Navarivanje valjaka strojeva za kontinuirano lijevanje. Vodeći valjci, valjkasti stolovi, peći, kotači za metalurgiju s premazima
Elektrolučno zavarivanje punjenom žicom zauzima snažno mjesto u obnovi strojnih dijelova i mehanizama u raznim industrijama. Odabir punjene žice vrši se uzimajući u obzir uvjete rada dijela koji se obnavlja, vrstu zaštite, značajke dizajna dijela i raspoloživu opremu.
CCM valjci
U razvijenim zemljama oko 80% ukupnog čelika koji se tali obrađuje se tehnologijom kontinuiranog lijevanja, jer štedi energiju i ima niz prednosti koje ga čine perspektivnim i povećavaju opseg primjene. Trenutno je važno povećati učinkovitost primjene CCM-a, koja je uvelike određena trajnosti valjaka. CCM valjci rade u uvjetima dugotrajnih cikličkih i termomehaničkih opterećenja u prisutnosti agresivnog okruženja. Valjci potpornih i nesavijajućih jedinica rade u teškim temperaturnim uvjetima, maksimalna temperatura površine valjaka može doseći 670-750 ° C, oni percipiraju sile od ferostatskog napuhavanja i od savijanja ingota. U ravnim dijelovima, valjci su uglavnom izloženi abrazivnom trošenju. Razaranje radne površine valjaka očituje se u vidu trošenja površinskog sloja i stvaranja pukotina. Izrada i obnavljanje navarivanja valjaka najučinkovitije je korištenjem punjenih žica kao materijala za navarivanje. Učinkovitost razvijenog rješenja određena je cijenom punjene žice, produktivnošću procesa, debljinom nanesenog sloja, energetskim intenzitetom svih faza tehnologije, cijenom instalacijskih radova i zastojem opreme . U domaćoj metalurgiji, za obnavljanje površina CCM valjaka, čvrste i punjene žice 12X13, 20X17 tradicionalno se koriste u kombinaciji s fluksevima AN20S i AN26P, koji daju metal nataložen kromom s martenzitno-feritnom strukturom, koju karakterizira stvaranje velikih polja δ-ferita (više od 15%) (slika 1), koja su uzrok nastanka požarnih pukotina i pojačanog trošenja.
Sl. 1 Mikrostruktura metala deponirana žicom Np-20Kh17 (×500).
Osim toga, proces navarivanja karakterizira teško odvajanje kore troske, što uzrokuje pojavu nedostataka u obliku proširenih inkluzija troske i komplicira radne uvjete operatera instalacije za navarivanje. Resurs takvih valjaka je 300-400 tisuća tona, što ne zadovoljava moderne zahtjeve. Razlog tome je nezadovoljavajuće strukturno stanje nataloženog metala.
Kako bi se uklonili gore navedeni nedostaci, poduzeće "TM. VELTEK" predlaže korištenje punjenih žica VELTEK-N470 i VELTEK-N470S (TUU 19369185.018-97) u kombinaciji s fluksevima AN20 i AN26. Kako bi se osigurala visoka učinkovitost taloženog metala, korišteno je kompleksno legiranje metalnog kroma s niklom, molibdenom, vanadijem, niobijem i REM. Određeni su i implementirani optimalni sadržaji i omjeri legirajućih elemenata, parametri tehnologije i tehnike navarivanja, koji omogućuju dosljedno dobivanje martenzitne strukture s neznatnim volumnim udjelom δ-ferita (3,5–5%) (Sl. 2), što osigurava visoku otpornost na trošenje nataloženog metala i ljuljanja.
Sl.2 Mikrostruktura metala nanesenog punjenom žicom VELTEK-N470 (×1000)
Volumni udio δ-ferita 3,8%, tvrdoća nakon navarivanja.
Žice s punjenom jezgrom osiguravaju spontano odvajanje kore troske, odsutnost pora i pukotina u taloženom metalu, podložno tehnološkim preporukama. Usporedna ispitivanja punjenih žica WELTEC-H470 i WELTEC-H470C pokazala su da su na razini žica vodećih stranih tvrtki OK15.73 (ESAB), 4142MM-S LC, 414MM-S (Weldclad). Žicu VELTEK-H470 uspješno je upotrijebio NKMZ (Kramatorsk) pri ispunjavanju izvoznih naloga (slika 3). U proteklih 8 godina MMK im. Ilyich (Mariupol) također koristi ovu marku žice za restauraciju CCM valjaka. Zavareni valjci imaju resurs od najmanje 1,5 milijuna tona. OJSC "DMKD" (Dneprodzerzhinsk) upotrijebio je samozaštićenu punjenu žicu VELTEK-N470S za obnavljanje kotača s kotačima promjera do 150 mm i postigao povećanje njihove učinkovitosti za 5-6 puta u usporedbi s tradicionalnim materijalima. Trenutno poduzeće TM.WELTEK proizvodi poboljšanu modifikaciju žica koje tvrtki osiguravaju valjke u rasponu od 2,5-3,0 milijuna tona.
kiflice- glavni tehnološki alat u procesu valjanja metalurških postrojenja. Njihova pouzdanost, otpornost na habanje radne površine, radni vijek između popravaka uglavnom određuju tehničke i ekonomske performanse valjaonica i, prije svega, produktivnost valjaonica, kvalitetu gotovih valjanih proizvoda i troškove njihove proizvodnje. Radna površina valjka podvrgnuta je cikličkim mehaničkim i toplinskim utjecajima. Korištenjem valjaka na njihovoj se radnoj površini primjećuje lijepljenje metala, neravnomjerno trošenje i stvaranje požarnih pukotina. Kako bi se održao potreban park valjaka, koristi se restaurativna površina s punom i punjenom žicom. Za navarivanje valjaka za vruće valjanje tradicionalno se koriste materijali za navarivanje Np-30KhGSA, Np-35V9Kh3SF, Np-25Kh5FMS, Np-30Kh4V2M2FS u kombinaciji s topiteljima AN348, AN60, AN20, AN26. Trenutno metalurška poduzeća zahtijevaju povećanje resursa obnovljenih valjaka valjaonica.
"TM.VELTEK" i CHNPKF "REMMASH" zajedno s metalurškim pogonima KGMK "Kryvorizhstal", DMK im. Dzerzhinsky i MK "Zaporozhstal" izveli su niz radova usmjerenih na poboljšanje materijala za navarivanje, tehnologije i opreme za navarivanje valjanih valjaka. Na temelju profila valjaonica metalurških pogona koji sudjeluju u radu, glavna pozornost posvećena je materijalima za navarivanje i tehnologiji navarivanja valjaka za vruće valjanje, valjaonica za presvlačenje, profilnih i djelomično valjaonica lima. Analiza literaturnih podataka o svojstvima nanesenih valjaka pokazala je da mogućnosti sustava legiranja C-Si-Mn-Cr-Mo-V i C-Si-Mn-Cr-W-V nisu u potpunosti ostvarene. Na temelju standardnih žica s punjenom jezgrom razreda PP-Np-35V9Kh3SF i PP-Np-25Kh5FMS razvijeni su sustavi legiranja za nove žice s punjenom jezgrom, uzimajući u obzir radne uvjete valjaka (tablica 1).
