Topp 10 Metoder for Surfacing
Denne artikkelen kaster lys over de ti beste metodene for overføring. Metodene er: 1. Surfacing ved oksygen-acetylen Sveising 2. Surfacing Av SMAW 3. Surfacing By GMAW 4. Surfacing Av FCAW 5. Surfacing By GTAW 6. Plasma Arc Surfacing 7. Surfacing By SAW 8. Ovnfusing 9. Elektroslag Surfacing 10. Surfacing ved Dip-Transfer.
Metode # 1. Overflate ved oksygen-acetylen Sveising:
Okse-acetylen sveiseprosessen, vist skjematisk i figur 18.1, kan brukes til overflatebehandling med bærbart og relativt billig utstyr. Denne prosessen er preget av langsommere oppvarmings- og kjølehastigheter for grunnmetallet som fører til svært lite fortynning av overlegget av grunnmetallet, og har også en tendens til å lette større nøyaktighet av plassering.
Dette resulterer i glatte, presise og ekstremt høykvalitets overflateavsetninger. Små områder kan oppdages. Grover og fordypninger kan fylles nøyaktig og meget tynne lag kan påføres jevnt. Forvarming og langsom avkjøling av oksy-acetylen-overflate-metoden har en tendens til å minimere sprekkdannelse selv med svært slitesterke, men sprø overlag.
De fleste overflatefyllende metaller påføres ved å redusere flammen, da det forhindrer tap av karbon. Det er med praksis og erfaring at operatøren kan velge størrelsen på spissen og typen sveiseflamme som skal brukes, men generelt er en størrelse større enn det som trengs for fusjonssveis, den samme tykkelsen av grunnmetall, tilstrekkelig.
Bruk av fluss er sjelden nødvendig med de fleste legeringer. Overflatematerialet som brukes, er vanligvis i form av en god støpestang. En typisk anvendelse av prosessen er avsetning av et lavt smeltepunkt med høyt karbonfyllermetall, slik som en høykrom jern eller krom-kobolt-volframlegering på et lavt eller middels karbonstål med høyt smeltepunkt.
En høy grad av gassveising er nødvendig av operatøren for å deponere et topplag av høy kvalitet fordi feil flammejustering eller manipulering og overdreven oksyd kan føre til feil. Oksyetylenoppfyllingen lider også av lave avsetningshastigheter. Til tross for disse begrensningene er prosessen godt etablert for overflatebehandling av dampventiler, automatiske dieselmotorventiler, motorsagstenger, plogandeler og andre landbruksredskaper.
Oksy-acetylen overflatebehandling kan også gjøres ved å bruke pulverisert materiale. I så fall er gassveisbrenneren utstyrt med en beholder for pulveret og en pulverfôringsinnretning. Prosessen kan således brukes til å deponere alle metaller som er tilgjengelige i pulverform for å oppnå en jevn, tynn porøsitetsfri forekomst i ett pass.
Oksy-acetylen-overflatefremgangsmåte kan brukes i halvautomatisk modus hvor et stort antall lignende komponenter som kan ordnes i en sekvens, skal overlegges; for eksempel vendt mot lastebil- og motorventiler med støpte sveisestenger laget av støt sveising kortere stykker sammen. I en annen applikasjon brukes wolframkarbidfylte sveisestenger for hardfacing av fôrmøllehammere som er festet i en serie for å gi en stor flat overflate.
Metode # 2. Surfacing Av SMAW:
Skjermet metallbuesveising (SMAW) er en av de enkleste sveiseprosessene som kan brukes til overflatebehandling, som vist skjematisk i figur 18.2. De dekket elektrodene brukes til å deponere det nødvendige metallet, mens dekselet på brennende gir den nødvendige beskyttelse mot de dårlige effektene av atmosfæriske gasser. Dekselet kan også brukes til å legge legeringselementer og for å fremme sveisemetall renhet.
Strømkilde som brukes i overflaten med SMAW, er en lavspenningsstrømstrømstransformator com likeretterenhet eller et motorgenerert sett for likestrøm og en sveisetransformator for vekselstrømsforsyning.
