Наплавлення

Наплавлення передбачає нанесення розплавленого металу на оплавлену металеву поверхню з подальшою кристалізацією для створення шару із заданими властивостями і геометричними параметрами. Наплавку застосовують для відновлення зношених деталей, а також при виготовленні нових деталей з метою отримання поверхневих шарів, що мають підвищену твердість, зносостійкість, жароміцність, кислотостійкість або інші властивості. Вона дозволяє значно збільшити термін служби деталей і набагато скоротити витрати дефіцитних матеріалів при їх виготовленні. При більшості методів наплавлення, так само як і при зварюванні, утворюється зварювальна рухлива ванна. У головній частині ванни основний метал розплавляється і перемішується з електродним металом, а в хвостовій частині відбуваються кристалізація розплаву та утворення металу шва. Наплавляти можна шари металу як однакові за складом, структурою та властивостями з металом деталі, так і значно відрізняються від них. Наплавлюваний метал вибирають з урахуванням експлуатаційних вимог та зварюваності. Наплавлення може виконуватися на плоскі, циліндричні, конічні, сферичні та інші форми поверхні в один або кілька шарів. При наплавленні поверхневих шарів із заданими властивостями, як правило, хімічний склад наплавленого металу суттєво відрізняється від хімічного складу основного металу.

Застосовують такі види наплавлення:

· Ручне дугове наплавлення виконується покритим електродом, що плавиться або неплавиться. Наплавні електроди, що плавляться, застосовуються відповідно до призначення кожного типу і марки. Електроди, що не плавляться, застосовують при наплавленні на поверхню деталі порошкових сумішей. Застосовуються електроди з литих твердих сплавів і як трубки, заповненої легуючої порошкоподібної сумішшю. Ручне наплавлення малопродуктивне і трудомістке, тому застосовується при наплавленні деталей складної конфігурації.

· Автоматична та напівавтоматична наплавка під флюсом проводиться дротом суцільного перерізу, стрічковим електродом або порошковим дротом. Легування шару, що наплавляється здійснюють через електродний дріт, легований флюс (при дроті з низьковуглецевої сталі) або спільним легуванням через дріт і флюс. Іноді в зону дуги вводять легуючі речовини як пасти чи порошку. Наплавлення в захисних газах застосовують при наплавленні деталей у різних просторових положеннях та деталей складної конфігурації.

· Наплавлення в захисних газах застосовують при наплавленні деталей у різних просторових положеннях та деталей складної конфігурації. Можливість спостерігати за процесом формування валика дозволяє коригувати його, що дуже необхідно при наплавленні складних поверхонь. Наплавку виробляють найчастіше в аргоні або вуглекислому газі електродом, що плавиться або неплавиться. Найбільшого поширення набула наплавка у вуглекислому газі постійним струмом зворотної полярності.

· Плазмова наплавка проводиться плазмовою (стиснутою) дугою прямої або непрямої дії. Присадним матеріалом служить наплавний дріт та порошкоподібні суміші. Існують різні схеми наплавлення, які набувають широкого застосування завдяки високій продуктивності (7… 30 кг/год), можливості наплавлення тонких шарів при малій глибині проплавлення основного металу. При цьому отримують гладку поверхню та високу якість наплавленого шару.

· Вібродугове наплавлення виконується спеціальною автоматичною головкою, що забезпечує вібрацію та подачу електродного дроту в зону дуги. При вібрації електрода відбувається чергування короткого замикання зварювального ланцюга та розриву ланцюга (паузи). У зону наплавлення подається охолодна рідина. Вона захищає наплавлений метал від впливу повітря і, охолоджуючи деталь, сприяє зменшенню зони термічного впливу, знижує зварювальні деформації і підвищує твердість шару, що наплавляється. Як охолоджувальну рідину застосовують водні розчини солей, що містять іонізуючі речовини (наприклад, кальцинованої соди), що полегшують періодичне збудження дуги після розриву ланцюга (паузи). Спосіб знайшов велике застосування наплавлення на зношені поверхні деталей шару невеликої товщини (до 1 мм).

· Наплавлення самозахисним порошковим дротом або стрічкою відкритою дугою не вимагає захисту металу, що наплавляється, і по техніці виконання в основному не відрізняється від наплавлення в захисному газі. Перевагою цього виду є можливість наплавлення деталей на відкритому повітрі при вітрах та протягах. Зварювальник, спостерігаючи за процесом, може забезпечити хороше формування наплавлюваних валиків. Наплавлення самозахисним дротом менш складна, як по обладнанню, так і за технологією, що добре піддається механізації процесу.

· Електрошлакове наплавлення характеризується високою продуктивністю. Спосіб дозволяє отримувати наплавлений шар будь-якого заданого хімічного складу на плоских поверхнях та поверхнях обертання (зовнішніх та внутрішніх). Наплавлення виконується за один прохід незалежно від товщини шару, що наплавляється.

