Наплавочные электроды — что это такое и как использовать?

Для формирования на изделиях из металлов и стали особого слоя с заданными механическими значениями используются электроды для наплавки. Они чаще всего необходимы для восстановления элементов разнообразных агрегатов и механизмов.

Общие сведения

Наплавкой называется методика нанесения слоя расплавленного присадочного материала на основное покрытие.

Предназначенные для операции сварочные прутки отличаются от обычных стойкостью к механическому воздействию, что позволяет создать на детали новый защитный слой.

Использование наплавочных электродов позволяет придать обрабатываемым элементам следующие качества:

• привести конструкцию в изначальное состояние;
• вернуть ему геометрически правильные размеры;
• увеличить механическое сопротивление;
• противостоять экстремальной температуре;
• придать улучшенное качество.

Операция выполняется с использованием прутков особых групп — наплавочных, каждая из которых предназначена для работы с определенными металлами.

Что такое?

Устройство электродов, несмотря на различные области применения, одинаково. Из чего состоят электроды? Основные элементы следующие:

• стержень – из металлических либо неметаллических материалов;
• покрытие (у некоторых разновидностей может не быть);
• контактный кончик.

Основной частью изделия является стержень, расплавляющийся при высокотемпературном нагреве током и заполняющий металлом сварочную ванну. Качество создаваемого шва получается тем выше, чем ближе состав стержня к материалу соединяемых элементов.

Покрытие предназначено для создания вокруг электрода инертной газовой среды в процессе сваривания, не допускающей попадания в ванну посторонних примесей. Правильный подбор типа электрода по его покрытию во многом обусловлен условиями сварочного процесса и рода соединяемого металла.

Непокрытый кончик электрода используется для поджига дуги, расплавляющей стержень и находящееся вокруг него пространство изделий.

Для создания шва и соединения деталей сварщик передвигает электрод по спирали – именно так обеспечивается прочная связь веществ. Благодаря такой технологии пик температурного воздействия постоянно смещается, еще несоединенные элементы расплавляются, заполненная в других местах ванна постепенно остывает, образуется прочное неразъемное соединение.

Также широко используются способы, которые принято называть безэлектродными, осуществляющиеся путем нагрева и соединения полимеров, к примеру, кровельных мембранных покрытий.

Электроды для наплавки, стойкие к абразивному износу

Наплавка – это метод нанесения слоя расплавленного металла, присадочного, на основной. Электроды для наплавления, стойкие к абразивному воздействию, создают на деталях новый слой с отличными механическими свойствами и характеристиками. За счет их использования можно:

• привести изделие в первоначальный вид,
• вернуть ему геометрические размеры,
• придать новые ценные качества,
• увеличить износостойкость, способность противостоять воздействию температур.

Электроды для наплавки, стойкие к абразивному износу, используются при ремонте самого разного оборудования. Это могут быть зубчатые барабаны, крестовины, валы, звездочки, оси, отражательные плиты, крестовины стрелочных переходов, шнеки, дробилки. В таком случае рекомендуется применить наплавочные электроды марки ОЗН-400М, ЦНИИН-4, ОЗН-7М.

Выполняя земляные работы, абразивному истиранию подвергаются звенья цепей гусениц, ковши экскаваторов, ножи бульдозеров, наконечники рыхлителей. Защитить от нагрузок и разрушения эти детали необходимо применяя марку электрода Т-590 и Т-620, OK Weartrode 35. Их пруток сделан из углеродистой стали, обмазка содержит ферробор, карбид бора, феррохром, ферротитан.

Материалы изготовления

Для производства стержневой основы сварочных и электродов для наплавки используется специальная проволока, требования к которой изложены в ГОСТ 2246-70. Стандартом описываются химсостав и марки металла, основные размеры, специальная маркировка, сохранение и перевозка.

Наплавочные электроды, равно как и применяемые для сварки, изготавливаются их стальной холоднотянутой проволоки сечением 0,3-12 мм.

Проволока выпускается трех категорий:

• углеродистая, используемая для сварного соединения деталей из низколегированных и углеродистых сталей;
• легированная, используемая для элементов из конструкционных, жаропрочных, низколегированных марок стали;
• высоколегированная, предназначенная для заготовок из нержавейки, хромоникелевых и хромистых сплавов.

