Классификация, характеристики, применение износостойких наплавочных материалов производства LINCOLN ELECTRIC.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗНОСОСТОЙКОЙ НАПЛАВКЕ.

 Из-за износа деталей ежегодные убытки в промышленности всех стран мира составляют многие миллиарды долларов, поскольку при остановках оборудования (связанных с его ремонтом) выпуск продукции на предприятии снижается.  В процессе эксплуатации изделия подвергаются следующим видам износа:  
  Износ типа "металл по металлу" - при трении качения и скольжения деталей относительно друг друга с недостаточным количеством смазки или совсем без нее. 
 Ударный износ - при воздействии ударных или сжимающих нагрузок, приводящих к смятию и растрескиванию рабочих поверхностей. 
nbsp;Совместный ударно-абразивный износ - при воздействии ударных нагрузок и режущего действия скользящих по инструменту твердых частиц, что приводит к выкрашиванию, растрескиванию и стачиванию рабочих поверхностей.  
  Интенсивный абразивный износ - в результате воздействия сыпучих материалов, приводящего к стачиванию и эрозии рабочей поверхности. Его разновидностью является износ типа "металл по земле", встречающийся у оборудования, используемого при землеройных работах. Также разновидностью его можно считать эрозионный износ при воздействии на рабочую поверхность запыленного газового потока.  
  Коррозионный износ - в результате коррозионного воздействия окружающей среды, а также вследствие окисления при повышенных температурах.  
  Кавитационный износ - имеет место в гидравлических системах. 

На практике обычно реальный износ является результатом комбинированного воздействия нескольких указанных выше видов износа, причем почти всегда один из них превалирует. Для противостояния износу рабочие поверхности необходимо упрочнять. Один из наиболее эффективных способов упрочнения - электродуговая наплавка. Это недорогой метод продления срока службы металлических изделий нанесением на их поверхность защитного слоя. Он применяется не только для ремонта изношенных элементов конструкции, но и для придания особых свойств поверхностям новых изделий перед вводом их в эксплуатацию. Помимо увеличения срока эксплуатации изделий, метод наплавки имеет и другие достоинства: 
• Сокращается количество запасных частей эксплуатируемого оборудования.
• Увеличивается эффективность эксплуатации оборудования в связи с сокращением времени его простоя.
• Основная часть (основа) детали может быть выполнена из дешевой низколегированной стали
• Снижаются расходы на обслуживание оборудования.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ НАПЛАВКИ.

   Ручная наплавка штучными электродами.
  Рекомендуется для наплавки на единичные изделия сложной формы. К достоинствам относится возможность наплавки практически любого состава. Кроме того, наплавка может проводиться во всех пространственных положениях, а используемое оборудование относительно несложное и недорогое. Последние два обстоятельства позволяют осуществлять наплавку даже в полевых условиях без трудоемкой разборки и последующей сборки сложных и громоздких агрегатов. 
  К недостаткам относится низкая производительность (2 - 4 кг/час) и вследствие этого повышенная стоимость работ. Количество работы в значительной степени зависит от квалификации сварщика.

   Автоматическая наплавка проволокой под флюсом.
  По этому процессу наплавка выполняется либо порошковой проволокой под нейтральным флюсом, либо проволокой сплошного сечения под легирующим флюсом. Второй способ менее распространен и здесь рассматриваться не будет. 
  Рекомендуется для массового использования наплавленных изделий простой формы. Преимуществами являются отсутствие излучения и разбрызгивания, большая производительность (до  15 кг/час), автоматический контроль и вследствие этого высокое качество (не зависящее от квалификации рабочего). 
  Недостатком является сложное и дорогое оборудование, ограниченный выбор наплавочных материалов.