· Газове наплавлення має обмежене застосування, так як при наплавленні виникають великі залишкові напруги і деформації в деталях, що наплавляються. Для наплавлення застосовують литі тверді метали.

Матеріали роликів МНЛЗ

Ролик виготовляється з відцентрової заготовки зі сталей 25Х1М1Ф, 40ХГНМ, Х12МФЛ.

Цей спосіб використовується, як правило, при виготовленні нового ролика МНЛЗ, оскільки особливості відцентрового лиття дозволяють використовувати виготовлену бочку без наварювання поверхневого шару. Надалі, вже при ремонті, бочки піддаються наварюванню поверхневого шару з підвищеною твердістю.

2.4.1 Розглянемо ролик, виготовлений із сталі 25Х1М1Ф:

Властивості стали:

1) Хімічний склад:

Таблиця 1

2) Температура критичних точок:

Ac1 = 770 - 805, Ac3 (Acm) = 840 - 880

3) Фізичні властивості матеріалу:

Таблиця 2

T - Температура, за якої отримані дані властивості, [Град]

E- Модуль пружності першого роду, [МПа]

a - Коефіцієнт температурного (лінійного) розширення (діапазон 20o - T)

l- Коефіцієнт теплопровідності (теплоємність матеріалу), [Вт/(м·град)]

r-Щільність матеріалу, [кг/м3]

C - Питома теплоємність матеріалу (діапазон 20o - T), [Дж/(кг·град)]

R - Питомий електроопір, [Ом · м]

Сучасне металургійне виробництво немислимо без технології безперервного розливання сталі та обумовлено суттєвою економією енергетичних та тимчасових витрат, підвищенням продуктивності та якості продукції, зниженням виробничих втрат, реалізацією більш ефективного інвестування. У зв'язку з цим проводиться системне впровадження МНЛЗ і, як наслідок, очікується зростання обсягу їх виробництва та ремонту. Досвід металургійних підприємств показує, що технічні та техніко-економічні показники машин безперервного лиття заготовок (МНЛЗ) значною мірою залежить від довговічності роликів підтримуючих систем. Ролики вузлів, що підтримують і розгинають, працюють у важкому температурному режимі термоциклювання, максимальна температура поверхні роликів може досягати 650-750 °С. Ролики сприймають зусилля від феростатичного роздуття та зусилля від розгину зливка. На прямолінійних ділянках ролики зазнають абразивного зносу (рис.1). Руйнування робочої поверхні роликів проявляється у вигляді зносу поверхневого шару та утворення тріщин розпалу. Відповідно до вимог виробництва інтенсивність зношування матеріалу робочих поверхонь має перевищувати 0,1—0,25 мм на 1 тис. плавок, у своїй МНЛЗ має випустити щонайменше 1 млн. тонн заготовок без зміни роликів. Відомо, що електродугове наплавлення робочих поверхонь роликів зносо- та корозійностійкою сталлю - найбільш ефективний і поширений спосіб збільшення терміну служби подібних деталей. Цей спосіб зміцнення роликів застосовується більшістю фірм, створюють МНЛЗ як нашій країні, і там.

Підприємство «ТМ.ВЕЛТЕК» вирішує цю проблему для металургійних комбінатів та ремонтних підприємств надаючи широкий спектр наплавних порошкових дротів та ноу-хау за технологією наплавлення (табл.). Дріт адаптований до процесів наплавлення під флюсом, в СО 2 і Ar+CO 2 і відкритою дугою і за своїми характеристиками не поступаються закордонним та вітчизняним аналогам.

Рис.1.Схема установки безперервного розливання сталі.

Наплавлення під флюсом

Реалізуються технології наплавлення під флюсом по гвинтовій лінії одиночною та розщепленою дугою, без коливань та з поперечними коливаннями починаючи від діаметра 70 мм та більше. Найбільш поширена технологія двошарового наплавлення, а на ряді ремонтних служб застосовується тришарова наплавка. Для цього способу наплавлення випускаємо дроти діаметром від 2,0 до 4,0 мм. Пропоновані порошкові дроти дозволяють наплавити на робочу поверхню роликів шар металу стійкий до багатофакторного зносу. Поєднання порошкового дроту з флюсом дозволяє отримати високохромистий (Cr-Mn-Ni-Mo-N, Cr-Mn-Ni-Mo-V-Nb) наплавлений метал з пластичною структурою низьковуглецевого мартенситу, зміцнений дисперсними карбідами і нітридами при мінімізації вмісту δ фериту 5-10% (рис.2).

Рис.2.Мікроструктура наплавленого металу ВЕЛТЕК-Н470(×1000) (об'ємна частка δ-фериту 3,8 %, твердість після наплавлення 42—46 HRC).