Stol 1.
| Vrsta žice | Marka Flux | Doping sustav | Tvrdoća HRC | otpornost na trošenje | otpornost na pukotine |
| u vezi 30HGSA | |||||
| WELTEC-N370RM | AN60, AN348A | C-Si-Mn-Cr-Mo-V-Ti | 36—42 | 2,0 | 0,9 |
| WELTEC-H460 | AN20, AN26 | 44—48 | 2,2 | 0,8 | |
| Što se tiče 35V9X3SF | |||||
| WELTEK-N500RM | AN60, AN348A | C-Si-Mn-Cr-W-Mo-V-Ni | 38—44 | 0,9 | 1,5 |
| WELTEK-N500RM | AN20, AN26 | 44—50 | 1,2 | 1,2 | |
| WELTEK-N505RM | AN20, AN26 | 50—54 | 1,3 | 2,0 | |
| WELTEK-N550RM | AN20, AN26 | 55—59 | 2,0 | 1,0 | |
Promjenom strukture nataloženog metala postignuto je povećanje radnog kapaciteta valjaka. Struktura taloženog metala PP-Np35V9Kh3SF je: duž granica primarnog austenitnog zrna, otvoreni precipitati δ-ferita, u kojima nema karbida. Matenzit i pojedinačni mali karbidi nastaju u kristalizacijskim ćelijama. Na granicama ćelija nastaje δ-ferit. Veličina zrna primarnog austenita je ocjena 6. U zonama preklapanja kuglica uočavaju se promjene strukture i mikrotvrdoće H µ50 50 od 650 do 450 (slika 3). Struktura taloženog metala WELTEK-N500: Granice primarnog austenitnog zrna su jasno izražene, uočavaju se povremene precipitacije δ-ferita i finih karbida. Unutar kristalizacijskih ćelija nastaju dispergirani martenzit i dispergirani karbidi. Struktura taloženog metala WELTEK-N505: duž granica primarnog austenitnog zrna veličine 17-20 μm, nalaze se vrlo mali precipitati δ-ferita i karbida nalik eutektiku. Fini igličasti martenzit i mnogi dispergirani karbidi nastaju u kristalizacijskim stanicama. Struktura nataloženog metala WELTEK-N550: duž granica primarnog austenitnog zrna uočavaju se precipitati δ-ferita i dispergirani karbidi, a u ćelijama eutektički karbidi i fino igličasti martenzit. Na mjestima gdje se valjci preklapaju nema promjene u strukturi.
Riža. 3 Mikrostruktura nataloženog metala (×500)
Tijekom rada valjka, pod utjecajem visokih temperatura, uočava se koagulacija i grubljenje karbida duž granica zrna, praćeno njihovim usitnjavanjem i razvojem požarnih pukotina. Smanjenje razvoja ovih procesa postignuto je promjenom strukturnog stanja granica zrna optimizacijom omjera ugljika i karbidotvornih elemenata. Dobiveni rezultati implementirani su u sustave legiranja novih punjenih žica. Struktura metala nanesenog žicom VELTEK-N550RM razlikuje se po formiranju austenitnih rubova duž granica zrna i odlikuje se većim volumnim udjelom austenitne komponente, blagim taloženjem karbidnog eutektika duž granica zrna. Struktura taloženog metala WELTEK-N500RM je igličasti troostit s malom količinom martenzita i stvaranjem pojedinačnih uključaka austenita i karbida duž granica zrna. Struktura taloženog metala WELTEK-N505RM je mješavina trostita i martenzita s tankim rubovima austenita koji se odvajaju duž granica zrna. Na granicama zrna stvaraju se male količine karbidnih eutektičkih uključaka.
U tablici 1 prikazane su punjene žice koje su već našle primjenu u metalurgiji u navarivanju valjaka i pokazale svoju učinkovitost. Prosječni pokazatelji relativne otpornosti na trošenje određeni su količinom istrošenosti, relativnom otpornošću na stvaranje pukotina i njihovim brojem, veličinom otvora i dubinom prodiranja pukotina na valjanim valjcima. Ispod su primjeri upotrebe novih punjenih žica.
1. Navarivanje valjaka postolja za rubove u tvornici ZAPORIZHSTAL
Vertikalni valjci postolja za rubove na kontinuiranoj vrućoj valjaonici tankih limova OAO Zaporizhstal (mlin 1680) proizvode bočno smanjivanje i poravnavanje bočnih rubova valjanog lima. Tijekom rada, cilindrična površina valjaka doživljava intenzivno abrazivno trošenje i značajne specifične pritiske tlačnih sila na mjestu kontakta s čeonom stranom vrućeg lima. Kao rezultat toga, na površini bačve valjaka na prirubnici se formira prstenasti izdub visine do 100 mm, promjera dubine do 5 mm, što zahtijeva zamjenu valjaka, jer daljnji rad u ovom stanju može dovesti do na neravnomjernu kompresiju i brzinu valjanja, što će negativno utjecati na kvalitetu valjanog metala. Proučavanje prirode i dinamike trošenja pokazalo je da se trošenje javlja kao rezultat oksidacije i kidanja čestica oksidiranog metala s površine valjaka krajevima vrućeg lima s površinskom temperaturom od 1100–900 °C, djelomično prekriven tankim slojem kamenca. U ovom slučaju, površina valjaka na mjestu kontakta s valjanim limom zagrijava se na temperaturu od 400-500 ° C. Vijek trajanja valjaka otvrdnutih navarivanjem punjenim žicama PP-Np-35V9Kh3SF ili PP-Np-25Kh5FMS nije veći od 3-4 mjeseca, što nije zadovoljilo zahtjeve proizvodnje. Korištenje navarivanja punjenom žicom VELTEK-N550RM omogućilo je povećanje otpornosti na habanje i vijek trajanja valjaka za 3 puta.
2. Navarivanje valjaka vrućih valjaonica.
2.1 U metalurškom pogonu Dnjepar (Dnjepropetrovsk) jedan set valjaka obnavlja se pet do deset puta. Dugo vremena, restauracija valjaka valjaka 900v TZS mlina i 500v valjaonice željeza izvedena je korištenjem Np-30KhGSA pune žice u kombinaciji s utorom ili ponovnim brušenjem mjerača na manji promjer. Korištenje ove tehnologije nije osiguralo potrebnu "vruću tvrdoću" i otpornost na habanje nanesenog radnog sloja kalibara. Korištenje standardnih materijala za oblaganje PP-Np-35V9Kh3SF, PP-Np-25Kh5FMS, PP-Np-30Kh4V2M2FS nakon studije izvedivosti u ovoj proizvodnji pokazalo se nesvrsishodnim, zbog značajnog povećanja intenziteta rada obnavljanja valjaka i kapitalni troškovi. Punjena žica VELTEK-N500RM korištena je za oporavak kaljenja valjaka postolja "500" valjaonice željeza. Ispitivanja kaljenih valjaka na mlinu "500" valjaonice željeza pokazala su da je vijek trajanja role nakon stvrdnjavanja povećane su za više od 2 puta.
2.2 Za kaljenje navarivanja vertikalnih stijenki prolaza valjaka postolja "900" TZS korištena je žica marke VELTEK-N370RM. Tehnologija navarivanja valjaka postolja "900" TLC-a, osim što nema predgrijavanja, slična je tehnologiji navarivanja valjaka postolja "500" valjaonice željeza. Povećanje valjanog metala na jednom paru valjaka od popravka do popravka postignuto je sa 18-20 na 45-50 tisuća tona.
