Электродные и присадочные материалы для наплавки и сварки литейных оловянных бронз (Обзор)

В машиностроении, металлургии и других отраслях промышленности широкое применение находят оловянные бронзы, из которых изготавливают методом литья детали, работающие в условиях повышенного износа. Для изготовления, а также устранения литейного брака и ремонта деталей из оловянных бронз находят при...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2014
Автор:	Майданчук, Т.Б.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2014
Назва видання:	Автоматическая сварка
Теми:	Производственный раздел
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/103246
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Электродные и присадочные материалы для наплавки и сварки литейных оловянных бронз (Обзор) / Т.Б. Майданчук // Автоматическая сварка. — 2014. — № 1 (728). — С. 58-64. — Бібліогр.: 40 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-103246
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1032462016-06-16T03:02:59Z Электродные и присадочные материалы для наплавки и сварки литейных оловянных бронз (Обзор) Майданчук, Т.Б. Производственный раздел В машиностроении, металлургии и других отраслях промышленности широкое применение находят оловянные бронзы, из которых изготавливают методом литья детали, работающие в условиях повышенного износа. Для изготовления, а также устранения литейного брака и ремонта деталей из оловянных бронз находят применение сварочные и наплавочные процессы. В данном обзоре проведен анализ существующих разработок как в области современных технологических процессов сварки и наплавки оловянных бронз, так и новых электродных и присадочных материалов для этих целей. Рассмотрены основные трудности, возникающие при использовании сварочных процессов: высокая склонность к пористости (наиболее склонны медные сплавы), образование кристаллизационных трещин в сварных швах и зоне термического влияния, ликвация олова, что приводит к неоднородности структуры, а также повышенная склонность к образованию горячих трещин при наплавке бронзы на сталь как в наплавленном металле бронзы, так и в стали. Описаны способы сварки и наплавки литейных оловянных бронз, среди которых наиболее распространены: аргонодуговая сварка, сварка под флюсом и ручная дуговая сварка покрытыми электродами. Показано, что применяемые в качестве электродных и присадочных материалов проволоки и ленты из деформируемых сплавов зачастую не обеспечивают требуемый химический состав наплавленного металла. Предпочтительно создание специальных порошковых проволок и покрытых электродов, обеспечивающих оптимизацию легирования металла и достижения требуемых свойств. К примеру, для сварки и наплавки литейных оловянных бронз (БрО10Ф1, БрО5Ц5С5) необходимы сварочные материалы, химический состав и свойства которых соответстовали бы основному металлу. На основе проведенного анализа сделан вывод о необходимости создания новых сварочных материалов (покрытых электродов, порошковых проволок) для сварки и наплавки бронз ответственного назначения. 2014 Article Электродные и присадочные материалы для наплавки и сварки литейных оловянных бронз (Обзор) / Т.Б. Майданчук // Автоматическая сварка. — 2014. — № 1 (728). — С. 58-64. — Бібліогр.: 40 назв. — рос. http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/103246 621.791.92.02 ru Автоматическая сварка Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Производственный раздел Производственный раздел
spellingShingle	Производственный раздел Производственный раздел Майданчук, Т.Б. Электродные и присадочные материалы для наплавки и сварки литейных оловянных бронз (Обзор) Автоматическая сварка
description	В машиностроении, металлургии и других отраслях промышленности широкое применение находят оловянные бронзы, из которых изготавливают методом литья детали, работающие в условиях повышенного износа. Для изготовления, а также устранения литейного брака и ремонта деталей из оловянных бронз находят применение сварочные и наплавочные процессы. В данном обзоре проведен анализ существующих разработок как в области современных технологических процессов сварки и наплавки оловянных бронз, так и новых электродных и присадочных материалов для этих целей. Рассмотрены основные трудности, возникающие при использовании сварочных процессов: высокая склонность к пористости (наиболее склонны медные сплавы), образование кристаллизационных трещин в сварных швах и зоне термического влияния, ликвация олова, что приводит к неоднородности структуры, а также повышенная склонность к образованию горячих трещин при наплавке бронзы на сталь как в наплавленном металле бронзы, так и в стали. Описаны способы сварки и наплавки литейных оловянных бронз, среди которых наиболее распространены: аргонодуговая сварка, сварка под флюсом и ручная дуговая сварка покрытыми электродами. Показано, что применяемые в качестве электродных и присадочных материалов проволоки и ленты из деформируемых сплавов зачастую не обеспечивают требуемый химический состав наплавленного металла. Предпочтительно создание специальных порошковых проволок и покрытых электродов, обеспечивающих оптимизацию легирования металла и достижения требуемых свойств. К примеру, для сварки и наплавки литейных оловянных бронз (БрО10Ф1, БрО5Ц5С5) необходимы сварочные материалы, химический состав и свойства которых соответстовали бы основному металлу. На основе проведенного анализа сделан вывод о необходимости создания новых сварочных материалов (покрытых электродов, порошковых проволок) для сварки и наплавки бронз ответственного назначения.
