Наплавка дуговая: Дуговая наплавка металлов | Строительный справочник | материалы — конструкции

ДУГОВАЯ НАПЛАВКА ВАЛИКОВ И СВАРКА ПЛАСТИН ПОКРЫТЫМИ ЭЛЕКТРОДАМИ В НИЖНЕМ, НАКЛОННОМ, ВЕРТИКАЛЬНОМ ГОРИЗОНТАЛЬНОМ ПОЛОЖЕНИЯХ ШВОВ.

При прохождении этой темы у учащихся должны сформироваться навыки: поддерживать устойчивое горение дуги нормальной длины; совершать возвратно-поступательные движения по оси свариваемых кромок металла, колебательные движения концом электрода поперек шва, заварку
кратера сварочного шва; возобновлять процесс сварки после смены электрода или случайного обрыва дуги; выполнять сварку пластин встык, в угол, втавр и внахлестку; выполнять сварку в нижнем, наклонном, вертикальном и горизонтальном положениях швов; выполнять ори необходимости обратную подварку корня шва.
Материал темы рекомендуется разбить на подтемы: 1. Наплавка валиков нижнем положении шва. 2. Однослойная сварка листового металла. 3. Наплавка валиков на наклонную пластину. 4. Сварка наклонных пластин, б. Наплавка вертикальных и горизонтальных валиков на вертикальной плоскости. 6. Сварка пластин без разделки кромок вертикальными и горизонтальными швами.. 7. Сварка пластин с разделкой кромок вертикальными и горизонтальными швами.
Для успешного проведения занятий необходимо заранее подготовить сварочные кабины, проверить состояние источников питания, инструмента и приспособлений. Особое внимание учащихся следует обратить на заземление источников питания и рабочих столов.
В, качестве материалов потребуются пластины из низкоуглеродистой стали размером 250x150x (6-20) мм, круглые стержни диаметром 30-40 мм, электроды диаметром 3—5 мм типа Э42 или Э46. Кроме того, надо подготовить молотки, зубила, стальные щетки, линейки, мел, измерители швов, защитные щитки и маски, очки с простыми стеклами и спецодежду.
Для показа правильного выполнения отдельных приемов и операций необходимо подготовить выносной сварочный пост и установить его в центре, мастерской, чтобы все учащиеся могли хорошо видеть то, что показывает мастер.
Из наглядных пособий нужно подготовить, плакаты и схемы, поясняющие технику выполнения наплавочных и сварочных работ, а также образцы наплавки и сварки.

Подтема. Наплавка валиков в нижнем положении шва.

Вводный инструктаж рекомендуется проводить по такому плану: организация рабочего места и правила безопасного ведения наплавочных работ; наплавка отдельных валиков на пластины; наплавка смежных и параллельных валиков.
В начале вводного инструктажа следует задать учащимся ряд вопросов, которые помогли бы им определить сущность наплавки отдельных валиков и вспомнить основные положения по безопасности труда при электросварке. Особое внимание учащихся следует обратить на опасность поражения электрическим током и возможность ожогов как результат нарушения правил безопасности, труда.
Рассказывав об организации рабочего места,, необходимо показать наиболее рациональное расположение инструментов, правильное рабочее положение учащегося в кабине, правильное положение электрода в электрододержателе, приемы смены электрода, порядок регулировки силы сварочного тока и др.
Первым этапом в обучении учащихся профессии электросварщика является усвоение техники наложения отдельных валиков на пластины. Поэтому, чтобы учащиеся хорошо овладели техникой сварки,их необходимо тренировать в наложении отдельных швов не только в период прохождения данной подтемы, но и на протяжении всего срока производственного обучения.
Перед показом процессов наплавки необходимо пояснить учащимся, что основной трудностью при сварке является затруднительное наблюдение за формированием шва, так как образующийся при этом шлак покрывает жидкий металл. Хорошее качество наплавленного металла достигается только в том случае, если будет обеспечено полное и равномерное покрытие шва шлаком.
Приступая к показу наплавки валиков на пластину, учащимся нужно сказать, что при этом совмещаются одновременно три движения электродом (рис. 12).

