сварочные материалыПн - Пт 10:00 - 18:30 Сб 10:00 - 16:00 Вс выходной
Пн - Пт 9:30 - 18:00 Сб 10:00 - 16:00 Вс выходной
Наплавка — один из самых распространенных методов ремонта и восстановления металлических изделий. Он универсальный: подходит для деталей любых размеров и форм, используется для всех металлов.
Мы расскажем об особенностях технологии и способах ее исполнения. Также вы узнаете, чем наплавка металлов отличается от сварки.
Наплавка предполагает нанесение на поверхность детали расплавленного металла или сплава. Плавление осуществляется под воздействием теплоты электрической дуги или тепловой энергии, образующейся при сгорании ацетилена, природного и других горючих газов в струе кислорода.
Ремонт наплавкой металла помогает восстановить размер и форму заготовки и нарастить металлический слой любой толщины. Таким способом можно вернуть исходный внешний вид изношенных деталей, увеличить прочность рабочих плоскостей и уплотнить их.
Также метод наплавки металла используется для образования биметаллических структур. Соединяя различные материалы, можно получить нужные характеристики для детали: необходимый уровень коррозийной стойкости, прочности, огнеупорности и т. д.
Процесс наплавки металла содержит следующие этапы:
Благодаря плавлению и затвердеванию металла не только меняется размер детали, но и происходят структурные изменения материала основы. Глубина зоны термического воздействия зависит от начальной температуры металла, его теплопроводности, скорости и способа охлаждения и наплавки. В среднем этот показатель находится в диапазоне от 1 до 25 мм.
Восстановление деталей наплавкой металла и сваркой — схожие технологии. Но они выполняют разные задачи и различаются по используемым инструментам.
Сварка позволяет создать прочное неразъемное соединение деталей или устранить повреждения: трещины, сколы, пробоины, разрывы, отколы и т. д. Наплавка металла используется для увеличения размера детали, а также для изменения состава и характеристик материала.
Наплавочные работы выполняются на всей площади восстанавливаемого изделия и чаще всего в горизонтальной плоскости. Сварку делают локально (только в месте соединения) и в различных положениях.
Для обеих технологий необходимо обеспечить высокую продуктивность плавления присадочного материала. При наплавке дополнительно нужно позаботиться о минимальной глубине проплавления материала основы.
Наплавлять металл можно как обычными сварочными аппаратами, так и специальными аппаратами для наплавки. Аппараты для наплавки похожи на сварочное оборудование. Они используют те же источники питания и технологии нагрева металла. Дополнительно оснащены устройствами, которые обеспечивают подачу присадок и распределяют их на поверхности обрабатываемой детали.
Специализированные наплавочные установки подразделяются на несколько видов в зависимости от формы наплавляемых изделий. Есть модели для плоских элементов, выпуклых и деталей сложной формы.
Наплавочные установки наносят присадочные материалы различными методами: подачей проволоки или прутков, сопловым распылением металла. Также они могут укладывать металлическую ленту в спираль и выполнять центробежное распределение присадки. Устройства для массивных деталей оснащены механизмом для предварительного прогрева материала основы. Они нагревают металл до 700 °C.
Установки с механизированной подачей присадки называются полуавтоматическими. Также есть полностью автоматическое оборудование, где передвижение электрода вдоль рабочей области тоже выполняет автоматика.
В процессе наплавочных работ наносимый расплавленный металл насыщается кислородом, азотом и водородом воздуха. Также в нем происходит выгорание легирующих элементов. Воздействие газов на металл ухудшает его качество: снижает прочность, ударную вязкость, уменьшает пластичность.
Правила наплавки металла содержат методы защиты расплавленного материала от воздействия газов из воздуха и компенсации выгоревших легирующих элементов. Для этого используют электроды с покрытиями, а также слой флюса или экран из защитных газов.
Флюс — это зернистый или порошкообразный материал, который подается в зону плавления. Он обеспечивает устойчивость горения дуги и получение нужных свойств наплавленного металла. При повышении температуры быстро плавится, изолируя сверху место плавки и перекрывая к ней доступ газов из воздуха.
Флюс увеличивает концентрацию тепловой мощности в зоне дуги. Благодаря этому плавление выполняется быстрее. Кроме того, расплав флюса не дает металлу интенсивно разбрызгиваться.
