Наплавка металла полуавтоматом

Этапы восстановления деталей кузова автомобиля сваркой и наплавкой

Наплавка металла полуавтоматом

Износ элементов механизмов происходит неравномерно. При этом из-за небольшого по сравнению с размерами детали повреждения, теряется ее работоспособность. Соответственно ухудшается или прекращается функционирование узла или даже всего механизма.

Из методов реставрации металла восстановление деталей сваркой и наплавкой стоит на первом месте по распространенности. Главных причин две:

  • Восстановление исходных свойств элемента.
  • Относительная дешевизна.

В статье мы остановимся на практическом применении методик восстановления, применительно к кузовным сварочным работам легковых и грузовых автомобилей.

В чем заключается ремонт?

Процессы сварки и наплавки принципиально отличаются мало. В первом случае расплав используется для соединения частей. Во втором выступает рабочим слоем, который наносят на поверхность детали, с целью восстановления ее первоначальных размеров.

Бывают ситуации, когда эти функции совпадают. Пример — восстановления днища кузова автомобиля, поврежденного коррозией. При этом, сильно разрушенные места заменяются листами металла, трещины и отверстия восстанавливаются наплавкой.

В других случаях, выработка на оси, либо обойме детали кузова полностью реставрируется методом наплавки. Одновременно сваркой может быть устранена (к примеру) трещина на этом же элементе.

Еще один пример: сварка рамы грузового автомобиля. Здесь свариваются элементы несущего каркаса, где возникли трещины, а наплавляются места выработок в проушинах и пазах крепления узлов, тяг, осей и пр.

Что касается износа железа, выбрать ремонт наплавкой не всегда целесообразно. Если автомобильный завод выпускает необходимые узлы, ремонт может свестись к вырезанию изношенной детали с последующей приваркой новой.

Как правило сварка кузова автомобиля применяется чаще чем наплавка на его деталях. Причина — характер износа, вызванный схожестью причин повреждений при эксплуатации.

Применяемое оборудование

При всем разнообразии методики работ и инструментального обеспечения, классификация сварки при ремонтах автомобилей сводится всего к двум типам:

Электрическая подразделяется на ручную, полуавтоматическую в среде инертных газов, под флюсом и пр.

Существуют и другие способы, например сварка лазерная, трением, диффузионная. Однако для ремонтов автомобилей они практически не используются.

В некоторых случаях используется такая разновидность сварки, как пайка. Применяют ее для ремонта повреждений патрубков из цветных металлов, блоков радиаторов, деталей оборудования рефрижераторов, выполненных из тонкой меди.

Какой сваркой лучше варить кузов автомобиля зависит от характера повреждений, а также особенностей места или детали, которую необходимо восстановить.

На сегодня выполнение основного объема работ осуществляют с помощью электричества. Газосварка, некогда бывшая чуть ли не единственным способом ремонта, на сегодня используется для соединения деталей из тонкого металла.

Кроме того, кислородно-ацетиленовая сварка по-прежнему популярна там, где к кузову крепятся различные тяги, создающие динамические нагрузки.

Из электрических приборов для небольших, ремонтов применяется  сварка автомобиля инвертором, обычным ручным сварочным аппаратом. Для тонких работ, требующих высокого качества, а также наплавки используют полуавтоматы с углекислым или инертным газом.

С распространением алюминиевых и титановых сплавов арсенал механиков по ремонту пополнился аппаратами дуговой сварки неплавким электродом в среде инертных газов. С подачей плавящегося присадочного прутка рукой либо автоматически.

Требования к подготовке детали

Качество восстановления во многом зависит от того, насколько правильно мы будем готовить деталь. Это касается сварки, а особенно наплавки.

Металл тщательно зачищают от ржавчины с помощью угловой шлифовальной машины (УШМ), более известной как «болгарка». Либо ручной щеткой. При необходимости снимают фаску или выравнивают.

В ответственных случаях, при наплавке, пайке поверхность обезжиривают.

Хороший эффект дает обработка пескоструйными либо гидроабразивными аппаратами.

Трещины разделывают заточными дисками УШМ на всю глубину, чтобы получить на их месте V-образные канавки. Толстый металл обрабатывают с двух сторон. На их концах для устранения напряжений, предотвращения дальнейшего развития сверлят сквозные отверстия диаметром 4-6 мм.

Перед тем как наплавлять отверстия, их края зенкуют с одной либо двух сторон, при наличии резьбы ее высверливают.

Учитывая, что сварка авто электродом либо газовым пламенем, создает высокую температуру следует позаботится о сохранности примыкающих элементов отделки, эл. оборудования, пластиковых деталей.

Для этого снимают ремонтируемый элемент либо детали, могущие быть поврежденными. Если это по каким-либо причинам невозможно, применяют меры к их защите (закрывают, обкладывают мокрой ветошью).