Движение 1 — равномерная и непрерывная подача электрода к детали по мере его плавления. Учащиеся должны стремиться поддерживать как можно более короткую длину дуги (2—3 мм), но не допускать коротких замыканий электрода с деталью, так как возможно ‘примерзание’ электрода.
Д в и ж е н и е 2 — передвижение электрода вдоль кромок по направлению сварки. При этом электрод необходимо наклонять под углом а =15—30° к оси, перпендикулярной плоскости сварки. Капли металла при расплавлении конца электрода перемещаются в направлении его оси и должны попадать на расплавленный металл ванны.
Д в и ж е н и е 3 — колебательное движение концом электрода поперек шва. Оно необходимо для получения валика нужной ширины. Нормальная ширина валика, зависящая в основном от диаметра электрода, должна быть b= (2-4) * dэ, где b — ширина валика, мм; dэ — диаметр электрода, мм. В первое время учащимся следует рекомендовать выполнять поступательные движения электродом (рис. 13, а) по мере его плавления или колебательные концом электрода (рис. 13, б, в).

Наплавленный валик должен иметь геометрические размеры (рис. 14).

При наплавке валиков учащимся нужно показать, как зажигается дуга после смены электрода или случайного ее обрыва. Они должны уяснить, что повторно дугу надо зажигать впереди кратера, а затем электрод возвращают назад и переваривают застывший металл сварочной ванны (рис. 15).

Заканчивая показ приемов, учащимся необходимо дать указания по заварке кратеров. Следует напомнить, что незаваренный кратер вследствие скопления в нем неметаллических включений может явиться причиной образования в швах трещин, а затем показать способы его заварки. Первый способ состоит в том, что кратер заваривают очень короткой дугой или путем частых коротких замыканий электрода с изделием. Второй способ заварки кратеров заключается в том, что электрод Держат неподвижно до полного обрыва дуги. Здесь же можно напомнить, что иногда кратер не заваривают, а выводят его на вспомогательные планки, которые удаляют после окончания сварки.
В ходе инструктажа следует рассказать учащимся о возможных видах брака при наплавке, способах его предупреждения и устранения.
При этом подробнее следует остановиться только на дефектах формы и размеров сварных швов. Надо пояснить, что к ним относятся неполномерность шва, неравномерная его ширина и высота, крупная чешуйчатость, бугристость, наличие седловин и др. Желательно показать учащимся образцы с наплавленными валиками,, имеющие перечисленные дефекты. По каждому из дефектов следует дать пояснения о причинах его образования. Прежде всего нужно указать на такие причины, как недостаточная квалификация начинающего производить наплавку учащегося, нарушение равномерной подачи электрода вниз, неправильные колебательные движения концом электрода поперек шва, частые обрывы сварочной дуги, а также плохое качество сварочных электродов. Объяснения и показы нужно чаще чередовать с выполнением упражнений учащимися.
Упражнения учащихся следует проводить по такому плану: наплавка отдельных валиков нормальной ширины и высоты нижним швом в направлении ‘слева направо’; наплавка валиков ‘на себя’, ‘от себя’ и ‘справа налево’; наплавка смежных и параллельных валиков.
Все упражнения надо проводить на пластинах из низкоуглеродистой стали размером 250x150x10 мм. Сначала учащиеся тренируются в наплавке отдельных валиков в направлении ‘слева направо’, затем — в наплавке валиков в различных направлениях, в фигурной наплавке (рис. 16), в наплавке смежных и параллельных валиков.

При обходе рабочих мест особое внимание учащихся следует обращать на длину сварочной дуги, так как от этого во многом зависит дальнейшая успешная подготовка сварщика. Учащиеся должны твердо знать, что увеличение длины дуги уменьшает стабильность ее горения, снижает глубину проплавления основного металла, повышает потери на угар и разбрызгивание, приводит к образованию шва с неровной поверхностью и повышает окисляемость расплавленного металла.
Обходя рабочие места, надо добиваться, чтобы учащиеся научились равномерно подавать электрод к детали по мере его плавления, передвигать его по направлению оси шва со скоростью сварки и совершить ритмичные колебательные движения концом электрода поперек шва. При этом надо указывать на кратковременную остановку в движении электродом у края по ширине валика.
При необходимости следует вторично показать тому или иному учащемуся процесс наплавки непосредственно на его рабочем месте. Учащимся надо напоминать, что хорошее качество валика достигается длительной практикой, правильной координацией всех движений электродом и внимательным наблюдением за процессом сварки.
Особое внимание следует обращать на места повторного зажигания дуги. Ввиду того что в этих местах шов получается менее плотным, нужно приучить учащихся расплавлять электрод без перерыва в горении дуги. Во время контрольной работы по этим упражнениям учащимся следует предложить наплавить в различных направлениях четыре валика. Валики должны быть прямыми, иметь хорошо заплавленные кратеры и соответствовать заданным геометрическим размерам. Для определения размеров валиков следует пользоваться миллиметровой линейкой и шаблонами. В заключительной беседе необходимо подвести итоги занятия, назвать фамилии учащихся, показавших в выполнении упражнений хорошие результаты, рассказать, какие ошибки были допущены. После этого надо предложить некоторым учащимся показать процесс наплавки валика в нижнем положении шва.
В конце беседы нужно сказать, что на следующем уроке будет изучаться сварка листового материала. Домашнее задание должно включать вычерчивание различных форм подготовки кромок.