Prosessen er manuell når den brukes til overflatebehandling, dekker sveisearket området, som skal overføres, med nødvendig antall passerer ved hjelp av stringer-perle-teknikk for å produsere den nødvendige tykkelsen på innskuddet. Fremdriften av prosessen kan lett observeres av operatøren som kan dekke selv de uregelmessige områdene uten store problemer.
Det er ingen tykkelsesgrense for innskudd, bortsett fra når noen legeringer viser knekkende tendens når de påføres i mer enn to lag. I slike tilfeller smelter sveiseren området med nok antall lag, slik at bare noen få lag kreves å bli avsatt av det spesifiserte hardvendte materialet. Prosessen brukes i stor utstrekning til kledning, hardfacing, build-up og buttering.
De viktigste fordelene ved å overta SMAW er at utstyret er lett tilgjengelig, hardfacing forbruksvarer kan kjøpes i små mengder, og innskudd av mange legeringer kan påføres i forskjellige sveiseposisjoner. Den største begrensningen i prosessen er at avsetningshastigheten er lav, vanligvis varierende mellom 0-5 til 2-0 kg i timen ved høy fortynningshastighet på 30 til 50 prosent.
Surfacing av SMAW kan gjøres på grunnmetall av karbon og lav legering stål, høy legering stål og mange ikke-jernholdige metaller i et tykkelsesområde på 5 til 450 mm eller høyere. De anvendte overflatematerialer omfatter jernholdige hardfast legeringer som lav- og høylegeringsstål, rustfritt stål, nikkel, kobolt og kobberbaserte legeringer samt kompositter i form av rørformede elektroder. Denne prosessen er mest egnet for små forekomster eller for feltoverflate hvor bærbarheten av utstyret er en stor fordel.
Metode # 3. Surfacing av GMAW:
Utstyr for gassmetallbuesveising (GMAW) kan hensiktsmessig brukes til overflateoperasjon, figur 18.3, med høyere avsetningshastigheter enn oppnådd ved SMAW-prosess.
DC-kilden, med kontinuerlig eller pulserende strømforsyning, brukes normalt i denne prosessen, som benytter fin ledning som varierer mellom 0-9 og 1-6 mm i diameter. Avhengig av gjeldende tetthet og tilførselsmodus, kan ønsket modus for metalloverføring, kortslutning, kuleformet, spray eller pulserende type oppnås. Fra overflatepunktet kan metalloverføringsmodus påvirke fortynning og perleprofil. Sveisebassenget er beskyttet mot atmosfæriske gasser ved å bruke argon, helium eller karbondioksid som skjermgass.
I kortslutningsmodus foregår metalloverføringen når buen slokkes med en hastighet på 20 til 200 ganger per sekund, noe som resulterer i avsetningshastighet litt høyere enn i SMAW mens fortynning og forvrengning minimeres. Denne metoden for metalloverføring er foretrukket for overflatebelegg.
Høyere nåværende tettheter kan føre til kuleformet eller sprøytemodus for metalloverføring med økt penetrasjon og følgelig høyere fortynning av det avsatte materialet. Disse forholdene kan oppnås ved enten økt strøminnstilling eller bruk av fyldtråd med redusert diameter.
Den pulserende bueteknikken er egnet for utvendig overflatebehandling, og for metaller som har høyere fluiditet. Avsetningshastighetene er lik de som er oppnådd med globulær metalloverføring og god lysbue stabilitet som i sprøytemodus.
For å øke avsetningshastigheten med opptil 50% blir tilførselsfyllingstråd matet inn i sveisebassenget, hvilket også fører til redusert penetrasjon og fortynning som følge av lysbueenergi absorbert av det ekstra fyllmaterialet. En typisk anvendelse av denne prosessen er artillerihylsebånd med glidemetall der fortynningen er nødvendig for å være mindre enn 3 prosent.
Elektrodeutbrudd er en viktig parameter i overflaten av GMAW, som kan variere mellom 8 ganger elektrodediameteren til nesten 50 mm. Lang utstenging fører til høyere deponeringshastigheter på grunn av I 2 R-healing (Joule-oppvarming), reduserer buekraften med påfølgende fordampning av forurensninger fra elektrodene. Et slitt kontakttips kan utilsiktet føre til økt stikkontakt.