2.3 Valjci za vruće valjanje NZS-730 tvornice Blooming-1 tvrtke Krivo-Rozhstal KMGMC, izrađeni od čelika 50, tradicionalno su popravljeni korištenjem standardne punjene žice PP-Np-35V9Kh3SF. Tijekom rada obnovljenih valjaka otkriven je niz nedostataka: tijekom procesa valjanja na površini valjka uočeno je stvaranje "šiljaka" visine do 2 mm zbog lijepljenja valjanog metala. Formiranje "šiljaka" dovelo je do potrebe da se zaustavi proces valjanja i koristi naporno čišćenje kalibara od "šiljaka", inače su valjci sa "šiljcima" nanosili neispravan uzorak na površinu valjanog metala. Nakon valjanja 50-60 tisuća tona metala, na površini kalibara formirao se utor dubok 2-3 mm, što je zahtijevalo zamjenu valjaka. Dubina prodiranja pojedinačnih pukotina nakon 50-60 tisuća tona valjanog metala dosegla je 30-40 mm. To je dovelo do poskupljenja njihovog uklanjanja, a često i do potrebe za prijevremenim uništavanjem valjaka. Za otklanjanje razmatranih nedostataka primijenjena je tehnologija navarivanja punjenom žicom VELTEK-N505RM. Tehnologija otvrdnjavanja valjaka NZS-730 pomoću punjene žice VELTEK-N505-RM slična je tehnologiji navarivanja žicom PP-Np35V9Kh3SF. Postignuto je smanjenje stvaranja "trnja" i pukotina za 2-3 puta, što je omogućilo prijenos 80-90% valjaka na popravak skraćenom tehnologijom i značajno smanjenje svih vrsta troškova za 20% i povećanje vrijeme preokreta mlinova.
Detalji metalurške opreme.
Samozaštićena punjena žica VELTEK-N250RM promjera 1,6-3,0 mm uspješno se koristi u restauraciji jastuka valjarskih postolja i škara, vretena i spojnica za pogone valjaka, lančanika, čahura, osovina, glavčina itd. Prema svojim karakteristikama, VELTEK-H250RM nije inferioran dobro poznatoj punjenoj žici DUR 250-FD (Bohler).
Provedeno je navarivanje jezgri kranova s kliještima i spužvi kranova za skidanje, koji tijekom rada doživljavaju udarna i tlačna opterećenja pri visokim temperaturama. Jezgre su u kontaktu s metalom zagrijanim na 800-1250 °C i toplinskim cikliranjem uz periodično hlađenje jezgri u spremnicima za vodu. U tu svrhu korištena je samozaštićena punjena žica marke VELTEK-N480C Ø2,0 mm sa sustavom legiranja (C-Cr-W-Mo-V-Ti) koji osigurava tvrdoću nataloženog metala nakon navarivanje 50–54 HRC, vruća tvrdoća 40–44 HRC na 600 °C i otpornost na pucanje (100 toplinskih ciklusa do pojave prve pukotine).
Upotreba mehaniziranog navarivanja žicom VELTEK-N480S umjesto elektroda T-590, T-620 omogućila je povećanje životnog vijeka jezgri za 4-5 puta i smanjenje troškova popravka. Zadatak oporavka jezgre rješava se kompleksno (oprema-materijal-tehnologija).
Prilikom navarivanja dijelova koji su podvrgnuti udarno-abrazivnom trošenju s punjenom žicom PP-AN170, uočava se povećana sklonost pucanju, pucanju, a debljina navarivanja je ograničena na 1-2 sloja, što u nekim slučajevima ograničava njegovu upotrebu. Za rješavanje ovog problema korištene su samozaštićene punjene žice VELTEK-N600 (C-Cr-Mo-V-Nb-Ti-B), VELTEK-N620 (C-Cr-Mo-V-Ti-B), koji osiguravaju tvrdoću nataloženog metala visoku 55-63HRC. U usporedbi s PP-AN170 otpornost na habanje nanesenog metala povećana je za 30–50 %, uz mogućnost izrade 4–5 slojeva. Žice se proizvode promjera od 2 do 5 mm. Primjenom mehaniziranog i automatiziranog navarivanja punjenom žicom VELTEK-N600 Ø3,0 mm obnovljena je površina velikog konusa visoke peći, postignuto značajno povećanje otpornosti na habanje u usporedbi s T590 elektrodama i popravak vrijeme je smanjeno 2 puta. Tijekom automatskog navarivanja malog konusa VELTEK-N620 Ø4,0 mm punjenom žicom postignuta je veća otpornost na trošenje u usporedbi s navarivanjem trakom PL-AN101. Osim toga, ove se žice uspješno koriste za navarivanje zuba kašika bagera, noževa buldožera, čeljusti za hvatanje. Navarivanje rešetki i zupčanika jednovaljčne drobilice za sinter izvedeno je samozaštićenom punjenom žicom. Jedan set drobilice uključuje 16 šipki rešetke težine 270 kg svaka i 15 zvjezdica težine 85 kg svaka, izrađenih od čelika 35L ili 45L. Rešetke prije implementacije nova tehnologija nisu ojačani, već zamijenjeni novima. Punjena žica marke VELTEK H6OO sa sustavom legiranja C-Cr-Mo-B-V-Ti omogućuje izvođenje višeslojnog navarivanja s visokom otpornošću na udarno-abrazivno opterećenje pri povišenim temperaturama. Višeslojno navarivanje izvedeno je žicom promjera 2,6 mm pri istosmjernoj struji obrnutog polariteta u režimu: Id=280–300 A, Ud=26–28 V. Tvrdoća nataloženog metala bila je 59–62 HRSe. U usporedbi s punjenom žicom PP-AN170, naneseni metal znatno je manje sklon pucanju i lomljenju pod jakim udarcima. Uzimajući u obzir neravnomjernost istrošenosti, navarivanje po broju slojeva i debljini izvedeno je različito u stupnju istrošenosti svake rešetke i lančanika s ukupnom debljinom sloja od 3 do 12 mm.
Periodični pregled pokusnog sklopa pokazao je sljedeću dinamiku trošenja rešetke i lančanika u različitim zonama drobilice (slika 4):
Riža. Slika 4. Dijagram usporednog trošenja kaljenih i neočvrslih rešetki drobilice sinter nakon dva mjeseca rada drobilice.
- nakon 2 mjeseca - od 3% na periferiji do 6% u centru;
- nakon 4 mjeseca - od 5% na periferiji do 12% u centru;
- nakon 6 mjeseci - od 8% na periferiji do 25% u centru.
Ostvareno je trostruko povećanje remontnog roka drobilice, poboljšana kvaliteta sinteriranja i smanjeni troškovi popravka.
Kotači dizalice
Trošenje kotača dizalice izrađenih od čelika razreda 45L, 40L, 60L, 55L nastaje zbog trenja metala o metal pod velikim izmjeničnim dinamičkim opterećenjima kako na gaznoj površini tako i na rubu. U isto vrijeme, habanje gazne površine kotača je u prosjeku 6-10 mm po promjeru, a prirubnice, odnosno, 15-25 mm po strani, što u osnovi dovodi do potrebe za zamjenom nakon 1-3 mjeseca.
Za navarivanje kotača dizalice nude se punjene žice marke VELTEK-N300, WELTEK-N350 Ǿ1,6-4,0 mm u kombinaciji s topiteljima AN348, AN60 i zaštitom ugljičnim dioksidom. NA posljednjih godina VELTEK-N300RM uspješno se koristi umjesto pune žice Np-30KhGSA. Za navarivanje kotača teško opterećenih dizalica razvijena je verzija tehnologije u kojoj su se intenzivnije istrošene prirubnice navarivale pod praškom AN348 punjenom žicom marke VELTEK N285RM Ø3,0 mm. Krom-manganom taloženi metal s metastabilnom austenitnom strukturom pruža visoku otpornost na habanje zbog razvoja samootvrdnjavanja pod utjecajem otvrdnjavanja, što se očituje povećanjem tvrdoće od 28–32 HRCe do 42–45 HRCe, a manje nosive gazne površine deponirane su pod fluksom AN348 pomoću punjene žice VELTEK N300RM tvrdoće nanesenog metala 300-350 HB (slika 5).