Це завдання вирішувалося шляхом зниження вмісту вуглецю< 0,1% и частичной замены его азотом реализацией нами разработанного способа легирования азотом, оптимизации хрома и карбидообразующих элементов, а также параметров термического цикла наплавки. Наши порошковые проволоки адаптируется к различным вариантам технологии наплавки: количество наплавляемых слоев и марка основного металла роликов, выполнение наплавки с подслоем или без него с цель обеспечения требуемого химического состава и структурного состояния наплавленного металла. К преимуществам наплавки под флюсом можно отнести: высокую производительность, малый припуск на механическую обработку при соблюдении режимов и техники наплавки, отсутствие светового излучения и минимизация выделения дыма. Для наплавки высокохромистых сплавов рекомендуется применять флюсы марок АН26Н, АН20С. Недостатком этих флюсов является ухудшение отделимости шлаковой корки при температуре поверхности наплавляемого ролика более 300°С, что связано с высоким содержанием двуокиси кремния в составе флюсов. Состав шихты порошковой проволоки частично нейтрализует окислительную способность флюсов и достигается улучшение отделимости шлаковой корки (рис. 3). Наиболее предпочтительно применение нейтральных керамических флюсов, например, WAF325 (Welding Alloys), Record SK (Soudokay), OK 10.33, ОК 1061 (ESAB), которые обеспечивают самопроизвольное отделение шлаковой корки и более низкое содержание вредных примесей (S, P) в наплавленном металле (рис.3).

Рис.3.Наплавлення ролика МНЛЗ порошковим дротом Велтек-Н470 під флюсом WAF325.

Наплавлення у захисному газі.

Застосування наплавлення в захисному газі найбільше ефективно в суміші 82Ar+18CO 2 або Ar порівняно з вуглекислим газом внаслідок більш високої стабільності процесу, зниження окисної здатності захисного газу, зменшення проплавлення основи. До переваг можна віднести прийнятну продуктивність процесу, візуальний контроль за процесом наплавлення, хімічний склад визначається композицією дроту і немає впливу характерного для флюсу, менший вміст водню в наплавленому металі в порівнянні з флюсом, простіше реалізація процесу з поперечними коливаннями дроту. Процес наплавлення характеризується хорошим формуванням металу, легкою відокремленістю шлакової кірки та можливістю наплавлення наступного шару без видалення шлаку. До недоліків можна віднести: необхідність захисту від бризок та випромінювання дуги, менш рівна поверхня наплавленого металу, необхідність застосування димососів, забризкування сопла подачі захисного газу. Для даного способу наплавлення випускаємо дроти діаметром від 1,6 до 2,4 мм як нанесення підшару, так і робочих шарів наплавленого металу.

Наплавлення відкритою дугою.

Процес наплавлення відкритою дугою має переваги властиві процесу в захисному газі і доповнюється відсутністю необхідності застосування захисного газу, більш спрощеною комплектацією наплавної установки, але найбільш істотна його перевага в металургійному аспекті. При цьому методі наплавлення реалізується можливість легування наплавленого металу азотом. Необхідність такого металургійного рішення обумовлена ​​актуальністю збільшення ресурсу роликів МНЛЗ за рахунок підвищення стійкості наплавленого металу до розпалу та корозії. Найбільше успішно це рішення реалізовано англійською фірмою Welding Alloys. Робоча поверхня ролика піддається циклічному впливу високих температур, що призводить до зміни структурного стану при-поверхневого шару металу. Спостерігається укрупнення зерен та формування на їх межах карбідів хрому, що призводить до розвитку міжзеренної корозії. Втрата мартенситної матриці вуглецю призводить до формування м'якого феритного шару, що має низький опір механічному зносу. Заміна частини вуглецю азотом пригнічує процеси укрупнення зерен та формування на межах зерен карбідів хрому. Нітриди, що утворюються, рівномірно розподілені в структурі металу, проявляється ефект вторинного зміцнення в процесі термоциклювання. Реалізація цих механізмів дає змогу підвищити ресурс роликів. Для цього способу наплавлення випускаємо дроти діаметром 20-24 мм.

Порошкові дроти підприємства «ТМ.ВЕЛТЕК» для наплавлення роликів МНЛЗ.