Surfacing av GMAW kan gjøres enten med stringer perle eller veving. De forskjellige vevemønstre og deres effekter på perleprofil og fortynning er vist i figur 18.4. Oscillatorer for veving kan være mekanisk eller elektronisk. Stringer perle resulterer i dypere penetrasjon og økt fortynning på grunn av den høyere buekraften som forårsaker graveringsvirksomheten mens veving resulterer i overdreven smeltet metall mellom elektroden og grunnmetallet som forårsaker en puteffekt og dermed grunne penetrering.
Basemetallet som oppdages av GMAW-prosessen har vanligvis strekkfasthet på opptil 620 MPa, og prosessen er egnet for oppbevaring av store komponenter med innskudd av høy legeringsstål, legeringer av rustfritt stål i rustfritt stål, nikkel og nikkelbaserte legeringer, kobber og kobber base legeringer, titan og titan-base legeringer og kobolt og kobolt base legeringer.
Metode # 4. Surfacing Av FCAW:
Oppsettet, vist i figur 18.5, og prosessvariabler for overflatebehandling av FCAW er de samme som for overflatebehandling av GMAW, bortsett fra at fylletråden og matrullene er forskjellige.
Den anvendte rørformede elektrodefyller inneholder fluss og kan også inneholde legeringselementer i pulverform. Flussen ved brenning gir den nødvendige beskyttelsesgassen og slaggen for å beskytte smeltet metall. Hvis det ikke benyttes ytterligere skjermgass, kalles prosessen selvavskjermende FCAW, skjermgass når den brukes ofte, CO 2 eller argon-CO 2 -blanding. CO 2 -skjerming resulterer i kortslutning eller kuleformet metalloverføring, mens spraymodus også er mulig med Ar-CO 2- blanding. Generelt gir overflatebehandling av FCAW mer fortynning og høyere avsetningshastighet enn overflatebehandling av GMAW.
Den største fordelen ved overflatebehandling av FCAW er at sammensetningen av innskudd kan enkelt og nøyaktig kontrolleres mens begrensningene er at slagg er produsert i prosessen som må fjernes før de legges på den neste vulsten, og som sammenlignet med solid wire, kjerneelektroder er vanskeligere å mate rundt små radier.
Surfacing av FCAW brukes hovedsakelig for deponering av jernbaserte materialer, da kjerne ledninger ennå ikke er tilgjengelige for andre metaller og legeringer. For noen legeringer er imidlertid fluxkjerneelektroder de eneste som er tilgjengelige, da disse legeringene ikke lett er trukket inn i ledningsform.
Metode # 5. Surfacing av GTAW:
Denne prosessen bruker det samme utstyret som det som brukes til gasswolframbuesveising (GTAW). Argon eller helium brukes som skjermgass for å beskytte wolframelektroden og metallinnsatsen fra oksidasjonsvirkninger av atmosfærisk oksygen. Materialet som skal deponeres er normalt tilgjengelig i form av smide, rørformede eller støpte sveisestenger som brukes uten fluss. Denne prosessen er langsom, men overlegg av utmerket kvalitet er deponert.
Overflatebehandling av GTAW utføres normalt ved manuell prosess som vist i figur 18.6. Men det kan også brukes i sin automatiske modus. For å øke avsetningseffektiviteten oppnås oppvarmet fyllstoff inn i smeltet metallbasseng. Det automatiske utstyret er ofte utstyrt med vedlegg for å svinge buen.
Fyllingstråd som brukes varierer fra 0, 8 mm til 4, 8 mm i diameter, men noen ganger kan fyllstoffer i form av pulver eller granulat også brukes. En typisk applikasjon som benytter wolframkarbidgranulat er for overflatebehandling av borerørledninger. Karbidpartiklene forblir hovedsakelig uløste og godt plassert på røroverflaten.
Overflatebehandling av GTAW er mulig i alle stillinger, men stillingsdokumenter påvirker i stor grad sveisetynning. Både stringer og vevspareteknikker brukes med denne prosessen, men sistnevnte gir minst fortynning.