Sl.5 Shema navarivanja kotača dizalice
Ova tehnologija omogućila je udvostručenje životnog vijeka kotača dizalice uz povećanje troškova materijala za samo 70%, a intenzitet rada strojne obrade za 35%.
Strojni dijelovi za rudarstvo i opremu za drobljenje i mljevenje. Trenutno je CJSC Kryvyi Rih Plant of Mining Equipment vodeće poduzeće za izgradnju strojeva u Ukrajini za proizvodnju i popravak rudarske opreme. Velika količina posla se izvodi pomoću elektrolučno zavarivanje i preklapanja. Raspon materijala za zavarivanje i navarivanje je širok zbog potrebe zavarivanja niskolegiranih niskolegiranih, niskolegiranih čelika visoke čvrstoće, mangana i toplinski otpornih čelika, zavareni spojevi raznorodnih čelika, zavarivanje čeličnog lijeva i ispravljanje grešaka u lijevanju. U većini slučajeva radi se o proizvodima velikih dimenzija, što nameće posebne zahtjeve na materijal za zavarivanje, tehnologije i tehnike zavarivanja i navarivanja. S tim u vezi aktualna je zadaća poboljšanja kvalitete izvedenih radova, smanjenja troškova materijala, energije i rada. Ovi zahtjevi su u potpunosti ispunjeni primjenom punjenih žica. Tijekom proteklih 5 godina, Kryvyi Rih Mining Equipment Plant, zajedno s TM.VELTEK-om, provodi niz zajedničkih radova za povećanje volumena elektrolučnog zavarivanja i navarivanja punjene žice. Kao rezultat ovih radova razvijen je i implementiran niz punjenih žica za različite namjene. U ukupnoj količini utrošenih materijala za zavarivanje i navarivanje udio punjenih žica povećao se s 15 na 85%. U usporedbi s obloženim elektrodama, učinkovitost zavarivanja i navarivanja je povećana zbog povećanja produktivnosti i kvalitete rada. Smanjena je količina rada na ponovnoj kontroli kvalitete. Tradicionalno nepovjerenje prema punjenim žicama u pogledu kvalitete zavarenih spojeva i otvrdnjavajućih prevlaka značajno je smanjeno. Evo nekoliko primjera upotrebe punjenih žica tvrtke TM.WELTEK.
Zavarena je zdjela konusne drobilice KKD-1500. Zdjela teška 50 tona od čelika 35L sastavljena je od dva dijela, gornjeg i donjeg, koji su međusobno zavareni. Horizontalna montažna spojnica promjera 2980 mm izrađena je s dvostranim zdjelastim utorom debljine metala 180 mm. Zavarivanje je izvedeno punjenom žicom marke PPs-TMV29 Ø1,6 mm na istosmjernu struju obrnutog polariteta sa zaštitom od ugljičnog dioksida (slika 6.)
Sl.6 Zavarivanje zdjele mlina
Zavarivanje dijelova i sklopova opreme za sinteriranje i obradu, rudarske opreme, uključujući sklopove bagera od čelika St3ps, 09G2S, kao i zavarivanje dijelova za lijevanje od čelika 20L, 35L, izvodi se punjenim žicama zaštićenim plinom od sklopovi razreda PPs-TMV5, PP-AN8, PPs-TMV8, PPs -TMV29 i PP-AN57 izrađeni su od niskolegiranih čelika visoke čvrstoće 12Kh2NMSA, 12Kh2NVSA. Za nedostatke zavarivanja u čelicima za lijevanje 20L, 35L, najučinkovitija je upotreba žice s metalnom jezgrom razreda PPs-TMV5. Mala količina troske 4-5% ne zahtijeva troškove uklanjanja u procesu zavarivanja dubokih žljebova, visok koeficijent korištenja žice K = 1,08, visoka otpornost na pore i pukotine određuju prednost ove žice u odnosu na druge materijali za zavarivanje.
Za zavarivanje dijelova i zavarivanje nedostataka lijevanja od čelika otpornih na toplinu Cr-Mo 15KhM, 12KhM, 20KhML, 35KhML, punjene žice za zaštitu od plina s jezgrom tipa karbonat-fluorit marke PPs-TMV14 Ø1,6-2,0 mm koristi se.
Zavarivanje grešaka u lijevanju kod čelika s visokim udjelom mangana 110G13L izvodi se samozaštitnom punjenom žicom VELTEK-N220 Ø2,0 mm.
Navarivanje slojeva za otvrdnjavanje na vijcima dna, reznim rubovima i kućištima bagerskih žlica, lopatica, rubova ulaznih uređaja kugličnih mlinova, kućišta pumpi za gnojnicu, pumpi jaružala, noževa grejdera i buldožera izvodi se samozaštićenim topilom -punjene žice marke VELTEK-N580, VELTEK-N600, VELTEK-N605, VELTEK-N620 Ø2,0—3,0 mm umjesto elektroda T590, T620 i punjenih žica PP-AN125, PP-AN170, Linocore 60-O , Linocore 60-S, Linocore 65-O, DUR 600-FD, DUR 650, DUR 650MP, OK Tubrodur 14.70, OK Tubrodur 15.52.
Punjena žica VELTEK-N410 Ø2,4—3,6 mm u kombinaciji s topiteljima AN20 i AN26 koristi se za obnavljanje navarivanja klipova hidrauličnih preša, zaštitnih čahura zemljišnih pumpi za pumpanje pulpe, te za navarivanje otvorenim lukom VELTEK-N420 Ø1,4—3 ,0. Punjena žica VELTEK-N425 Ø2,0 mm koristi se za navarivanje elemenata rudničke hidraulike u kombinaciji s topiteljima AN20 i AN26. Proces navarivanja karakterizira visoka stabilnost, dobro formiranje metala, spontano odvajanje kore troske. Taloženi metal ima visoku otpornost na koroziju tijekom rada na plohama.
dr.sc. Orlov L. N., inženjer. Golyakevich A. A. (LLC "TM.VELTEK", Kijev), Titarenko V. I. (CHNPKF "REMMASH", Dnepropetrovsk), Peleshko V. N. (KZGO, Krivoy Rog)
Navarivanje
Navarivanje uključuje nanošenje rastaljenog metala na otopljenu metalnu površinu s njegovom naknadnom kristalizacijom kako bi se stvorio sloj sa željenim svojstvima i geometrijskim parametrima. Navarivanje se koristi za obnavljanje istrošenih dijelova, kao i u izradi novih dijelova kako bi se dobili površinski slojevi s povećanom tvrdoćom, otpornošću na habanje, otpornošću na toplinu, otpornošću na kiseline ili drugim svojstvima. Omogućuje vam značajno povećanje životnog vijeka dijelova i značajno smanjenje potrošnje oskudnih materijala u njihovoj proizvodnji. U većini metoda navarivanja, kao i kod zavarivanja, formira se mobilna zavarena kupka. U gornjem dijelu kupelji osnovni metal se topi i miješa s elektrodnim metalom, au zadnjem dijelu talina kristalizira i formira se metal zavara. Moguće je zavarivati slojeve metala koji su identični po sastavu, strukturi i svojstvima s metalnim dijelovima, ali i značajno različiti od njih. Metal za zavarivanje odabire se uzimajući u obzir radne zahtjeve i zavarljivost. Navarivanje se može izvoditi na ravnim, cilindričnim, stožastim, sfernim i drugim oblicima površina u jednom ili više slojeva. Kod navarivanja površinskih slojeva sa željenim svojstvima, u pravilu se kemijski sastav nanesenog metala značajno razlikuje od kemijskog sastava osnovnog metala.