Используемые электроды

Подбор электродов либо сварочной проволоки осуществляется исходя из трех параметров:

  1. Вида металла.
  2. Необходимой толщины детали либо слоя наплавки.
  3. Уровня ответственности восстанавливаемой детали.

Выполняя кузовной ремонт полуавтоматом с углекислотой используют порошковую сварочную проволоку, омедненную либо простую.

Наплавку слоя с высокими характеристиками по твердости выполняют электродами типа Т-620, с толстой обмазкой включающей графит, карбид бора и пр.

Необходимый диаметр электрода подбирают исходя из толщины свариваемого металла, по специальным таблицам.

Алюминиевые детали соединяют газовой (кислородно-ацетиленовой) либо дуговой сваркой. В последнем случае применяются электроды типа ОЗА-2. При технологии с неплавящимся вольфрамовым электродом, используют в качестве присадки пруток соответствующего алюминиевого сплава.

При наплавке изношенных деталей двигателя для получение легированных покрытий применяют проволоку типа Нп-65, с высоким содержанием углерода. Работы ведут под флюсом, в среде инертных газов.

Способы сварного ремонта кузовов легковых и грузовых автомобилей

Для сварки кузова как легковых авто, так и грузовозов используют самые различные технологии. Принципиально все они сводятся к электрической дуге либо раскаленной струе газа, но при этом нередко имеют существенные технологические отличия.

Ручной дуговой

Для работы применяют аппараты как переменного, так и постоянного тока. К первым относятся сварочные трансформаторы различны типов. Вторые представлены сварочными машинами и генераторами.

Трансформатор дает неустойчивую дугу, требует значительной силы тока на диаметре электрода (эта характеристика называется плотностью тока). При этом растет температура дуги, что чревато прожогом и перекаливанием.

Эта опасность для старых сварочных трансформаторов была актуальной, да и сейчас на вопрос: можно ли варить машину электросваркой, не всегда дают положительный ответ. Как минимум, если речь идет о самодельных устройствах либо обычных сварочных трансформаторах.

Ситуация изменилась с появлением инверторных аппаратов, но для соединения элементов из тонкого металла этот тип соединения применяют ограничено.

Как правило таким способом делают ремонт  массивных деталей, наподобие станин или узлов из толстого металла, например — глушителей.

Автоматическая наплавка под флюсом

Используется достаточно широко для ремонта промышленного оборудования, особенно уникального. Для автомобильных ремонтов распространение невелико обычно, для восстановления путем наплавки деталей вращения (к примеру — распредвала).

Смысл метода заключается в том, что сварочная дуга горит не открыто, а под слоем специального порошка — флюса. Он защищает металл от окисления и соединения с азотом воздуха. Шов или слой наплавки по качеству не уступает исходному металлу, а при использовании специальных электродов может превосходить его по твердости и износостойкости.

Вибродуговой метод

Как и наплавка под флюсом применяется исключительно в заводских условиях, поскольку требует громоздких установок, обеспечивающих точное позиционирование детали.

Смысл заключается в колебательных движениях плавящегося электрода с частотой 100-120Гц, при напряжении 12-18 Вольт. При этом наплавка выполняется крохотными частичками металла с одновременным охлаждением.

В газовых защитных средах

Метод дающий наиболее качественный результат в условиях станций технического обслуживания и ремонтных мастерских.

Сварка либо наплавка ведется в среде инертного газа с помощью неплавящегося электрода (TIG), либо плавким электродом в окружении инертного, либо активного газа (MIG/MAG сварка соответственно).

Позволяет получать соединение, не уступающее выполненному в заводских условиях. Но главное с помощью этого метода автомобилистам впервые стал доступен текущий ремонт деталей, изготовленных из титановых и алюминиевых сплавов, высокопрочных легированных сталей.

Полуавтоматические способы

Один из наиболее популярных на сегодня методов, используемых небольшими мастерскими и частными мастерами.

Процесс ведется на воздухе либо под углекислым газом. В качестве плавящегося электрода используется сварочная проволока нужного состава. Подается она, сматываясь с катушки, по мере необходимости.

При этом даже устройства бытового уровня способны автоматически подстраивать скорость подачи проволоки в зависимости от силы дуги.

Альтернативная технология восстановления под давлением

Для восстановления деталей под давлением наплавка либо сварка не требуется. Деталь лишь предварительно нагревают до пластичности.

Смысл метода в изменении геометрических размеров деталей при их деформации. Различают три основных способа:

  • осадка;
  • обжатие;
  • обсадка.