Процес	Дріт	Діаметр, мм	Захист
Наплавлення під флюсом	Велтек-Н470(C-Cr-Ni-Mo-V-Nb) 2 та 3 шари, HRC 40-45 Сталь основи: 15Х1МФЮ. 25Х1М1Ф 16CrMo4(DIN10083) 21CrMoV511, 25CrM04 St52-3 (DIN10025)	2,0—3,6	АН20, АН26 WAF325 Record-SK OK10.33 ОК 10.61
	Велтек-Н470.01(Cr-Ni-Mo-V-Nb-N) 2 шари, HRC40-45 Сталь основи: 42CrMo4 (DIN10083)	2,4—3,6
	Велтек-Н470(C-Cr-Ni-Mo-V-Nb) 1 шар HRC40-45 Сталь основи: 42CrMo4 (DIN10083) Підшар Велтек-Н472(Cr-Mn)
	Велтек-Н470.02(C-Cr-Ni-Mo-V) 2 та 3 шари, HRC47-54 Сталь основи: 15Х1МФЮ. 25Х1М1Ф 16CrMo4(DIN10083) 21CrMoV511, 25CrM04 St52-3 (DIN10025)
Наплавлення у захисному газі	Велтек-Н470Г(Cr-Ni-Mo-V-Nb-N) 2 шари HRC40-45 Сталь основи: 15Х1МФЮ. 25Х1М1Ф 16CrMo4(DIN10083) 21CrMoV511, 25CrM04 St52-3 (DIN10025)	1,6—2,4	СО 2 Ar 82Ar+18CO 2
Наплавлення відкритою дугою	Велтек-Н470С(Cr-Ni-Mo-V-Nb-N) 2 шари HRC44-50 Сталь основи: 15Х1МФЮ. 25Х1М1Ф 16CrMo4(DIN10083) 21CrMoV511, 25CrM04 St52-3 (DIN10025)	2,0—2,4	самозахисна
	Велтек-Н470С.01(Cr-Ni-Mo-N) 2 шари HRC38-42 Сталь основи: 15Х1МФЮ. 25Х1М1Ф 16CrMo4(DIN10083) 21CrMoV511, 25CrM04 St52-3 (DIN10025)

Орлов Л. Н., Голякевич О. О., Хілько О. В., Гіюк С. П. ("ТМ.ВЕЛТЕК", м. Київ)

Винахід відноситься до області ремонту зварюванням і може бути використане при ремонті роликів безперервного лиття заготовок, роликів рольгангів гарячої прокатки та інших деталей металургійного обладнання.
Ролики зони вторинного охолодження експлуатуються в складних умовах - в умовах циклічного термомеханічного впливу з боку злитка, окисного впливу охолоджуючої рідини, абразивної дії окалини злитка та ін. В результаті ролики швидко виходять з ладу внаслідок зношування та утворення тріщин термічної втоми.
Відомий спосіб відновлення роликів переважно машин безперервного лиття заготовок, що включає наплавлення роликів зносостійким сплавом (Лещинський Л.К. Підвищення ресурсу роботи наплавлених роликових напрямних машин безперервного лиття заготовок // Зварювальне виробництво. 1991. N 1. с. 9-11). Недоліком відомого способу є низька стійкість наплавлених роликів внаслідок фарбування наплавленого шару.
Найбільш близьким до заявляється є спосіб відновлення роликів, при якому як наплавочні матеріали використовують дроти типу Св-08, Св-08А, Нп-30ХГСА діаметром 3-4 мм, наплавляють на струмі 300-400 А під флюсом АН-348А (Гребенник В .М., Гордієнко А. В., Цапко В. К. Підвищення надійності металургійного обладнання. М.: Металургія, 1988. С. 478-479). Недоліком відомого технічного рішення є низька стійкість роликів через фарбування наплавленого шару. Вифарбовування спостерігається через зниження механічних властивостей металу ролика у зоні сплавлення. Технічна задача винаходу - забезпечення якісного наплавлення поверхні бочки ролика, що виключає фарбування наплавленого шару ролика в процесі його експлуатації.
Поставлене завдання досягається тим, що після підігріву бочки ролика до температури вище 150 o C виробляють наплавлення зносостійкого шару на режимах, що забезпечують відношення сили зварювального струму (А) до швидкості наплавлення (м/год) не більше 17,5 і при відношенні сили зварювального струму. (А) до температури підігріву (o C) трохи більше 3,0. Після повного наплавлення ролика його піддають термічній обробці: нагрівають зі швидкістю не більше 80 o C/год до температури 470-500 o C, витримують протягом 7-8 год і охолоджують зі швидкістю не більше 80 o C/год до температури 120 o C , далі на повітрі.
Підігрів здійснюють не менше 150 o C для запобігання утворенню загартованих структур і тріщин у процесі наплавлення. Подальше підвищення температури попереднього підігріву залежить від рівня легованості матеріалу ролика і особливо вмісту вуглецю. У процесі наплавлення необхідно вибирати режими наплавлення таким чином, щоб відношення сили зварювального струму (А) до швидкості зварювання (м/год) було не більше ніж 17,5. Дослідженнями встановлено, що при більшому значенні коефіцієнта спостерігається різке збільшення погонної енергії, що призводить до перегріву металу бочки ролика, що наплавляється, в результаті спостерігається зростання зерна в навколошовній зоні, знижуються механічні характеристики металу. В результаті, в процесі експлуатації, наприклад, роликів машин безперервного лиття заготовок, які піддаються високому навантаженню з боку зливка, відбувається фарбування наплавленого шару, причому тріщини зароджуються в розуміцненій навколошовній зоні з боку основного металу (бочки ролика).
У процесі наплавлення зносостійкого шару необхідно підтримувати відношення сили зварювального струму (А) до температури підігріву (C) не більше 3,0. За більшого значення коефіцієнта спостерігається також перегрів основного металу (бочки ролика), що призводить до фарбування наплавленого металу.
Для зменшення рівня залишкових зварювальних напруг, які також сприяють фарбування наплавленого металу, відразу після наплавлення ролик піддають термічній обробці: нагрівають зі швидкістю не більше 80 o C/год - для зменшення перепаду температури, а отже, і напружень між поверхнею і серцевиною ролика. Після нагрівання витримку виробляють при температурі 470-500 o C протягом 7-8 год, що забезпечує максимальне зниження залишкової напруги без помітного розміцнення наплавленого шару. Після витримки для запобігання деформації ролика та утворення тріщин виробляють уповільнене охолодження зі швидкістю не більше 80 o C/год до температури 120 o C далі на повітрі.
Приклад виконання способу. Наплавлення піддають бочку ролика машини безперервного лиття заготовок з початковим діаметром 300 мм. Матеріал ролика – сталь 25Х1М1Ф. Після зносу бочки ролика до 285 мм його встановлюють на установку наплавлення, бочку нагрівають газовими пальниками зі швидкістю 70 o C до температури 190 o C. Наплавку виробляють дротом Св-12Х13 під флюсом АН-20С. Режим наплавлення: струм 400 А, напруга на дузі 32, швидкість наплавлення 30 м/ч. Відношення сили зварювального струму до швидкості наплавлення становить 13,3 а відношення сили зварювального струму до температури підігріву становить 2,0. Температуру контролюють оптичним пірометром "Кельвін". Після повного наплавлення бочки ролика його поміщають у піч, нагрівають зі швидкістю 70 o C до температури 480 o C, витримують протягом 7 год і охолоджують зі швидкістю 70 o C/год до температури 120 o C, потім охолодження проводять на повітрі.
Перевага заявленого способу відновлення роликів полягає в тому, що при застосуванні цього способу відсутня фарбування наплавленого шару в процесі експлуатації ролика.

