Наплавка лежачим электродом с дополнительным порошкообразным присадочным металлом

Учебная практика № 35 ЭГС-18-1 21.12.2020г.

Задание: Вам необходимо самостоятельно изучить материал, выполнить задание.

Выполненную работу (ответы на вопросы) отправить отдельным файлом на электронную почту преподавателя.

Если такой возможности нет, выполненное задание предоставить в распечатанном (рукописном) виде после возобновления занятий

Обратная связь: ihor_2611@mail.ru

Тема: Наплавка лежачим электродом с дополнительным порошкообразным присадочным металлом

Цели:

Образовательная: ознакомить обучающихся с наплавкой лежачим электродом с дополнительным порошкообразным присадочным металлом

Развивающая: формировать интерес к выбранной профессии; развивать познавательные интересы, прививать исследовательские навыки; развивать навыки самостоятельной работы, самоконтроля.

Воспитательная: воспитание у обучающихся активности; обеспечение сознательного усвоения материала, бережного отношения к сварочному оборудованию и материалам в учебных мастерских.

Задачи: освоить особенности автоматической наплавки лежачим электродом с дополнительным порошкообразным присадочным металлом

Литература:

1.Герасименко А.И. Основы электрогазосварки: учебное пособие/ А.И. Герасименко. - Изд. 8-е. – Ростов н/Д: Феникс, 2010. – 380.: ил – (Начальное профессиональное образование).

2.Герасименко А.И. ЭЛЕКТРОСВАРЩИК: Учебное пособие для профессионально- технических училищ. – Изд 12-е, доп. и перераб./ А.И. Герасименко. – Ростов н/ Д: Феникс, 2011. – 407, [1] с. – (НПО).

3.И. И. Фрумин Автоматическая электродуговая наплавка. Харьков: Металлургиздат., 1961,- 421 с.

Ход занятий:

1. Ознакомиться с материалом занятия

2. Просмотр фильма

Наплавка лежачим электродом с дополнительным порошкообразным присадочным металлом

Преимущества процесса с порошкообразным присадочным металлом позволяют и при наплавочных работах существенно повысить производительность Процесса, улучшить качество • наплавленного металла Н соединения в целом, а также снизить расход сварочных материалов и электроэнергии. Перспектив­ным способом наплавки является процесс наплавки Неподвижным плавящимся (лежачим) электродом. Он отличается от других способов своей чрезвычайной простотой, а поэтому сварщики разных стран и в раз­ное время возвращались к сто усовершенствованию с целью более широкого применения на производстве. К. основным преимуществам наплавки лежачим Электродом относится простота и возможность автома­тизации процесса без применения сварочных автома­тов, стабильность качества наплавки независимо от Квалификации сварщика, возможность наплавки изде­лий самой различной и сложной конфигурации. На­плавку неподвижным плавящимся электродом можно производить как покрытыми, так и голыми электрода­ми под флюсом. За рубежом большое распростране­ние получила наплавка покрытыми электродами. В нашей стране применяют наплавку под флюсом голыми пластинчатыми электродами, как один из спо­собов широкослойной наплавки. Процесс характеризу­ется низким коэффициентом расплавления, 14— 18 г/(А • ч), что значительно ниже производитель­ности механизированных способов наплавки. Толщина наплавляемого за один проход слоя ограничена тем, что качественную наплавку можно выполнять только электродами толщиной 2—3 мм. Другие пока­затели производительности и эффективности процесса ниже показателей современных механизированных спо­собов наплавки, например автоматизированной под флюсом. Поэтому этот способ наплавки находит при­менение в тех случаях, где использование автоматов невозможно, а ручная наплавка менее производительна и ниже по качеству, в частности, при наплавке деталей сложной конфигурации и при наплавке поверхностей небольшой протяженности. Однако эф­фективность и возможности рассмотренного способа наплавки значительно возрастают, если в зону дей­ствия сварочной дуги вводить дополнительный по­рошкообразный присадочный металл.

Способ наплавки неподвижным плавящимся (ле­жачим) электродом под флюсом с дополнительным порошкообразным присадочным металлом, разработан­ный во ВНИИ монтажспецстрое, заключается в сле­дующем. На наплавляемый участок изделия насыпают изолирующий слой сварочного флюса толщиной 3— 4 мм, на который укладывают пластинчатый голый электрод. На поверхность электрода равномерным сло­ем насыпают порошкообразный присадочный металл таким образом, чтобы он вместе с электродом был изолирован от изделия ранее насыпанным слоем флюса. Сверху на порошкообразный металл насыпают уже второй слой флюса. В результате этого электрод и порошкообразный металл оказывается среди свароч­ного флюса. Один конец электрода крепят к токо — подводу, другой замыкают на изделие порошкообраз­ным присадочным металлом. Этим обеспечивается ав­томатическое и надежное возбуждение дуги при вклю­чении источника питания сварочным током. Возникшая сварочная дуга самопроизвольно перемещается по тор­цу электрода, расплавляя его и порошкообразный присадочный металл. Особенностью рассмотренного способа наплавки является то, что с целью повышения производительности и качества наплавки масса по­рошкообразного присадочного металла берется более 100% массы электрода.