Контрольные вопросы
1. Как правильно организовать рабочее место электросварщика при наплавке отдельных валиков в нижнем положении?
2. Какие движения электродом необходимы при наплавке отдельных валиков?
3. Как повторно зажечь дугу при смене электрода или случайном обрыве?
4. Как заварить кратер в конце шва или валика?
5. Как влияет длина дуги на качество наплавленного металла?
6. Какие правила безопасности’ труда применяют при наплавочных работах?

Автор — Bot

Дуговая наплавка самозащитной порошковой проволокой в ОАО «ДМК»

В. И. Титаренко, ЧНПКФ «РЕММАШ» (Днепропетровск), А. А. Голякевич, Л. Н. Орлов,
канд. техн. наук, 000 «ТМ.ВЕЛТЕК» (Киев), Ю. М. Гитин, ДМК им. Дзержинского (Днепродзержинск)

Опубликовано в журнале «Сварщик» №3, 2005

Самозащитная порошковая проволока имеет ряд преимуществ перед другими наплавочными материалами: нет необходимости в дополнительной защите в виде флюса или газа, реализация процесса наплавки проволокой малого диаметра более технологична, что в ряде случаев расширяет технологические возможности восстановительной наплавки внутренних и наружных поверхностей цилиндрических деталей малого диаметра, есть возможность визуального контроля за процессом наплавки. Самозащитную порошковую проволоку легко адаптировать к применяемому на предприятиях оборудованию, поэтому не требуются дополнительные финансовые вложения на приобретение специализированного оборудования.

     В связи с ограниченностью оборотных фондов перед ремонтными службами стоит задача поддержания работоспособности оборудования при минимальных затратах. Решению этой задачи способствует применение для дуговой наплавки взамен покрытых электродов самозащитной порошковой проволоки.

     В ОАО «ДМК» (Днепродзержинск) было предложено выполнить восстановительную наплавку роликов МНЛЗ самозащитной
порошковой проволокой ВЕЛТЕК-Н470С диаметром 2,4 мм с системой легирования C-Si-Mn-Cr-Ni-Mo-V-Nb. Ролики МНЛЗ изготовлены из стали 40Х и представляют собой полую деталь диаметром 140 мм и менее. Наплавку под флюсом и в защитном газе нельзя было применить из-за отсутствия соответствующей комплектации на имеющейся наплавочной установке МКПН-2, модернизированной под наплавку самозащитной порошковой проволокой. Наплавку выполняли в два слоя на режиме: I_св=240-260 А, U_д=28 В, V_св=30-34 м/ч. Выбор наплавочного материала основан на имеющемся девятилетием положительном опыте применения на ММК им. Ильича (Мариуполь) порошковой проволоки ВЕЛТЕК-Н470 с аналогичной системой легирования для наплавки роликов МНЛЗ под флюсом АН-20С. Сопоставительные испытания с зарубежными аналогами, проведенные на НКМЗ (Краматорск) показали, что по техническим характеристикам наплавленного металла (структурное состояние, твердость, теплостойкость, разгаростойкость, износостойкость) ВЕЛТЕК-Н470 не уступает проволокам ОК 15.73 (ESAB), 4142MM-S HC (Welding Alloys). Эксплуатация опытной партии валков, наплавленных проволокой ВЕЛТЕК-Н470 диаметром 2,4 мм на предприятии «Северсталь» (Череповец), показала, что ресурс роликов находится на уровне зарубежных аналогов. Срок службы роликов, наплавленных самозащитной проволокой в ОАО «ДМК» (рисунок), увеличился в четыре раза.

     Самозащитную порошковую проволоку ВЕЛТЕК-Н250-РМ диаметром 1,6-3,0 мм успешно применяют при восстановлении подушек прокатных клетей и ножниц, шпинделей и муфт приводов прокатных валков, звездочек, втулок, валов, ступиц, и др. По своим характеристикам она не уступает известной порошковой проволоке UTP DUR 250-FD (Bohler).