2.4 Матеріали роликів МНЛЗ

Ролик виготовляється з відцентрової заготовки зі сталей 25Х1М1Ф, 40ХГНМ, Х12МФЛ.

Цей спосіб використовується, як правило, при виготовленні нового ролика МНЛЗ, оскільки особливості відцентрового лиття дозволяють використовувати виготовлену бочку без наварювання поверхневого шару. Надалі, вже при ремонті, бочки піддаються наварюванню поверхневого шару з підвищеною твердістю.

2.4.1 Розглянемо ролик, виготовлений із сталі 25Х1М1Ф:

Властивості стали:

1) Хімічний склад:

Таблиця 1

2) Температура критичних точок:

Ac1 = 770 - 805, Ac3 (Acm) = 840 - 880

3) Фізичні властивості матеріалу:

Таблиця 2

T - Температура, за якої отримані дані властивості, [Град]

E- Модуль пружності першого роду, [МПа]

a - Коефіцієнт температурного (лінійного) розширення (діапазон 20o - T)

l- Коефіцієнт теплопровідності (теплоємність матеріалу), [Вт/(м·град)]

r-Щільність матеріалу, [кг/м3]

C - Питома теплоємність матеріалу (діапазон 20o - T), [Дж/(кг·град)]

R - Питомий електроопір, [Ом · м]

3 Спеціальна частина

3.1 Обладнання та матеріали

3.1.1 Обточування до і після наплавлення проводиться на токарних верстатах з висотою центрів та міжцентровою відстанню, що дозволяють закріпити в них ролик типу 1М63.

3.1.2 Наплавлення зробити на типовій наплавній установці УДГН – 401, призначеної для наплавлення тіл обертання.

Наплавна головка оснащується газовою (пальник для наплавлення електродом, що плавиться в захисних газах, редуктор-витратомір, змішувач, газовий клапан, газовий балон) апаратурою.

Установку для наплавлення у захисних газах доцільно укомплектовується помпою та піддоном для збирання води. Помпою вода подається для охолодження пальника та роликів малих.< 200 мм) диаметров. Сварочный выпрямитель должен имеет жесткую (пологопадающую) характеристику.

3.1.3 Електропіч Н-60 для термообробки роликів з температурою нагрівання до 400°С та розмірами робочого простору.

3.1.4 Наплавлення роликів МНЛЗ передбачається проводити жаростійкими нержавіючими сталями, що забезпечують твердість наплавленого шару НЯС Е 32…47.

Св-06Х19Н10М3Т – для роликів кристалізатора, ролики бендера.

