Электроды для наплавки – основной металл будет лучше!

1 Основные сведения о классификации наплавочных электродов

Имеется два Госстандарта – 9466 и 10051, которые содержат техусловия и рассказывают о типах, на которые подразделяют электроды для наплавки. Интересующие нас изделия принято подразделять на отдельные группы по следующим показателям:

• Вид покрытия. Ручная дуговая наплавка производится электродами с целлюлозным, основным, кислым, смешанным или рутиловым покрытием. Также существуют сварочные (наплавочные) стержни, на которые наносятся особые составы.
• Толщина покрытия. По этой величине наплавочные изделия делят на четыре вида – с очень толстым покрытием (отношение сечения покрытия к сечению сварочного стержня – более 1,8), с толстым (от 1,45 до 1,8), со средним (от 1,2 до 1,45) и с тонким (менее 1,2).
• По полярности и роду тока, используемого при наплавке металлов электродами (переменный и постоянный ток, прямая и обратная полярность).
• По разрешенным положениям наплавочного процесса в пространстве. В этом случае дуговая наплавка металла (ручная) может выполняться четырьмя видами изделий – для вертикального, горизонтального и нижнего положений, для любых положений, для нижнего в лодочку и обыкновенного нижнего, для всех за исключением вертикального сверху вниз.

Основными же параметрами, по которым делят сварочные стержни для наплавки изделий из металлов и стали, считается твердость получаемого наплавленного слоя и его химический состав. С этой точки зрения существует более 40 типов электродов, которые подразделяют на шесть больших категорий. О них рассказывается далее.

2 Категории сварочных стержней для наплавки

К первой категории (группе) относятся изделия, применение которых позволяет получать низколегированный низкоуглеродистый наплавленный слой с повышенной стойкостью против ударных нагрузок и трения. Ко второй – стержни, обеспечивающие аналогичный по свойствам слой, но уже для тех изделий из стали, которые работают при температурах от 600 до 6500 °С.

Третья категория электродов включает в себя изделия для получения легированного и углеродистого наплавленного слоя со стойкостью к ударным нагрузкам и повышенному абразивному изнашиванию. Стержни четвертой группы дают возможность получить такой же самый наплавленный металл на поверхности деталей, функционирующих при высоких температурах и давлениях.

Электроды пятой категории используются для получения высокостойкого слоя при трении и изнашивании, вызываемого эрозионно-коррозионными факторами (при температурах от 570 до 6000°), аустенитного высоколегированного металла.

Сварочные стержни шестой группы применяются для наплавки деталей из стали, на поверхности которой требуется высоколегированный дисперсноупрочняемый слой. Такие изделия обычно используются в сложнейших условиях, способствующих их деформированию (до 11000° температуры).

3 Технология наплавочных работ – некоторые важные особенности

Дуговая наплавка изделий из стали и черных металлов в силу своей универсальности применяется очень широко во многих ремонтных и восстановительных цехах промпредприятий.

Технология данного процесса имеет ряд особенностей и сложностей, но они не оказывают негативного влияния на качество наплавочной операции, если работы выполняются опытным сварщиком.

Наплавка производится при помощи стандартного оборудования, на котором выполняются сварочные электродуговые работы. При этом в зависимости от того, какое состояние и химсостав имеет наплавляемый и основной металл, технология может потребовать осуществления дополнительных процедур, в частности следующих:

• с целью обеспечения на поверхности наплавляемой стали каких-либо специальных эксплуатационных характеристик – термообработка;
• для улучшения и ускорения процесса – сопутствующий и предварительный нагрев заготовки.

Сварочные электроды первой категории (марки – ОЗН-300М и 400М, ЦНИИН-4, ОМГ-Н) рекомендованы для наплавки крестовин, осей, валов и иных элементов из низколегированных и углеродистых сплавов для железнодорожного и автотранспорта, второй (ОЗШ-2, 3, 7, 1, ЭН-60М, УОНИ-13/НЖ, ОЗИ-3) – для высадочных и молотовых, вырубных и отрезных штампов, также для компонентов станочного и металлургического оборудования, склонного к быстрому изнашиванию.

Третья категория наплавочных электродов (Т-620 и 590, ЭНУ-2, ВСН-6, ОЗН-7, 6 и 7М) используется для восстановления чугунных и стальных элементов строительной и металлургической техники, высокомарганцовистых и углеродистых сплавов, четвертая (ОЗИ-5 и 6) – для изготовления и ремонта инструментов для металлообработки, горячих и холодных сильнонагруженных штампов.

Электроды пятой группы (ЦН-12М и 6Л) технология наплавки рекомендует применять для восстановления энергетического оборудования и котлов, используемых при давлении не более 78 МПа, шестой (ОЗШ-6 и 8) – для обработки штамповочной и кузнечной оснастки, применяемой при высоких давлениях в термоусталостных условиях.

Для изготовления наплавочных стержней применяется особая проволока. Ее выпускают по Госстандарту 10543. Именно на такую проволоку наносят специальный слой, который и обеспечивает требуемые показатели наплавленного металла.

Кроме того, активно используется технология наплавки ленточными электродами – полосами размерами от 0,6х50 до 1х100 миллиметров. Теоретически можно делать и более крупные ленты, но их применение связано со значительным усложнением наплавочного процесса.

При наплавке ленточным электродом между ним и обрабатываемой деталью формируется электрическая дуга. На основной металл при постепенном расплавлении стержня наносится защитный 3–5-миллиметровый слой. В данном случае ванну и дугу требуется обязательно отделять флюсом от окружающего воздуха.

4 Тонкости процесса наплавки бронзы и цветных металлов

Нанесение на медные, стальные и бронзовые изделия расплавленного слоя бронзы либо меди выполняется:

• в среде защитного флюса графитовыми электродами;
• покрытыми стержнями при электродуговой сварке;
• вольфрамовыми наплавочными изделиями в газовой инертной атмосфере.

Основу электродовнзы либо м для дуговой сварки делают из броеди. Большое распространение получили стержни К-ЮО, покрытие которых состоит из 20 % кремнистой меди, 15 % плавикового и 12,5 % полевого шпата, 47,5 % ферромарганца. Замешивается весь состав на жидком стекле. Данные электроды используют для наплавления на сталь и медь бронзы или меди (получившийся слой затем проковывают). Обратите внимание – в данном случае металлы следует заранее подогреть примерно до 400 °С.

Наплавка бронзы выполняется и стержнями ЗТ, изготовленными из сплава БрКМцЗ-1. По своим параметрам и химическому составу наплавленный такими электродами металл практически идентичен кремнистой бронзе. Наплавочный процесс с применением ЗТ ведется только на обратной полярности и максимально короткой дугой.

При использовании угольных (графитовых) стержней применяют прутки (бронзовые, медные) в качестве присадки. На них наносят флюс (металлический магний 5 % + бура в порошке 95 %). Отметим, что этот вид наплавки характеризуется неудовлетворительным качеством. Используют его редко, выполняя (для улучшения результата) проковку шва с последующим водяным его охлаждением.

Вольфрамовые стержни для наплавки цветмета также применяют лишь в отдельных случаях. Операция проводится в аргоновой либо азотной атмосфере (газы должны иметь максимальную чистоту). Рекомендуется использовать аргон, так как в нем сварочная дуга обладает более высокой устойчивостью.