Выбор материалов и методов сварки для наплавки уплотнительных поверхностей клапанов

Выбор материалов и методов сварки для наплавки уплотнительных поверхностей клапанов

Что такое наплавка?

Наплавка относится к комбинированным методам сварки металлических кристаллов и имеет следующие общие характеристики методы сваркино и имеет свои особенности. Клапан Наплавка уплотнительной поверхности цементированным карбидом улучшает уплотнительную поверхность клапана для предотвращения утечек и продления срока службы. Преимущество наплавки заключается в том, что она позволяет в полной мере реализовать эксплуатационные преимущества металлический материалэкономия материала и увеличение срока службы деталей. Процесс наплавки твердого сплава на уплотнительную поверхность клапана по физической природе, металлургическому процессу и закону теплового процесса аналогичен общему процессу сварки.

Общие методы наплавки твердого сплава на поверхность уплотнения клапана

Сайт уплотнительная поверхность стальных клапанов как правило, изготавливаются методом наплавки. Металл материалы, используемые для наплавки арматуры, в зависимости от типа сплава делятся на четыре категории: сплавы на основе кобальта, никеля, железа и меди. Из этих сплавов изготавливают электроды, проволоку (в том числе порошковую), флюс (в том числе флюс переходного типа), порошок сплава и т.д., используя для наплавки ручную дуговую сварку, оксиацетиленовую пламенную сварку, аргонодуговую сварку вольфрамовым электродом, дуговую сварку под флюсом, плазменную дуговую сварку и другие методы.

Выбор материала для наплавки уплотнительной поверхности клапана обычно основывается на температуре, рабочем давлении и коррозионной активности среды, либо на типе клапана, структуре уплотнительной поверхности, давлении уплотнения и допустимом давлении, либо на условиях производства предприятия, мощности оборудования и технологической возможности наплавки, а также на требованиях пользователя. Кроме того, следует оптимизировать конструкцию с учетом эксплуатационных характеристик клапана в конкретных условиях, выбрать низкую цену, простой технологический процесс и высокую эффективность производства материалов уплотнительной поверхности.

Для уплотнения клапанов наплавочные материалы имеют только одну форму, или электрод, или проволоку, или порошок сплава, и поэтому могут использовать только один метод наплавки. Некоторые из них изготавливаются из электрода, проволоки или порошка сплава в нескольких формах, например, сплав стеллит-6, как электрод (Д802), так и проволока (НС111) и порошок сплава (ПТ2102), могут использоваться ручная дуговая сварка, сварка пламенем кислорода и ацетилена, аргонодуговая сварка вольфрамовым электродом, плазменная дуговая сварка проволокой и порошковая плазменная дуговая сварка и другие методы наплавки. При выборе материала для наплавки уплотнительной поверхности клапана следует учитывать выбор технологии предприятия как зрелого, простого процесса, высокой эффективности наплавки для обеспечения реализации производственных характеристик наплавки уплотнительной поверхности.

Распространенными методами наплавки твердого сплава на поверхность уплотнения клапана являются:
Для наплавки могут быть использованы общие способы сварки плавлением. В соответствии с реализацией условий наплавки, для наплавки уплотнительной поверхности клапана твердосплавным методом используются дуговая наплавка прутком, наплавка кислородно-ацетиленовым пламенем, наплавка дугой под флюсом, наплавка в газовой защите, плазменно-дуговая наплавка и др. Рассмотрим преимущества и недостатки каждого из этих способов наплавки.

Дуговая наплавка сварочными прутками

Оборудование для дуговой сварки электродами отличается простотой, удобством в эксплуатации, пригодностью для наплавки на месте эксплуатации, адаптивностью, отсутствием ограничений по положению наплавки и форме заготовки, возможностью наплавки в любом положении, особенно хорошо подходит для небольших деталей или деталей неправильной формы. С развитием сварочных материалов и совершенствованием технологических процессов область применения электродуговой сварки постоянно расширяется. Например, применение для дуговой сварки самоплавящегося порошка сплава позволяет получить малую глубину проплавления, плоскостность поверхности и отличные характеристики наплавочного слоя. Наплавка твердого сплава на уплотнительную поверхность клапанов с использованием электродуговой сварки очень распространена. Недостатком электродуговой наплавки является низкая производительность, высокая степень разбавления, сложность получения тонкого и равномерного наплавочного слоя, а также плохие условия производства.

