10. Дефекты наплавок и напыления. Причины образования и методы их обнаружения

10.1. Дефекты наплавки и меры их предотвращения

По своему характеру дефекты наплавки делят на внутренние, не обнаруживаемые внешним осмотром, и наружные, которые выявляются при визуальном осмотре наплавленной детали. К внутренним дефектам относятся трещины, пористость, непровар, шлаковые включения.

10.1.1. Трещины

При наплавке на основной металл с неудовлетворительной свариваемостью или при высокой твёрдости наплавленного металла зачастую образуются сварочные трещины, что может быть связано с чрезмерно большими термическими напряжениями, возникающими, в частности, при сплошной наплавке по большой поверхности.

Причинами образования трещин могут быть:

- наплавка деталей из конструкционных легированных сталей в жёстко заделанных контурах;

- глубокий провар детали из толстолистовой кипящей стали вследствие повышенного содержания серы, ликвирующей в толще металла при кристаллизации наплавленного металла;

- высокая скорость охлаждения при наплавке углеродистых сталей, склонных к закалке на воздухе;

- применение высокоуглеродистой электродной проволоки при наплавке конструкционной легированной стали;

- малый коэффициент формы провара (глубокие и узкие швы) при автоматической наплавке под флюсом;

- выполнение наплавочных работ при температуре, когда пластические свойства основного металла низкие;

- наличие в наплавленном металле других пороков, являющихся концентратами напряжений (непровары, поры, шлаковые включения и т.д.).

Для предотвращения образования трещин обычно применяют следующие меры:

1. предварительный и сопутствующий подогрев во время наплавки для поддержания заданной температуры нагрева основного металла, например, представленный для стеллита в таблице 10.1;

2. нагрев изделий непосредственно после наплавки и замедленное охлаждение наплавленного металла;

3. последующую термообработку для снятия напряжений;

4. наплавку пластичного подслоя на поверхность основного металла;

5. уменьшение числа слоёв при многослойной износостойкой наплавке;

6. выбор для износостойкой наплавки способов, вызывающих меньшие термические напряжения в изделиях (таблица 10.2); при наплавке участков поверхности с потенциальной концентрацией напряжений следует применять, например, наплавку в два приёма, как показано на рис. 10.1;

7. правильный выбор наплавочного материала для первого слоя коррозионно-стойкой наплавки с учётом характера влияния основного металла на состав наплавленного слоя;

8. выполнение наплавки только после удаления с поверхности основного металла поверхностного слоя, содержащего дефекты или имеющего повышенную твёрдость.

Таблица 10.1

Температура подогрева деталей при наплавке стеллита, ^оС

Основной металл. Сталь	Температура подогрева при наплавке
	газовой литыми прутками	покрытыми электродами
Низкоуглеродистая	400…450	300…350
Углеродистая (0,45% С)	400…450	300…350
Хромомолибденовая (2,25% Cr, 1% Мо)	450…550	300…400
Аустенитная коррозионно-стойкая	300…350	250…300
Мартенситная коррозионно-стойкая	450…550	300…350
Примечания: 1. Во время наплавки температура поверхности основного металла должна быть не ниже указанной; 2. Изделия с площадью наплавляемой поверхности менее 50х50 мм можно подвергать подогреву ацетиленокислородным пламенем непосредственно перед наплавкой

При наплавке борсодержащего мартенситного материала, осуществляемой с целью повышения износостойкости изделия, наличие небольших трещин в наплавленном металле иногда допустимо.

Трещины являются наиболее опасным дефектом наплавки, так как под действием быстро изменяющихся нагрузок или тепловых колебаний режима работы детали они могут развиваться, т.е. увеличиваться в размерах, преждевременно вывести деталь из строя.

Таблица 10.2

Способы ручной наплавки валиков покрытыми электродами

Эскиз	Наплавка		Примечание
	1. Сетчатая		Способствует снижению погонной энергии и чувст-вительности к трещинам; при попадании грунта в узлы сетки повышается стойкость к абразивному изнашиванию
	2. Полосчатая		Равноценна сетчатой наплавке
	3. Сплошная		Имеет наиболее широкое применение
	4. Линейчатая		Сочетание разнообразных наплавочных материалов (твёрдых сплавов, коррози-онно-стойкой, перлитной стали и др.) предотвращает образование трещин и отрыва наплавленного металла от основного
	5. Точечная		Снижает вредное влияние на основной металл, сокра-щает потребление наплаво-чных материалов и повы-шает износостойкость пок-рытий; отличается трудоём-костью, поскольку наплав-ка не является непрерывной
Рис. 10.1. Приёмы наплавки угловых участков поверхности детали: 1 – участок, наплавляемый в последнюю очередь; 2 – участок, наплавляемый вначале

Трещины могут располагаться поперёк (поперечные) или вдоль (продольные) наплавленного валика. Размеры трещин могут быть различны: по длине – от долей миллиметра до десятков сантиметров, по ширине – от долей миллиметра до нескольких миллиметров. Различают микроскопические трещины, незаметные для невооружённого глаза, и макроскопические, которые легко обнаруживаются при внешнем осмотре наплавки.