Задать вопрос online:

Электроды для наплавки: состав, виды, правила подбора

12.05.2022

СОДЕРЖАНИЕ

Электроды для наплавки применяют, когда необходимо наплавить вручную детали из цветных металлов. Слой наплавляемого металла устойчив к образованию трещин. Такие электроды изготовлены по стандартам ГОСТ 9466-75 и 10051-75.

Для наплавки также иногда применяют электроды для сварки нержавеющих, легированных и жаропрочных сталей. В зависимости от марки электрода наплавленные металлы отличаются по физическим и химическим свойствам. Подробнее о видах электродов для наплавки и особенностях их использования читайте в нашем материале.

Технология наплавки электродами

Существует множество типов электродов для наплавки, с помощью которых можно получить наплавленный металл с разным химическим составом и эксплуатационными качествами. Согласно ГОСТ 10051-75 «Электроды покрытые металлические для ручной дуговой наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами» есть 44 вида таких изделий.

Технология наплавки электродами

Как и в любых сварочных работах, при наплавке применяются расходные материалы. Но если при соединении углеродистых сталей преследуется цель получить прочный шов, то наплавка решает иные задачи – она позволяет улучшить полезные качества металла:

  • Твердость.
  • Износостойкость.
  • Сохранение параметров.
  • Коррозионная устойчивость.

Наличие данных факторов поможет снизить износ деталей и сократить расходы на их замену.

Способ наплавки электродами подразумевает, что на поврежденную поверхность наносят слой жидкого сплава, размеры и физические характеристики обрабатываемой детали приводят в норму.

Для наплавки применяют нагрев поверхности, который может быть газовым или электрическим. Используется природный газ или ацетилено-кислородное пламя. Электрическая наплавка бывает дуговой, импульсной, искровой, комбинированной.

Читайте также: «Сварочный позиционер»

Стандартное устройство для ручной дуговой наплавки покрытыми плавящимися электродами металла состоит из нескольких элементов:

  • источника энергии;
  • электродов;
  • приспособлений для перемещения и закрепления начальных деталей.

В производственных комплексах часто процесс наплавки и сварки автоматизирован, что позволяет выполнять работу в большем объеме. Например, вращающаяся установка применяется для одновременной обработки нескольких одинаковых деталей.

Особенности состава и структуры электродов для наплавки

Электроды для наплавки стали, так же как и другие типы стержней, регламентируются ГОСТом. Для каждого металла и вида сварки используют свой тип электродов, определяющий технологию проведения работы.

Некоторые электроды используют и для сварочных операций, и для наплавки сталей (ГОСТ 9466-75). Для ручной дуговой наплавки электродом применяется ГОСТ 10051-75. Есть тип электродов, который используют в нестандартных случаях, к примеру с целью наплавки истертых гравюр, штампов, матриц.

Особенности состава и структуры электродов для наплавки

Виды электродов, которые попадают под государственную стандартизацию:

  • Покрытые электроды для работы с низколегированными сталями: Т-590, Т-620, ОЗН-6, АНП-13.
  • Сварочные электроды для обработки нержавеющей стали: ЦН-6Л, ЦН-12М, УОНИ 13/НЖ-20Х13.
  • Твердосплавные электроды для утолщения оборудования для работы с металлами: ОЗН-300М, ОЗН-400М.

Чтобы выполнить качественную наплавку, учитывают свойства и параметры материалов электрода и рабочей поверхности. Необходимо, чтобы химический состав стержней для наплавки был приближен к металлу обрабатываемой детали, иначе между двумя разными материалами возникнет напряжение.

Верхний слой электрода для ручной дуговой наплавки сталей состоит из устойчивых карбидов либо нитридов. Качество покрытия зависит от количества углерода и карбидообразующих частиц – хрома, молибдена, вольфрама, ванадия и железа. Данные химические элементы необходимы для создания прочных сплавов. 

Читайте также: «Сварочный стол своими руками»

Для получения износостойкой наплавки на детали необходимо, чтобы происходило формирование карбидных соединений на поверхности металла с участием перечисленных химических элементов и углерода. В результате получается полуаустенитная матрица с равномерным распределением стойких карбидов по поверхности. Использование технологии наплавки покрытыми электродами улучшает качество сплава, увеличивает его износостойкость, твердость, устойчивость к воздействию высоких температур.

Таким образом, методика позволяет получить слой металла с повышенным сопротивлением к истиранию и при этом с пониженной ударной вязкостью.

Если распределить химические элементы, входящие в состав электродов, в порядке убывания износостойкости, получится такой список: карбид вольфрама, карбид молибдена, карбид хрома, многокомпонентные карбиды.

Маркировка электродов содержит в себе несколько важных параметров:

  • вид компонента;
  • название электрода в соответствии с ГОСТ;
  • диаметр изделия, мм;
  • характеристики наплавляемой поверхности (необязательно);
  • индекс электрода и механические свойства наплавочного слоя;
  • метод использования;
  • номер ГОСТ, в соответствии с которым выпущен электрод.