Кислородно-ацетиленовая пламенная наплавка

Кислородно-ацетиленовая пламенная наплавка при низких температурах позволяет получить небольшой коэффициент разбавления, поверхность наплавочного слоя получается гладкой и качественной, и в настоящее время износостойкие случаи наплавки механических деталей широко используются технологические методы, наплавка уплотнительной поверхности клапана твердым сплавом также часто используется для этого метода. Например, наплавка кислородом - кислородно-ацетиленовым пламенем колокола доменной печи может продлить жизнь в 3 раза. Кислородно-ацетиленовая пламенная наплавка обычно используется для получения гладких поверхностей с минимальной обрезкой.

Погружная дуговая наплавка

Наплавка под флюсом - это процесс покрытия зоны наплавки слоем флюса для зажигания электрической дуги между наплавляемой заготовкой и сварочной проволокой. Наплавляемая заготовка, проволока и флюс под воздействием высокой температуры наплавочной дуги частично расплавляются в слое флюса с образованием замкнутой полости, и дуга горит в этой полости. В полости расплавленный слой флюса покрывается оболочкой, благодаря чему наплавочная ванна изолируется от атмосферы, формируется хороший внешний вид металла наплавочного слоя. Дуговая наплавка под флюсом отличается высокой эффективностью, пригодна для автоматизированного производства и особенно подходит для наплавки больших площадей обшивки судов и т.д. Помимо использования проволоки, для повышения эффективности наплавки можно применять дуговую наплавку с шестом.

Газоэкранированная наплавка

Газовая наплавка может выполняться вручную, автоматически или полуавтоматически. В зависимости от используемого электрода газовую наплавку можно разделить на газовую наплавку плавящимся электродом и газовую наплавку неплавящимся электродом. При газовой защитной наплавке плавящимся электродом теплота дуги образуется между сварочной проволокой и изделием как одним из электродов и происходит расплавление проволоки; при газовой защитной наплавке неплавящимся электродом теплота дуги образуется между электродом и сварным изделием, при этом расплавляются присадочная проволока и основной металл, образуя расплавленную ванну наплавки. По типу защитного газа газовая наплавка может быть разделена на наплавку в среде СО2, наплавку в среде аргона и наплавку в среде смешанных газов.
Наплавка в газовой среде благодаря защите защитными газами, исключающей проникновение воздуха и примесей, обеспечивает высокое качество наплавки, высокую эффективность осаждения и малую зону термического влияния. Газозащитная наплавка относится к открытой дуговой сварке, наблюдается в наплавочном слое и может реализовать всепозиционную сварку, особенно при наплавке легированных сталей и специальных сплавов.

Плазменно-дуговая наплавка

При плазменно-дуговой сварке используется высокотемпературный плазменно-дуговой нагрев, метод наплавки плавлением, концентрация тепла плазменной дуги, температура очень высокая, в центре столба дуги температура 24000К и более. Поэтому плазменно-дуговая наплавка обладает рядом преимуществ, таких как хорошая производительность наплавочного слоя, высокая прочность сцепления, хорошая плотность наплавочного слоя, контролируемая глубина заготовки, низкая степень разбавления наплавочного слоя, правила формообразования, легкость механизации и автоматизации, ручное управление также относительно удобно. Это очень перспективный процесс наплавки.

Электрошлаковая наплавка

Электрошлаковая сварка использует тепло сопротивления для расплавления наплавляемого материала и основного металла с образованием расплавленного слоя наплавки. Электрошлаковая наплавка позволяет за один раз наплавить поверхность большой толщины, имеет высокую эффективность наплавки, для наплавки используется сплошная проволока, трубчатая проволока, пластинчатый столб ленточный столб и т.д. Электрошлаковая наплавка подходит для наплавки поверхностей большой толщины простых крупных и средних деталей. Однако в процессе наплавки возникает серьезный перегрев, поэтому после наплавки деталь необходимо подвергать термообработке.

Вибрационная дуговая наплавка

Вибрационная дуговая наплавка - это метод непрерывной вибрационной наплавки с использованием тонкой проволоки, обеспечивающей стабильность процесса наплавки при малом токе. При этом детали подвергаются меньшему нагреву, а небольшая зона термического влияния позволяет получить тонкий, плоский, высокотвердый наплавочный слой сплава. Ремонт механических деталей получил широкое распространение, особенно в автомобилях, а ремонт тракторов - более широкое. Однако вибродуговая наплавка имеет низкую производительность, общую износостойкость наплавочного слоя и низкую усталостную прочность ремонтируемых деталей, поэтому на ремонт ответственных деталей накладываются определенные ограничения.