format	Article
author	Майданчук, Т.Б.
author_facet	Майданчук, Т.Б.
author_sort	Майданчук, Т.Б.
title	Электродные и присадочные материалы для наплавки и сварки литейных оловянных бронз (Обзор)
title_short	Электродные и присадочные материалы для наплавки и сварки литейных оловянных бронз (Обзор)
title_full	Электродные и присадочные материалы для наплавки и сварки литейных оловянных бронз (Обзор)
title_fullStr	Электродные и присадочные материалы для наплавки и сварки литейных оловянных бронз (Обзор)
title_full_unstemmed	Электродные и присадочные материалы для наплавки и сварки литейных оловянных бронз (Обзор)
title_sort	электродные и присадочные материалы для наплавки и сварки литейных оловянных бронз (обзор)
publisher	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
publishDate	2014
topic_facet	Производственный раздел
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/103246
citation_txt	Электродные и присадочные материалы для наплавки и сварки литейных оловянных бронз (Обзор) / Т.Б. Майданчук // Автоматическая сварка. — 2014. — № 1 (728). — С. 58-64. — Бібліогр.: 40 назв. — рос.
series	Автоматическая сварка
work_keys_str_mv	AT majdančuktb élektrodnyeiprisadočnyematerialydlânaplavkiisvarkilitejnyholovânnyhbronzobzor
first_indexed	2025-07-07T13:30:54Z
last_indexed	2025-07-07T13:30:54Z
_version_	1836995109614256128
fulltext	58 1/2014 УДК 621.791.92.02 ЭЛЕКТРОДНЫЕ И ПРИСАДОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ НАПЛАВКИ И СВАРКИ ЛИТЕЙНЫХ ОЛОВЯННЫХ БРОНЗ (ОБЗОР) Т. Б. МАЙДАНЧУК ИЭС им. Е. О. Патона НАНУ. 03680, г. Киев-150, ул. Боженко, 11. Е-mail: office@paton.kiev.ua В машиностроении, металлургии и других отраслях промышленности широкое применение находят оловянные бронзы, из которых изготавливают методом литья детали, работающие в условиях повышенного износа. Для изготовления, а также устранения литейного брака и ремонта деталей из оловянных бронз находят применение сварочные и наплавоч- ные процессы. В данном обзоре проведен анализ существующих разработок как в области современных технологи- ческих процессов сварки и наплавки оловянных бронз, так и новых электродных и присадочных материалов для этих целей. Рассмотрены основные трудности, возникающие при использовании сварочных процессов: высокая склонность к пористости (наиболее склонны медные сплавы), образование кристаллизационных трещин в сварных швах и зоне термического влияния, ликвация олова, что приводит к неоднородности структуры, а также повышенная склонность к образованию горячих трещин при наплавке бронзы на сталь как в наплавленном металле бронзы, так и в стали. Опи- саны способы сварки и наплавки литейных оловянных бронз, среди которых наиболее распространены: аргонодуговая сварка, сварка под флюсом и ручная дуговая сварка покрытыми электродами. Показано, что применяемые в качестве электродных и присадочных материалов проволоки и ленты из деформируемых сплавов зачастую не обеспечивают требуемый химический состав наплавленного металла. Предпочтительно создание специальных порошковых прово- лок и покрытых электродов, обеспечивающих оптимизацию легирования металла и достижения требуемых свойств. К примеру, для сварки и наплавки литейных оловянных бронз (БрО10Ф1, БрО5Ц5С5) необходимы сварочные материалы, химический состав и свойства которых соответстовали бы основному металлу. На основе проведенного анализа сделан вывод о необходимости создания новых сварочных материалов (покрытых электродов, порошковых проволок) для сварки и наплавки бронз ответственного назначения. Библиогр. 