Материал: Сварка и свариваемые материалы. Технология и оборудование

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

25.10.2. Подготовка наплавочных материалов и деталей под наплавку

Подготовка наплавочных материалов

П одготовка наплавочны х м атериалов вклю чает в себя следую ­ щие основные операции:

— для

проволоки

сплош ного

сечения — удаление рж авчины

и загрязнений;

 

 

 

 

 

 

 

— д л я

порош ковой

проволоки

и

ленты — п рокал ка

при

230— 250

°С;

 

 

 

 

 

 

 

— д л я

порош ков — суш ка при 100— 150 °С

и при необходи­

мости рассев;

 

 

 

 

 

 

 

— д л я

покры ты х

электродов — п рокал ка

при 150— 350 °С

в зависим ости от м арки электрода;

 

 

 

 

— д л я

ф лю сов — п рокал ка

по

реж им ам ,

зависящ им

от

марки ф лю са.

 

 

 

 

 

 

 

Подготовка деталей под наплавку

 

 

 

 

 

При подготовке детали

под

наплавку

должны

быть соблюдены требования

к конфигурации наплавляемой детали. Если необходимо удалить поверхност­ ные дефекты (трещины, рванины, глубокие раковины), то проводится пред­ варительная механическая обработка детали. Для удаления ржавчины, ока­ лины с наплавляемой поверхности применяется дробеили пескоструйная обработка, зачистка. Масляные загрязнения удаляются обезжириванием.

25.10.3. Технология и техника наплавки

Технология и техника наплавки определяется требованиями к свойствам и качеству наплавляемого слоя, размерами и формой наплавляемой детали, величиной ее износа. Рекомендации по технологии и технике наплавки кон­ кретных деталей содержатся в книгах [1, 9, 10, 11].

25.10.4. Термическая обработка деталей после наплавки

Термическая обработка наплавленных деталей производится с целью полу­ чения необходимых свойств наплавленного металла, снижения твердости под последующую механическую обработку, снижения остаточных напряжений после нап’лавки. Конкретные режимы термической обработки определяются составом наплавленного металла и могут быть заимствованы из соответ­ ствующих справочников.

25.11. Контроль качества наплавленного металла

Наплавленные детали подвергают неразрушающим или разрушающим ме­ тодам контроля.

25.11.1. Неразрушающие методы контроля качества наплавленного металла

Применяются следующие методы неразрушающего контроля:

—визуальный контроль для определения качества формирования на­ плавленного металла, наличия трещин, отколов, свищей и других дефектов, выходящих на поверхность наплавленного металла;

—люминесцентный или цветной контроль с целью выявления дефектов, выходящих на поверхность наплавленного металла, но не выявляемых визу­ ально;

—магнитный контроль для выявления дефектов на поверхности и на небольшой глубине под поверхностью наплавленного металла;

—ультразвуковой контроль, гамма: и рентгенодефектоскопня для вы­ явления дефектов в наплавленном слое и на границе сплавления;

25.11.2. Разрушающие методы контроля качества наплавленного металла

Как правило, разрушающим методам контроля подвергают образцы-свиде­ тели, которые наплавляют и одновременно подвергают термообработке со штатными изделиями. К этой группе методов контроля можно отнести:

—контроль химического состава наплавленного металла;

—механические испытания и контроль твердости наплавленного металла (предел прочности, предел текучести, относительное удлинение и сужение,

ударная вязкость, прочность сцепления основного и наплавленного металла на срез н отрыв);

— коррозионные испытания.

