Wybór materiałów i metod spawalniczych dla powierzchni uszczelniających zawory

Wybór materiałów i metod spawalniczych dla powierzchni uszczelniających zawory

Co to jest napawanie?

Spawanie powierzchniowe należy do kombinacji metod spawania kryształów metali, z ogólną charakterystyką metody spawaniaale ma również swoje szczególne cechy. Zawór Napawanie powierzchni uszczelniającej węglikiem spiekanym poprawia powierzchnię uszczelniającą zaworu, zapobiegając wyciekom i wydłużając żywotność. Zaletą napawania jest to, że może ono w pełni wykorzystać zalety wydajności zaworu. materiał metalowyoszczędza materiał i wydłuża żywotność części. Proces węglikowy powierzchni uszczelniającej zaworu ma charakter fizyczny, proces metalurgiczny, a prawo procesu termicznego jest podobne do ogólnego procesu spawania.

Typowe metody napawania powierzchni uszczelniających zaworów węglikami spiekanymi

The powierzchnia uszczelniająca zaworów stalowych są zwykle wytwarzane przez napawanie. Metal materia stosowane do napawania zaworów w zależności od rodzaju stopu dzielą się na cztery kategorie: stopy na bazie kobaltu, niklu, żelaza i miedzi. Te materiały stopowe są wykonane z elektrod, drutów (w tym drutu rdzeniowego), topnika (w tym topnika typu stopu przejściowego) i proszku stopowego itp. przy użyciu ręcznego spawania łukowego, spawania płomieniem oksyacetylenowym, spawania łukiem wolframowo-argonowym, spawania łukiem krytym i spawania łukiem plazmowym oraz innych metod napawania.

Wybór materiału powierzchni uszczelniającej zaworu jest zazwyczaj oparty na zastosowaniu temperatury zaworu, ciśnienia roboczego i korozyjności medium, lub typu zaworu, struktury powierzchni uszczelniającej, ciśnienia uszczelnienia i dopuszczalnego ciśnienia, lub warunków produkcji przedsiębiorstwa, zdolności przetwarzania sprzętu i możliwości technologii napawania oraz wymagań użytkownika. Należy go również wykorzystać do optymalizacji projektu w celu spełnienia wydajności zaworu w danych warunkach, wyboru niskiej ceny, prostego procesu produkcyjnego i wysokiej wydajności produkcji materiałów powierzchni uszczelniających.

Materiały do napawania powierzchni uszczelniających zaworów mają tylko jedną formę, elektrodę, drut lub proszek stopowy, a zatem mogą wykorzystywać tylko jedną metodę napawania. Niektóre są wykonane z elektrody, drutu lub proszku stopowego w wielu formach, takich jak stop stellitel 6, zarówno elektroda (D802), jak i drut (HS111) i proszek stopowy (PT2102), mogą być stosowane do ręcznego spawania łukowego, spawania acetylenowo-tlenowego, spawania łukowego argonem wolframowym, spawania plazmowego drutem i spawania plazmowego proszkiem oraz innych metod napawania. Wybór materiału do napawania powierzchni uszczelniającej zaworu powinien uwzględniać wybór technologii przedsiębiorstwa jako dojrzałego, prostego procesu, metody napawania o wysokiej wydajności produkcji, aby zapewnić realizację wydajności produkcyjnej napawania powierzchni uszczelniającej.

Powszechnie stosowanymi metodami napawania powierzchni zaworów węglikami spiekanymi są:
Do napawania można stosować ogólne metody spawania. W zależności od warunków napawania, do napawania powierzchni uszczelniającej zaworu można stosować metodę napawania łukiem prętowym, napawanie płomieniem acetylenowo-tlenowym, napawanie łukiem krytym, napawanie w osłonie gazu, napawanie łukiem plazmowym itd. Przyjrzyjmy się zaletom i wadom każdej z tych metod napawania.