40, табл. 4, рис. 1. К л ю ч е в ы е с л о в а : бронзы оловянные, электродные материалы, способы сварки и наплавки, металлургические особенности В настоящее время сплавы на основе меди, такие как оловянные бронзы, находят широкое примене- ние в узлах и парах трения машин и механизмов, работающих в условиях повышенного износа на различных режимах эксплуатации. Этому в зна- чительной степени способствует благоприятное сочетание их физических и технологических свойств. С каждым годом увеличивается выплавка изде- лий из оловянных бронз с использованием новых методов литья [1], при этом, однако, не удается полностью исключить брак (1...10 % в зависи- мости от культуры производства и технического уровня литейных цехов, а при изготовлении слож- ных отливок — 50…70 %) [2]. Поскольку оловян- ные бронзы относятся к дефицитным и дорогим сплавам на которые постоянно растут спрос и цена [3, 4], актуальна задача бережного использо- вания данных металлов. Частично устранение литейного брака решает- ся путем применения различных сварочных про- цессов (наплавка, сварка, заварка). Также эти про- цессы используют: - для восстановления изношенных бронзо- вых деталей, увеличивая таким образом срок их службы; - при изготовлении биметаллических деталей взамен цельнолитых для экономии дорогого ме- талла, а также уменьшения общего веса изделия; - для изготовления лито-сварных изделий сложной конфигурации вместо литых. Целью настоящего обзора является анализ свойств существующих марок оловянных бронз, определение основных трудностей, возникающих при сварке и наплавке данных сплавов, а также обобщение данных о сварочных процессах и при- садочных материалах, используемых для сварки и наплавки оловянных бронз. Марки литейных оловянных бронз, выпу- скаемых промышленностью. В промышленно- сти, как правило, применяют оловянные бронзы, содержащие наряду с оловом такие легирующие элементы как цинк, свинец, фосфор, никель [5-7] (табл. 1). Цинк добавляют для увеличения коррозион- ной стойкости бронзы в морской воде, а также для равномерного распределения тяжелого свинца в сплаве. К тому же цинк дешевле олова и меди. © Т. Б. Майданчук, 2014 591/2014 Свинец практически нерастворим в оловян- ных бронзах в твердом состоянии. Он повышает антифрикционные свойства, плотность отливок, а также улучшает обрабатываемость резанием, но при этом понижаются их механические свойства. Для повышения механических свойств и жид- котекучести оловянные бронзы легируют фосфо- ром, который также является раскислителем. Никель (до 0,25 %) положительно влияет на оловянно-фосфористые бронзы, несколько повы- шая механические свойства и измельчая зерно. В оловянно-свинцовых бронзах никель также замет- но измельчает зерно, что способствует более рав- номерному распределению свинца в отливках. На оловянно-цинковые бронзы никель (0,5…1,0 %) не оказывает заметного влияния. Т а б л и ц а 1 . Марки литейных оловянных бронз [5] Сплав СНГ США Германия Япония ГОСТ 613-79 ASTM В30;В427; В0505;В584 DIN 17656 JIS H5111; Н5113;Н115 Медно-оловянный — С91000 SnBz14(2.1057) — Оловянно-никелевый — — — С96000 С91700 С96800 — — — — — — Оловянно-фосфористый БрО10Ф1 — — — — — С90700 С90800 С91100 С91300 — — — — — — Н5113/class2 H5113/class2b — — Оловянно-цинковый БрО8Ц4 БрО10Ц2 — С90300 С90500 — — — Rg10(2.1087) — — — Оловянно-цинково- никелевый — С94700 — — Оловянно-свинцовый — — — — БрО10С10 — — — — — БрО5С25 — С92700 С92800 С93400 С93600 С93700 — С93800 С93900 С94000 С94100 С94300 С94500 — — — — — SnPbBz10(2.1177) SnPbBz10(2.1183) — — SnPbBz10(2.1189) — — — — — — H5115/class3.3c — H5115/class4.4c — — — — H5115/class5 Оловянно-свинцово-никелевый — — С92500 С92900 — — — — Оловянно-свинцово-цинковый БрО6Ц6С3 БрО5Ц5С5 — БрО4Ц7С5 — БрО3Ц12С5 БрО4Ц4С17 — — — — — — С83800 — С83900 С84200 С84800 — С92200 С92300 С92600 С93200 С93500 — — Rg 5(2.1097) — — — — — — — Rg 7(2.1091) — — P5111/class6.6c — — — H5111/class1.1c — H5111/class7.7c H5111/class2.2c H5111/class3.3c — — Оловянно-цинково-никелевый БрО3Ц7С5Н1 — — — — — — С83450 С94800 С94900 С97300 С97600 — — — — — — — — — — — — 60 1/2014 Небольшие добавки к оловянным бронзам цир- кония, бора, титана, ниобия улучшают их механи- ческие свойства и обрабатываемость давлением в холодном и горячем состоянии. Как видно из табл. 1, в СНГ выпускают- ся бронзы, аналогов которым нет в других странах (БрО10Ф1, БрО6Ц6С3, БрО4Ц4С17, БрО3Ц7С5Н1). Основные трудности при сварке и наплавке оловянных бронз. Сварка и наплавка оловянных