     Фрагмент ролика МНЛЗ диаметром 140 мм, наплавленный порошковой проволокой ВЕЛТЕК-Н470С

Взамен наплавки электродами Т-590 и Т-620 предложена механизированная наплавка самозащитной порошковой проволокой ВЕЛТЕК-Н480С диаметром 2,0 мм с системой легирования C-Cr-W-Mо-V-Ti кернов клещевых кранов и губок стрипперного крана. Данные детали в процессе эксплуатации испытывают ударные и сжимающие нагрузки в условиях высоких температур. Керны контактируют с металлом, разогретым до 800-1250 °С, и подвергаются периодическому охлаждению в баках с водой. Металл, наплавленный проволокой диаметром 2,4 мм, имеет твердость после наплавки 50-54 НДСэ, горячую твердость 40-44 HRC_э при 600 °С и высокую стойкость к трещинообразованию (100 термоциклов до появления первой трещины). Наплавку выполняли полуавтоматом ПДО-517 с источником питания ВДУ506 на режиме I_св=240…260 А, U_д=24…26 В. На специальной установке, разработанной и изготовленной ЧНПКФ «РЕММАШ», можно устанавливать под наплавку одновременно 30 заготовок кернов. Время наплавки одного керна составляет 1,5-2,0 мин. Применение механизированной наплавки проволокой ВЕЛТЕК-Н480С позволило повысить эффективность использования наплавочного материала, снизить затраты на ремонт и повысить срок службы кернов в 4-5 раз.
Для наплавки деталей, подвергающихся абразивному износу в сочетании с умеренными ударами, традиционно используют порошковую проволоку ПП-Нп-80Х20Р3Т (ПП-АН170) и электроды Т620. Наплавку выполняют 1-2 слоями. При выполнении многослойной наплавки (более двух слоев) проявляется склонность к трещинообразованию и сколам. В то же время для восстановления отдельных деталей необходима многослойная наплавка 4-5 слоями с целью повышения межремонтного ресурса детали. Для решения данной задачи предложены самозащитные порошковые проволоки ВЕЛТЕК-Н600 (C–Cr–Mo–V–Nb–Ti–B), ВЕЛТЕК-Н620 (C–Cr–Mo–V–Ti–B), которые позволяют выполнять многослойные наплавки до пяти слоев без образования трещин, обеспечивают твердость наплавленного металла 56-63 HRC_э. Наплавленный металл обладает хорошей износостойкостью при повышенных температурах до 600 °С. Износостойкость рабочего слоя детали повысилась на 30-50% по сравнению с износостойкостью при применении проволоки ПП-Нп-80Х20Р3Т (ПП-АН170). Проволоки выпускают диаметром от 2 до 5 мм. С помощью механизированной и автоматизированной наплавки порошковой проволокой ВЕЛТЕК-Н600 диаметром 3,0 мм была восстановлена поверхность большого конуса доменной печи, достигнуто значительное повышение износостойкости по сравнению с износостойкостью при применении электродов Т590, а также в два раза сокращено время ремонта. При автоматической наплавке малого конуса порошковой проволокой ВЕЛТЕК-Н620 диаметром 4,0 мм получена более высокая износостойкость по сравнению с наплавкой лентой ПЛ-АН101. Эти проволоки успешно применяли при упрочняющей наплавке зубьев ковшей экскаваторов, ножей бульдозеров, челюстей грейфера.
Порошковую проволоку изготавливают серийно согласно ГОСТ 26101-84 и действующей нормативно-технической документации, продукция сертифицирована Укр-СЕПРО. ООО «ТМ.ВЕЛТЕК» 12.04.2004 г. получил сертификат на систему управления качеством продукции согласно ДСТУ ТБО 9001-2001.

Особенности процесса наплавки дуги в продольном магнитном поле

[1]
А. Д. Размышляев. Магнитный контроль формирования шва при дуговой сварке, Мариуполь, (2000).

[2]
В.П. Черныш, В.Д. Кузнецов, А.Н. Брискман, Г.М. Шеленков. Сварка с электромагнитным перемешиванием, Киев, (1983).

[3]
JC Villafuerte, HW Kerr. Электромагнитное перемешивание и измельчение зерна в сварных швах GTA из нержавеющей стали / Журнал по сварке. – 69 (1990). – №1. – С.1-13.

[4]
М. Малиновски-Бродницка, Г. ден Оуден, В. Дж. П. Винк. Влияние электромагнитного перемешивания на сварные швы аустенитной нержавеющей стали методом ГТА / Сварочный журнал. – 69(1990). – № 2. – С.52-59.