В основу классификации электродов, применяемых для наплавочных и сварочных процессов, положены такие принципы:

• назначение;
• технологическая специфика;
• толщина и род обмазки;
• химический состав покрытия и стержня;
• механические характеристики шва;
• метод формирования покрытия.

К свойствам расходников предъявляются требования:

• гарантия стабильности дуги и хорошего сформированного шва;
• формирование сварочного шва с требуемым химическим составом;
• равномерное совместное оплавление проволоки и обмазки;
• сведение к минимуму разбрызгивания электродного металла;
• максимальная эффективность процесса;
• легкость удаления шлака;
• обеспечение требуемой прочности покрытия;
• возможность продолжительного хранения;
• минимальное выделение токсичных веществ при сварке.

К менее распространенным, но востребованным проводникам причислены угольные электроды для сварки медных проводов, к примеру, в электродрели или двигателях.

Материалы покрытия

В основе классификации сварочных электродов лежит род покрытий, различных по химии и свойствам. Различают несколько видов обмазки:

1. Кислая, из оксидов кремния, железа или марганца. Применение изделий с таким покрытием провоцирует появление на нагретых деталях трещин. Шов при этом надежно защищен от появления пор.
2. Рутиловая. Состоит из диоксидов титана либо концентрированного рутила. При сварке практически не образуется брызг, металл полностью уходит в создаваемый шов.
3. Ильменитовая. Свойства таких обмазок находятся посередине между кислым и рутиловым.
4. Основная, сформированная из соединений фтора или карбонатов. Виды электродов с таким покрытием добавляют металлу шва пластичности, увеличивают его вязкость при мехобработке. Позволяют создать стойкий к образованию трещин шов, при этом не допускается присутствие в ванне окислительных элементов, провоцирующих высокую подверженность коррозии линии соединения.
5. Целлюлозная, в состав которой включено порядка 50% органических веществ. С такой обмазкой изготавливаются водородные электроды, работа с ними основана на явлении электролиза, протекании окислительно-восстановительных реакций с изменением уровня РН. Образуется шов с повышенной плотностью, что допускает использование изделий для выполнения вертикального сваривания.

1 Основные сведения о классификации наплавочных электродов

Имеется два Госстандарта – 9466 и 10051, которые содержат техусловия и рассказывают о типах, на которые подразделяют электроды для наплавки. Интересующие нас изделия принято подразделять на отдельные группы по следующим показателям:

• Вид покрытия. Ручная дуговая наплавка производится электродами с целлюлозным, основным, кислым, смешанным или рутиловым покрытием. Также существуют сварочные (наплавочные) стержни, на которые наносятся особые составы.
• Толщина покрытия. По этой величине наплавочные изделия делят на четыре вида – с очень толстым покрытием (отношение сечения покрытия к сечению сварочного стержня – более 1,8), с толстым (от 1,45 до 1,8), со средним (от 1,2 до 1,45) и с тонким (менее 1,2).
• По полярности и роду тока, используемого при наплавке металлов электродами (переменный и постоянный ток, прямая и обратная полярность).
• По разрешенным положениям наплавочного процесса в пространстве. В этом случае дуговая наплавка металла (ручная) может выполняться четырьмя видами изделий – для вертикального, горизонтального и нижнего положений, для любых положений, для нижнего в лодочку и обыкновенного нижнего, для всех за исключением вертикального сверху вниз.

Рекомендуем ознакомиться

Основными же параметрами, по которым делят сварочные стержни для наплавки изделий из металлов и стали, считается твердость получаемого наплавленного слоя и его химический состав. С этой точки зрения существует более 40 типов электродов, которые подразделяют на шесть больших категорий. О них рассказывается далее.

Разновидности

Условно наплавочные электроды делятся на 6 групп, характеризуются своими индивидуальными свойствами и качествами.

• Первая

Позволяет получить низколегированный, низкоуглеродистый наплавленный металл средней твердости, обладающий повышенной стойкостью к ударным механическим нагрузкам, трению. Используется для наплавки валов, осей, автосцепок, элементов железнодорожного и автотранспорта, деталей с высоким содержанием марганца. К таковой относятся стержни OЗH-300—400M, HP-70,ЦHИИH4. Рекомендованы только для работ в горизонтальной плоскости.