Nesten alle større ingeniørmaterialer kan oppdages av GTAW-prosessen med grunnmetalltykkelsen, vanligvis mellom 5 og 100 mm, selv om tykkere grunnmetaller også kan oppdages. Alle kjente overflate legeringer, inkludert legeringer av stål, krom rustfri stål, nikkel og nikkel base legeringer, kobber og kobber base legeringer, og kobolt og kobolt base legeringer kan deponeres ved denne prosessen.
Metode # 6. Plasma Arc Surfacing:
Plasmabueoverflater bruker det samme utstyret som for plasmabuesveising, både i sin overførte lysbue-modus (hvor buen er rammet mellom wolframelektroden og arbeidsstykket) og den ikke-overførte modusen (hvor buen er rammet mellom wolframelektroden og brenneren Tips). Den brukes til kledning og hardfacing ved bruk av fyllmateriale i form av henholdsvis varm ledning og pulver.
I plasma-varm trådoverflate, vist er figur 18.7, kombineres to systemer for å oppnå ønsket overlegg. Et system oppvarmer fyllstoffet nær smeltepunktet og legger det på overflaten av grunnmetallet, mens det andre systemet som består av plasma-fakkel smelter grunnmetallet og fyllmaterialet og smelter dem sammen.
De to systemene som er satt sammen kan gi minst fortynning og forvrengning av grunnmetallet. Denne overflate-metoden brukes til å bekjente trykkbeholdere og lignende andre komponenter med nikkelbaserte legeringer av rustfritt stål og mange typer bronse. Utmerket kvalitet på overflaten kan gjøres, noe som kan kreve minimum etterbehandling.
Det er imidlertid en kostbar metode fordi utstyrskostnaden er høy og som den brukes i mekanisert eller automatisk tilføringsmetode, siden den varme ledningen alltid skal være i kontakt med det smeltede bassenget for å føre forvarmningsstrømmen gjennom fyllestangen.
I plasmabuepulveroverflateprosess, vist i figur 18.8, er det gjort bruk av de tilgjengelige ultrahøye temperaturer på 5500 til 22000 ° C for å deponere hardfacing-materialer. Innskudd som gjøres ved denne prosessen er homogene og ordentlig fusjonert til grunnmetallet og sammenligner godt i kvalitet og metallurgisk struktur for å overflate ved GTAW-prosess. Prosessen utføres i downhand posisjon. Selv om varmetilførselen til grunnmetallet er lav sammenlignet med andre overflatebehandlinger, kan det hende at det forventer noe forvrengning.
De store fordelene ved plasmabuepulveroverflater er muligheten til å legge inn et bredt spekter av hardfacing materialer, inkludert ildfaste materialer, egnethet for overflatebehandling med lavt smeltepunktsbaserte metaller, utmerket kontroll på innskuddstykkelse og tett kontroll over overflatefinish for å minimere etterfølgende bearbeiding. Utgifter til utstyr er imidlertid høye da det innebærer høyteknologi.
Hardfacing materialer avsatt ved plasma pulver overflate prosess inkluderer kobolt, nikkel og jern base materialer. Prosessen blir fullstendig mekanisert, og det er spesielt egnet for høy produksjonshastighet av nye deler som strømningsreguleringsventildeler, verktøyledd, ekstruderingsskruer og gräsklippere.
Metode # 7. Surfacing By SAW:
På grunn av sine mange fordeler er den neddykkede buen, enkeltelektrodeprosessen vist i figur 18.9, mest brukte automatiske metode for overflatebehandling. På grunn av den høye strømmen som brukes, resulterer det i meget høye avsetningsrater.
Innskuddene som legges av denne prosessen er av høy kvalitet og oftest feilfri, med høy styrke, seighet eller slitestyrke. Flukseteppet eliminerer også sjansen for sprut og ultrafiolett stråling. På grunn av varmekonsentrasjonen har imidlertid forekomstene vanligvis dyp penetrasjon og dermed høyere fortynning.