Napawanie łukiem elektrycznym

Sprzęt do spawania łukiem elektrodowym jest prosty, łatwy w obsłudze, odpowiedni do napawania na miejscu, elastyczny, nie podlega ograniczeniom pozycji napawania i kształtu przedmiotu obrabianego, może być napawany w dowolnej pozycji, a szczególnie odpowiednie są małe lub nieregularne części. Wraz z rozwojem materiałów spawalniczych i doskonaleniem procesów, zakres zastosowań spawania łukowego elektrodą stale się rozszerza. Takie jak zastosowanie samotopliwego proszku stopowego do topienia łuku spawalniczego może uzyskać płytką głębokość wtopienia, płaskość powierzchni i doskonałą wydajność warstwy napawania. Napawanie powierzchni uszczelniających zaworów węglikiem spiekanym za pomocą spawania łukowego elektrodą jest bardzo powszechne. Wadą napawania łukiem elektrodowym jest niska wydajność, wysoki współczynnik rozcieńczenia, trudności z uzyskaniem cienkiej i jednolitej warstwy napawania oraz złe warunki produkcji.

Napawanie płomieniem acetylenowo-tlenowym

Napawanie płomieniem tlenowo-acetylenowym w niskich temperaturach może uzyskać niewielki stopień rozcieńczenia, powierzchnia warstwy napawania jest gładka i dobrej jakości, i są to obecnie odporne na zużycie okazje do napawania części mechanicznych powszechnie stosowane metody procesowe, powierzchnia uszczelniająca zaworu napawanie węglika jest również często stosowane w tej metodzie. Takie jak tlen - tlenowo-acetylenowe napawanie płomieniowe w przemyśle wielkopiecowym może zapewnić żywotność 3 razy. Napawanie płomieniowe tlenowo-acetylenowe jest zwykle stosowane do gładkich powierzchni przy minimalnym przycinaniu.

Napawanie łukiem krytym

Napawanie łukiem krytym to proces pokrywania napawanego obszaru warstwą topnika w celu zajarzenia łuku elektrycznego między napawanym elementem a drutem spawalniczym. Napawany przedmiot, drut i topnik w wysokiej temperaturze łuku napawanego są częściowo topione w warstwie topnika pod utworzeniem zamkniętej wnęki, a łuk spala się we wnęce. We wnęce pokrytej stopioną powłoką warstwy topnika, dzięki czemu jeziorko spawalnicze okładziny jest odizolowane od atmosfery, tworząc dobry wygląd metalu warstwy okładziny. Napawanie łukiem krytym jest bardzo wydajne, nadaje się do zautomatyzowanej produkcji i jest szczególnie odpowiednie do napawania okładzin statków na dużych powierzchniach itp. Oprócz stosowania drutu, można go również stosować z napawaniem łukiem krytym, aby poprawić wydajność napawania.

Powierzchnia ekranowana gazem

Napawanie w osłonie gazowej może być wykonywane ręcznie, automatycznie lub półautomatycznie. W zależności od zastosowanej elektrody, napawanie w osłonie gazowej można podzielić na napawanie w osłonie gazowej elektrodą topliwą i napawanie w osłonie gazowej elektrodą nietopliwą. Ciepło napawania elektrodą topliwą w osłonie gazowej jest generowane przez łuk między drutem spawalniczym a elementem spawanym jako jedną z elektrod i topienie drutu; napawanie elektrodą nietopliwą w osłonie gazowej jest generowane między elektrodą a elementem spawanym, a ciepło łuku topi drut spawalniczy i metal podstawowy, tworząc stopione jeziorko napawania. W zależności od rodzaju gazu ochronnego, napawanie w osłonie gazowej można podzielić na napawanie w osłonie CO2, napawanie w osłonie argonu i napawanie w osłonie gazu mieszanego.
Napawanie w osłonie gazowej ze względu na ochronę gazów ochronnych, aby uniknąć wnikania powietrza i zanieczyszczeń, wysokiej jakości napawanie, wysoką wydajność osadzania i małą strefę wpływu ciepła. Napawanie w osłonie gazu należy do spawania łukiem otwartym, można je zaobserwować w warstwie napawania i może realizować spawanie we wszystkich pozycjach, szczególnie w przypadku napawania stali stopowej i stopów specjalnych.