   Полуавтоматическая наплавка самозащитной порошковой проволокой.
производительность, относительно небольшая стоимость работ, возможность наплавки практически любого сплава во всех пространственных положениях, несложное, недорогое и компактное оборудование, позволяющее проводить наплавку "по месту". 
  По сравнению с ручной наплавкой она имеет ряд преимуществ. Так, рабочее время используется эффективнее, поскольку отсутствуют перерывы на замену штучных электродов. При этом наплавщик способен выполнить один непрерывный шов вместо последовательности коротких. Увеличивается коэффициент наплавки (проволока расходуется практически полностью, а 5 - 10 см длины каждого ручного электрода выбрасывается). 
  Поэтому полуавтоматический процесс наплавки примерно в четыре раза производительнее ручного и на 30 - 50 % дешевле.  

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ИЗНОШЕННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ И НАПЛАВКА СЛОЕВ С ОСОБЫМИ СВОЙСТВАМИ.

 Восстановление изношенных элементов оборудования, а также изготовление новых деталей с прочным поверхностным слоем часто разделят на три основных этапа:

    Наплавка на поверхность изделия промежуточного слоя - для снижения содержания углерода и легирующих элементов в поверхностных слоях основного металла (применяется не всегда).

    Восстановление первоначальных размеров изношенного изделия (достройка) - с использованием пластичных трещиностойких материалов, позволяющих наплавлять неограниченное число слоев. Если изделие эксплуатируется не в экстремальных условиях, этот этап наплавки становится завершающим. Если предполагается дальнейшая наплавка износостойкого материала, достройка выполняется до размеров, меньших первоначальным на толщину конечного слоя.

    Наплавка слоев с особыми свойствами - для придания специальных свойств рабочим поверхностям изделия с целью увеличения срока его службы. Применяется как для реставрации изношенных, так и для изготовления новых деталей. Обычно осуществляется в один - два, реже в три и более слоя.

 Износостойкая наплавка обычно осуществляется на изделия из:
• Углеродистых и низколегированных сталей
• Марганцовистых аустенитных сталей.

 Рекомендации по наплавке на такие стали прямо противоположны. При наплавке на углеродистые и низколегированные стали, как правило, нужен предварительный нагрев изделия и медленное охлаждение. Иногда после наплавки применяется термообработка. Параметры этих процессов зависят от содержания углерода и легирующих элементов в металле основы и наплавляемого материала, габаритов изделия. Подробно этот вопрос рассмотрен в гл. 7. Наплавка на марганцовистые аустенитные стали, наоборот, должна производиться без предварительного подогрева и последующей термообработки. Нагрев изделия при наплавке должен быть минимальным; если его температура превысит 260 °С, изделие может стать хрупким.

 Углеродистые и низколегированные стали магнитны, а марганцовистые аустенитные немагнитны, поэтому их можно легко отличить с помощью магнита.   

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НАПЛАВОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

  Материалы для износостойкой наплавки разделяются на ряд групп в соответствии с их характеристиками, свойствами и стойкостью к различным видам износа. Они могут быть сгруппированы следующим образом: 
• Сплавы на основе железа (мартенситные, аустенитные и карбидосодержащие);
• Сплавы на основе никеля и кобальта.

 С позиций металловедения мартенсит является структурой, образующейся при быстром охлаждении (закалке) углеродистых сталей; аустенит - твердый раствор углерода в железе. Карбидосодержащие сплавы обычно содержат карбиды хрома, иногда (довольно редко) карбиды вольфрама.

 Свойства, а, следовательно, и области применения, этих материалов различны. Сопоставление их эксплуатационных характеристик только по критерию твердости без учета структуры может быть ошибочным. Например, твердость 50 - 55 единиц по Роквеллу имеют и мартенсит, и аустенит (после наклепа), и сплавы с карбидами хрома. Однако они показывают хорошую стойкость к совершенно разным видам износа. Мартенситные материалы успешно противостоят износу типа "металл по металлу", аустенитные (после наклепа) - ударному, железохромоуглеродистые - абразивному.

