Методика наплавки электродной лентой

Таким чином, електродуговую наплавку производили без предварительного подогрева на темплеты из стали 20 размером 400х600х15 мм лентой ЛН-02Х25Н22АГ4М2 сечением (0,5х60) мм под флюсом 48-ОФ-10 с последовательным послойным наложением валиков на режиме: I=750-800 A; U=28-30B; Vн=18-20 см/мин; lэ=35-40 мм; lф=30 мм.

Наплавленный слой содержал участки для вырезки образцов с различной высотой слоя – одно-, двух- и трехслойных (Рис). Таким образом, можно было исследовать влияние последующих слоев на механические свойства и структуру основного металла и ЗТВ.

Рис. 2.1 - Схема наплавки образцов: 1 – основной металл; 2 – наплавленный валик

После наплавки из пластин вырезали поперечные макрошлифы. Для исключения влияния разогрева при резке на структуру и свойства наплавленных образцов, порезку осуществляли на ленточной пиле с постоянным охлаждением смазочно-охлаждающими жидкостями (СОЖ). После резки образцы были подвергнуты черновой шлифовке на плоскошлифовальном станке для устранения неровности лини реза на переходе от основного металла к наплавленному.

На полученных шлифах наплавленного металла изучали зависимость качества формирования наплавленного валика. Геометрические размеры зоны проплавления и наплавки измеряли с точностью ±0,2 мм (штангенциркулем).

Таке двошарове плакування производится, в основном, с применением автоматичного дугового наплавлення (АДФ), выполняемой под плавленым флюсом одинарным стрічковим електродом завтовшки 0,5 мм при зазвичай применяемой ширині до 60 мм и производительности процесса наплавки до 10-12,5 кг/час с долей участия основного (проплавляемого) металла в наплавленном в пределах 15-20% [1, 2, 3]. Следует при этом отметить, что повторное термическое воздействие второго наплавленного слоя, обеспечивая перекристаллизацию крупнозернистой структуры основного металла в прилегающей к поверхности сплавления зоне термического влияния (ЗТВ), может способствовать ограничению возможности появления в ней очень небольших межкристаллитных поднаплавочных трещин (ПНТ), проявляющейся у некоторых сталей в процессе их ползучести при проведении посленаплавочной термообработки таких наплавленных соединений [4].

Проведення досліджень впливу режимів наплавлення та термічної обробки на структуру і властивості біметалевого шару проводилося за наступною методикою.

Процес виготовлення шлифів включає до себе: вирізання зразків із матеріала, подлежащего исследованию; предварительное (подготовительное) шлифование поверхні, предназначенной для дослідження, последующее полірування и травление реактивом для виявлення структури.

Зразок для приготування шлифа следует вырезать без нагрева (лучше механічних способом) в такому місці заготівки або виробу, яке характеризувало б строение металла не только того участка, из которого вырезан образец, но и всего объема металла. Сторону образца, предназначенную для приготовления шлифа, после вырезки образца опиливают напильником или заторцовывают на заточных станках для создания ровной поверхности.

Шлифование начинают на грубых (крупнозернистых с абразивным зерном от 250 до 100 мкм) абразивных шкурках до полного удаления неровностей, наследованных от вырезки. Далее переходят к более мелкозернистым абразивным бумагам для уменьшения шероховатости поверхности и заканчивают шлифование на микронных бумагах (28 – 3,5 мкм). При переходе с одного номера абразивной бумаги к другому необходимо каждый раз образец механически очищать от абразива и поворачивать на 90º к направлению перемещения его на предыдущей бумаге. Заканчивать шлифование на используемой бумаге следует после полного удаления рисок (царапин), созданных на предыдущей бумаге.

Полирование шлифов производят на полировальной установке с вращающимся диском, обтянутым тонким сукном или фетром. Ткань полировального круга периодически смачивают суспензией (водная взвесь окиси хрома в виде мелкозернистого порошка), предварительно взбалтывая ее. Полирование считается законченным, когда поверхность шлифа при внешнем осмотре невооруженным глазом приобретает зеркальный блеск, а при рассмотрении под микроскопом на поверхности шлифа не будет обнаружено царапин.

Для выявления микроструктуры нержавеющей стали на шлиф наносят реактив состава ¼ часть HNO₃+ ¾ части HCl и выдерживают определенное время до появления признаков протравки, затем его промывают в воде и сушат промоканием фильтровальной бумагой. Время травления устанавливается экспериментально по изменению отражательной способности и цвета поверхности шлифа.

Признаком достаточной степени травления является исчезновение зеркальности поверхности и приобретение ею светломатового оттенка.

Для выявления структуры обычных углеродистых сталей (в нашем случае - металл основы) образец травят 4% раствором HNO₃ в этиловом спирте.

?.2. Металлографический анализ

Макроструктуру образцов с наплавленным слоем изучали после травления, при рассмотрении в натуральную величину с целью выявления неравномерности толщины слоев и макронеоднородности металла.

Микроструктура изучалась под металлографическим микроскопом при увеличении х 100, х 500 на шлифах в нетравленом состоянии и после различных видов травления.

Были выполнены фотографии макроструктуры образцов и микроструктуры основного металла, зоны термического влияния и металла наплавленного слоя, как после технологии наплавки, так и после испытываемых режимов термообработки.

?.3. Режимы термической обработки

С целью повышения комплекса свойств в зоне сплавления, отобранные образцы с 1-слойной, 2-слойной и 3-слойной наплавкой подвергались следующим режимам термической обработки (рис.?.1).

а) б)

Рис.?.1. Режимы термообработок, испытанных на наплавленных образцах:

а) высокотемпературная нормализация;

б) высокотемпературная термоциклическая обработка (ВТЦО).