Принципы выбора наплавочных электродов

Прежде чем начинать работы по наплавке металла, стоит правильно обозначить желаемый конечный результат: сварка и улучшение прочности изделия или изменение параметров начальной заготовки. В первом случае требуется обработка деталей машин и конструкций, которые испытывают высокую несущую нагрузку. Другой вариант подразумевает упрочнение инструментальной оснастки.

Принципы выбора наплавочных электродов

К характеристикам твердосплавных электродов для наплавки относятся высокое сопротивление к сжатию, пониженная пластичность и прочность на сдвиг. Применять материалы с такими параметрами нужно с учетом того, что при ударном тепловом воздействии на рабочую поверхность металла на нем не возникают сжимающие напряжения. Создание при наплавке твердых слоев, устойчивых к ударам, сохранит детали невредимыми при силовом воздействии.

Если необходимо выбрать эффективные электроды для наплавки металла, нужно отдавать предпочтение проводникам с наличием в составе быстрорежущих сталей, аустенитных марганцевых сталей, комбинированных сплавов системы «хром – кобальт – вольфрам», аустенитного железа с большим содержанием хрома, сплава никеля с хромом и бором. Такие компоненты обладают лучшими эксплуатационными качествами.

Типы электродов для наплавки

Для конструкций, используемых под влиянием разных факторов, применяют специфические марки электродов для наплавки. Для удобства их разделяют на шесть больших групп. 

Электрод

Номер по ГОСТ 10051-75 или тип наплавленного металла

Диаметр, мм

Положение наплавки

Главное назначение

Твердость наплавленной стали

группа 1

ОЗН-300М

11Г3С

4,0; 5,0

Нижнее

Наплавка деталей, подверженных быстрому износу, из углеродистых и низколегированных сталей (валы, оси, автосцепки, крестовины, другие детали автомобильного и железнодорожного транспорта).

НВ 270-360

ОЗН-400М

15Г4С

4,0; 5,0

Нижнее

Наплавка деталей, быстро выходящих из строя, из углеродистых и низколегированных сталей (валы, оси, автосцепки, крестовины, прочие элементы автомобильного и железнодорожного транспорта).

НВ 360-430

ОМГ-Н

Э-65Х11Н3

4,0; 5,0

Нижнее, наклонное

Наплавка протертых участков и заварка дефектов литья железнодорожных крестовин и прочих деталей из стали марки 110Г13Л.

HRCэ 27-35

ЦНИИН-4

Э-65Х25Г13Н3

4,0

Нижнее

Наплавка устаревших участков и заварка дефектов литья железнодорожных крестовин и других деталей из стали типа 110Г13Л.

HRCэ 25-37

группа 2

ОЗШ-1

Э-16Г2ХМ

3,0; 4,0; 5,0

Все, кроме вертикального, сверху вниз

Наплавка молотовых и высадочных штампов.

НВ 320-365

УОНИ-13/НЖ

20Х13

Э-20Х13

3,0; 4,0; 5,0

Нижнее, наклонное

Наплавка штампов холодной и горячей (до 400 °С) обрезки, изношенных деталей машин и оборудования.

HRCэ 41,5-49,5

ОЗШ-3

Э-37Х9С2

2,5; 3,0; 4,0; 5,0

Нижнее, вертикальное

Наплавка обрезных и вырубных штампов холодной и горячей (до 650 °С) штамповки, истертых деталей машин и оборудования.

HRCэ 53-59

ОЗШ-7

5Х10С3М

2,5; 3,0; 4,0; 5,0

Нижнее, вертикальное

Наплавка кузнечно-штамповой оснастки, применяемой при температурах до 650 °С.

HRCэ і56

ОЗШ-2

10Х5М10В2Ф

2,5; 3,0; 4,0

Нижнее, наклонное

Наплавка штампов для горячей штамповки.

HRCэ і57

ЭН-60М

Э-70Х3СМТ

2,5; 3,0; 4,0; 5,0

Нижнее, полувертикальное

Наплавка любых штампов, применяемых при температуре до 400 °С, вышедших из строя деталей машин и оборудования.

HRCэ 53-61

ОЗИ-3

Э-90Х4М4ВФ

3,0;4,0; 5,0

Нижнее

Наплавка штампов холодной и горячей (до 650 °С) штамповки, истертых деталей горно-металлургического и станочного оборудования.

HRCэ 59-64

группа 3

ОЗН-6

90Х4Г2С3Р

4,0; 5,0

Нижнее, вертикальное, ограниченно потолочное

Наплавка подверженных износу деталей горнодобывающих и строительных машин, оборудования для металлургии.

HRCэ і58

ОЗН-7

75Х5Г4С3РФ

4,0; 5,0

Нижнее

Наплавка быстро выходящих из строя деталей из стали 110Г13Л.

HRCэ і56

ОЗН-7М

75Х5Н2СФР

4,0; 5,0

Нижнее

Наплавка быстро выходящих из строя деталей из стали 110Г13Л.