В первом случае при сжатии цилиндрических деталей типа втулок, с уменьшением высоты уменьшается внутренний диаметр. Обжатием деталь уменьшаю боковыми деформациями, а при обсадке наоборот — увеличивают (см. рисунок фото 8)

В некоторых случаях такие операции дополняют либо предваряют наплавкой.

Особенности сварки рамы грузовых автомобилей

Сварка деталей грузовика и легковой машины принципиально одинакова. Несущественные различия вызваны разной толщиной металла кузова.

Другое дело, когда речь идет о том, как правильно сварить сломанную раму на грузовике воспринимающую нагрузку перевозимого груза, порой весящего не меньше, чем сама машина.

При значительных повреждениях, вызванных авариями либо неправильно эксплуатацией целесообразно вырезать деформированный участок, заменив его целым.

При этом следует использовать исключительно методы, не перекаливающие металл.

При наплавке трещин их предварительно обрабатывают как рассказывалось в разделе о подготовке. Затем шов зачищают, а участок дополнительно усиливают металлической накладкой.

Какую проволоку лучше выбрать для сварки полуавтоматом?

Наплавка металла полуавтоматом

Сварочная (электродная) проволока – незаменимый материал, используемый при соединении металлических поверхностей. Благодаря ей образуются устойчивые межмолекулярные связи стыкуемых поверхностей, возникает прочный сварной шов.

Так как детали, подлежащие сварке, впоследствии подвергаются интенсивному использованию, то к выбору присадочного компонента стоит отнестись со всей ответственностью.

Предлагаем вам узнать, какая сварочная проволока оптимально подойдет для полуавтомата.

Разновидности электродной проволоки. Их принцип действия

В зависимости от способа полуавтоматической сварки, проволоку можно использовать:

Сварка может проводиться с помощью инертных (без углекислоты) и активных (с углекислотой) газов. Согласно ГОСТ No2246-70, при такой технологии могут быть использованы 75 марок проволоки, которыми можно соединять практически все металлы. Особенно популярна сварка полуавтоматом чугуна, циркония, алюминия, магния, титана и т.д.

сварка полуавтоматом в защитной газовой среде

Плавка проволоки происходит с помощью дуги, которая образуется между электродом и металлической деталью.

Во время этого сварная ванна наполняется газами, которые вытесняют воздух, который ухудшает качество шва. Чтобы в сварочном шве не образовывались поры, давление защитного газа должно быть 0,6 – 0,8 МПа.

Для устойчивого горения дуги и небольших энергозатрат применяется присадочная проволока, имеющая диаметр 0, 5 – 3 мм.

  • Без использования газа (FLUX).

сварка полуавтоматом флюсовой проволокой без газа

Флюсовая, она же самозащитная, проволока для полуавтомата пригодится для монтирования крупных конструкций, особенно если до свариваемых деталей трудно добраться. Проволока с флюсом нужна при соединении цветных металлов, их сплавов, низкоуглеродистой стали, стали с любой степенью легирования. Наиболее распространенные величины диаметра расходника – 2 мм, 5 мм и 8 мм.

Флюсовая сварочная проволока для полуавтоматов плавится под воздействием сварочной дуги. Одновременно происходит расплавка металлической поверхности. Глубина проплавления зависит от толщины проволоки и примененной силы тока.

Образуется сварочная ванна, покрытая тонким слоем шлака. После удаления дуги расплавленное вещество кристаллизуется, образуя шовное соединение, и остатки шлака можно зачищать.

Немаловажно, чтобы проволока с флюсом содержала как можно меньше химических веществ, выделяющих токсины при достижении высоких температур.

Маркировка сварочной проволоки

При расшифровке маркировки сварочной проволоки для полуавтоматов обязательно акцентируйте свое внимание на начале шифра, где указана толщина изделия. Следующее буквенное сокращение – указание на предназначение проволоки: наплавочная (Нп) или сварочная (Св). Затем в некоторых случаях указывается, сколько углерода содержится в материале. Это число составляет сотые доли процента.

Буквы А и АА свидетельствуют о степени чистоты проволоки от фосфора, серы, иных вредных примесей.

Следующие за ними буквы указывают на легирующие элементы, такие как молибден (М), кремний (С), никель (Н), хром (Х), цирконий (Ц), медь (Д), ванадий (Ф), титан (Т), марганец (Г), алюминий (Ю).

Если затем проставлена какая-нибудь цифра, то она указывает процентное присутствие элемента. Если же числа нет, то этого элемента в проволоке содержится не более 1 процента.

После прописывается, каким способом проволока была выплавлена: ВИ – в вакуумно-индукционных печах, ВД – в вакуумно-дуговых печах, Ш – с применением электрошлакового переплава.

Дополнительное обозначение Э ставится тогда, когда с помощью проволоки можно изготавливать электроды. Для указания на омедненную поверхность изделия маркировка содержит букву О.