Нп-20Х16МГСФР, Нп-30Х16МГСФР – для роликів, що випробовують переважно механічне зношування;

Св-12Х15Г2 при переважному розтріскуванні бочки ролика;

Св-10Х14Г14Н4Т – для наплавлення посадкових та місць під ущільнення, ролики бендера.

Захисний газ "Аг+СО 2 10%".

3.1.5 Для шарів, що передують робочому (підшар), допускається застосування дроту Св-08Г2С, захисне середовище - «Аг+СО 2 10%».

3.1.6 Шліфування роликів проводиться на круглошліфувальному верстаті марки 3К228А.

3.2. Підготовчі операції

3.2.1 Проточення під наплавлення

3.2.1.1 Проточка посадок під сальники та підшипники – на глибину 1,5 мм на бік або 3,0 мм на діаметр від креслярського розміру

3.2.1.2 Проточка бочки ролика

Таблиця 3

№	Знімання на бік, мм	Умови
1		Якщо ролик не був переточений на ремонтний розмір
2		Якщо ролик був переточений на ремонтний розмір або видалення тріщин розпалу
3		Для видалення особливо великих тріщин розпалу

3.2.1.3 Режим проточування роликів під наплавлення різцями ВК8, з охолодженням різця емульсією:

швидкість різання – 40 м/хв;

подача – 0,25-0,4 мм/об;

глибина різання, мм – 1-2 мм;

головний кут різця у плані – 60°.

3.2.1.4 Токар на кожній проточені поверхні зобов'язаний маркером записувати її фактичний діаметр

3.2.2 Спеціальної підготовки наплавного дроту під наплавлення не потрібно, т.к. вона є стійкою до атмосферної корозії і не покривається іржею

3.2.3 Ролики діаметром понад 200 мм підігріти по краю початку наплавлення до 100°С

3.3 Наплавлення

3.3.1 Останній (робочий) шар повинен наплавлятися на поверхню з діаметром меншим за номінальний на 4,0 ±0,2 мм. При цьому має бути забезпечений припуск на обточування 1,5+1,0 мм на бік (3,0+2,0 мм на діаметр)

3.3.2 Щоб уникнути додаткової проточки під наплавлення, наплавлення шару, що передує останньому (підшар), має проводитися «в розмір», тобто забезпечити діаметр поверхні, що відповідає проточці за п. 1 у таблиці 1

3.3.3 При наплавленні у суміші «Аг+СО 2 10%» важливо виконувати наступне. Витрата суміші -10-15 л/хв

Зварювальний дріт повинен подаватися безперервно, ніде не зачіплятися, не тертися об гострі кути зі зняттям стружки, інакше можливі збої в стабільності дугового процесу.

Не можна допускати сильне зношування струмопідвідного наконечника, при цьому відбувається «відстріл» і залипання дроту; зношені – своєчасно замінювати.

Процес перенесення розплавленого металу при струмах понад 270А повинен мати струменевий характер; краплинне перенесення свідчить про недостатню величину струму та напруги. Для збільшення зварювального струму слід збільшити швидкість подачі дроту наплавлення або напруга на дузі.

Стабільність дугового процесу зі струменевим переносом можлива лише при оптимальному вмісті суміші та оптимальному значенні напруги на дузі.

Важливо, щоб:

Кінець електродного дроту і струмопідвідний наконечник знаходилися по центру газового сопла. В іншому випадку через неякісний захист зварювальної ванни захисним газом можливе утворення пір. При хорошому газовому захисті поверхня спрямованих валиків має жовтий або світло-червоний колір, але не сіро-чорний;

відстань від зрізу сопла до поверхні деталі, що наплавляється, становила не більше 15...20мм;

Відстань від зрізу сопла до кінця струмопідвідного наконечника становила близько 5мм;

Виліт електродного дроту становив близько 20...25мм, ця відстань від кінця струмопідвідного наконечника до поверхні деталі, що наплавляється.

У результаті при добре налаштованому процесі дуга видає рівне гудіння без «фырканий» і тріска, а стрілки вольтметра та амперметра мають лише малопомітне коливання.

3.4 Відновлення посадок роликів МНЛЗ під сальник та підшипник

Зношені, а також пошкоджені посадки роликів піддаються відновленню методом наплавлення. Режими проточки посадок такі самі, як і при обточуванні бочки ролика. Наплавлення посадочних місць під підшипники та ущільнення проводиться дротом Св-10Х14Г14Н4Т, Ø1,4... 1,6 мм у середовищі «Аг+СО 2 10%». На сусідній з валиком для охолодження подається вода з витратою 2-3 л/хв. З метою якісного проплавлення жолобника наплавку шийки починати з неї.