Koriste se sljedeće vrste obloga:
· Ručno lučno navarivanje izvodi se s obloženom potrošnom ili nepotrošnom elektrodom. Potrošne elektrode za zavarivanje koriste se prema namjeni svake vrste i marke. Nepotrošne elektrode koriste se pri navarivanju praškastih smjesa na površinu dijela. Koriste se elektrode od lijevanih tvrdih legura u obliku cijevi ispunjene smjesom legirajućeg praha. Ručno navarivanje je neproduktivno i dugotrajno, stoga se koristi za navarivanje dijelova složene konfiguracije.
· Automatsko i poluautomatsko navarivanje pod praškom izvodi se punom žicom, trakastom elektrodom ili punjenom žicom. Legiranje nataloženog sloja provodi se preko elektrodne žice, legiranog topitelja (kod niskougljične čelične žice) ili zajedničkim legiranjem kroz žicu i topilac. Ponekad se legirajuće tvari unose u zonu luka u obliku paste ili praha. Navarivanje u zaštitnim plinovima koristi se kod navarivanja dijelova u različitim prostornim položajima i dijelova složene konfiguracije.
· Navarivanje u zaštitnim plinovima koristi se kod navarivanja dijelova u različitim prostornim položajima i dijelova složene konfiguracije. Sposobnost promatranja procesa formiranja kuglica omogućuje vam da ga ispravite, što je vrlo potrebno pri obradi složenih površina. Navarivanje se najčešće izvodi u argonu ili ugljičnom dioksidu potrošnom ili nepotrošnom elektrodom. Najraširenije je navarivanje u ugljičnom dioksidu istosmjernom strujom obrnutog polariteta.
· Plazma navarivanje izvodi se plazma (stlačenim) lukom izravnog ili neizravnog djelovanja. Dodatni materijal je žica za zavarivanje i mješavine praha. Postoje različite sheme navarivanja, koje se široko koriste zbog visoke produktivnosti (7 ... 30 kg / h), mogućnosti navarivanja tankih slojeva s malom dubinom prodiranja osnovnog metala. Istovremeno se postiže glatka površina i visoka kvaliteta nanesenog sloja.
· Vibro-lučno navarivanje izvodi posebna automatska glava koja osigurava vibriranje i dovod elektrodne žice u zonu luka. Kada elektroda vibrira, dolazi do izmjene kratkog spoja kruga zavarivanja i prekida kruga (pauza). Rashladno sredstvo se dovodi u zonu navarivanja. Štiti nataloženi metal od izlaganja zraku i, hlađenjem dijela, pomaže smanjiti područje utjecaja topline, smanjuje deformacije zavarivanja i povećava tvrdoću nataloženog sloja. Kao rashladno sredstvo koriste se vodene otopine soli koje sadrže ionizirajuće tvari (na primjer, soda pepeo), koje olakšavaju periodično uzbuđenje luka nakon prekida kruga (pauze). Metoda je našla veliku primjenu za navarivanje istrošenih površina dijelova slojem male debljine (do 1 mm).
· Navarivanje samozaštićenom punjenom žicom ili trakom s otvorenim lukom ne zahtijeva zaštitu nanesenog metala i po tehnici izvedbe se u osnovi ne razlikuje od navarivanja u zaštitnom plinu. Prednost ove vrste je mogućnost oblaganja dijelova na otvorenom s vjetrovima i propuhom. Zavarivač, promatrajući proces, može osigurati dobro formiranje nataloženih kuglica. Navarivanje samozaštićenom žicom je manje komplicirano, kako u pogledu opreme tako iu tehnologiji, i dobro je pogodno za mehanizaciju procesa.
· Zavarivanje elektroslagom karakterizira visoka produktivnost. Metoda omogućuje dobivanje taloženog sloja bilo kojeg zadanog kemijskog sastava na ravnim površinama i na površinama rotacije (vanjskim i unutarnjim). Navarivanje se izvodi u jednom prolazu, bez obzira na debljinu nanesenog sloja.
· Plinsko navarivanje ima ograničenu primjenu, jer navarivanje uzrokuje velika zaostala naprezanja i deformacije u zavarenim dijelovima. Za navarivanje se koriste lijevane tvrde legure.
CCM valjkasti materijali
Valjak je izrađen od centrifugalno lijevane gredice od čelika 25Kh1M1F, 40KhGNM, Kh12MFL.
Ova metoda se u pravilu koristi u proizvodnji novog CCM valjka, budući da značajke centrifugalnog lijevanja omogućuju korištenje proizvedene cijevi bez zavarivanja na površinskom sloju. U budućnosti, već tijekom popravka, bačve se podvrgavaju zavarivanju površinskog sloja s povećanom tvrdoćom
2.4.1 Razmotrimo valjak od čelika 25Kh1M1F:
Svojstva čelika:
1) Kemijski sastav:
stol 1
2) Temperatura kritičnih točaka:
Ac1 = 770 - 805 , Ac3 (Acm) = 840 - 880
3) Fizička svojstva materijala:
tablica 2
T - Temperatura na kojoj su postignuta ova svojstva, [stupnjevi]
E- Modul elastičnosti prve vrste, [MPa]
a - Koeficijent toplinske (linearne) ekspanzije (raspon 20o - T) ,
l- Koeficijent toplinske vodljivosti (toplinski kapacitet materijala), [W/(m deg)]
r- Gustoća materijala, [kg/m3]
C - Specifični toplinski kapacitet materijala (raspon 20o - T), [J/(kg deg)]
R - Električni otpor, [Ohm m]
Titarenko V.I.(OP "REMMASH", Dnjepropetrovsk),
Gitin Yu.M.(JSC "DMKD" Dneprodzerzhinsk),
Golyakevich A.A., Orlov L.N.(LLC "TM.VELTEK", Kijev)
Oporavak-otvrdnjavanje površine stalno provode službe za popravke metalurških poduzeća. U asortimanu potrošnih materijala za navarivanje sve je veća upotreba punjenih žica za različite namjene.
U nekim slučajevima je uspješno primijenjen samozaštitni Punjena žica ima niz prednosti: vizualni nadzor nad procesom navarivanja, nema dodatne zaštite u obliku topitelja ili plina, tehnološka izvedba procesa navarivanja žicama malog promjera, što u nekim slučajevima proširuje tehnološke mogućnosti restaurativno navarivanje unutarnjih i vanjskih površina cilindričnih dijelova malog promjera.
samozaštitni puder žice se lako prilagođavaju na opremu koja se koristi u poduzećima, koja ne zahtijeva dodatna financijska ulaganja za kupnju specijalizirane opreme. Zbog ograničenog obrtnog kapitala, službe za popravak suočene su sa zadatkom održavanja performansi opreme uz minimalne troškove. Ovi zahtjevi su u potpunosti ispunjeni upotrebom lučnog navarivanja samozaštitnim punjenim žicama umjesto navarivanja obloženim elektrodama. U nekim slučajevima ta rješenja nisu optimalna u općeprihvaćenom smislu, ali za određeno poduzeće uzimajući u obzir stanje njegove proizvodnje i obrtnog kapitala, sasvim su prihvatljivi u ovoj fazi njegovog djelovanja. U nastavku su primjeri implementacije takvih rješenja.
Dugo razdoblje u OJSC "DMKD" (Dneprodzerzhinsk) nije odlučeno restauracija CCM valjaka, predstavlja šuplji dio malog promjera 140 mm ili manje, izrađen od čelika 40X. Korištenje podvodnog luka i navarivanja zaštitnim plinom nije bilo moguće iz niza razloga svojstvenih ovom pothvatu.