бронз сопряжена с определенными трудностя- ми: высокая склонность к пористости (наиболее склонны из всех медных сплавов), образование кристаллизационных трещин в сварных швах и зоне термического влияния, ликвация олова и, со- ответственно, неоднородность структуры, а так- же проникновение оловянной бронзы в сталь при наплавке. Пористость сварных швов вызывается выделе- нием водорода и паров воды из металла свароч- ной ванны в процессе кристаллизации [8, 9]. Для предупреждения пористости используют свароч- ные материалы, которые обеспечивают разбавле- ние газовой фазы и снижение тем самым парци- ального давления водорода в атмосфере дуги (за счет введения в состав покрытий электродов га- зообразующих составляющих), а также использо- вание активных раскислителей металла сварочной ванны (электродные стержни и проволоки, леги- рованные фосфором, кремнием, марганцем и алю- минием) [10]. Большой проблемой при сварке и наплавке ли- тейных оловянных бронз является возникновение кристаллизационных трещин [11, 12]. Межкри- сталлитные трещины берут свое начало на гра- нице сплавления и могут иметь вид отдельных проникновений между зернами или сетки по гра- ницам зерен. Основная причина образования тре- щин – жидкие прослойки между кристаллитами в момент воздействия растягивающих напряжений. Наличие жидких прослоек зависит от содержа- ния в металле примесей, образующих легкоплав- кие эвтектики. Для большинства оловянных бронз такими являются висмут, сера и фосфор. Также возникновение трещин связывают с образовани- ем большого количества хрупкой δ-фазы, богатой оловом. Для бронзы БрО10Ц2 склонность к обра- зованию трещин в сварных соединениях растет с увеличением олова в сплаве и при наличии в нем более 0,004 % свинца[13]. При наплавке на сталь на возникновение трещин влияют также различие физико-химических свойств оловянных бронз и сталей и режимы наплавки. Размеры трещин раз- личны – от нескольких микрон до нескольких (и даже десятков) миллиметров (рисунок). При на- плавке оловянных бронз на сталь необходимо Т а б л и ц а 2 . Марки оловянных бронз, обрабатываемых давлением [5] Сплав СНГ США Германия Япония ГОСТ 5017-74 ASTM B103; В122; В139; В740 DIN 17662; 17664 JIS H3110; Н3130 Оловянно-фосфористый БрОФ2-0.25 БрОФ4-0.25 — БрОФ6.5-0.15 — — БрОФ6.5-0.4 БрОФ7-0.2 — БрОФ8-0.3 — — С51100 С53400 — С51000 С53200 — — — С52100 С52400 — CuSn4(2.1016) — CuSn6(2.1020) — — — CuSn6(2.1020); CuSn8(2.1030) CuSn8(2.1030) — — С5111 — С5191 — — — С5210 — С5212 — Оловянно-цинковый БрОЦ4-3 — — — — СuSn6Zn6(2.1080) — — Оловянно-никелевый — — — — C72500 C72650 C72700 C72900 CuNi9Sn2(2.0875) — — — — — — — Оловянно-цинково-свинцовый БрОЦС 4-4-2.5 — БрОЦС 4-4-4 — С54400 — — — — — — — Микроструктура (х100) зоны сплавления оловянной бронзы со сталью (трещина заполнена бронзой) 611/2014 принимать меры, направленные на предупрежде- ние образования в стали трещин (наплавку вести без расплавления стали при минимальной темпе- ратуре нагрева ее поверхности, применять проме- жуточную наплавку кремниевой бронзой или ла- тунью, использовать технологические процессы, при которых в стали будут развиваться минималь- ные напряжения растяжения) [14–16]. Следует отметить, что процесс образования трещин при сварке и наплавке оловянных бронз изучен недостаточно. При сварке и наплавке оловянных бронз воз- можна ликвация олова в связи с большим темпе- ратурным интервалом кристаллизации, из-за чего в металле возникает химическая неоднородность по сечению и, следовательно, неоднородность ме- ханических свойств. Для уменьшения ликвации необходимо выполнять сварку на минимальной погонной энергии и с перерывами для выравни- вания температуры, применять промежуточный и окончательный отжиг и, как правило, использо- вать сварочные материалы с пониженным по срав- нению со свариваемой бронзой содержанием оло- ва [17, 18]. Сварочные процессы и материалы для на- плавки и сварки оловянных бронз. Несмотря на все трудности при сварке и наплавке оловянных бронз в промышленности