3.5 Післянаплавні операції

3.5.1 Ролики після наплавлення поміщають у термостат (ел. піч) з температурою 400°С, де витримують 4 години, дають охолонути разом із піччю до 100°С, потім виймають

Допускається остигання ролика в приміщенні цеху до відпустки, але при цьому бочка ролика повинна бути повністю прикрита азбестовим полотном, а температура в цеху - не нижче 10...15 ° С без протягів.

3.5.2 Проточка ролика до робочого розміру здійснюється за 3 проходи: перший - чорновий, другий - п/чистовий, третій - чистовий. Режими обтічок наведені в таблиці № 2

Таблиця 4. Режими механічної обробки роликів МНЛЗ

№	Режими м/о св.матеріал, твердість (HRC)	Марка різця	V різан, м/хв.	S мм/про.	t, мм	К-ть проходів
1.	Чорновий прохід Св-12Х15Г2, НП-20Х16МГСФР, Св-06Х19Н9МЗТ, Св-10Х14Г14Н4Т	ВК-8	33-39	0,4-0,5	1,5	1
2.	П/чистовий та чистовий проходи	ВК-8	45-72	0,15-0,2	0,15-0,3	2
3.	Чорновий прохід 30Х16МГСФР, (НКС 48-52) П/чистовий та чистовий проходи	ВК-8	25-30	0,2-0,3	1,5	1
		ВК-8	35-55	0,15-0,2	0,1-0,2	2

3.5.3 Локальні дефекти (пори, несплавлення) після чорнового обточування проварювати аргоновою дугою з присадним дротом, аналогічним наплавленим. Допускаються поодинокі пори діаметром менше 1 мм, трохи більше 5 прим. на бочку

3.5.4 Дефекти, що займають значну площу (доріжка з пір), підлягає видаленню проточкою та подальшим наплавленням за даною інструкцією.

3.6 Заходи безпеки

3.6.1 До наплавлення роликів МНЛЗ допускаються особи, які мають право працювати на автоматичних наплавних установках і перевірили знання (під розпис) положень цієї інструкції.

3.6.2 При відновленні наплавкою роликів МНЛЗ достатньо виконувати вимоги інструкцій з ТБ для автоматичних наплавочних установок, зварників ручного аргонодугового зварювання, токарів, термістів і стропальників

3.6.3 Особливо небезпечні фактори та заходи щодо захисту від них при відновленні роликів МНЛЗ:

Поразка очей шматочками шлаку при відбиванні шлакової кірки - працювати у окулярах;

Ураження очей та шкіри світловим випромінюванням аргонової дуги - працювати в окулярах для захисту очей від ультрафіолетового випромінювання, користуватися світлофільтрами та світлозахисними екранами.

Таблиця 5 Режими наплавлення роликів МНЛЗ

№	Ø ролика, мм, довжина, мм.	Ø, мм.		Режими наплавлення
				Марка дроту	Захист			t крок, мм/про	м/год n про/хв
		Ø пр.	Ø напл.
1	Ø100 * L = 630, 300, 202, 134.			Св06Х19Н10М3Т, Ø1,4		230-240	28	5,5
2	Ø150 L = 565, 435.			Св10Х14Г14Н4Т Ø1,4	----	270-280	29	6,5

Титаренко В.І.(ВП «РЕММАШ» м. Дніпропетровськ),
Гітін Ю.М.(ВАТ «ДМКД» м.Дніпродзержинськ),
Голякевич А.А., Орлов Л.М.(ТОВ «ТМ.ВЕЛТЕК» м. Київ)

Відновлювально-зміцнююча наплавкаПостійно реалізується ремонтними службами металургійних підприємств. У номенклатурі наплавних матеріалів, що споживаються, спостерігається зростання застосування порошкових дротів різного призначення.
У ряді випадків досить успішно застосовуються самозахисніпорошкові дроти мають ряд переваг: візуальний контроль за процесом наплавлення, відсутність додаткового захисту у вигляді флюсу або газу, більш технологічна реалізація процесу наплавлення дротом малого діаметра, що в ряді випадків розширює технологічні можливості відновлювального наплавлення внутрішніх і зовнішніх поверхонь циліндричних деталей малого діаметра.
Самозахисніпорошкові дроти легко адаптуютьсядо обладнання, що застосовується на підприємствах, що не вимагає додаткових фінансових вкладень на придбання спеціалізованого обладнання. У зв'язку з обмеженістю оборотних фондів перед ремонтними службами поставлено завдання підтримки працездатності обладнання за мінімальних витрат. Цим вимогам повною мірою відповідає застосування дугового наплавлення самозахисними порошковими дроти замість наплавлення покритими електродами. У ряді випадків ці рішення не є оптимальними у загальноприйнятому сенсі, але для конкретного підприємства з урахуванням стану його виробництва та оборотних коштів вони цілком прийнятні на даному етапі його діяльності. Нижче наводимо приклади реалізації таких рішень.