Использование присадки в меньшем количестве не дает существенного повыше­ния эффективности процесса. При значительно боль­шем, чем 100%, количестве порошкообразного при­садочного металла, размещенного под электродом, создается достаточно толстый слой присадки, что уда­ляет электрод от наплавляемой поверхности, ведет к увеличению длины дуги и снижению величины тока наплавки. В результате могут образовываться не — сплавления, снижается производительность и эффек­тивность процесса в целом.

Сложно также насыпать порошкообразный присадочный металл равномерным слоем на слой изолирующего флюса и исключить возможность просыпания порошкообразного металла через изолирующий слой, а это может привести к замыканию электрода на изделие. Поэтому порошко­образный присадочный металл располагают на верх­ней поверхности электрода. Пластинчатые электроды можно укладывать на наплавляемую поверхность ши­рокой стороной или на ребро. В зависимости от формы сечения электрода и характера его расположения на наплавляемой поверхности можно получать различные по форме наплавленные валики. Пластинчатыми электродами, лежащими на широкой поверхности, на­плавляются широкие валики, а электродами, уста­новленными на ребро, и круглыми электродами оди­накового диаметра — более узкие валики большой вы­соты.

С увеличением количества порошкообразного приса­дочного металла величина сварочного тока снижается. Однако, несмотря на это, с увеличением количества дополнительной присадки коэффициент расплавления возрастает примерно в два раза. Снижается расход электроэнергии и сварочного флюса на единицу массы наплавленного металла. Следовательно, с увеличением доли порошкообразного присадочного металла по отношению к расплавляемой массе электрода эффек­тивность процесса выше, а глубина проплавления основного металла сокращается, что ведет к уменьше­нию ширины и увеличению высоты наплавленного валика. При ширине электродов 15 мм расположение их по отношению к наплавляемой поверхности (ши­рокой частью или на ребро) на характеристики процесса наплавки существенного влияния не имеет. Несмотря на уменьшение сварочного тока при увели­чении относительного количества дополнительного по­рошкообразного присадочного металла (5, плотность тока в электроде увеличивается. Это связано с умень­шением — площади сечения электрода и непрямопро­порциональным снижением тока с увеличением допол­нительной присадки. С учетом длины электрода, вре­мени прохождения тока, величины удельной поверх­ности плотность тока для пластинчатых электродов составляет 13—18 А/мм2, что обеспечивает расплавле­ние порошкообразного присадочного металла до 300% расплавляемой массы электрода.

Изменение ширины и толщины пластинчатого электрода по-разному влияет на производительность процесса. Применение дополнительного порошкообраз­ного присадочного металла существенно увеличивает коэффициент расплавления. Зависимость эта носит линейный характер. При одном и том же количестве порошкообразной присадки коэффициент расплавления выше в случае применения электродов большей тол­щины. Однако при наплавке с одинаковой массой порошкообразного металла, приходящейся на единицу длины электрода, коэффициент расплавления выше, чем тоньше электрод. Максимальная ширина пластин­чатых электродов определяется характером их распо­ложения относительно наплавляемой поверхности и мощностью источника питания током. При наплавке электродом на ребро высота оплавления его ограни­чена и не превышает 10—20 мм. При большей ширине пластинчатых электродов происходит неполное рас­плавление, дуга горит неустойчиво, увеличивается количество расплавленного флюса, наряду с дуговым процессом протекает электрошлаковый. При наплавке пластинчатым электродом, уложенным широкой сторо­ной на наплавляемую поверхность, ширина его ограничивается мощностью источника питания током. С увеличением ширины (15—30 мм) коэффициент расплавления и производительность процесса сначала возрастают, достигают максимума, а затем снижа­ются. Максимум соответствует оптимальной ширине электрода. В точке максимума скорость перемещения дуги по торцу электрода достигает наибольшего зна­чения, что соответствует ее повышенной тепловой эффективности. При дальнейшем увеличении ширины электрода образуется несколько дуг и тепловая эф­фективность снижается. Таким образом, с увеличением ширины электрода глубина проплавления основного металла уменьшается. При небольшой ширине электро­да осуществляется концентрированный ввод тепла и происходит концентрация давления дугой. В результате обеспечивается более глубокое проплавление основного металла.