нашли применение мно- гие сварочные процессы: сварка в среде защитных газов плавящимся и неплавящимся электродами, автоматическая под слоем флюса, ручная дуго- вая покрытыми электродами. Реже используется плазменно-дуговая, газопламенная, электрошла- ковая, вибродуговая и другие способы сварки и наплавки. Наибольшее распространенние получила свар- ка в среде защитных газов плавящимся и непла- вящимся электродами, отличающаяся универсаль- ностью и простотой защиты металла сварочной ванны от воздействия окружающей атмосферы. В качестве защитной среды в основном применяют- ся инертные газы – аргон, гелий, а также их смесь (70 Ar + 30 He)%, реже используется азот. В зависимости от марки свариваемой бронзы и среды эксплуатации изделия применяют проволо- ки из деформируемых бронз, которые выпускают- ся в странах СНГ и за рубежом (табл. 2). Для минимизации проплавления основного металла и попадания в плакирующий слой желе- за, существенно ухудшающего эксплуатационные свойства наплавленного металла, целесообразно применение аргонодуговой наплавки плавящимся и неплавящимся электродами при малых плотно- стях тока. Наиболее плотный металл получается при наплавке плавящимся электродом с использо- ванием проволок сплошного сечения. Широкому применению электродуговой свар- ки и наплавки оловянных бронз в защитных газах препятствуют низкие деформационные свойства литейных оловянных сплавов, поскольку изго- товление из них сварочных проволок затруднено. Особенно велика потребность в проволоках мало- го диаметра. Эта проблема может быть решена ис- пользованием в качестве присадочного материала порошковых и композитных проволок, которые позволяют относительно несложно получать ме- талл требуемого состава и удовлетворительного качества. К числу прогрессивных способов электродуго- вой наплавки, позволяющих в широких пределах регулировать проплавление стали и обеспечиваю- щих высокую производительность, следует отне- сти наплавку расщепленным и ленточным элект- родами [19–21]. Изучение особенностей горения дуги и проплавления основного металла такими электродами позволило установить, что мини- мальное проплавление стали при этом достигает- ся благодаря интенсивному «блужданию» дуги и вызванному этим более благоприятному распре- делению тепловложения по ширине ванны. При наплавке ленточным электродом на проплавление основного металла и содержание железа в наплав- ленном слое существенно влияет скорость наплав- ки и плотность тока. Регулирование проплавления основного металла при наплавке ленточным элек- тродом можно осуществлять и поворотом ленты по отношению к направлению наплавки (оси ва- лика) на угол от 60 до 45°. При автоматической сварке и наплавке под флюсом для большей производительности про- цесса можно использовать флюсы марок ОСЦ-45, АН-20, АН-26, АН-348-А, АН-М2, которые обе- спечивают необходимый уровень сварочно-тех- нологических свойств и металлургическую об- работку сварочной ванны. При наплавке и сварке оловянных бронз желательно применять свароч- ную проволоку того же состава, что и наплавля- емый металл. Одним из наиболее простых и эко- номичных способов получения наплавленного металла заданного химического состава при от- сутствии нужных сварочных проволок является изготовление порошковых проволок. Разработа- ны порошковые проволоки для наплавки брон- зы БрО6Ц6С3 [11], БрО8С21 [20, 22], а также для сварки БрО10Ц2 [23]. Наряду с автоматическими способами свар- ки и наплавки литейных оловянных бронз в про- мышленности широко применяется ручная дуго- вая сварка покрытыми электродами. Этот процесс постоянно совершенствуется с целью повыше- ния качества наплавленного металла и обеспече- ния возросших эксплуатационных требований. 