Тривалий період на ВАТ «ДМКД» (м. Дніпродзержинськ) не було вирішено відновлення роликів МНЛЗ, Що являють собою порожню деталь малого діаметра 140 мм і менше, виготовлених зі сталі 40Х. Застосування наплавлення під флюсом і в захисному газі не представлялося можливим з цілого ряду причин, властивих даному підприємству.
Було запропоновано виконати відновлювальне наплавлення самозахисним порошковим дротом. На першому етапі робіт відпрацювання технології та техніки наплавлення виконувалося самозахисним порошковим дротом ПП-Нп-14ГСТ Ø2,4 мм. Однак реалізація процесу наплавлення не представилася можливою через незадовільне формування наплавленого металу та його технічних характеристик (хімічний склад, структурний стан, теплостійкість, твердість). Застосування порошкового дроту ВЕЛТЕК-Н250-РМ Ø2,4 мм із системою легування (C-Si-Mn-Ti) дозволило вирішити це завдання та забезпечити працездатність наплавлених валків на рівні нових, знизити витрати на відновлення та підвищити продуктивність ремонтної ділянки у 2-3 рази. Дане рішення було прийнято як проміжне в частині реалізації технології наплавлення з подальшим переходом на застосування порошкових дротів, що забезпечують високу теплостійкість, зносостійкість, розгаростійність в умовах корозійного середовища.
Як такий матеріал був застосований самозахисний порошковий дріт марки ВЕЛТЕК-Н470С із системою легування.C- Si- Mn- Cr- Ni- Mo- V- Nbзабезпечує твердість наплавленого металу 40-45HRC. Термін служби роликів збільшився у 3-4 рази порівняно з новими. За працездатністю наплавленого металу ВЕЛТЕК-Н470Ста її модифікації не поступаються дротам ОК 15.73(ESAB), 4142MM-S HC(WeldingAlloys), адаптована до флюсів АН20С, АН26П. Протягом 9 років ВЕЛТЕК-Н470Суспішно застосовується ММК ім. Ілліча на відновлення роликів машин безперервного лиття заготовки (МНЛЗ).

Самозахиснапорошковий дріт ВЕЛТЕК-Н250-РМ діаметром 1,6 до 3,0 мм успішно застосовується при відновленні подушок прокатних клітей і ножиць, шпинделів та муфт приводів прокатних валків, зірочок, втулок, валів, маточок, та ін. За своїми характеристиками ВЕЛТЕК-Н250РМне поступається відомому порошковому дроту DUR 250-FD(Bohler).

Реалізовано наплавлення кернів кліщових краніві губок стрипперного крана, які в процесі експлуатації зазнають ударних та стискаючих навантажень в умовах високих температур. Керни контактують з розігрітим металом до 800-1250 про З і термоциклированием при періодичному охолодженні кернів в баках з водою. Для цієї мети застосованасамозахисний порошковий дріт марки ВЕЛТЕК-Н480СØ2,0 мм із системою легування (C- Cr- W- Mпро- V- Ti), яка забезпечує твердість наплавленого металу після наплавлення 50-54HRC, гарячу твердість 40-44 HRCпри 600 про З і стійкість до тріщиноутворення ( 100 термоциклівдо появи першої тріщини). Застосування механізованого наплавлення дротом ВЕЛТЕК-Н480Сзамість електродів Т-590, Т-620 дозволило підвищити термін служби кернів в 4-5 разів і знизити витрати на ремонт. Завдання відновлення кернів вирішено у комплексі (обладнання-матеріал-технологія).

При наплавленні деталей, що піддаються ударно-абразивномузносу порошковим дротом ПП-АН170 (ПП-Нп-80Х20Р3Т) спостерігається підвищена схильністю до тріщиноутворення, відколів та товщина наплавлення обмежується 1-2 шарами, що у ряді випадків обмежує її застосування.
Для вирішення цього завдання застосувалисамозахисні порошкові дроти ВЕЛТЕК-Н600 (C- Cr- Mпро- V- Nb- Ti-В), ВЕЛТЕК-Н620 (C- Cr- Mпро- V- Ti-В), які забезпечують твердість наплавленого металу 55-63HRC. У порівнянні з ПП-АН170 забезпечується підвищення зносостійкості наплавленого металу на 30-50% при можливості виконання 4-5 шарів. Дріт випускається діаметром від 2 до 5 мм. Із застосуванням механізованого та автоматизованого наплавлення порошковим дротом ВЕЛТЕК-Н600 Ø3,0 мм було відновлено поверхню великого конуса доменної печі, досягнуто значного підвищення зносостійкості порівняно з електродами Т-590, а також у 2 рази скорочено час ремонту.
При автоматичному наплавленні малого конуса порошковим дротом ВЕЛТЕК-Н620 Ø4,0 мм отримана більш висока зносостійкість у порівнянні з наплавкою стрічкою ПЛ-АН101.