2.2.3 Отримання у металі шва кольорових і спеціальних сплавів

Для отримання швів з високою пластичністю у холодному стані використовують електроди, які забезпечують у наплавленому металі утворення сплавів на основі міді і нікелю. Мідь і нікель не утворюють з'єднань з вуглецем, але їх наявність у сплаві зменшує розчинність вуглецю у залізі і сприяє графітизації.

2.3 Технологічні особливості наплавлення та властивості наплавлених шарів

Наплавлення – процес нанесення розплавленого металу заданого хімічного складу на поверхню деталі, нагріту до температури плавлення. При наплавленні нанесений шар металу міцно з'єднується з основним металом за рахунок дії міжатомних сил зчеплення, тобто утворення металічних зв'язків між основним та наплавленим металами.

Наплавлення застосовують для відновлення розмірів деталі і надання поверхні заданих властивостей шляхом правильного вибору хімічного складу та структури наплавленого металу. Наплавлення – це різновид зварювання, але процеси при ньому відрізняються від процесів зварювання. При наплавленні зварювальний процес використовується для нарощення на основний метал шару металу або сплаву з властивостями, які відрізняються від властивостей основного металу. Виходячи з цього до технологічного процесу наплавлення ставляться такі основні вимоги:

- для забезпечення заданих фізико–механічних властивостей у наплавленому шарі процес наплавлення не повинен міняти вихідного хімічного складу і структури металу, який наносять, тобто при наплавленні частка основного металу у наплавленому шарі повинна бути мінімальною;

- для збереження міцності відновленої деталі процес наплавлення не повинен міняти її вихідного хімічного складу і структури.

- наплавлений шар повинен мати високу адгезію з основним металом.

З метою збереження вихідного хімічного складу, структури і фізико–механічних властивостей основного і наплавленого металів потрібно якомога менше перегрівати наплавний метал для запобігання вигорання компонентів і не доводити основний метал до повністю розплавленого стану, не допускаючи цим самим перемішування з наплавленим металом і утворення перехідної зони, яка буде різко відрізнятися фізико–механічними властивостями. Однак, для досягнення високої адгезії між основним і наплавленим матеріалами потрібно перегрівати основний та наплавний матеріали.

Практично цю проблему вирішують правильним вибором технологічних режимів наплавлення, при яких забезпечується достатня міцність зчеплення між основним і наплавленим матеріалами при мінімальних змінах вихідних фізико–механічних властивостей. При цьому важливим фактором є продуктивність процесу наплавлення.

Маса наплавленого металу значно менша від маси основного металу, оскільки зношується у деталі невеликий поверхневий шар, який необхідно відновити, формуючи його більш зносостійким матеріалом.

Технологічний процес наплавлення від інших процесів відрізняється високою економічністю, через що є розповсюдженим способом відновлення деталей нафтового, сільськогосподарського та загального машинобудування (таких деталей, як вали, зубчаті колеса, муфти, клапани, зірочки, штоки та інші).

Для відновлення деталей застосовують ручні та механізовані види наплавлення.

До ручних відносяться наступні види наплавлення:

– електродугове;

– газове;

– аргонно–дугове.

До механізованих відносяться такі види наплавлення:

– наплавлення під шаром флюсу;

– наплавлення у середовищі захисних газів;

– вібродугове наплавлення;

– електрошлакове наплавлення;

– індукційне наплавлення;

– наплавлення тертям.

На ремонтних підприємствах найбільш широко використовується ручне електродугове та газове наплавлення. Автоматичне та напівавтоматичне наплавлення використовують на спеціальних ремонтних підприємствах під час відновлення великої кількості однотипних деталей.

Вибір матеріалу, який наплавляється здійснюється з урахуванням:

– матеріалу деталі, яку відновлюють;

– конфігурації відновлюваної деталі;

– розмірів деталі;

– технічних вимог, які поставлені до відновлюваної деталі;

– умов експлуатації деталі та виду наплавлення, яке прикладають.