Раздел

ТЕРМИЧЕСКАЯ РЕЗКА

Г л а в а 26 КИСЛОРОДНАЯ И КИСЛОРОДНО-ФЛЮ СОВАЯ РЕЗКА

26.1. Общие сведения

Кислородная резка представляет собой процесс, состоящий в нагреве подогревающим пламенем поверхностных слоев металла до температуры вос­ пламенения (1050—1200°С), окисления и перемещения их струей кислорода с образованием разреза. Тепло, возникающее в результате окисления ме­ талла в разрезе, создает постоянное тепловое поле, перемещающееся вместе с разрезом, что обеспечивает необходимую для протекания процесса темпе­ ратуру металла на лобовой кромке реза (рис 26.1). Разрезаемый металл должен удовлетворять следующим условиям: температура плавления окси­ дов должна быть ниже температуры плавления самого металла, в против­

ном случае

струя кислорода

не сможет окислить расплавленный металл;

Гпл. ок <

Тпл. мет*

(26.1)

Температура воспламенения металла в кислороде должна быть ниже температуры плавления, иначе металл начнет плавиться и выдуваться струей кислорода без последующего его окисления («плавильный процесс»);

Гвосп < Г Пл. мет*

(26.2)

Тепловой

эффект

реакции

горе­

 

 

 

 

 

 

ния должен быть достаточно боль­

 

 

 

 

 

 

шим, чтобы поверхность металла на

 

 

 

 

 

 

лобовой

кромке

 

прогревалась

до

 

 

 

 

 

 

температуры

плавления;

по

тем

же

 

 

 

 

 

 

причинам хуже

поддаются

кислород­

 

 

 

 

 

 

ной резке металлы с высокой тепло­

 

 

 

 

 

 

проводностью; вязкость

расплава

не

 

 

 

 

 

 

должна быть высокой, чтобы обес­

 

 

 

 

 

 

печить его турбулизацию в. поверх­

 

 

 

 

 

 

ностных слоях и выделение необхо­

 

 

 

 

 

 

димого количества тепла на кромке

 

 

 

 

 

 

реза.

чистых

металлов

кислород­

 

 

 

 

 

 

Из

 

 

 

 

 

 

ной

резке

хорошо

поддаются

 

же­

 

 

 

 

 

 

лезо, титан, марганец. Так, для же­

 

 

 

 

 

 

леза

Гпл~1800

К;

Твоейл= 1320 К;

 

 

 

 

 

 

Гол Рво = 1643 К.

 

 

реакции

горе­

 

 

 

 

 

 

Тепловой

эффект

 

 

 

 

 

 

ния

железа

довольно

высок,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fe +

0,5О2 =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= FeO +

269

МДж/кг • моль.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(26.3)

 

 

 

 

 

 

Теплопроводность

железа

невы­

 

 

 

 

 

 

сока,

поэтому

лобовая

поверхность

У

 

 

 

 

разогревается

при

резке

до

 

высоких

 

 

 

 

температур

(1600—2000 °С).

Кисло­

Рис. 26.1. Схема

процесса

кислородной

родную

резку

можно

успешно

при­

резки:

 

 

 

 

 

менять для

обработки

малоуглероди­

АА — граница

раздела

стоун

кислорода н

стых, конструкционных,

низколегиро­

окисленного

металла;

ВВ — граница раз­

ванных

сталей,

титана. Обычной кис­

дела окисленного и расплавленного ме­

лородной

резкой

 

нельзя

разрезать

талла;

СС — граница

раздела расплав­

 

ленного

н твердого

металла

 

Ni,

Си,

Al,

Mg,

 

Cr,

 

Zn,

 

так

как

 

 

 

 

 

 

они

не

удовлетворяют

вышеприве­

 

 

 

 

 

 

денным условиям резки.

 

 

в

стали

ряда легирующих

элементов

и прежде

 

Повышение

содержания

всего хрома приводит к тому, что в образующейся жидкой пленке на по­ верхности реза содержится большое количество тугоплавких оксидов хрома (до 20% ). Температура плавления хромистых железняков с таким содер­ жанием хрома составляет примерно 2000 °С, что значительно превышает температуру плавления разрезаемой стали. Для кислородной резки высоко­ легированных сталей необходимо обеспечить расплавление и перевод в шлак образующихся тугоплавких оксидов, что может быть достигнуто путем по­ вышения температуры в разрезе или переводом шлаков в более легкоплав­ кие соединения. Для резки высоколегированных хромоникелевых сталей, чу­ гуна, меди и ее сплавов применяется кислородно-флюсовая резка.

