2 Описание технологического процесса наплавки изделия

2.1. Подготовка изделия под наплавку

При электродуговой наплавке происходит значительное тепловложение в основной металл, что приводит впоследствии к появлению сварочных напряжений и деформации изделия. Если сварные швы или наплавленные валики находятся с одной стороны изделия, то величина деформации изделия после сварки (наплавки) оказывается больше, чем при симметричном их расположении.

С целью недопущения изменения формы и размеров наплавляемых и свариваемых изделий используют различные способы их закрепления. В данном случае целесообразно осуществлять наплавку изделия с двух сторон, предварительно осуществив сварку двух трубных решеток тыльными сторонами (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Подготовка заготовок трубных решеток под наплавку.

Кроме того, чтобы предотвратить ссыпание флюса и стекание расплавленного шлака при подходе электрода на край изделия, по его периметру наваривается окантовочная полоса сечением 4х100 из малоуглеродистой стали. Сварка заготовок и приварка полосы в условиях серийного производства осуществляется автоматической сваркой под флюсом или в среде защитного газа, если сварка ведется не в нижнем положении. В качестве материалов используются сварочная проволока Св-08А (Св-08Г2С в СО₂) и флюс АН-60. Диаметр проволоки зависит от вида шва и равен 5 мм для сварки заготовок и 3 мм для приварки полосы окантовочной. Швы стыковые, нестандартные. Сечения швов приведены на рис. 2.2.

Рисунок 2.2 - Виды сварных швов: а) шов, соединяющий заготовки трубных решеток; б) шов для приварки полосы окантовочной

2.2. Наплавка трубной решетки

В качестве основного наплавочного материала используется холоднокатаная электродная лента ЛН-02Х25Н22АГ4М2 по ТУ ИЭС-406. Данная лента применяется для высокопроизводительной наплавки погруженной дугой под флюсом коррозионностойкого слоя на изделия теплообменной аппаратуры, работающие в агрессивных средах. Характеризуется хорошими сварочно-технологическими свойствами, низкой склонностью к образованию поднаплавочных трещин, α-фаза в наплавленном металле практически отсутствует. Химический состав ленты и результаты исследования наплавленного металла в 1-3 слоях приведены в табл. 3.5.

Таблица 2.1 - Химический состав электрода и наплавленного металла, масс. %

Слой	Содержание элементов, %
		C	Mn	Si	Cr	Ni	Mo	N	Fe
Электрод		0,015	4,50	0,15	25	22,30	2,10	0,14	ост.
1-й		0,04	3,50	0,60	21	19,80	1,90	0,13	ост.
2-й		0,035	3,60	0,60	23	21,30	2	0,12	ост.
3-й		0,025	3,70	0,60	24,50	22,30	2,10	0,12	ост.

Для наплавки коррозионностойкого слоя используется флюс плавленый марки 48-ОФ-10 по ТУ 14-1-2328-78. Относится к группе низкокремнистых безмарганцовистых флюсов солеоксидного класса с химической активностью А_ф=0,1-0,15 [3]. Его состав можно отнести к системе MgO-CaF₂-Al₂O₃-SiO₂. Низкая концентрация кремнезема в составе флюса и повышенная основность, с одной стороны, делают его состав практически пассивным по отношению к наплавляемому металлу, особенно при использовании ленточного электрода [3]. С другой стороны, флюс обладает повышенной склонностью к гидратации, поэтому после мокрой грануляции флюса обязательно требуется высокотемпературная прокалка в течение длительного времени (950 – 970 °С, 5 часов).

Цвет зерен – белый, с оттенками серых тонов; размер зерен 0,3 – 3 мм; строение зерен – пемзовидное; объемная масса 0,7 – 0,95 кг/дм³. Состав флюса приведен в табл. 2.2.

Таблица 2.2 - Химический состав флюса 48-ОФ-10, масс. %

Компонент	SiO2	CaF2	Al2O3	CaO	MgO	Fe2O3	S	P
Содержание	9-12	35-46	28-34	≤ 8	11-14	< 1,5	<0,03	< 0,03

Сварочно-технологические свойства:

устойчивость дуги - хорошая;

разрывная длина дуги - до 9 мм;

формирование шва - хорошее, без особенностей;

склонность металла шва к образованию пор и трещин - низкая;

отделимость шлаковой корки - удовлетворительная.

Ухудшается при содержании в наплавленном металле ниобия и ванадия.

Данные для применения:

род тока - = (+);

максимально допустимый ток - 1200 А;

минимально допустимое Uхх

источника питания - 65 В;