• Вторая

Категория обеспечивает низколегированное среднеуглеродистое покрытие из наплавленного материала, выдерживающее ударные нагрузки при трении, температуру до +600° C. Используется для обработки быстроизнашивающихся деталей станков, штамповочного, горно-металлургического оборудования, землеснарядов, ковшей экскаваторов. Токопроводящие стержни — ЭH-60M, ЦH14, OЗШ3, OЗИ-3. Для работ в горизонтально-вертикальном положении.

• Третья

Стойкие к абразивному истиранию за счет легированного или высоколегированного углеродосодержащего материала. Обладает повышенным сопротивлением к ударным действиям, абразивному трению, высоким температурам, используется при обработке сталей с высоким включением марганца. Сфера применения — горно-добывающие, строительные машины. Основные виды прутков — OЗH5, OЗH-7, BCH6, T-590. Операции в горизонтально-вертикальном положении.

• Четвертая

Высоколегированный углеродистый слой выдерживает большое давление и температуру порядка 850° C. Используется для наплавки элементов радиально-ковочных механизмов, ножей для резки металла, многолезвенных инструментов. Положение наплавки — горизонтальное. Электроды — OЗШ6, УOHИ-13, OЗИ5.

• Пятая

Обеспечивает аустенитный высоколегированный слой металла высокой устойчивости к коррозионно-эрозивному износу, трению, высокому давлению и температуре. Используются при ремонте арматуры котлов, конструкций, работающих в пароводяной среде при температуре до 560° C. Практикуются следующие наплавочные электроды — ЦH 6, 18 и 24. Только горизонтальное наплавление слоя.

• Шестая

Используется для наплавки элементов из устойчивых металлов, с получением высоколегированной дисперсноуплотняемой поверхности. Обладает стойкостью к коррозионно-активным и температурно-деформационным факторам, выдерживает до 1 100° C.

Применяется на предприятиях атомной энергетики, химическом машиностроении, для ремонта кузнечно-прессового оборудования. Операции выполняются в любом пространственном положении и обусловлены следующими марками — OЗШ-6 и 8.

Практически все категории наплавочных электродов требуют постоянного тока.

Электроды для наплавки, стойкие к ударным нагрузкам

Электроды для выполнения работ по наплавке, стойкие к ударным нагрузкам, используются при ремонте дробильного оборудования, например, клещей, била, брони и роликов, конусов, корпусов. Применяются такие марки как OK 13Mn, раньше ее называли OK 86.08, OK Weartrode 55, Т-590Н, Т-590 и Т-620. С их помощью можно наплавить четыре и больше слоев. Т-590Н разработан для тех, кто решил отремонтировать деталь и надолго забыть о ней.

Марки Т-590 и Т-620 наплавляют слой не подверженный образованию трещин при ударе. Они износостойкие, хорошо соединяются с основным металлом, помогают продлить ресурс работы изделий в несколько раз.

Электроды типа ОМГ-Н, ЦНИИН-4, ОЗН-7М, ОЗН-400М, ОЗН-300М создают твердый наплавляемый металл. Значение 45-65 HRC будет во втором слое.

Для наплавки деталей, сделанных из нержавейки, используется марка ЦН-6Л, ЦН-12М-67.

При работе с медью нужен Комсомолец-100. Наплавка бронзой выполняется ОЗБ-2М.

Твердосплавные электроды для наплавки

Твердосплавные электроды, используемые для наплавки, помогают восстановить геометрию многих видов деталей. Хорошо подходят марки UTP BMC, UTP 690 и ESAB OK 84.42 (сняты с производства) для нелегированной стали. Произвести наплавку изделий, сделанных из твердосплавных сталей, подвергающихся абразивному и ударному воздействию, можно используя Hilco Hardmelt 600, UTP PUR 600, ESAB OK 83.53 (сняты с производства). Они подходят и для восстановления режущего измерительного инструмента, механизмов, работающих при высоком износе.

Не подлежит механической обработке слой металла, наплавленный при использовании электрода тубулярного марки HRT 60/ХРТ 60. С твердыми сплавами позволяет успешно работать HB 61 B/ХБ 61 Б, HBA/ХБА. С их помощью ремонтируются поверхности гусениц, резцы, ковши. У них высокая твердость 55-63 HRC. Они бывают диаметром 3,2-12 миллиметров.