Наконец, должен быть указан государственный стандарт, которому соответствует изделие.

Алюминиевая проволока для полуавтомата

Проволока для сварки алюминия полуавтоматом применяется в тех случаях, когда необходимо соединить поверхности из алюминия и его сплавов в среде защитных газов. Кроме собственно алюминия, расходный материал содержит железо, кремний, марганец и магний.

Процесс сваривания довольно сложен, так как алюминий имеет меньшую температуру плавления, чем образующаяся на его поверхности оксидная пленка. Крайне важно подобрать сварочный ток большей величины; токосъемные наконечники должны иметь больший диаметр отверстия.

Проволока для сварки алюминия полуавтоматом широко распространена в промышленности (особенно пищевой), судо- и авиастроении. Можно выполнять тавровые, стыковые швы, а также соединять листы металла внахлест. Качественная алюминиевая проволока для полуавтомата, кроме легкоплавкости, должна иметь следующие характеристики:

  • Отличную электро- и теплопроводность.
  • Небольшую массу.
  • Низкую биологическую активность.
  • Устойчивость к влаге и агрессивной среде.
  • Прочность.
  • Гибкость.
  • Большой срок хранения.

Межгосударственный стандарт предполагает, что алюминиевая сварочная проволока для полуавтомата изготавливается повышенной прочности (АТп), твердая (АТ), полутвердая (АТП) и мягкая (АМ). При сварке алюминиевой проволокой для полуавтомата стоит следить за тем, чтобы длина дуги не превышала 12-15 мм. Иначе вполне вероятно, что металл будет прожжен.

Для сваривания алюминия полуавтоматом без газа подойдет порошковая присадочная проволока. Однако учтите: она придает некоторую пористость сварному шву, поэтому ей лучше сваривать изделия, которые не подлежат интенсивной нагрузке.

Омедненная проволока

К медной проволоке для сварки полуавтоматом обращаются в тех случаях, когда необходимо сварить углеродистую и низколегированную стали в среде защитных газов.

Она применяется в промышленности, при производстве водного и наземного транспорта, монтаже трубопроводов, при выпуске железнодорожных вагонов, установке конструкций, которые будут эксплуатироваться при перепадах температур и давления.

Проволока из меди позволяет получить прочный шов, не подверженный коррозии и выдерживающий длительные механические воздействия. Высокая ударная вязкость и устойчивость к возникновению трещин гарантированы, если количество меди в проволоке не более 0,25 %, а толщина покрытия – не менее 6 мкм. Не менее важными преимуществами являются следующие:

  • Превосходный подвод тока.
  • Металл не разбрызгивается.
  • Стабильная и равномерная подача расходного материала.
  • Небольшой абразивный износ наконечника, подводящего ток.
  • Эстетичный внешний вид.

При выборе проволоки внимательно проверьте качество намотки. Если витки неплотно прилегают друг к другу, то изделие может быть деформировано, и тогда оно будет «заедать» в сварочном аппарате. Чтобы избежать воздействия влаги, хранить проволоку нужно, обернув кассету в ингибиторную бумагу.

С технологией сварки меди можно ознакомиться здесь.

Нержавеющая проволока для использования в полуавтоматической сварке

Проволока для сварки нержавейки полуавтоматом лучше всего сваривает легированные стали, которые соединяют с помощью предотвращающих окисление газов.

Нержавеющая сварочная проволока задействована в металлургии, нефтепереработке, пищевой промышленности, медицине, химической промышленности, при изготовлении автомобилей и в иных сферах жизни.

Надежно соединить поверхности из нержавейки часто нужно и в бытовых условиях – например, при монтаже оград или сооружении каркасов для парника.

Нержавеющая проволока для того, чтобы шов был защищен от окисления, насыщена примесями фосфора, азота, хрома, марганца и углерода.

Проволока из нержавейки для полуавтомата имеет следующие плюсы:

  • Равномерно поступает в полуавтомат.
  • Обеспечивает прочный шов, не имеющий поры.
  • Имеет плотную рядную обмотку.
  • Гарантирована высокая производительность.
  • Количество дыма минимально.

Проволока для сварки нержавейки полуавтоматом с газом ограничивает выбор полярности, используемой при работе: нужно выбирать обратную. Если же вы планируете воспользоваться нержавеющей флюсовой проволокой, то необходима полярность прямая.

Порошковая проволока для полуавтомата

Порошковая проволока для полуавтомата, она же проволока с флюсом, применяется без участия защитного газа. Она изготавливается в форме трубки, которая содержит флюс. Масса его может составлять от 15 до 40 % массы изделия.

Проволокой с флюсом можно производить сварку по нержавейке, по алюминию, меди, титану, стали. Кроме проведения сварки полуавтоматом в нормальных условиях, эту проволоку используют при варении под водой, соединении арматуры, принудительном создании шва.