62 1/2014 При дуговой наплавке и сварке оловянных бронз применяются электроды с различными составами покрытий [24]. В основном это покрытия, состоя- щие из галогенидов, а также раскисляющих, ста- билизирующих и шлакообразующих материалов. Подавляющее большинство замесов покрытий из- готавливается с применением в качестве связую- щего компонента сухой шихты водного раствора силиката натрия, обеспечивающего хорошую тех- нологичность в изготовлении и применении таких электродов [17]. В качестве стержней для изготовления покры- тых электродов для сварки и наплавки оловян- ных бронз используют тянутую проволоку (ГОСТ 16130–90) и литые прутки диаметром не менее 6…8 мм. Указанный стандарт предусматривает всего две марки сварочной проволоки: БрОФ 6.5- 0.15 и БрОЦ4-3 (табл. 3). Кроме того, из оловян- но-фосфористой бронзы марки БрОФ6.5-0.15 из- готавливают холоднокатаные прутки по ГОСТ 10025–78, а из оловянно-цинковой бронзы – тяну- тые по ГОСТ 6511–60. Прутки по этим стандар- там выпускаются диаметром от 5 до 10 мм [24]. Литые прутки обеспечивают более низкое ка- чество наплавленного металла, чем деформиро- ванные, поэтому используются лишь в крайних случаях. В табл. 4 приведены данные покрытых элект- родов, наиболее часто использующихся для свар- ки и наплавки оловянных бронз, а также заварки дефектов бронзового литья. Видно, что при ис- пользовании выше перечисленных электродов со- держание олова находится на уровне 5,0…7,5 % (за исключением UTP-320), а значения механи- ческих свойств отличаются в несколько раз. На- пример: относительное удлинение наплавленного метала ОЗБ-2М равно 10 %, а Phosphor Bronze C Electrode – 45…50 %; предел прочности AS Bronz равен 260 МПа, а Phosphor Bronze C Electrode – 450 МПа. К тому же не всегда данные электро- Т а б л и ц а 3 . Химический состав сварочной проволоки и прутков для ручной дуговой сварки и наплавки оловянных бронз Марка проволоки и прутка ГОСТ на прокат проволока/пруток ГОСТ на химический состав Основные элементы, мас. % Sn P Zn Cu БрОФ6.5-0.15 16130-90/10025-78 5017-74 6,0…7,0 0,1…0,25 — Остальное БрОЦ4-3 16130-90/6511-60 5017-74 3.5…4.0 — 2,7…3,3 Т а б л и ц а 4 . Электроды для сварки (заварки), наплавки оловянных бронз Марка электрода Химический состав наплавленного металла, мас. % Твердость НВ δ, % σв, МПа И ст оч ни к Sn P Mn Ni Fe Si Cu ОЗБ-2М 6,0 0,35 1,0 0,8 0,5 — Остальное 115 10 340 [24] OK 94.25 7,0 0,15 0,5 — <0,2 — 92,0 95 25…35 330…390 [33] UTP-32 7,0 — — — — — 93,0 100 34 295…345 [32] UTP-320 13,0 —- — — — — 87,0 150 34 245…295 [32] AS Bronz 7,0 0,1 0,5 — — — Остальное 90 20 260 [35] CP-33 5,3 0,09 — — — — -׀׀- — 27 400 [34] СВ 082 8,0 0,1 0,01 0,05 0,1 0,05 -׀׀- 105 18 340 [31] Capilla 48 6,0...8,0 — — — — — -׀׀- 100…110 — 280 [30] E-CuSn-C 7,0...9,0 < 0,3 Si+Mn+Fe+Al+Ni+Zn≤0,5 -׀׀- — — — [27] Phosphor Bronze C Electrode 7,0...9,0 <0,35 — — 0,25 — -׀׀- 85…100 45…50 450 [28] Nihonweld N-CuSn-C 7,8 0,11 — — 0,17 — -׀׀- 90…100 30 390 [29] Nihonweld N-CuSn-A 5,15 0,18 — — 0,52 — -׀׀- 65…75 24 424 [29] 631/2014 ды имеют хорошие сварочно-технологические характеристики. Для наплавки оловянных бронз широкое рас- пространение получил плазменный способ [25]. При этом в качестве присадочного материала мо- гут использоваться: проволока, прутки, неподвиж- ная присадка (уложенная или каким-либо другим способом зафиксированная на поверхности), по- рошок. Наиболее часто используют наплавку с присадкой проволоки сплошного сечения. Мар- ки этих проволок приведены выше. Особой раз- новидностью наплавки оловянных бронз являет- ся плазменно-порошковый способ, позволяющий существенно расширить перечень сплавов для на- плавки механизированным способом. При плаз- менной наплавке обеспечивается минимальное проплавление основного металла при хорошем формировании валиков [25, 26]. К недостаткам способа следует отнести дороговизну оборудова- ния и невысокую производительность процесса. При ремонте цилиндрических деталей неболь- ших диаметров и для наплавки тонких слоёв на- ходит применение вибродуговая наплавка медных сплавов [36], которая позволяет наплавлять дета- ли малых диаметров. Наплавка ведется в струе ох- лаждающей жидкости или пены, выполняющей также функции защитной среды. Для наплавки за один проход слоя метал- ла большой толщины (≥ 20 мм) может быть ис- пользована