Изменение величины зазора между наплавляемой поверхностью и электродом отражается на параметрах режима наплавки. С увеличением зазора уменьшается ток наплавки, увеличивается напряжение на дуге, что приводит к некоторому снижению коэффициента расплавления и производительности процесса в целом. Величина зазора является важным параметром режи­ма наплавки, и небольшое его изменение приводит к значительным изменениям режима. Поэтому следует обеспечивать очень точную установку электродов над изделием. При наплавке круглыми электродами (не пластинчатыми на ребро) не требуется предвари­тельная засыпка флюса, изолирующего электрод от изделия. Электрод крепят в электрододержателе с не­обходимым зазором и засыпают флюсом, который удерживает порошкообразный присадочный металл и изолирует электрод от изделия. По такой технологии можно производить наплавку и пластинчатым электро­дом шириной до 15 мм. Применение электродов большей ширины требует перед их установкой под­сыпки слоя изолирующего флюса толщиной, равной величине зазора между наплавляемой поверхностью и электродом. Слой флюса должен быть сплошным и одинаковой высоты по длине электрода. несплошность приводит к нестабильности процесса наплавки и иногда к коротким замыканиям. Оптимальная величина зазора зависит от положения электрода относительно наплав­ляемой поверхности, его ширины и толщины, коли­чества дополнительного порошкообразного присадоч­ного металла. Оптимальные значения зазора при расположении электрода на изделии широкой поверх­ностью составляют 3—5 мм, на ребро— 1,5—3 мм.

Влияние напряжения на дуге при наплавке не­подвижным плавящимся электродом под флюсом с по­рошкообразным присадочным металлом аналогично влиянию при автоматизированной сварке под флюсом. Повышение напряжения на дуге при прочих равных условиях увеличивает полную сварочную мощность и, следовательно, ведет к увеличению энергозатрат и снижению эффективности процесса в целом. Повы­шение напряжения сопровождается увеличением коли­чества расплавляемого флюса. Увеличение расплавляе­мой массы флюса приводит к большой площадр кон­такта электрода и порошкообразного присадочного металла. В связи с этим возрастает шунтирование тока, усиливается пробивание дуги через слой флюса и разбрызгивание, снижается устойчивость процесса наплавки.

Наплавка неподвижным плавящимся электродом с дополнительным порошкообразным присадочным ме­таллом на прямой полярности не обеспечивает ста­бильного формирования и качества наплавленного металла. Введение порошкообразной присадки при наплавке на прямой полярности создает большую вероятность несплавления по краям наплавляемого валика. Поэтому рекомендуется выпатнять наплавку на токе обратной полярности. Так же, как и при сварке с порошкообразным присадочным металлом количество дополнительной присадки влияет на струк­туру’ наплавленного металла. С увеличением коли­чества дополнительного порошкообразного присадоч­ного металла структура наплавленного металла улуч­шается за счет измельчения зерна, что свидетель­ствует, как и при сварке с дополнительной присадкой, о снижении тепловложений в наплавляемое изделие.

Рассмотрим теперь вопросы технологии наплавки с порошкообразным присадочным металлом некото­рых изделий, широко применяющихся в строительстве.

Наиболее экономичным способом изготовления плоских приварных фланцев на давление 0,1—2,5 МПа является гибка их из полосовой стали прямоуголь­ного сечения. Длинные полосы разрезаются на мерные прямолинейные заготовки, вальцуются на нужный диаметр, свариваются и затем’ обрабатываются на токарных станках. В зависимости от назначения (давления, температуры эксплуатации и характера транспортируемого продукта) фланцы изготовляют из стали ВСтЗсп, 09Г2С или других сталей, включая аустенитные. Толщина фланцев после обработки со­ставляет 8—48 мм с утолщением 2—6 мм для уплотни­тельной поверхности. Ширина уплотнительной по­верхности 20—55 мм. При существующей техноло­гии изготовления фланцев большой объем металла при токарной обработке идет в стружку. Основная доля этих отходов образуется при обработке рабочей поверхности фланца. Для получения требуемой формы и размеров поверхности фланца берется, полоса большей толщины В целях экономии металла и умень­шения объемов токарной обработки целесообразно брать полосу меньшей толщины, чем раньше, и на­плавлять уплотнительный валик неподвижным пла­вящимся электродом с дополнительным порошко­образным присадочным металлом. В этом случае механическая обработка производится только на по­верхности наплавляемого валика. Для создания уплотнительных поверхностей на кромку широкой стороны заготовки следует наплавлять валики пластин чатыми электродами сечением 2X30 мм и длиной 900 мм или круглыми диаметром 5—6 мм. Ширина валика 40 мм и высота 5—6 мм. Электроды необхо­димо укладывать на изолирующий слой флюса АН-348А