Однако, по свидетельствам профессионалов, полую трубку невозможно заполнить порошком, если в ней отсутствуют поры. Поэтому нельзя гарантировать, что зона сварки будет полностью сплошной и сверхпрочной. Кроме того, необходимо хорошо очищать металлические поверхности от образующегося шлака.

Используется преимущественно в нижнем положении.

При всех ее недостатках, флюсовая проволока для полуавтомата без использования газа вам нужна, если:

  • Планируется применение высокоплотного тока (примерно 200 А на мм2),
  • Вам предстоит большой объем работ.

Полезные советы при выборе сварочной проволоки

Чтобы сварка полуавтоматом гарантировала качественный результат, и работу не пришлось переделывать несколько раз, нужно ответственно подойти к выбору проволоки.

Неверно подобранный химический состав, как правило, становится причиной разницы в температурах плавления. Проволока, плавящаяся позже поверхности металла, не может организовать качественный шов. Приобретая сварочную проволоку для полуавтоматов, учитывайте:

  • Назначение. Производители размещают на упаковках предписания, для каких металлов лучше использовать ту или иную марку. К этим рекомендациям прислушиваться необходимо.
  • Диаметр. Этот показатель зависит от толщины свариваемых деталей.

                                                                    упаковка проволоки для полуавтомата

  • Количество в упаковке. Расходный материал продается в катушках по 1 кг, 5 кг (для полуавтоматов, применяемых в быту); 15 кг, 18 кг (для профессиональных сварочных устройств).
  • Температуру плавления. Должна быть ниже температуры плавления детали.
  • Внешний вид. Поверхность изделия должна быть чистая, не иметь налета ржавчины, пятен краски или машинного масла.

Принципы сварки чугуна полуавтоматом

Наплавка металла полуавтоматом

Массовое производство требует быстрого изготовления большого количества деталей. Повысить производительность можно сваркой чугуна полуавтоматами в среде защитных газов.

Создание швов любой длины производится за одну установку. Экономится время на смену расходных материалов. На одном оборудовании производится сварка чугуна по разным технологиям.

Изменяются только приспособления, проволока и режимы сварки.

Сварка полуавтоматом ( Instagram / umkural)

Почему трудно варить чугун

Чугун содержит большое количество углерода, который при нагреве начинает взаимодействовать с кислородом и переходит в газообразное состояние. Это приводит к образованию газовых раковин внутри шва.

Структура металла крупнозернистая с графитовыми включениями по границе кристаллов. В результате чугун хрупкий, в низкой теплопроводностью. При резком нагреве образуются трещины по границе температур.

Низкая температура плавления и высокая жидкотекучесть высокоуглеродистого металла приводит к тому, что при сваривании основной металл переходит в жидкое состояние раньше электрода и присадочной проволоки. При этом его трудно удержать в ванне, он вытекает через малейшие трещины и зазоры.

Способы сварки

Варить чугун полуавтоматом можно в разных температурных режимах, с соответствующей проволокой:

  • холодный без нагрева детали ;
  • теплый или полугорячий с подогревом до 300⁰;
  • горячий — деталь прогревают до 600⁰.

Технологический процесс полуавтоматической сварки в каждом случае свой. Шов получается с разными эксплуатационными характеристиками.

Нагрев детали перед сваркой ( Instagram / svarka70)

Холодный метод

Холодные чугунные детали варят короткими швами, практически точечными. Металл не должен успеть прогреться и потрещать. Основание проволоки — сталь с покрытием из меди.

Швы получаются пластичные, мягкие, с высокой прочностью на разрыв и изгиб. Не выдерживают больших динамических нагрузок и перепада температур.

Полугорячий метод

Применяется в основном, чтобы сваривать тонкостенные детали. Проволока используется медно-никелевая, чугунная с покрытием меди и наоборот, чугунная пыль служит обмазкой для меди и флюсом.

Швы до 5 мм толщиной можно не заделывать. Чтобы металл не вытекал нужно подложить медные подкладки.

Соединения получаются прочные, иногда даже превосходят по твердости основной металл.

Горячий метод

Прогрев чугуна перед сваркой позволяет создавать прочные соединения деталей любого размера. В качестве флюса используется инертный газ, в основном аргон.

Корневой шов варится прямым проходом проволоки без колебаний в стороны. От вытекания металла снизу устанавливаются медные или графитовые подкладки.

Последующие проходы варятся зигзагообразно, с движением дуги от одного торца к другому.

Прочные соединения практически не отличаются от основного металла. Благодаря нагреву и изотермическому отпуску, переходная зона отсутствует.