 Современные наплавочные материалы на основе железа содержат от 0, 1 до 74 % легирующих элементов. При минимальном содержании углерода материалы лучше всего противостоят износу типа "металл по металлу". При увеличении его содержания сплав становится стойким преимущественно к ударному износу. Максимальное содержание углерода в материале способствует хорошей абразивной стойкости. Увеличение содержания легирующих элементов (при неизменном количестве углерода) в принципе не изменяет эксплуатационные свойства, но улучшает их. Например, материал с высоким содержанием углерода прежде всего имеет хорошую стойкость к абразивному износу. Дополнительное легирование позволяет сохранить это свойство при высоких температурах. С другой стороны, следует помнить, что дополнительное легирование увеличивает стоимость наплавочных материалов.

 Сплавы на основе никеля и кобальта противостоят большинству видов износа, сохраняя эксплуатационные свойства при высоких температурах (главное их достоинство). Однако они очень дороги и применение их оправдывается только в тех случаях, когда им нет удовлетворительной замены.

При выборе наплавляемого металла нужно учитывать следующее:
  1) Большинство высокоуглеродистых материалов после наплавки образуют сеть трещин. Дефектом это не является. Наоборот, это явление положительное, потому что снимает напряжение на границе наплавленного металла и металла основы, предотвращая растрескивание последнего. Если известно, что поверхность с сеткой трещин будет подвергаться при эксплуатации тяжелым ударам, рекомендуется предварительная наплавка на металл основы пластичного буферного слоя.
  2) Многие износостойкие сплавы имеют высокую твердость (свыше 50 единиц по Роквеллу) и могут быть обработаны только шлифованием. Положение облегчается тем, что иногда детали (например, зубья ковшей) можно эксплуатировать сразу после наплавки, без обработки наплавленной поверхности.   

НАПЛАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ КОМПАНИИ LINCOLN ELECTRIC.

   Общие сведения о компании.

 Сведения о LINCOLN ELECTRIC можно выразить в нескольких словах: "Все для электродуговой сварки". Компания была основана в 1895 году в г. Кливленд, штат Огайо, и начала свою деятельность с выпуска электродвигателей и генераторов для электромобилей. В связи с развитием электросварки компания скорректировала свою политику и к началу 40 - х годов заняла лидирующую позицию в производстве оборудования и материалов для сварки. Не утратила она позицию одного из мировых лидеров и в настоящее время. Сегодня LINCOLN ELECTRIC это крупный международный холдинг с ежегодным торговым оборотом, превышающим 1 млрд. долларов. Продукция компании, столь длительное время посвящающей себя активным исследованиям и разработкам в области сварочной индустрии, приобрела высокую репутацию среди промышленников разных стран. В октябре 1994 года компания начала делать свои первые шаги на рынке стран СНГ, и основала представительство в России.

    Сварочные материалы компании.

 • Ручные дуговые (штучные) электроды для сварки углеродистых низколегированных сталей, включая электроды с основным, целлюлозным и рутиловым типом покрытия, выполняющие сварные швы различного уровня прочности, рекомендованные специально для сварки стыков трубопроводов различного назначения.
• Порошковая проволока для сварки углеродистых низколегированных сталей, газозащитная Outershield и самозащитная Innershield.
• Сварочная проволока сплошного сечения для полуавтоматической сварки
• Материалы для сварки нержавеющих сталей различного уровня легирования, включая ручные электроды, порошковую проволоку и комбинации проволока + флюс.
• Широкий спектр материалов для износостойкой наплавки марок Wearshield и Lincore. 
• Материалы для сварки чугуна, цветных металлов (меди, алюминия и их сплавов), включая ручные электроды и присадочную проволоку различных типов

Классификация наплавочных материалов компании LINCOLN ELECTRIC.

 Классификация наплавочных материалов компании LINCOLN ELECTRIC в принципе не отличается от общепринятой. По классификации этой компании ее наплавочные материалы предназначены для противостояния следующим видам износа:

 Восстановление до первоначальных размеров (достройка) и создание промежуточного слоя