Napawanie łukiem plazmowym

Spawanie łukiem plazmowym wykorzystuje wysokotemperaturowe ogrzewanie łukiem plazmowym, metodę topienia powierzchni, stężenie ciepła łuku plazmowego, temperatura jest bardzo wysoka, temperatura środka kolumny łuku wynosi 24000 K lub więcej. Dlatego napawanie łukiem plazmowym ma szereg zalet, takich jak dobra wydajność warstwy napawania, wysoka siła wiązania, dobre zagęszczenie warstwy napawania, kontrolowana głębokość przedmiotu obrabianego, niski stopień rozcieńczenia warstwy napawania, zasady formowania i łatwa do realizacji mechanizacja i automatyzacja, obsługa ręczna jest również stosunkowo wygodna. Jest to bardzo obiecujący proces napawania.

Napawanie elektrożużlowe

Spawanie elektrożużlowe wykorzystuje ciepło oporowe do stopienia materiału okładziny i metalu podstawowego w celu utworzenia stopionego jeziorka okładziny. Napawanie elektrożużlowe umożliwia napawanie powierzchni o dużej grubości na raz, charakteryzuje się wysoką wydajnością osadzania i wykorzystuje do napawania drut pełny, drut rurowy, słup płytowy, słup taśmowy itp. Napawanie elektrożużlowe nadaje się do napawania powierzchni o dużej grubości prostych, dużych i średnich części. Jednak przegrzanie w procesie napawania jest poważne, a obrabiany przedmiot musi zostać poddany obróbce cieplnej po napawaniu.

Nawierzchnia łukowa wibracyjna

Napawanie łukiem wibracyjnym to metoda ciągłego napawania wibracyjnego wykorzystująca cienki drut w celu zapewnienia stabilności procesu napawania przy niewielkim natężeniu prądu. Części są poddawane działaniu mniejszej ilości ciepła; niewielka strefa wpływu ciepła pozwala uzyskać cienką, płaską warstwę stopu o wysokiej twardości. Naprawa części mechanicznych jest szeroko stosowana, zwłaszcza w samochodach, a naprawa ciągników jest szerzej stosowana. Napawanie łukiem wibracyjnym ma jednak niską wydajność, ogólną odporność na zużycie warstwy napawanej i niską odporność zmęczeniową naprawianych części, a naprawa ważnych części podlega pewnym ograniczeniom.

Napawanie indukcyjne wysokiej częstotliwości

Napawanie indukcyjne wysokiej częstotliwości polega na nagrzewaniu prądem o wysokiej częstotliwości, który topi materiał napawany i tworzy warstwę napawaną. Podczas spawania prądem o wysokiej częstotliwości temperatura nagrzewania jest nieco wyższa niż temperatura topnienia materiału okładziny i niższa niż temperatura topnienia metalu podstawowego. Może to sprawić, że części będą się mniej nagrzewać i ulegać niewielkim odkształceniom, a stop okładziny i metal podstawowy uzyskają dobre połączenie metalurgiczne. Napawanie indukcyjne o wysokiej częstotliwości jest łatwe w obsłudze, ma niewielką głębokość topnienia, wysoką wydajność, a grubość warstwy napawania 0,1 - 2 mm w odpornych na zużycie częściach mechanicznych jest szeroko stosowana.