электрошлаковая наплавка оловян- ной бронзы на сталь [37]. Обычно в качестве наплавочного материала применяют пластины или стружку из бронзы, которые предваритель- но укладывают на черный металл. Достоинством электрошлаковой наплавки является возможность применения литых электродов. Недостаток — тру- доемкость подготовительных операций, а также необходимость использования больших токов при наплавке больших поверхностей. Электрошлако- вый процесс целесообразно применять в тех слу- чаях, когда требуется наплавлять большое количе- ство металла. Для сварки и наплавки оловянной бронзы ис- пользуют и другие способы: газовая наплавка и сварка [38], импульсно-дуговая сварка в среде за- щитного газа и под флюсом [39], электроискровая наплавка [40], но они не нашли широкого приме- нения. В случае использования данных способов применяют те же сварочные материалы, которые рассмотрены выше. Выводы 1. Для экономии дорогостоящих оловянных бронз с успехом используются такие сварочные про- цессы: заварка дефектов литья, наплавка с целью восстановления изношенных бронзовых деталей, сварка при изготовлении сварно-литых изделий, а также наплавка на сталь для изготовления биме- таллических деталей. При этом необходимо учи- тывать металлургические особенности сварки и наплавки этих сплавов: повышенную склонность к пористости, образованию кристаллизационных трещин в сварных швах и зоне термического вли- яния; ликвации олова и соответственно неодно- родности структуры, образование трещин в стали, заполненных бронзой (при наплавке на сталь). 2. Из-за низкой пластичности оловянных бронз не всегда можно изготовить сварочную проволоку, которая может использоваться для автоматиче- ской сварки и наплавки, а также для изготовления стержней покрытых электродов. 3. Для сварки, наплавки, заварки дефектов литья бронз с содержанием олова больше 8,0 % практически отсутствуют отечественные свароч- ные электродные материалы, в том числе и покры- тые электроды. 4. Для применения в промышленности меха- низированных процессов сварки и наплавки оло- вянных бронз перспективным является создание и освоение выпуска специальных порошковых проволок, обеспечивающих получение швов и наплавленного металла требуемых составов и свойств. 1. Пономаренко О. И., Шинский И. О., Моргун Н. Н. Литье по газифицируемым моделям бронзовых сплавов // Ли- тейн. пр-во. — 2004. — № 11. – С. 30. 2. Управление литейными системами и процессами: Моно- графия / О. И. Пономаренко, Т. В. Лысенко, А. Л. Станов- ский, О. И. Шинский. — Харьков: Изд-во Харьк. поли- техн. ин-та, 2012. — 368 с. 3. www.non-ferrous@metalresearch.ru. 4. Макаревич О. П., Федоров Г. Е., Платонов Є. О. Вироб- ництво виливків із спеціальних сталей. — К.: Вид-во Київ. політехн. ін-ту, 2005. — 712 с. 5. Осинцев О. Е., Федоров В. Н. Медь и медные сплавы. Отечественные и зарубежные марки: Справочник. — М.: Машиностроение, 2004. — 336 с. 6. Смирягин А. П., Смирягина Н. А., Белова А. В. Промыш- ленные цветные металлы и сплавы: Справочник. — М.: Металлургия, 1974. — 488 с. 7. Литейные бронзы / К. П. Лебедев, Л. С. Райнес, Г. С. Шемтов и др. — Л.: Машиностроение, 1973. — 312 с. 8. Джевага И. И. Электродуговая сварка цветных металлов и сплавов. — Л.: Судпромгиз, 1961. — 139 с. 9. Наплавка изношенных бронзовых деталей металлур- гического оборудования / Г. П. Хмель, Е. Г. Красненко, В. М. Илюшенко и др. // Автомат. сварка. — 1966. — № 3. — С. 68–71. 10. Редчиц В. В. Предупреждение пор при сварке цветных металлов плавлением // Там же. — 1991. — № 6. — С. 31–34. 11. Механизированная заварка дефектов литья оловянистой бронзы / В. М. Илюшенко, С. И. Опанасенко, М. М. Фиш- кис и др. // Там же. — 1966. — № 2. — С. 64–66. 12. Джевага И. И., Журавлев Ю. А. Связь между структурой и стойкостью швов на бронзе против кристаллизацион- ных трещин // Там же. — 1965. — № 11. — С. 14–19. 