В зону горения электрической дуги подают под давлением защитный инертный газ. Он изолирует столб дуги и сварочную ванну от кислорода и азота из воздуха. Защиту создают из аргона, гелия или углекислого газа. Выбор среды зависит от наплавляемого материала.
Технология позволяет максимально эффективно использовать тепло сварочной дуги и обеспечить высокую производительность наплавочных работ. Благодаря защитной газовой среде получаются качественные наплавленные швы.
При использовании технологии нет необходимости в очистке рабочей области от шлака, что особенно важно при многослойной наплавке. Метод подходит для восстановления детали различной толщины в любом положении.
Газопламенный. Наиболее простой в осуществлении способ. Нагрев осуществляется с помощью пропан-бутановой смеси или горящего ацетилена. В рабочую зону подаются присадки: проволока или пруток. Это выполняется вручную или с помощью оборудования. Также применяются буры для флюсов или смесь, в составе которой есть борная кислота.
Крупные изделия перед наплавочными работами нагревают до 500 °C. Для деталей малого размера предварительный разогрев не требуется.
Газовую наплавку выполняют на плазмотронах — специальном оборудовании с мощной горелкой, которая разогревает активное вещество до нескольких тысяч градусов. Метод позволяет получить неглубокий провар и однородное соединение материалов.
Электродуговой. Самая распространенная технология наплавки металлов. Благодаря простоте исполнения ее можно применять даже дома. Для работы используют два вида электродов: плавящиеся покрытые и неплавящиеся с присадочной проволокой.
Электродуговая наплавка подразделяется на ручную и механизированную. В первом случае работы выполняют обычными инверторами и выпрямителями, а во втором — полуавтоматами.
Вибродуговой. Электрод, кроме поступательных движений, совершает еще и перпендикулярные колебания. Металл наносится маленькими каплями на рабочую область тонким слоем, до 1 мм. При этом материал основы практически не нагревается, поэтому проплав образуется незначительный. Металл электрода надежно сцепляется с поверхностью изделия.
Для получения качественного наплавления процесс осуществляется в защитной газовой среде.
Электрошлаковый. Термический процесс, для которого используется шлаковая ванна. Это емкость с катализатором, передвигаемая вдоль детали. В ванну помещается электрод или присадка в виде гранул. Далее температура повышается, чтобы материал достиг нужной вязкости.
Ванну располагают вертикально, благодаря чему при нагреве металла пузырьки сразу всплывают и не образуют пор. Материал не разбрызгивается. Потери тепла отсутствуют.
Несмотря на преимущества, эта технология используется редко, так как ее осуществление сравнительно трудоемкое. Кроме того, она не подходит для маленьких деталей и изделий сложной формы.
Лазерный. По принципу выполнения похож на газовую наплавку. Используются те же присадки, но до вязкости они доводятся с помощью узконаправленного лазерного излучения. Лазер выпускает специальная головка. У нее есть сопло, где происходит нагрев потока газа, и инжектор, впрыскивающий полезную добавку.
Лазерный способ нанесения позволяет получить максимально ровное покрытие с отличными физико-химическими характеристиками. Достаточно дорогостоящая технология, поэтому используется для самых сложных работ: например, для обработки функциональных узлов прецизионного оборудования.
Индукционный. Металл вместе с флюсом наносят на рабочую область. Над ними ставят индуктор (медную трубку с несколькими витками) и подают напряжение с высокой частотой. В результате создаются вихревые токи, которые соединяют материал основы и присадки в единое целое.
Преимущество этого метода наплавки — в высокой производительности при небольшом нагреве материалов.
Электроискровой. Для этой технологии используется специальная установка с осциллятором. На область обработки воздействуют кратковременными разрядами тока. При этом частицы металла вырываются и создают на поверхности основы плотный мелкопористый слой малой толщины.
В процессе электроискровой наплавки поверхности нагреваются минимально. Благодаря этому структура материала не изменяется, он не деформируется и не окисляется.
Способы наплавки металла выбирают в зависимости от материала, формы и размера изделия, его производственных возможностей. Учитывая эти параметры, отдают предпочтение той технологии наплавочных работ, которая обеспечит минимальные затраты при высоком качестве соединения.