Dermed oppnås de fulle egenskapene til overflatebehandling ikke før to eller flere lag er avsatt. Noen ganger tilsettes ekstra fyllmateriale i form av wire eller strimmel for å redusere penetrering og fortynning; Strimler brukes hovedsakelig for rustfritt stål eller nikkelbaserte legeringer.
I en variant av prosessen tilføres pulverformet overflatemateriale på basismetallet foran flussen, som vist i figur 18.10 Buen smelter i grunnmetallet, elektroden og fyllmaterialet som kombinerer dem sammen for å danne depositumet Veving av elektroden resulterer i redusert penetrasjon og fortynning.
Basismetallene som brukes til overflatebehandling ved SAW-prosessen inkluderer karbon- og lavlegeringsstål, rustfritt stål, støpejern og nikkel og nikkelbaserte legeringer med et tykkelsesområde på 15 mm til 450 mm. De overflater som oftest brukes er legeringer av høy legering, austenitiske stål, nikkelbaserte legeringer, kobberbase-legeringer og koboltbaserte legeringer.
Avsetningshastighetene oppnådd med en enkelt elektrode med stringer-perle-innskudd er ca. 6, 5 kg per time, mens oscillasjonsteknikken kan øke avsetningshastigheten til ca. 12 kg i timen med en vulstbredde på opptil 90 mm. Også, hvis to elektroder blir brukt, som vist i figur 18.11 for overflatebehandling, kan avsetningshastigheten økes til nesten 12 kg per time med 10 til 20 prosent fortynning.
Arrangementet vist i figur 18.11 kalles neddykket bue serie overflate metode. I dette oppsettet brukes to sveisehoder med en enkelt vekselstrøm eller likestrømskabel som er koblet mellom dem på en slik måte at de to buene i serie settes. Hver bue har forskjellig polaritet, slik at de to buene har en tendens til å spre seg bort fra hverandre. Transversale svingninger i sveisehodene kan brukes for å minimere fortynning. Konstant strømkilde er foretrukket å sette materiale på med jevn penetrasjon.
Fluxer som brukes, påvirker også fortynning, avsetningshastigheter og innskuddstykkelse. Imidlertid kan en fluss som er egnet for enkeltelektrods nedsenket bueoverflate ikke være egnet for flere elektroder eller stripelektroder. Således er fluxutvelgelse en viktig faktor i nedsenket bueoverflate for å oppnå kvalitet innskudd.
Neddykket bueoverflate med stripelektrode, vist i figur 18.12, er i stand til å avsette en relativt tynn, flat overflateinnsats på opptil 45 kg pr. Time med fortynning som kan være så lav som 10 til 15 prosent. Strimler som brukes er vanligvis 1 mm tykke, 50 mm eller 200 mm brede når de brukes som elektrode, mens de kan brukes som fyllmateriale, kan være 1, 25 til 1, 5 mm tykke med en bredde på ca. 40 mm.
Normalt er den nåværende innstillingen 1200 A ved 32 V og en kjørehastighet på ca. 40 cm / min, noe som gir et innskudd på ca 4-5 mm tykt. Imidlertid kan innskudd av tykkelse mellom 4 og 9 mm legges ved å manipulere overflatehastigheten og elektrodeinnmatningshastighetene. Fluxforbruket reduseres til omtrent en tredjedel av fluxforbruket med konvensjonelle elektroder. Konstant potensielle strømkilder med både ac eller DC (med enten polaritet) kan brukes.
Surfacing av SAW kan gjøres med alle materialer som er tilgjengelige i form av spooled wire; men det er mest populært med jernholdige legeringer. Den er best egnet for tung overflatebehandling av store trykkbeholdere, tanker, plater, skinner, som kan bringes til flat stilling for overflatebehandling.
Metode # 8. Furnace Fusing:
Noen lett tilgjengelige hardfacing legeringer bue markedsføres i form av pasta eller en metall klut som kan påføres overflaten av grunnmetall og ovn fusjonert for å danne en hardfacing innskudd. En skjematisk fremstilling av ovnfusingoppsett er gitt i figur 18.13.