Принцип работы электродов

Электрод зажигается с контактного конца. Между концом стержня и металлом возникает электрическая дуга, расплавляющая электрод и поверхность заготовки. В месте, где образуется дуга, возникает сварочная ванна (расплавленный металл).

Соединение формируется таким образом, чтобы шов пролегал между двумя частями изделий. При сварке необходимо выполнять спиралевидные движения. Так вещества будут связываться лучше. Постепенно продвигаясь по ходу движения шва, несвязанные участки будут расплавляться, а сварочная ванна, по мере смещения пика температуры, будет остывать, превращаясь в готовое соединение.

Особенности применения

Электроды для наплавки используются для нанесения присадочного слоя на деталь. Они позволяют получить наплав, отличающийся стойкостью к абразивному воздействию, ударным нагрузкам, и создают на изделии слой с необходимыми параметрами.

Электроды ЦНИИН-4 для наплавки.

С их помощью можно:

• придать детали исходный вид;
• привести изделие в соответствие с исходными геометрическими параметрами;
• придать новые свойства;
• повысить стойкость к износу и термическому воздействию.

Восстановить геометрию деталей можно с помощью твердосплавных стержней. Подбирая необходимые марки можно решить самый разнообразный спектр задач. Они используются для восстановления режущего инструмента, а также устройств, функционирующих под высоким давлением.

Для осуществления соединения в нижнем и наклонном положении используют электроды марки Т-620. Особенно целесообразно их применять для металлических деталей, характеризующихся быстрым износом, а также для чугунных изделий, подвергающихся ударным воздействиям.

Эта марка, в случае необходимости, может потребовать прокалки при температуре до двухсот градусов в течение трех часов. Количество слоев, которое можно создать на металле данным стержнем составляет 2, а для чугуна – 1.

ЦНИИН-4 используют для устранения дефектов литья на крестовинах. Диаметр стрежня – четыре миллиметра. Также требует прокалки, как и Т-620.

Повысить твердость изделия путем закалки можно с помощью ЦС-2. Максимальная толщина слоя, создаваемая таким стержнем, составляет четыре миллиметра. После нанесения, четверть наплава можно удалить. Используется для ремонта закаленных изделий.

ОЗШ-6 –электроды диаметром 2,5-4 миллиметра, предназначенные для соединения в нижнем положении. Используются для металлургических и станочных агрегатов.

На данный момент на рынке представлен широкий ассортимент электродов, позволяющих решать самые разнообразные задачи.

Вывод

Электроды применяются для нанесения на деталь слоя наплавленного металла с необходимым химическим составом, а также механическими свойствами. Их используют для работы с различными материалами.

В результате такие стержни позволяют улучшать некоторые характеристики соединений или деталей. Очень важно при нанесении слоя следовать технологии наплавки, чтобы избежать развития термических напряжений, которые могут привести к деформациям.

4 Тонкости процесса наплавки бронзы и цветных металлов

Нанесение на медные, стальные и бронзовые изделия расплавленного слоя бронзы либо меди выполняется:

• в среде защитного флюса графитовыми электродами;
• покрытыми стержнями при электродуговой сварке;
• вольфрамовыми наплавочными изделиями в газовой инертной атмосфере.

Основу электродовнзы либо м для дуговой сварки делают из броеди. Большое распространение получили стержни К-ЮО, покрытие которых состоит из 20 % кремнистой меди, 15 % плавикового и 12,5 % полевого шпата, 47,5 % ферромарганца. Замешивается весь состав на жидком стекле. Данные электроды используют для наплавления на сталь и медь бронзы или меди (получившийся слой затем проковывают). Обратите внимание – в данном случае металлы следует заранее подогреть примерно до 400 °С.

Наплавка бронзы выполняется и стержнями ЗТ, изготовленными из сплава БрКМцЗ-1. По своим параметрам и химическому составу наплавленный такими электродами металл практически идентичен кремнистой бронзе. Наплавочный процесс с применением ЗТ ведется только на обратной полярности и максимально короткой дугой.

При использовании угольных (графитовых) стержней применяют прутки (бронзовые, медные) в качестве присадки. На них наносят флюс (металлический магний 5 % + бура в порошке 95 %). Отметим, что этот вид наплавки характеризуется неудовлетворительным качеством. Используют его редко, выполняя (для улучшения результата) проковку шва с последующим водяным его охлаждением.