Сварной шов ( Instagram / argon4yk)

Как варить чугун полуавтоматом

Полуавтомат применяется для ремонта деталей при образовании трещин и отверстий в процессе эксплуатации и для сборки и создания изделий из чугуна. Для сварки применяются технологии:

  • MAG для наплавки и заделки трещин;
  • MIG при изготовлении чугунных деталей из нескольких элементов, наплавке поверхности.

В домашних условиях предпочтение отдается холодной точечной сварке.

Подготовительные работы

При подготовке деталей, кромки разделывают под углом 60⁰ на станке. Небольшие трещины выбираются болгаркой. Использовать зубило и другой инструмент с динамическими нагрузками не рекомендуется. Хрупкий металл разрушится.

Поверхности следует очищать от грязи и масел, используя растворители, очищенный бензин. Заготовки выставляются и прихватываются. После этого производится сварка. Положение горизонтальное, пол.

Подготовка материалов ( Instagram / kievwelding)

Выбор проволоки для чугуна

Марка расходного материала выбирается в зависимости от температурного режима. На производстве в основном используется проволока:

  • ПП АНЧ-1 — холодная сварка;
  • ПП АНЧ-2 — режим с подогревом детали;
  • ПП АНЧ-3 — нагрев до 600⁰.

В состав стержня входят медь, никель, железо и кремний.

Процесс сварки

Оборудование настраивается на малый ток с обратной полярностью. Под шов устанавливают графитовую подкладку. Сварка чугуна производится в зависимости от технологии, короткими точечными швами или многорядными.

Защитный газ включается за 5–7 сек до разжигания дуги, и закрывается через 10 сек после завершения работы.

После наложения шва с него сразу же сбивается шлак или делается прокол.

В домашних условиях сварка чугунных деталей на полуавтомате проводится с целью ремонта. Можно заделать трещину, наплавить небольшую поверхность. Все делается по холодной технологии.

Смотрите видео об одном простом способе сварки чугуна полуавтоматом:
Сварка чугуна полуавтоматом.

Наплавка металла полуавтоматом

Наплавка металла полуавтоматом

Этот один из наиболее простых, и в то же время эффективных способов позволяет не только восстанавливать пригодность (работоспособность) деталей.

Наплавкой металла электродом можно изменить форму образца, придать поверхностному слою иные (отличные от первоначальных) свойства, повысить его прочность и износостойкость.

В чем заключается такая технология, каковы ее особенности и возможна ли реализация в быту – предмет рассмотрения в этой статье.

  • Читателя вряд ли интересуют промышленные технологии, да еще и с использованием роботизированной техники, поэтому далее акцент – именно на методике наплавки металлов с помощью электродов на бытовом уровне, то есть своими руками.
  • Часто в обиходе металлами называют и сплавы, например, сталь. И технологии, и отдельные детали (например, марка электрода) для каждого конкретного случая могут несколько отличаться. В одной статье невозможно охватить буквально все нюансы, поэтому перед тем, как приступить к наплавке, следует уточнить отдельные моменты, касающиеся используемых металлов. Все, что отмечено ниже – лишь рекомендации общего характера, так же, как и сам запрос, введенный в строку поисковика.
  • Так как наплавка в чем-то схожа с известной всем сваркой, полезно будет почитать статьи по технологии последней применительно к различным металлам и сплавам – меди, алюминию, чугуну, нержавейке и ряду других, в зависимости от специфики предстоящей работы.

Терминология

  • Наплавка – соединение разнородных металлов способом нанесения одного на поверхность другого.
  • Присадочный металл – который наносится; основной – подвергающийся поверхностной обработке по такой методике.

Технология

Взаимное проникновение материалов происходит на молекулярном уровне.

Для этого поверхностный слой основы разогревается до расплавления на небольшую глубину, а присадка – до перехода в жидкое состояние.

Такое соединение называется гомогенным (от слова смешивание, в переводе с английского) и отличается повышенной надежностью, так как механическим путем разделить его на исходные «части» невозможно.

Основные правила наплава

  • Глубина расплава верхнего слоя основы должна быть как можно меньше. Один из способов, позволяющих выполнить это условие – наклон электрода. Он делается в сторону, противоположную направлению его перемещения. Минимальное перемешивание разнородных металлов способствует снижению остаточных напряжений и исключает возможные деформации на отдельных участках.
  • Избыток присадки осложняет дальнейшую обработку детали, требует больших трудозатрат и времени.

Технология наплава электродами

В обязательном порядке производится предварительная подготовка металла основы – зачистка + обезжиривание.

Наплавка электродами – наиболее распространенный способ получения гомогенного слоя. Благодаря простоте технологии считается основным для применения как на производстве, так и в домашних условиях.