Predloženo je izvođenje sanacijske obrade samozaštićenom punjenom žicom. U prvoj fazi rada odvijao se razvoj tehnologije i tehnike navarivanja sa samozaštitnom punjenom žicom PP-Np-14GST Ø2,4 mm. Međutim, provedba procesa navarivanja nije bila moguća zbog nezadovoljavajućeg formiranja nataloženog metala i njegove tehnički podaci(kemijski sastav, strukturno stanje, otpornost na toplinu, tvrdoća). Korištenje VELTEK-N250-RM Ø2,4 mm punjene žice sa sustavom legiranja (C-Si-Mn-Ti) omogućilo je rješavanje ovog problema i osiguranje performansi nanesenih valjaka na razini novih , smanjiti troškove restauracije i povećati produktivnost područja popravka za 2-3 puta. Ova odluka je donesena kao posredna u smislu implementacije tehnologije navarivanja s naknadnim prijelazom na upotrebu punjenih žica koje pružaju visoku otpornost na toplinu, otpornost na habanje i otpornost na toplinu u korozivnom okruženju.
Kao takav materijal korištena je samozaštićena punjena žica marke VELTEK-N470C sa sustavom legiranja.C-
Si-
Mn-
Kr-
Ni-
Mo-
V-
Nbosiguravajući tvrdoću nataloženog metala 40-45HRC. Životni vijek valjaka povećao se 3-4 puta u usporedbi s novima. Prema izvedbi nataloženog metala WELTEK-N470S a njegove modifikacije nisu niže od žica OK 15.73(ESAB) 4142MM-SHC(Slitine za zavarivanje), prilagođeno topiteljima AN20S, AN26P. U roku od 9 godina WELTEK-N470S uspješno primijenio MMK im. Iljič za obnovu valjaka strojeva za kontinuirano lijevanje (CCM).
samozaštitni Punjena žica VELTEK-N250-RM promjera od 1,6 do 3,0 mm uspješno se koristi u restauraciji jastuka kotrljajućih postolja i škara, vretena i spojnica za pogone kotrljajućih valjaka, lančanika, čahura, osovina, glavčina itd. Prema svojim karakteristikama WELTEC-N250RM nije inferiorna dobro poznatoj punjenoj žici DUR 250-FD(Bohler).
Provedeno navarivanje jezgri kliještastih dizalica i čeljusti dizalice za skidanje, koje tijekom rada doživljavaju udarna i tlačna opterećenja pri visokim temperaturama. Jezgre su u kontaktu s metalom zagrijanim na 800-1250 o C i toplinskim cikliranjem uz periodično hlađenje jezgri u spremnicima s vodom. Za ovu svrhu primijeniti samozaštićena punjena žica grade WELTEK-N480SØ2,0 mm sa sustavom legiranja (C- Kr- W- M oko- V- Ti), što osigurava tvrdoću nataloženog metala nakon navarivanja 50-54HRC, vruća tvrdoća 40-44 HRCna 600 °C i otpornosti na pucanje ( 100 toplinskih ciklusa prije pojave prve pukotine). Primjena mehaniziranog navarivanja žicom WELTEK-N480S umjesto elektroda T-590, T-620, omogućio je povećanje vijeka trajanja jezgri za 4-5 puta i smanjenje troškova popravka. Zadatak oporavka jezgre rješava se kompleksno (oprema-materijal-tehnologija).
Prilikom navarivanja dijelova podvrgnutih udarno-abrazivni trošenje s punjenom žicom PP-AN170 (PP-Np-80Kh20R3T) postoji povećana tendencija pucanja, pucanja, a debljina naslaga je ograničena na 1-2 sloja, što u nekim slučajevima ograničava njegovu upotrebu.
Za rješavanje ovog problema primijeniti samozaštićene punjene žice WELTEC-H600 (C-
Kr-
M oko- V-
Nb-
Ti-NA), WELTEC-H620 (C-
Kr-
M oko- V-
Ti-B), koji osiguravaju tvrdoću nataloženog metala 55-63HRC. U usporedbi s PP-AN170, otpornost na habanje nanesenog metala je povećana za 30-50% ako je moguće izvesti 4-5 slojeva. Žice se proizvode promjera od 2 do 5 mm. Primjenom mehaniziranog i automatiziranog navarivanja punjenom žicom VELTEK-N600 Ø3,0 mm obnovljena je površina velikog konusa visoke peći, postignuto značajno povećanje otpornosti na habanje u usporedbi s elektrodama T-590 i vrijeme popravka smanjeno je 2 puta.
Tijekom automatskog navarivanja malog konusa s punjenom žicom VELTEK-N620 Ø4,0 mm, dobivena je veća otpornost na habanje u usporedbi s navarivanjem trakom PL-AN101. Osim toga, ove su žice uspješno korištene za otvrdnjavanje navarivanja zuba kašike bagera , buldožerski noževi, čeljusti za hvatanje.
Izum se odnosi na sastave materijala koji se koriste za otvrdnjavanje navarivanja valjaka strojeva za kontinuirano lijevanje proizvoda s otvorenim ili zatvorenim lukom. Materijal sadrži, wt %: ugljik 0,01-0,07, mangan do 2,0, silicij do 1,0, krom 11-16, nikal 3,0-5,0, molibden 1,0-2,5, vanadij 0,1-1,0, volfram 0,1-1,0, dušik 0,05- 0,2, kobalt do 2,0, niobij 0,1-1,0, sumpor i fosfor 0,03 max, željezo - ostalo. Poboljšane performanse u radu valjaka strojeva za kontinuirano lijevanje. 3 tab.
Predmetni izum odnosi se na kontinuirano lijevanje čelika, točnije na sastave materijala koji se koriste za navarivanje CCM valjaka.
Tehnologija kontinuiranog lijevanja čelika ima niz prednosti koje je čine perspektivnom i povećavaju opseg primjene. Produktivnost i učinkovitost strojeva za kontinuirano lijevanje (CCM) povezani su s brojem popravaka zbog trajnosti valjaka. Razvoj i primjena visokoučinkovitih površinskih materijala i restaurativne površine CCM valjaka je hitan zadatak.
U inozemstvu je stvarna trajnost valjaka 3.000.000 tona, au domaćoj metalurgiji 500.000 tona.Ova razlika uvjetovana je većom kvalitetom materijala za navarivanje i tehnologijom navarivanja. U domaćoj metalurgiji, za obnavljanje površina CCM valjaka, tradicionalno se koriste čvrste i punjene žice 2X13, 20X17, čime se dobiva metal nataložen kromom s feritno-martenzitnom strukturom.
Razlika u strukturnom i faznom sastavu nataloženog metala određuje performanse CCM valjaka, koji rade u uvjetima dugotrajnih cikličkih i termomehaničkih opterećenja. Valjci potpornih i nesavijajućih jedinica rade u teškim temperaturnim uvjetima. Temperatura površine valjaka doseže 670-750°C. Valjci percipiraju sile od ferostatskog napuhavanja i sile od savijanja ingota. U ravnim dijelovima valjci su podložni abrazivnom trošenju. Razaranje radne površine valjaka očituje se u vidu trošenja površinskog sloja i stvaranja pukotina. U vezi s navedenim, najperspektivnije je na radnu površinu valjaka nanijeti slojeve za otvrdnjavanje kompleksno legiranog metala kroma.
Poznati sastav materijala za oblaganje koji sadrži u %:
C 0,1-0,3; Si<1; Mn <3; Мо <1,5; Ni <3; остальное - железо (патент Великобритании GB 2253804 В).
Najbliži navedenom je materijal za oblaganje prema patentu RU 2279339 C2. Međutim, povećani sadržaj ugljika u ovom površinskom materijalu dovodi do taloženja kromovih karbida duž granica zrna, smanjujući granice zrna kroma, što zauzvrat povećava međukristalnu koroziju i sklonost pucanju. Smanjenje sadržaja ugljika smanjuje stvaranje karbida, ali time se smanjuje tvrdoća legure, što smanjuje otpornost na trošenje.