Вольфрамовые стержни для наплавки цветмета также применяют лишь в отдельных случаях. Операция проводится в аргоновой либо азотной атмосфере (газы должны иметь максимальную чистоту). Рекомендуется использовать аргон, так как в нем сварочная дуга обладает более высокой устойчивостью.

Популярные производители

Популярностью сегодня пользуются электроды таких производителей как Castolin-Eutectic, LINCOLN ELECTRIC, ESAB, ASKAYNAK. Марки этих фирм можно найти практически в любом магазине.

Концерн ESAB (Эсаб) производит весь спектр сварочных материалов, электроды ММА.

LINCOLN ELECTRIC – это очень крупный международный холдинг, который выпускает электроды стойкие к абразивному, ударному воздействию Wearshield 15CrMn, Wearshield MI. Компания разработала большой список продукции.

Производитель ASKAYNAK выпускает марки электродов для наплавки AS SD ABRA Nb, AS SD ABRA Cr. Они отлично сопротивляются абразивному воздействию. LINCOLN ELECTRIC имеет 50% этой компании.

Украинский производитель ПлазмаТек выпускает, к примеру, Т-590 и Т-620 под брендом Монолит.

Как выбрать электроды?

На рынке представлено большое разнообразие сварочных электродов и порой сделать правильный выбор очень непросто. Есть несколько параметров, на которые следует обращать внимание в первую очередь. Первое — это материал. Он должен соответствовать составу оригинального изделия. Если сваривать чугун электродом из нержавейки, сделать качественное соединение не получится. Шов будет тем крепче, чем более идентичными окажутся составы свариваемого материала и электрода.

Толщина электрода подбирается в зависимости от необходимой глубины проплавки и возможностей сварочного аппарата. Большинство домашних инверторов могут работать с электродами толщиной до 3 мм. Больший диаметр способны осилить только промышленные аппараты. Чем больше толщина деталей, тем большая толщина электрода потребуется для работы.

Узнать о правилах выбора электродов можно в этом видео:

Основные моменты по наплавке электродами

ВАЖНО! Наплавляемый слой металла по химическим свойствам, состав электрода, должен практически полностью совпадать с характеристиками стали ремонтируемой детали. Это важно учесть при выборе марки, вида.

Принцип действия метода наплавки основан на плавлении электрода под воздействием сварочной дуги, на создании одного или нескольких слоев. Сколько их будет, нужно определить, обратив внимание на свойства детали, в зависимости от предъявляемых требований.

Хорошие качественные характеристики создаваемого сварщиком слоя достигаются в зависимости от глубины проплавления металла. Этот показатель должен быть минимальным. Это важно учесть, нужно достичь насколько возможно меньшего перемешивание наплавляемой стали с основной. Сварщик должен стараться получить минимальное остаточное напряжение и избегать деформации обрабатываемой им детали. Это требование можно выполнить, только соблюдая два предшествующих, правильно выбрав электрод и минимальным провариванием.

Важно снизить до установленных нормой значения припуска, допустимые при последующей после сварки обработки деталей, не превышать их.

Наплавлять электродом слой металла рекомендуется столько, сколько это требуется, а никак ни больше.

Чтобы исключить коробление, наплавление лучше всего производить отдельными участками, а укладку каждого последующего валика советуется начинать с противоположной стороны по отношению к предыдущему.

Только благодаря соблюдению этих простых правил достигается защита наплавляемого металла от разрушающего воздействия газов. Получается плотный, не имеющий пор, любых видов трещин и посторонних включений слой. Важно учесть и то, что поверхность ремонтируемой детали перед началом выполнения работ по наплавке необходимо тщательно очистить от масла, следов коррозии, ржавчины и любых других видов загрязнений.

Видео

Посмотрите ролик, где умелец наплавляет лемеха:

Заключение

Плавящиеся электроды применяются для ручной дуговой сварки. Они используются в различных сферах — как на небольших предприятиях, так и на промышленных производствах. Их часто можно встретить в судо- автомобиле- и авиастроении. Нередко их используют и в домашних хозяйствах. Являясь наиболее распространенным видом подобных материалов, они встречаются в большом количестве и имеют самые разные характеристики, которые нужно подбирать в зависимости от предстоящих работ.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...