В зависимости от металла основы и преследуемых целей подбирается электрод с соответствующим наплавочным покрытием. В зависимости от его марки получаемый слой приобретает требуемые характеристики.

  Рисунок все хорошо поясняет.

Подключение схемы – прямое или обратное. Последний вариант используется чаще, как более удобный. Напряжение – постоянное, следовательно, «+» – на покрытом электроде.

Особенности технологии

  • Толщина и форма слоя зависят от сечения электрода.
  • Для обеспечения качественного наплава напряжение и сила тока дуги должны быть минимальными, а это требует точного согласования. С приобретением практического опыта выполнение данного условия особых сложностей не представляет.

Что нужно знать

  • Повышение напряжения приводит к тому, что «валик» растет не в высоту, а в ширину. При этом длина дуги увеличивается.
  • Для каждого вида электрода – своя особенность применения. Например, нужен ли предварительный нагрев основы? Для низколегированных сталей это часто не требуется. В каком режиме производится охлаждение? Какой выставить ток? Все технологические нюансы наплавки отражены в документации на конкретные электроды.
  • Качество наплавки тем лучше, чем выше температура разогрева. Практически для всех сплавов и металлов ее минимальное значение + 300 ºС. В домашних условиях понадобится хотя бы небольшая термопечь (например, электрическая камерная).

Для поверхностей плоских

 Узкими валиками.  Они укладываются с перекрытием примерно в ⅓ треть.

 Широкими.  Электрод перемещается перпендикулярно оси наплава. Движения колебательные, их конфигурация (частота, амплитуда) выбирается исходя из габаритов основы.

 Комбинированная методика.  Наплав производится валиками узкими, но они располагаются на расстоянии, немного меньшем их ширины. После зачистки основы от шлаков в такие пустоты производится очередной наплав. Как результат – получение сплошного гомогенного слоя.

Для получения более качественного покрытия основы другим металлом нужно начинать укладку очередного валика с противоположной стороны детали. Причем накладывать слои не последовательно, один за другим, а вразброс – то на одном участке, то на другом. Это предохранит основу от частичной деформации при перегреве.

Для цилиндров

Все три способа показаны на рисунке.

Есть еще одна технология наплавки металлов с помощью электродов – в защитной газовой среде. По своей сути она несложная.

Трудность в другом – придется приобретать баллон и заправлять его соответствующим газом (аргоном, гелием или иным) в зависимости от вида присадочного металла. Такой вариант более подходит для небольшой мастерской.

Приобретать же газовый баллон для разовой работы в домашних условиях вряд ли целесообразно. Поэтому данная технология в статье не рассматривается.

Давать рекомендации по выбору электродов и специфике их использования автор считает излишним. Во-первых, вся необходимая информация содержится на упаковке. Во-вторых, на все неясные вопросы ответит продавец. В специализированных точках менеджеры неплохо ориентируются в подобной тематике и могут дать дельный совет.

Наплавка металла: виды, технология

Те, кто занимается эксплуатацией различных механизмов, иногда сталкиваются с необходимостью выполнить наплавку на поверхности детали в конкретном месте. Разбитый крепеж, истертая в процессе эксплуатации детали частично или полностью, кромка, изношенная втулка.

Каждый из этих случаев предполагает восстановление детали с применением наплавки нового прочного слоя металла на изношенный участок. Такая обработка позволяет не только выполнить восстановление, но и придать детали новые, более ценные свойства.

К примеру, выполнив наплавку при помощи твердосплавного слоя на основании детали из низкоуглеродистой стали, можно получить деталь с повышенной износоустойчивостью или другими эксплуатационными свойствами.

Сварка чугуна полуавтоматом – особенности и специфика, подбор проволоки для качественной результата

Наплавка металла полуавтоматом

Сплав железа с углеродом, при количестве последнего более 2,14 весовых процента, называется чугуном. Благодаря отличным литейным качествам он находит широкое применение в различных отраслях промышленности и тяжелого машиностроения.

При разливке массивных отливок возможно появление поверхностных дефектов литья. Одна из самых распространенных это раковина. Переплавка большой массы металла из-за незначительной выемки на поверхности не оправдана.

На помощь производственникам в такой ситуации приходит сварка, способная справиться с мелким недочетом.

Использование полуавтомата для чугунов

Среди различных типов сварки особое внимание уделяется сварке полуавтоматом. Конгломерат газовой аргоновой и дуговой сварки в одном приспособлении позволяет производить сварку чугунных деталей, устранение литейных дефектов.

Наплавка чугуна полуавтоматом позволяет добиться восстановления изношенного слоя практически любой толщины с сохранением свойств. Напомним, сварка полуавтоматом (метод MIG/MAG) заключается в плавлении специальной проволоки при помощи электрической дуги в среде защитного газа.