Napawanie laserowe

Napawanie laserowe umożliwia dokładną kontrolę dopływu ciepła, odkształcenie termiczne jest niewielkie, skład chemiczny metalu okładziny i szybkość rozcieńczania są łatwe do kontrolowania, a także można uzyskać gęstą organizację z dobrą wydajnością warstwy okładziny. Napawanie wiązką elektryczną ma wysokie wykorzystanie energii, do 30% lub więcej, na ogrzewanie podłoża nie mają wpływu opary metalu, a prędkość mechanicznego chłodzenia stopionego metalu jest szybka. Warstwa napawania ma dobrą odporność na ścieranie, ale jednorazowa inwestycja w sprzęt do napawania laserowego i wiązką elektronów jest duża, koszty operacyjne są wysokie, a wydajność jest niska.
W przypadku zaworów pracujących w warunkach wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia, warunki pracy powierzchni uszczelniającej są dość trudne, więc wydajność powierzchni uszczelniającej ma wysokie wymagania. Węglik spiekany jest najczęściej stosowanym materiałem do napawania powierzchni uszczelniających zaworów ze względu na jego doskonałą twardość, odporność na korozję i odporność na wysokie ciśnienie. Powyższe wprowadzenie kilku metod napawania pozwala wybrać odpowiedni sposób napawania w zależności od charakterystyki produktu.

Niewłaściwy obszar w doborze materiału powierzchni uszczelniającej zaworu

Powierzchnia uszczelniająca jest kluczową częścią zaworu; jej jakość bezpośrednio wpływa na żywotność zaworu. Rozsądny wybór materiału powierzchni uszczelniającej zaworu w celu poprawy żywotności zaworu jest jednym z ważnych sposobów. Należy unikać niewłaściwego doboru materiału powierzchni uszczelniającej zaworu.

Nieporozumienie 1: Twardość powierzchni uszczelniającej zaworu zapewnia dobrą odporność na zużycie.

Eksperymenty pokazują, że struktura organizacyjna materiału metalowego determinuje odporność na zużycie materiału powierzchni uszczelniającej zaworu. Niektóre z austenitu jako matrycy plus niewielka ilość twardej struktury fazowej materiału metalowego, a jego twardość nie jest bardzo wysoka, ale jego odporność na zużycie jest bardzo dobra. Powierzchnia uszczelniająca zaworu o pewnym stopniu wysokiej twardości ma na celu uniknięcie uszkodzeń i zadrapań medium w twardej macie. Po wszechstronnym rozważeniu, wartość twardości HRC35 - 45 jest odpowiednia.

Mit 2: Cena materiału powierzchni uszczelniającej zaworu jest wysoka.

Cena materiału to jego charakterystyka towarowa, a wydajność materiału to jego właściwości fizyczne; te dwa czynniki niekoniecznie są ze sobą powiązane. Stopy na bazie kobaltu w metalowym kobalcie z importu cena jest wyższa, więc ceny materiałów stopowych na bazie kobaltu są wysokie. Stopy na bazie kobaltu charakteryzują się odpornością na zużycie w wysokich temperaturach i są stosowane w normalnych, średnich temperaturach; cena / wydajność jest stosunkowo wysoka. Przy wyborze materiału powierzchni uszczelniającej zaworu, cena/wydajność materiału jest stosunkowo niska.

Mit 3: Materiały powierzchni uszczelniającej zaworu w silnych mediach korozyjnych co; odporność na korozję jest dobra i musi być dostosowana do innych mediów korozyjnych.

Odporność na korozję materiałów metalowych ma złożony mechanizm; materiał w silnym środowisku korozyjnym odporność na korozję może być dobra, a warunki niewielkiej zmiany, takie jak zmiany temperatury lub stężenia medium, odporność na korozję ulega zmianie. W przypadku innego medium korozyjnego jego odporność na korozję jest większa. Odporność na korozję materiałów metalowych można poznać tylko poprzez eksperymenty; czerpanie z odpowiednich informacji musi zrozumieć warunki, aby uniknąć bezmyślnego czerpania z nich.