування джерела теплоти або наплавлю вального виробу.

2. Наплавлювальні матеріали

За способом виробництва матеріали для наплавлення поділяються на покриті електроди, наплавлю вальні суцільні дроти й стрічки, флюси, порошкові дроти та стрічки, прутки й зернисті (порошкоподібні) сплави.

Для наплавлення матеріали підбирають залежно від призначення і необхідної твердості наплавленого шару.

Для відновлення форми і розмірів деталей використовують звичайні зварювальні дроти та електроди, які дають наплавлений метал низької твердості. За ГОСТом 10543-82 виготовляється сталевий наплавлю вальний дріт діаметром від 0,3 - 8мм.

Стандартом передбачений вуглецевий дріт 9 марок (Нп – 25, Нп – 85 та ін.), легований дріт 11 марок (Нп – 40Г, Нп – 30ХГСА та ін.), високолегований дріт 10 марок (Нп – 20Х14, Нп – 30Х10Г10Т, Нп – Х20Н80Т та ін).

ГОСТ 10051-75 передбачає 44 типи покритих електродів для наплавлення поверхневих шарів з особливими властивостями, які забезпечують твердість наплавленого шару від 28 до 66 НRC. Застосування, режим наплавлення та характеристика покритих електродів наведені в таблиці (1.1)

Таблиця 2.1

«Характеристика покритих електродів для наплавлення»

Марка електрода	Твердість наплавлення, НRC	Призначення електродів	Режими наплавлення (діаметр електрода, мм; струм, А; полярність)
ОЗН-250	22-25	Кінці рейок, вагонні та автотракторні деталі, вали, осі	4; 170-200 210-240 Постійний струм, зворотна полярність
ОЗН-300	24-32	Залізничні хрестовині, вагонні, автотракторні деталі та ін.	4; 170-200 210-240
ОЗН-350	36-37	Залізничні хрестовині, вагонні, автотракторні деталі тощо.	4; 170-200 210-240
ОЗН-450	37-40	Шивдкоспрацьовувані деталі з високою твердістю.	4; 170-200 210-240
Т-590	55-62	Сталеві й чавуні деталі, які працюють без ударного навантаження в абразивному середовищі (щоки дробилок, лопатки та колеса земле всмоктувачів)	4; 200-220 250-270 Змінний і постійний струм
Т-620	58-59	Шивдкоспрацьовуван із сталі та чавуну, що працюють в умовах сильного стирання та ударних навантажень (щоки дробилок, зуби ковшів екскаваторів)	4; 200-220 250-270 Постійний струм
ОЗН-1	54-54 (після наплавлення) 50-60(після термообробки)	Ріжучий інструмент і штампи	3; 80-110 120-150 160-200

Порошковим дротом наплавляють вироби піл флюсом, у захисних газах і відкритою дугою. Для наплавлення під флюсом деталей з вуглецевих сталей використовують порошкові дроти марок ПП-АН120, ПП-АН121,

ПП-АН122, для наплавлення високо хромових сталей – ПП-АН170. Для наплавлення під флюсом і відкритою дугою застосовують універсальні порошкові стрічки марок ПЛ-АН101, ПЛ-АН102. При наплавлені порошковим дротом використовують струми меншої величини ніж для зварювання.

При цьому глибина проплавлення металу виробу знижується, а наплавлений метал менше переміщується з основним і твердість наплавленого металу зростає.

Для наплавлення в середовищі аргону і газокисневим полум’ям використовують прутки з литих твердих сплавів. Їх випускають діаметром

6-8 мм і довжина до 400 мм (таблиця 1.2)

Таблиця 2.2

«Тверді сплави для наплавлення»

Матеріал	Марка	Характеристика	Твердість, НRC	Застосування	Примітка
Литі тверді сплави у вигляді прутиків	Стеліт В2К В3К	Сплав вольфраму та хрому, зв’язних кобальтом і залізом	46-48 42-43	Деталі, що працюють при високих температурах
	Сормайт 2, Сормайт С27 (взамін сормайту 1)	Сплав карбіду хрому з залізом і нікелем (до 5%)	40-45 59-54	Деталі, що працюють при нормальних і підвищених температурах	Змінники стеліту, але більш крихкі
Твердий сплав у вигляді трубчастого стрижня	Реліт Т3	Трубка ( 6 0,5мм) з низько вуглецевої сталі, заповнена дрібняком карбідів вольфраму	85	Буровий інструмент і деталі, що працюють в умовах сильного абразивного спрацювання	При наплавлені розплавляється сталева оболонка, а дрібняк вварюється в наплавлений шар з карбіду вольфраму (25%) і заліза (15%)
Металокерамічні тверді сплави у вигляді пластин	Вк ТК ТТК «победит»	Карбіди вольфраму, титану, танталу, зв’язані кобальтом і залізом	86-91	Для метало ріжучого інструмента	Пластини паяють до основи за допомогою мідно-цинкових припоїв, щоб уникнути перегрівання