Полуавтомат при помощи автоматики подает проволоку в свариваемое место наложения шва с ранее установленной сварщиком скоростью. Защитная среда газов позволяет избежать контакта кислорода из окружающей среды и металлической расплавленной ванны.

Уменьшение количества шлака и газовых пузырьков в толще застывшего металла приводит к улучшению качественных и механических характеристик соединения.

Сварка полуавтоматом позволяет справиться с поставленными задачами по сварке чугуна, не зависимо от его структуры металлической матрицы, содержания и формы включений углерода. Эти параметры разделяют чугуны на

  • ферритный,
  • перлитный,
  • серый,
  • ковкий,
  • высокопрочный с шаровидными включениями графита и другие.

Этот факт требует особого расчета и подхода при выборе режимов сваривания его полуавтоматом, учитывая разные физические свойства сплавов.

Выделим основные технологические критерии для определения режимных условий сварки сплава, отталкиваясь от его химических и физических свойств, а именно:

  • данный материал не зависимо от структуры и процентного содержания элементов предрасположен к образованию термических трещин в приграничной зоне шва, а также в самом шве;
  • без выбора специального режима соединения чугуна последующая механическая обработка на станках и ручной обработке затруднена, резание зачастую приводит к разрушению шва;
  • склонность к образованию пористости шва, при несоответствии температурных требований к нагреву металла и скорости охлаждения после наложения стыка;
  • наложение шва имеет трудности и ограничивается пространственным расположением, типом и маркой сварочной проволоки;
  • возможность появления тугоплавких оксидов в площади ванны расплавленного металла;
  • расширение шва в непредвиденных направлениях, вызванное скоростным окислением кремния.

Методы борьбы с дефектами сварочного соединения

Избежать дефектов, исходя из перечисленных факторов, поможет сварка полуавтоматом. Данный тип эффективный при применении электрошлакового типа процесса и сварочной проволоки для чугуна со специальными присадками.

В случае применения пластин, для заполнения шва, они должны быть из чугуна такого типа, как основные свариваемые элементы.

Сера в составе чугуна склонна к переходу в шов и образованию хрупких эвтектик на границе зерен, снижая механическую прочность соединения. В таких случаях применяются флюсы с десульфирующим типом с повышенным содержанием фторидов.

Флюсы, присадки помогают добиться высокого качества шва при использовании полуавтомата с применением предварительного нагрева, частичным нагревом, без такового.

При этом отказываться от неокислительных и фторидных флюсов нецелесообразно для любого типа сварки полуавтоматом.

Особенностью сваривания чугуна при помощи метода MIG/MAG обеспечивает сварной шов, лишенный дефектов, сопряженных с внутренними напряжениями, возникающими при температурных превращениях фаз, переходе металла из жидкого вида в твердый, при зарождении и росте кристаллов графита. Визуализацией качества сварного соединения является отсутствие трещин и микротрещин на поверхности шва, отсутствие раковин при снятии верхнего слоя металла после механической обработки.

Отличительной чертой сваривания чугуна с наведением электросварочного шлака всегда было получение шва, исключающего отбел металлической матрицы, закаленных областей, отсутствие или минимизация усадочных трещин.

Сварка полуавтоматом ковкого и высокопрочного чугуна

Сварка ответственных узлов из особых типов чугуна производится в среде углекислого газа проволоками марки Св-08ГС, Св-08Г2С, Нп-30ГХСА, а также порошковой проволокой, не производя предварительный нагрев свариваемых деталей и наплавляемых площадей.

  • С целью уменьшения массы металла в объеме шва процесс должен производиться, соблюдая перекрытие одной трети ширины валика. Направление дуги при этом должно стремиться в сторону расплавленного металла. Для минимального изменения структуры металла шва рекомендуется использовать «каскадное» наложение шва с использованием отжигающих валиков. Именно такой технологический ход сохраняет, ожидаемую, ферритно-перлитную структуру без изменений.
  • Проволока для сварки чугуна марки Нп-30ГХСА создает в толще шва мартенситные, трооститные, аустенитные включения, повышающие сопротивляемость к истиранию наплавленных слоев.
  • Сваривание высокопрочного чугуна с шаровидными включениями графита со стальными деталями и заготовками происходит при помощи проволоки марки Св-08ГС, Св-08Г2С в стартовом соединении. Последний рабочий слой, для улучшения механических свойств лучше наплавить Нп-30ГХСА.

Сварка чугуна полуавтоматом — технология, хорошо зарекомендовавшая себя на различных стадиях производственных и ремонтных процессов. Она позволяет уменьшить количество брака на стадии производства чугунных отливок, продлит срок эксплуатации машин и механизмов, уменьшит непроизводственные простои, снижая себестоимость продукции и повышая рентабельность производства.

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.