Cilj izuma je stvoriti materijal za navarivanje dijelova kao što su CCM valjci, koji ima povećanu otpornost na visokotemperaturnu koroziju, otpornost na toplinski zamor, udarno opterećenje, otpornost na abrazivno trošenje i mogućnost navarivanja s otvorenim i zatvorenim lukovima. .
Postiže se materijalom za navarivanje sa sljedećim omjerom komponenti, %:
Uvođenje u sastav materijala za površinsku obradu niobija u rasponu od 0,1-1,0% daje čvrstoću materijala na visokim temperaturama.
Navedeni površinski materijal ima martenzitnu mikrostrukturu s udjelom delta ferita manjim od 10% s malom količinom austenita.
Primjer upotrebe materijala za zavarivanje prema ovom izumu.
Napravljena su dva uzorka koja su zavarena pod otvorenim i zatvorenim lukom pod sinteriranim neutralnim topilom - označena kao uzorak 1 i uzorak 2. Navarivanje je izvedeno pri 400 ampera, 28 volti, pri brzini hoda od 16 in/min, unos topline odgovarao je 45 kJ/in. Uzorci i testovi bili su u skladu sa standardnim postupcima Američkog nacionalnog instituta za standarde (ANSI), Američkog društva za zavarivanje (AWS), Američkog društva za ispitivanje materijala (ASTM). Rezultati ispitivanja na vlak, granicu tečenja, istezanje uspoređeni su s rezultatima tipičnog materijala za površinsku obradu prema patentu RU 2279339 C2 pri različitim temperaturama (vidi tablicu 1).
Uzorci 1 i 2 pokazuju najbolji rezultat kada su ispitani na istezanje na temperaturama od 426°C i 648°C. Povećana duktilnost znači manji razvoj pukotina, što produljuje životni vijek dijela.
| stol 1 | ||||
| Temperatura, °S | Rezultati ispitivanja vlačne čvrstoće | |||
| Materijal | Vlačna čvrstoća | Čvrstoća popuštanja | Istezanje, % | |
| 25 | Pogladiti. EN 2279339 C2 | 167 | 132 | 12 |
| uzorak 1 | 166 | 134 | 15 | |
| Uzorak 2 | 164 | 142 | 13,5 | |
| 426 | Pogladiti. EN 2279339 C2 | 112,7 | 130,7 | 7,0 |
| uzorak 1 | 132,9 | 102,2 | 11,5 | |
| Uzorak 2 | 139 | 112,4 | 11,5 | |
| 648 | Pogladiti. EN 2279339 C2 uzorak 1 Uzorak 2 |
69,9 | 54,0 | 24,0 |
| 52,0 | 36,4 | 29,5 | ||
| 41,0 | 26,9 | 36,5 |
U tablici 2 uspoređeni su rezultati ispitivanja tvrdoće i pojave pukotina od zagrijavanja tipičnog materijala prema patentu RU 2279339 C2 i uzoraka 1 i 2 (izlaganje toplini i vodi - 1000 ciklusa u posebnom uređaju).
Kao što se može vidjeti iz tablice, čak i pri niskom sadržaju ugljika u površinskom materijalu, održava se prethodna razina tvrdoće i otkriva se veća otpornost na pojavu pukotina od zagrijavanja.
Tablica 3 prikazuje rezultate ispitivanja trošenja prema Američkom društvu za ispitivanje materijala (ASTM) G-65 (metoda ubrzanog ispitivanja trošenja).
Kao što se može vidjeti iz tablice 3, pod istim radnim uvjetima, inventivni površinski materijal otporniji je na trošenje u usporedbi s tipičnim korištenim materijalima.
Materijal za navarivanje valjaka strojeva za kontinuirano lijevanje s otvorenim ili zatvorenim lukom, koji sadrži ugljik, mangan, silicij, krom, nikal, molibden, vanadij, volfram, dušik, kobalt, sumpor, fosfor i željezo, naznačen time što dodatno sadrži niobij s sljedeći omjer komponenti, mas.%:
Slični patenti:
Izum se odnosi na dodatke za zavarivanje namijenjene elektrolučnom zavarivanju sloja čelika, uglavnom u restauraciji istrošenih površina, dijelova željezničkih vozila.
Izum se odnosi na proizvodnju dodatnog materijala za zavarivanje visokolegiranih toplinski otpornih i toplinski postojanih legura na bazi željeza-kroma-nikla i može se koristiti za izradu kritičnih konstrukcija u metalurgiji, energetici, kemijskoj industriji i industriji rafiniranja nafte, za na primjer, za proizvodnju reakcijskih svitaka postrojenja za visokotemperaturnu pirolizu koja su izložena značajnim statičkim opterećenjima koja rade na temperaturama od 900-1100°C, u uvjetima pougljičenja, korozije i trošenja cijevi.
Izum se odnosi na legure na bazi nikla namijenjene za upotrebu u zrakoplovnoj i energetskoj industriji kao dodatni materijal u zavarenim konstrukcijama u obliku "rezanaca" ili u obliku žice za zavarivanje.
Izum se odnosi na proizvodnju dodataka za zavarivanje i može se koristiti za ručno i automatsko zavarivanje perlitnih čelika otpornih na toplinu u proizvodnji proizvoda u petrokemijskoj i nuklearnoj energetici.
Izum se odnosi na metalurgiju i proizvodnju zavarivanja, a može se koristiti za izradu legura na bazi kobalta i dodatnih metala od tih legura za zavarivanje, navarivanje i popravak zavarivanjem kritičnih dijelova od visokolegiranih toplinski otpornih legura nikla i kobalta dijelovi vrućeg puta plinskoturbinskih motora zrakoplova koji rade na visokim temperaturama (preko 900°C).
Izum se odnosi na područje strojarstva, odnosno na lemove na bazi nikla, koji se mogu koristiti u proizvodnji lemljenih dijelova vrućeg puta GTE turbina od legura nikla otpornih na toplinu Poznat je lem na bazi nikla koji ima sljedeće kemijski sastav, wt.%: 0 Željezo 3,5-5,0 Bor 0,2-0,4 Silicij 6,0-7,2 Molibden 10,0-12,0 Volfram 8,0-10,0 Nikal-čelik (Priručnik za lemljenje.
Suvremena metalurška proizvodnja nezamisliva je bez tehnologije kontinuiranog lijevanja čelika, a zahvaljujući značajnim uštedama energije i vremena, povećanju produktivnosti i kvalitete proizvoda, smanjenju proizvodnih gubitaka, te učinkovitijem ulaganju. S tim u vezi, provodi se sustavno uvođenje CCM-a i, kao rezultat toga, očekuje se povećanje obujma njihove proizvodnje i popravka. Iskustvo metalurških poduzeća pokazuje da tehnički i tehnički i ekonomski pokazatelji strojeva za kontinuirano lijevanje (CCM) uvelike ovise o trajnosti valjaka potpornih sustava. Valjci potpornih i nesavijajućih jedinica rade u strogom temperaturnom režimu termičkog ciklusa, maksimalna temperatura površine valjaka može doseći 650-750 °C. Valjci percipiraju sile od ferostatskog napuhavanja i sile od savijanja ingota. Na ravnim dionicama valjci su podložni abrazivnom trošenju (slika 1). Razaranje radne površine valjaka očituje se u vidu trošenja površinskog sloja i stvaranja pukotina. U skladu sa zahtjevima proizvodnje, stopa trošenja materijala radnih površina ne smije prelaziti 0,1–0,25 mm na 1 tisuću zagrijavanja, dok CCM mora proizvesti najmanje 1 milijun tona trupaca bez mijenjanja valjaka. Poznato je da je elektrolučno zavarivanje radnih površina valjaka s čelikom otpornim na habanje i koroziju najučinkovitiji i najčešći način povećanja vijeka trajanja takvih dijelova. Ovu metodu kaljenja valjaka koristi većina tvrtki koje proizvode CCM u našoj zemlji i inozemstvu.
