Материалы для наплавки

Покрытые электроды.Для наплавки различных деталей применяют электроды, предназначенные для сварки различных сталей и сплавов, и специальные электроды. Общие технические требования к металлическим электродам для дуговой сварки сталей и наплавки регламентированы ГОСТ 9466-60. ГОСТ 10051-62 предусматривает 25 типов электродов, например ЭН-14Г2Х, ЭН-У30Х28С4Н4 и др. В основу деления электродов на типы положен конкретный химический состав наплавленного металла. Каждому типу может соответствовать несколько марок электродов, отличающихся составом стержня, покрытия и сварочно-технологическими свойствами.

Плавленые флюсы. Для механизированной дуговой и электро-шлаковой наплавки наиболее широко применяют плавленые флюсы АН-348-А, ОСЦ-45, АН-60, АН-20, 48-ОФ-6, АН-26, АН-15М, АН-8, АН-25. Как и при сварке, качество наплавленного слоя во многих случаях определяется правильным выбором типа и состава флюса. Высококремнистые марганцевые флюсы АН-348-А, АН-348-АМ, ОСЦ-45, ОСЦ-45М и АН-60 обеспечивают хорошее формирование, малую склонность к образованию пор и удовлетворительную отделимость шлаковой корки на наплавке сталей.

Пемзовидный флюс АН-60 рекомендуется применять при наплавке электродной лентой, а также проволокой на больших скоростях. При наплавке среднелегированных и высоколегированных сталей и сплавов применение высококремнистых марганцевых флюсов нецелесообразно, так как они отличаются высокой окислительной способностью, чрезмерно легируют наплавленный металл кремнием и марганцем, образуют плохо отделяющуюся шлаковую корку. В этом случае применяют флюсы АН-26, АН-20, АН-28, АН-70, 48-ОФ-10.

Флюс АН-26 применяют для наплавки аустенитных хромоникелевых сплавов. Преимуществом этого флюса является отличное формирование наплавленного валика и малая склонность наплавленного слоя к порам; недостатком – сравнительно высокая окислительная способность, что приводит в ряде случаев к недопустимому снижению содержания титана и хрома в наплавленном слое и к появлению кристаллизационных трещин. Трещины можно устранить примесью к флюсу 3-4% алюминиевой лигатуры (80% Al и 20% Fe), которая обладает примерно одинаковой с флюсом плотностью.

Из низкокремнистых безмарганцевых флюсов для наплавки применяют флюс АН-20. Он обеспечивает высокую стабильность дуги, малую склонность к порам, хорошее формирование валиков. Его недостаток – относительно низкая температура плавления и малая вязкость, что затрудняет наплавку тел вращения малого диаметра, а также сравнительно высокая активность кремнезема, что приводит в ряде случаев к нежелательному обогащению металла кремнием, окислению легирующих элементов и ухудшению отделимости шлаковой корки. Шлаковая корка удовлетворительно отделяется при нагреве детали до температуры не свыше 450⁰С.

Флюс АН-28 рекомендуется для наплавки высокохромистых чугунов, он безмарганцевый и содержит мало кремнезема. Поэтому не происходит окисления легирующих элементов, достигается хорошая отделимость шлаковой корки. Недостатком флюса является плохое формирование валиков при содержании в наплавленном слое менее 1,0% Si, а также повышенная склонность к порам. Это связано с низким содержанием SiO₂ и CaF₂ во флюсе.

Наиболее химически нейтральны флюсы АН-70 и 48-ОФ-6, применяемые для наплавки высоколегированных сплавов с высоким содержанием хрома, вольфрама, ванадия и титана. При наплавке под этими флюсами велика опасность образования пор. Если наплавляют порошковой проволокой, то для устранения пор в сердечник обязательно вводят кремнефтористый натрий.

Керамические флюсы.Для наплавки интерес представляют легирующие керамические флюсы, которые позволяют при использовании стандартных и недефицитных проволок получать легированный наплавленный металл повышенной износостойкости. При наплавке под легирующим керамическим флюсом возможно опасное изменение химического состава наплавленного металла при изменении режимов наплавки. Однако этот недостаток относится в основном к флюсам с высоким содержанием легирующих элементов, поэтому высокое легирование наплавленного металла целесообразно осуществлять через проволоку. Наплавка же низколегированного металла возможна и при помощи слаболегирующих керамических флюсов.

Лабораторная разработка рецептур привела к созданию многочисленных марок керамических флюсов: ЖС-400, ЖС-500, ЖСН-1, ЖСН-2, КС-Х12Т, КС-3Х2В8, КС-Р18Б, АНК-18, АНК-19, ФК-45. Однако применение нашли только флюсы АНК-18 и АНК-19, изготовляемые промышленностью.

Проволока сплошного сечения. Во многих случаях для наплавки под флюсом и в защитных газах может быть использована стандартная сварочная проволока по ГОСТ 2246-70. Этот ГОСТ предусматривает поставку 6 марок низкоуглеродистой проволоки, 30 марок легированной и 41 марки высоколегированной проволоки.

Велик выбор проволок для восстановительной наплавки, наплавки промежуточных слоев (подслоев) и коррозионностойких сталей. Кроме сварочной проволоки для наплавки, часто используют пружинную проволоку, изготовленную из углеродистой стали с низким содержание серы и фосфора. На ремонтных предприятиях применяется углеродистая проволока по ГОСТ 9389-60, ГОСТ 1071-67 и ГОСТ 14963-69. Чаще всего используют проволоку, которая содержит 0,4-0,5%С, 0,17-0,37% Si и 0,35-0,60% Mn. Химический состав металла, наплавленного этой проволокой, зависит от типа флюса и режим наплавки; твердость наплавленного слоя НВ 200-250. Проволоку из пружинных сталей применяют для вибродуговой наплавки с охлаждением жидкостью. В этом случае твердость наплавленного слоя достигает HRC 50-55.

Порошковая проволока.Изготовление легированной проволоки – дорогой и сложный процесс. Общепринятая технология волочения с малыми переходами от одного диаметра к другому и многократным отжигом после почти каждого прохода связана с большими затратами средств и времени. Поэтому проволока, например, из быстрорежущей стали, примерно в 3 раза дороже, чем прокат, из которого ее изготовляют. Ряд углеродистых легированных сплавов, вообще невозможно изготовить в виде проволоки для автоматической наплавки.

Сравнительно просто задача решается с помощью порошковой проволоки, коротая состоит из оболочки – мягкой ленты (стальной, медной, никелевой, кобальтовой) и сердечника из порошков легирующих компонентов (ферропластов, чистых металлов, карбидов, боридов). В сердечник порошковой проволоки вводят также газо- и шлакообразующие вещества, раскислители и элементы, обладающие большим сродством к азоту. В этом случае наплавку можно вести без флюса и защитных газов. Такую проволоку называют самозащитной.