Высокочастотная индукционная наплавка

Высокочастотная индукционная наплавка - это метод нагрева высокочастотным током, расплавляющим наплавочный материал и формирующим наплавочный слой. При высокочастотной сварке температура нагрева несколько выше температуры плавления наплавочного материала и ниже температуры плавления основного металла. Это позволяет уменьшить нагрев и деформацию деталей, а также получить хорошее металлургическое сочетание наплавленного сплава с основным металлом. Высокочастотная индукционная наплавка проста в эксплуатации, имеет малую глубину проплавления, высокую производительность, и толщина наплавленного слоя 0,1 - 2 мм в износостойких механических деталях повода находит широкое применение.

Лазерная наплавка

Лазерная наплавка позволяет достичь точного контроля подводимого тепла, тепловая деформация мала, химический состав наплавленного металла и скорость разбавления легко контролировать, и можно получить плотную организацию с хорошими эксплуатационными характеристиками наплавленного слоя. Электронно-лучевая наплавка имеет высокую степень использования энергии, до 30% и более, на нагрев подложки не влияют пары металла, а скорость механического охлаждения расплавленного металла высокая. Наплавленный слой обладает хорошей износостойкостью, однако единовременные инвестиции в оборудование для лазерной и электронно-лучевой наплавки велики, эксплуатационные расходы высоки, а эффективность низкая.
Для клапанов, работающих в условиях высоких температур и давления, условия работы уплотнительной поверхности достаточно жесткие, поэтому к ее характеристикам предъявляются высокие требования. Наиболее часто для наплавки уплотнительных поверхностей клапанов используется цементированный карбид, который обладает высокими показателями твердости, коррозионной стойкости и стойкости к высокому давлению. Ознакомившись с несколькими методами наплавки, выберите подходящий способ наплавки в зависимости от характеристик изделия.

Неправильная область при выборе материала уплотнительной поверхности клапана

Уплотнительная поверхность является ключевой частью клапана, ее качество напрямую влияет на срок службы клапана. Разумный выбор материала уплотнительной поверхности клапана для повышения срока службы клапана является одним из важных способов. При выборе материала уплотнительной поверхности клапана следует избегать ошибочных решений.

Заблуждение 1: Твердость материала уплотнительной поверхности клапана - это хорошая износостойкость.

Эксперименты показывают, что организационная структура металлического материала определяет износостойкость материала уплотнительной поверхности клапана. Часть аустенита в качестве матрицы плюс небольшое количество твердой фазовой структуры металлического материала, и его твердость не очень высока, но износостойкость очень хорошая. Уплотнительная поверхность клапана с определенной степенью высокой твердости позволяет избежать травм и царапин от твердых осколков. При всестороннем рассмотрении целесообразно использовать значение твердости HRC35 - 45.

Миф 2: Цена материала уплотнительной поверхности клапана - это высокая производительность.

Цена материала - это его товарные характеристики, а характеристики материала - это его физические свойства; эти две характеристики не обязательно связаны между собой. Сплавы на основе кобальта, содержащие металлический кобальт, импортируются по более высокой цене, поэтому цены на материалы сплавов на основе кобальта высоки. Сплавы на основе кобальта характеризуются высокотемпературной износостойкостью и используются в обычных, среднетемпературных условиях; соотношение цена/качество относительно высокое. При выборе материала уплотнительной поверхности клапана цена/качество материала относительно низкое.

Миф 3. Материалы уплотнительной поверхности клапана в сильной агрессивной среде co; коррозионной стойкостью хороши и должны быть адаптированы к другим агрессивным средам.

Коррозионная стойкость металлических материалов имеет сложный механизм; материал в сильной коррозионной среде может иметь хорошую коррозионную стойкость, а при незначительном изменении условий, например, при изменении температуры или концентрации среды, коррозионная стойкость изменяется. Для другой коррозионной среды его коррозионная стойкость выше. Коррозионная стойкость металлических материалов может быть известна только путем проведения экспериментов; для получения соответствующей информации необходимо понимать условия, чтобы не опираться на них бездумно.