HRCэ і56

ОЗН/ВСН-9

115Х17Н3Г2СРТ

4,0; 5,0

Нижнее

Наплавка деталей землеройных машин, работающих под воздействием мерзлых грунтов.

HRCэ і 46

ВСН-6

Э-110Х14В13Ф2

4,0; 5,0

Нижнее

Наплавка быстро выходящих из строя деталей из углеродистых и высокомарганцовистых сталей.

HRCэ 51-56,5

ЭНУ-2

360Х15Г3Р

4,0; 5,0

Нижнее, наклонное

Наплавка быстро выходящих из строя стальных и чугунных деталей (ударные нагрузки умеренные).

HRCэ і58

Т-590

Э-320Х25С2ГР

4,0; 5,0

Нижнее, наклонное

Наплавка быстро выходящих из строя стальных и чугунных деталей машин (ударные нагрузки минимальные).

HRCэ 58-64

Т-620

Э-320Х23С2ГТР

4,0; 5,0

Нижнее, наклонное

Наплавка быстро выходящих из строя стальных и чугунных деталей машин (ударные нагрузки умеренные).

HRCэ 56-63

группа 4

ОЗИ-5

Э-10К18В11М10Х3СФ

3,0; 4,0; 5,0

Нижнее

Наплавка металлорежущего инструмента и штампов горячей (до 800-850 °С) штамповки.

HRCэ 63-67

ОЗИ-6

100Х4М8В2СФ

2,5; 3,0; 4,0; 5,0

Нижнее, наклонное

Наплавка при производстве металлорежущего инструмента, ремонте тяжелонагруженных штампов холодной и горячей (до 650 °С) штамповки.

HRCэ 59-64

группа 5

ЦН-6Л

Э-08Х17Н8С6Г

4,0; 5,0

Нижнее

Наплавка частей арматуры котлов, используемых при температурах до 570 °С и давлении до 78 МПа.

HRCэ 29,5-39

ЦН-12М

Э-13Х16Н8М5С5Г4Б

4,0; 5,0

Нижнее

Наплавка частей арматуры энергетических установок, применяемых при температуре до 600 °С и высоких давлениях.

HRCэ 39,5-51,5

группа 6

ОЗШ-6

10Х33Н11М3СГ

2,5; 3,0; 4,0

Нижнее

Наплавка кузнечно-штамповой оснастки холодного и горячего деформирования металлов, быстро выходящих из строя деталей металлургического, станочного и прочего оборудования, применяемого в условиях критичных температур (до 950 °С) и больших давлений.

HRCэ 52-60

ОЗШ-8

11Х31М3ГСЮФ

3,0; 4,0

Нижнее, наклонное

Наплавка кузнечно-штамповой оснастки горячего деформирования металлов, применяемых при больших температурах (до 1100 °С) и давлении.

HRCэ 51-57

Контроль качества электродов для наплавки

Чтобы проверить рабочие характеристики электродов для наплавки, делают тестовый вариант наплавки на образце в виде пластины из Ст3 или стали, для которой применяется этот вид электродов.

Параметры пластины должны быть такими: 120 х 80 х 20 мм. Позволяется отклонение от размеров длины и ширины +/- 5 мм, толщины +/- 2 мм.
Наплавку выполняют из четырех слоев в нижнем положении. Длина рабочей поверхности должна быть не менее 80 мм, ширина – не менее 8 диаметров проверяемых электродов.

Контроль качества электродов для наплавки

Если электроды должны обеспечивать среднюю твердость HRCэ > 42, делают наплавку на образцах в три или два слоя.

Затем проверяют сплошность металла на пластинах при наплавке плавящимся покрытым электродом путем снятия с поверхности слоя в 1,5–3,0 мм.

Если твердость наплавленного металла является средней HRCэ > 42, разрешается зашлифовка поверхности, не применяя снятие поверхностных слоев на 1,5–3,0 мм.

Чтобы проверить химический состав наплавленной стали, делают наплавку из 8 слоев материала площадью не меньше 80 х 40 мм.

Если диаметр электрода меньше 5 мм, пластины должны быть толщиной не менее 4 диаметров электрода.

При средней твердости наплавленного металла HRCэ > 42 разрешается наплавка в пять слоев.

Проверить твердость наплавленной стали можно на той же поверхности 8-слойной или 5-слойной наплавки, которую делали для анализа химического состава наплавленного металла.

Читайте также: «Сварка арматуры»

Таким образом, совокупность электродов для наплавки составляют стержни для ручной дуговой наплавки плавящимся электродом, дуговой наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами (исключение – электроды для наплавки слоев из цветных металлов). Все электроды маркируются в соответствии с ГОСТ 9466-75 и ГОСТ 10051-75.

В некоторых случаях применяются сварочные электроды для наплавки. Они необходимы при работе с высоколегированными, стойкими к коррозии, высокой температуре и другим воздействиям металлами.

Электроды для наплавки

Оцените, пожалуйста, статью

Всего оценок: 1, Средняя: 5
5
5
1
1