Overflatematerialet påføres enkelt på substratet og smeltes i en ovn ved en temperatur som er tilstrekkelig til å forårsake smelting av det påførte materiale som vanligvis varierer mellom 870 og 1150 ° C. Disse overflatematerialene er vanligvis kompositter som wolframkarbid holdt i lavsmeltebindemiddel som en loddinglegering.
Lodding legeringen danner matrisen for det hardvendte materialet og gir bindingen med substratet. Innskuddene ved ovnfusing kan være opptil 2 mm tykk og legges vanligvis på jernholdig grunnmetall, selv om underlag av andre materialer også kan brukes.
Metode # 9. Elektroslag Surfacing:
Elektroslagprosess med overflatebehandling brukes i tilfeller der store mengder metall må avsattes med en tykkelse på 10 til 12 mm. Surfacing gjort av denne prosessen er glatt og krever ikke etterbehandling etter bearbeiding.
Som for sveising utføres overflatebehandling ved elektroslagprosess i vertikal stilling med innskudd støpt av stasjonære eller bevegelige blokker av kobber, grafitt eller keramisk materiale. De skjematiske representasjonene av overflate av de flate, sylindriske og koniske deler ved elektroslagprosessbue vist i figur 18.14. En form er plassert på eller rundt komponenten som skal overflate med gapet mellom formen og arbeidet som er lik tykkelsen av overflatebelastningen. En eller flere elektroder bues matet inn i smelteplassen ved hjelp av føring for å tilveiebringe det nødvendige metall for overflatebehandling.
Prosedyren og teknikken for overflatebehandling ved elektroslagprosess er lik den elektroslagssveising. For overflate av en flat komponent blir elektroden matet inn i arbeidet, og for sylindriske og koniske komponenter blir elektroden laget for å veve hele veien rundt omkretsen; Alternativt mates elektroden bare nedover mens arbeidet er laget for å rotere rundt sin akse sammen med formen.
Ved elektrolagsoverflaten oppnås legeringselementene av depositumet kun fra elektroden som kan være i form av fast eller pulverkjernetråd, plate eller stang med stor diameter. Derfor velges elektrodematerialet for å gi avsetning av den ønskede kjemiske sammensetning.
Metode # 10. Surfacing ved Dip-Transfer:
Metoden for overflatebehandling ved dypoverføring eller kortslutning består av en arbeidsrotasjonsanordning og elektroden som blir matet mot den, er laget for å bevege seg mot og vekk fra arbeidet med en hastighet på 5 til 100 ganger per sekund. Den aksiale svingning av elektroden resulterer i gjentatt kortslutning av buen som forbedrer prosessens stabilitet. Før elektroden berører smeltet metallbasseng på arbeidet, produserer lysbuen en dråpe smeltet metall i enden av elektroden som overføres til arbeidet, for å danne innskuddet når elektroden dyppes inn i smeltet metallbasseng.
Fig. 18.15 viser skjematisk representasjon av overflatebehandling ved dipoverføring. Arbeidet, godt renset fra rust, fett og smuss er montert mellom sentrene til en dreiebenk og roteres med ønsket hastighet. Overflatestrømmen føres til elektrodekabelen, vanligvis 1, 5 til 2, 5 mm i diameter, fra en likestrømkilde, og ledningen blir matet i ønsket hastighet og laget for å svinge av enten en elektromagnetisk eller en mekanisk vibrator.
Det smeltede metallet er skjermet fra reaksjonen med atmosfæriske gasser ved tilførsel av kjølevæske ved en hastighet på 2 til 5 lit / min. Kjølevæsken kan inneholde ioniserende komponenter for å forbedre buenes stabilitet. Kjølevæsken er vanligvis en 5% løsning av kalsinert brus eller en 20% vandig løsning av glyserin. Dampene som produseres gir det ønskede beskyttelsesskjoldet og slukker innskuddet for å danne en svært hard slitesterk deponering.
Dipoverføringsoverflate påføres fordelaktig på sylindriske komponenter med en diameter på 8 til 200 mm. Tykkelsen på det avsatte lag, som ligger i et enkelt pass, kan variere fra en brøkdel av en millimeter opp til 3 mm.