Сущность процесса кислородно-флюсовой резки заключается в том, что в зону реза вводится порошкообразный флюс, который, поступая на кромку разреза, сгорает в струе кислорода и значительно повышает температуру в разрезе. Кроме того, продукты его окисления сплавляются с оксидом по­ верхностной пленки и образуют шлаки с более низкой температурой плав­ ления, которые довольно легко удаляются из разреза.

В качестве флюса наиболее широко применяется железный порошок марки ПЖ5М по ГОСТ 9849—86 или его смеси с порошками магния, алю­

миния, силикокальция.

Тепловое воздействие на металл при кислородной резке характеризуется быстрым нагревом поверхности разреза и прилегающих к нему слоев и

высокой скоростью их охлаждения (до 2000 °С/с), что при резке конструк­ ционных, легированных сталей приводит к образованию закалочных струк­ тур на кромке реза.

Низкая пластичность металла кромки в сочетании с внутренними напря­ жениями, вызываемыми термическим циклом от источника тепла, могут при­ вести к потере технологической прочности металла на кромке (образование трещин), а в ряде случаев — к разрушению изделия.

Одним из способов устранения трещин при резке является предвари­ тельный подогрев заготовок, который снижает скорость охлаждения металла кромки и обеспечивает получение более пластичных структурных составляю­ щих [1]. Температура предварительного подогрева стали может быть опреде­ лена из следующей зависимости:

Гп = 500 VCSKB 0 + 1000А6) — 0,45

(26.4)

где б — толщина разрезаемого металла, м; k — коэффициент толщины

(для

6<1000 мм, k =0,0002) I Сэкв — эквивалентное содержание углерода:

 

Сэкв = с + 0,155 (Сг + Мо) + 0,14 (Mn + V) + 0,11 Si + 0,045 (Ni + Си).

 

(26.5)

При Сакв (1 + 1000 £6)<0,45 сталь при резке не требует подогрева

и мо­

жет разрезаться в состоянии поставки. В случае невозможности подогрева заготовки должна быть снижена скорость резки:

и = 0опт(1—

0,8

УСэкв“ *М5 )i

(26.6)

где Попт — скорость

резки малоуглеродистой стали, м/с; v — скорость

резки

закаливающейся

стали, м/с. В настоящее время кислородная резка

наряду

со сваркой является одним из основных технологических процессов в ме­ таллообрабатывающих отраслях промышленности, металлургии, строитель­ стве. Она используется для резки заготовок из листа, профильного проката, труб, отрезки прибылей в литейном производстве, резки заготовок под по­ следующую ковку, штамповку, в ремонтных работах и др.

26.2. Технология резки

При кислородной разделительной резке стали в соответствии с технологиче­ скими особенностями различают резку металла малых толщин (до 5 мм), средних толщин (5—300 мм) и больших толщин (свыше 300 мм). Такоечде­ ление довольно условно, однако для каждого диапазона разрезаемых толщин существуют общие закономерности.

26.2.1. Кислородная резка стали средних толщин

Наиболее важными технологическими параметрами кислород­ ной резки являются расход режущего кислорода, мощность по­ догревающего пламени, скорость резки.

Для расчетов расходов режущего кислорода может быть ре­ комендована следующая формула, полученная на основании ре­ зультатов обработки данных ВНИИаатогенмащ и зарубежных

фирм,

 

 

 

Ккр = 0W kM nku'b™ ,

 

 

(26.7)

где Уцр— расход «режущего»

кислорода,

м3/с;

k2— коэффи­

циент, учитывающий состояние

металла

перед

резкой (Л2 =

Источник: https://studfile.net/preview/19992768/