Poduzeće TM.WELTEK rješava ovaj problem za metalurška postrojenja i poduzeća za popravke pružajući široku paletu punjenih žica za navarivanje i znanja o tehnologiji navarivanja (tablica). Žice su prilagođene postupcima navarivanja pod praškom, CO 2 i Ar+CO 2 i otvorenim lukom, a svojim karakteristikama nisu niže od inozemnih i domaćih analoga.
Sl. 1. Shema instalacije za kontinuirano lijevanje čelika.
Potopljeni luk na površini
Tehnologije navarivanja pod potopljenim lukom provode se duž spirale s jednim i podijeljenim lukom, bez vibracija i s poprečnim vibracijama počevši od promjera 70 mm ili više. Najčešća tehnologija je dvoslojno navarivanje, a brojne servisne službe koriste troslojno navarivanje. Za ovaj način navarivanja proizvodimo žice promjera od 2,0 do 4,0 mm. Predložene žice s punjenom jezgrom omogućuju nanošenje sloja metala otpornog na višestruko trošenje na radnu površinu valjaka. Kombinacija punjene žice s praškom omogućuje dobivanje metala za zavarivanje s visokim udjelom kroma (Cr-Mn-Ni-Mo-N, Cr-Mn-Ni-Mo-V-Nb) s plastičnom strukturom niske ugljični martenzit, očvrsnut dispergiranim karbidima i nitridima uz minimiziranje δ sadržaja ferita 5-10% (slika 2).
sl.2. Mikrostruktura nataloženog metala WELTEK-N470 (×1000) (volumni udio δ-ferita 3,8%, tvrdoća nakon navarivanja 42–46 HRC).
Ovaj problem je riješen smanjenjem sadržaja ugljika C< 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).
sl.3. Navarivanje CCM valjka punjenom žicom VELTEK-N470 pod WAF325 fluksom.
Navarivanje u zaštitnom plinu.
Upotreba navarivanja u zaštitnom plinu najučinkovitija je u smjesi 82Ar + 18CO 2 ili Ar u usporedbi s ugljikovim dioksidom zbog veće stabilnosti procesa, smanjenja oksidacijske sposobnosti zaštitnog plina i smanjenja prodiranje baze. Prednosti uključuju prihvatljivu izvedbu procesa, vizualnu kontrolu procesa navarivanja, kemijski sastav je određen sastavom žice i nema utjecaja svojstvenog fluksu, manji sadržaj vodika u taloženom metalu u usporedbi s topilom, implementaciju proces s poprečnim vibracijama žice je lakši. Proces navarivanja karakterizira dobro formiranje metala, lako odvajanje kore troske i mogućnost navarivanja sljedećeg sloja bez uklanjanja troske. Nedostaci uključuju: potrebu za zaštitom od prskanja i zračenja luka, manje ravnu površinu nataloženog metala, potrebu korištenja dimnjaka, prskanje mlaznice za dovod zaštitnog plina. Za ovu metodu navarivanja proizvodimo žice promjera od 1,6 do 2,4 mm kako za nanošenje podsloja tako i za radne slojeve nataloženog metala.
Navarivanje s otvorenim lukom.
Proces navarivanja s otvorenim lukom ima prednosti svojstvene procesu u zaštitnom plinu i nadopunjuje se odsutnošću potrebe za uporabom zaštitnog plina, jednostavnijom konfiguracijom instalacije za navarivanje, no njegova je najznačajnija prednost u metalurškom aspektu. . Ovim načinom navarivanja ostvaruje se mogućnost legiranja nataloženog metala dušikom. Potreba za takvim metalurškim rješenjem je zbog hitnosti povećanja resursa CCM valjaka povećanjem otpornosti nataloženog metala na vatru i koroziju. Ovo rješenje najuspješnije je implementirala engleska tvrtka Welding Alloys. Radna površina valjka podvrgnuta je cikličkom izlaganju visokim temperaturama, što dovodi do promjene strukturnog stanja pripovršinskog metalnog sloja. Dolazi do grubljenja zrna i stvaranja kromovih karbida na njihovim granicama, što dovodi do razvoja interkristalne korozije. Gubitak ugljika u martenzitnoj matrici dovodi do stvaranja mekog feritnog sloja niske otpornosti na mehaničko trošenje. Zamjenom dijela ugljika dušikom potiskuju se procesi uvećanja zrna i stvaranje kromovih karbida na granicama zrna. Nastali nitridi su ravnomjerno raspoređeni u strukturi metala, očituje se učinak sekundarnog otvrdnjavanja u procesu toplinskog cikliranja. Implementacija ovih mehanizama omogućuje vam povećanje resursa valjaka. Za ovaj način navarivanja proizvodimo žice promjera 2,0–2,4 mm.
Punjena žica proizvođača TM.VELTEK za navarivanje kotača.
| Postupak | Žica | Promjer, mm | Zaštita |
| Potopljeni luk na površini | Weltek-H470(C-Cr-Ni-Mo-V-Nb) 2 i 3 sloja, HRC 40—45 Osnovni čelik: 15Kh1MFYu. 25X1M1F 16CrMo4 (DIN10083) 21CrMoV511, 25CrM04 St52-3 (DIN10025) | 2,0—3,6 | AH20, AH26 WAF325 Record-SK OK10.33 OK 10.61 |
| Weltek-N470.01(Cr-Ni-Mo-V-Nb-N) 2 sloja, HRC40-45 Osnovni čelik: 42CrMo4 (DIN10083) | 2,4—3,6 | ||
| Weltek-H470(C-Cr-Ni-Mo-V-Nb) 1 sloj HRC40-45 Osnovni čelik: 42CrMo4 (DIN10083) Podsloj Weltek-H472(Cr-Mn) | |||
| Weltek-N470.02(C-Cr-Ni-Mo-V) 2 i 3 sloja, HRC47-54 Osnovni čelik: 15Kh1MFYu. 25X1M1F 16CrMo4 (DIN10083) 21CrMoV511, 25CrM04 St52-3 (DIN10025) | |||
| Navarivanje u zaštitnom plinu | Weltek-N470G(Cr-Ni-Mo-V-Nb-N) 2 sloja HRC40-45 Osnovni čelik: 15Kh1MFYu. 25X1M1F 16CrMo4 (DIN10083) 21CrMoV511, 25CrM04 St52-3 (DIN10025) | 1,6—2,4 | CO 2 Ar 82Ar + 18CO 2 |
| Zavarivanje otvorenim lukom | Weltek-N470S(Cr-Ni-Mo-V-Nb-N) 2 sloja HRC44-50 Osnovni čelik: 15Kh1MFYu. 25X1M1F 16CrMo4 (DIN10083) 21CrMoV511, 25CrM04 St52-3 (DIN10025) | 2,0—2,4 | samozaštitni |
| Weltek-N470S.01(Cr-Ni-Mo-N) 2 sloja HRC38-42 Osnovni čelik: 15X1MFYu. 25X1M1F 16CrMo4 (DIN10083) 21CrMoV511, 25CrM04 St52-3 (DIN10025) |
Orlov L. N., Golyakevich A. A., Khilko A. V., Giyuk S. P. ("TM.VELTEK", Kijev)