[5]
ЯВЛЯЮСЬ. Болдырев, В.А. Биржев, А.В. Черных. Повышение производительности плавления электродной проволоки при сварке в продольном магнитном поле / Сварочное производство. – 1989. – № 4. – 18-19.

DOI: 10.1080/09507119809447812

[6]
А. М. Болдырев, В.А. Биржев, А.В. Черных. Контроль глубины проплавления при дуговой сварке и наплавке переменным продольным магнитным полем / Сварочное производство. – 1993. – № 6. – С.30-31.

[7]
Ю.Х. Канг, С.Дж. На. Характеристики сварки и сигнала дуги при дуговой сварке металлическим электродом в узком разделке с использованием электромагнитных колебаний дуги / Сварочный журнал. – 82 (2003). – № 5. – С.93-99.

DOI: 10.1016/b978-008044066-8/50004-5

[8]
А. Д. Размышляев, М. В. Миронова. Магнитный контроль формирования валков и швов при дуговой наплавке и сварке, Мариуполь, (2009 г.).

[9]
Чинахов Д.А. Исследование термического цикла и скорости охлаждения однопроходных сварных соединений стали 30ХГСА / Прикладная механика и материалы. – Том. 52-54. – 2011. – С.442-447.

DOI: 10.4028/www.scientific.net/amm.52-54.442

[10]
В. Д. Кузнецов, И. В. Малинкин, В. В. Сыроватка. Поведение дуги и перенос электродного металла при сварке в продольном магнитном поле / Сварочное производство. – 1972. – № 4. – С.3-4.

[11]
Б. Н. Селяненков, В. А. Блинков, Ю. В. Казаков. О формировании шва в продольном магнитном поле при аргонодуговой сварке / Сварочное производство. – 1975. – № 11. – С.5-7.

[12]
М. Л. Лин, Т. В. Игар. Влияние давления дуги на геометрию сварочной ванны / Сварочный журнал. – 64 (1985). – № 6. – С.163-169.

[13]
З. Цао, З. Ян, С. Л. Чен. Трехмерное моделирование нестационарной сварочной ванны GMA со свободной поверхностью / журнал сварки. – 83 (2004). – № 6. – 169-176.

Электродуговая наплавка дефектных участков рельсов в зоне электроконтактного сварного соединения

Открытый доступ

Проблема		Веб-конференция MATEC. Том 297, 2019 X Международная научно-практическая конференция «Инновации в машиностроении» (ISPCIME-2019)
Номер статьи		01004
Количество страниц)		6
Раздел		Инновационные технологические процессы производства деталей машин, сборочного и заготовительного производства
ДОИ		https://doi.org/10.1051/matecconf/201929701004
Опубликовано онлайн		13 ноября 2019 г.

MATEC Web of Conferences 297 , 01004 (2019)

Dmitry Nezhivlyak ¹ , Andrey Nezhivlyak ¹ and Maria Grechneva ^{2 *}

¹
Иркутский государственный университет путей сообщения, ул. Чернышевского, 15, Иркутск 664074, Россия
²
Иркутский национальный исследовательский технический университет, ул. Лермонтова, 83, Иркутск 664074, Россия

^* Автор, ответственный за переписку: [email protected]

Реферат

Одной из основных причин выхода из строя рельсов бесстыкового стыка, выполненного электроконтактной сваркой, являются дефекты разрушения и износ в зоне стыка . Мы рассматриваем использование электродуговой наплавки для ремонта дефектных рельсов. Исследованы структура и твердость дефектных участков рельсов, восстановленных электродуговой наплавкой, выполненной в один и два слоя. Проведены статические испытания и испытания на усталость опытных образцов рельсов с устраненными дефектами. Опытные образцы с дефектами, устраненными электродуговой наплавкой, удовлетворяют критериям статической прочности в той же степени, что и образцы рельсов без наплавки. Рассмотренную нами технологию наплавки следует корректировать путем применения предварительного нагрева для снижения скорости охлаждения металла в зоне шва. Усталостные испытания показали положительный эффект от наплавки в местах износа в сварном соединении. Эксплуатационные испытания подтверждают перспективность электродуговой наплавки для устранения дефектов разрушения и износа рельсов в зоне электроконтактного сварного соединения.

© The Authors, опубликовано EDP Sciences, 2019

Это статья с открытым доступом, распространяемая в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License 4.0, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии, что оригинал работа цитируется правильно.

Показатели текущего использования показывают совокупное количество просмотров статей (просмотры полнотекстовых статей, включая просмотры HTML, загрузки PDF и ePub, согласно имеющимся данным) и просмотров рефератов на платформе Vision4Press.