13. Симаненков Л. Н. Исследование и разработка техноло- гии электродуговой сварки оловянной бронзы марки Бр. ОЦ10-2: Автореф. дис. … канд. техн. наук. — М., 1981. — 16 с. 64 1/2014 14. Вайнерман А. Е., Осеткин А. А. К вопросу образования трещин при наплавке медных сплавов на сталь. // Авто- мат. сварка. — 1968 — № 6. — С. 23–25. 15. Тимофеев В. Н., Исаев Н. И. Наплавка сплавов меди на стальные поверхности // Там же. — 1965. — № 4. — С. 34–37. 16. А. с. 548391 СССР, МКл.2 В 23k 9/04 . Способ наплавки / В. В. Ардентов, А. Е. Вайнерман, П. И. Гайдай и др. — № 2051592; Заявл. 05.08.1974; Опубл. 28.02.1977, Бюл. № 8. 17. Абрамович В. Р., Демянцевич В. П., Ефимов Л. А. Сварка плавлением меди и сплавов на медной основе. — Л.: Ма- шиностроение, 1988. — 215 с. 18. Hanke H., Retzlaff O., Schultz H.-W. Schweissen von Gusszinbronze // Schweisstechnik. — 1968. — № 2. — S. 1–12. 19. Тимофеев А. И., Потахин В. П. Автоматическая наплавка бронзы Бр.АМц9-2 ленточным электродом по облицовке. // Свароч. пр-во. — 1967. — № 10. — C. 14–16. 20. Илюшенко В. М., Седов В. Е. Наплавка оловянно-свинцо- вой бронзы на сталь расщепленным электродом // Авто- мат. сварка. — 1969. — № 6. — С. 52–54. 21. Илюшенко В. М. Прогрессивные методы электродуговой наплавки медных сплавов на сталь. // Сварка и наплавка тяжёлых цветных металлов. — Киев: ИЭС им. Е. О. Па- тона, 1978. – С. 30–32. 22. А. с. 202391 СССР, МПК В 23k. Порошковая проволо- ка для наплавки / В. М. Илюшенко, В. Е. Седов, С. И. Опанасенко, В. В. Подгаецкий. — № 1046324; Заявл. 03.01.1966; Опубл. 14.09.1967, Бюл. № 19. 23. А. с. 593868 СССР, МКл.2 В 23k 35/30. Состав свароч- ной проволоки / И. И. Джевага, Л. Н. Симаненков. — № 2429560; Заявл. 18.10.1976; Опубл. 25.02.1978, Бюл. № 7. 24. Закс И. А. Электроды для дуговой сварки цветных метал- лов и сплавов: Справочное пособие. — С.-Пб.: Стройиз- дат, 1999. — 192 с. 25. Гладкий П. В., Переплетчиков Е. Ф., Рябцев И. А. Плаз- менная наплавка. — Киев: Екотехнологія, 2007. — 292 с. 26. Илюшенко В. М. Сварка и наплавка тяжёлых цветных ме- таллов. — Киев: Знание, 1977. — 24 с. 27. www.hzdayang.com/aws-ecusn-c.html. 28. www.brazing.com/MSDS_PhosBronze_E.pdf. 29. www.nihonweld.com/products.do?item_id=15402. 30. www.rs-nt.ru/capilla-gmbh-germany/376/2687. 31. www.stlg-sd.ru/sb_082. 32. UTP Schweissmaterial GmbH. — Bad Krozingen, 2004. 33. ESAB welding handbook. Filler materials for manual and automatic welding. — Fourth ed. Goeteborg, 2005. 34. Kobe steel welding consumables: Catalog. — Tokyo, 2006. 35. ASKANYAK: Сварочные электроды и проволока // Ката- лог выпускаемой продукции. — Стамбул, 2005. 36. Пацкевич И. Р., Баутина В. А. Вибродуговая наплав- ка бронзы на сталь // Свароч. пр-во. — 1962. — № 11. —С. 43–35. 37. Дудко Д. А., Щербина Н. Я., Подсацкий В. В. Электро- шлаковая наплавка меди и ее сплавов на сталь с исполь- зованием кипящих флюсов // Автомат. сварка. — 1979. — № 2. — С. 34–37. 38. Гвоздем М. С. Заварка дефектов в отливках из цветных металлов // Литейн. пр-во. — 1963. — № 9. — С. 42. 39. Потапьевский А. Г., Агарков Л. А., Осадченко А. Е. Ме- ханизированная импульсно-дуговая наплавка бронзы на стальные изделия // Судостроение. — 1967. — № 8. — С. 46–50. 40. Пушкин И. А. Некоторые особенности восстановления изношенных бронзовых втулок электроискровой наплав- кой // Сварка Урала-2001: Тез. докл. — Нижний Тагил: Нижне-Тагил. технол. ин-т, 2001. — С. 127–129. Поступила в редакцию 16.10.2013 ТЕхНОЛОГии УПРОчНЕНия, НАНЕСЕНия ПОКРЫТий и РЕМОНТА В Санкт-Петербурге с 15 до 18 апреля 2014 г. состоится 16-я Международная ежегод- ная научно-практическая конференция «Технологии упрочнения, нанесения покрытий и ремонта: теория и практика». Приглашаем принять участие в конференции, подробно ознакомить слушателей и коллег со своими новыми разработками, посвященными методам повышения долговечно- сти и надежности изделий; технологиям наплавки, напыления, осаждения, сварки; техно- логиям ремонта – диагностике дефектации, мойке, очистке, восстановлению размеров, обработке покрытий, окраске, консервации. Информацию об условиях участия и требованиях к оформлению докладов Вы найдете на сайте конференции – www.technoconf.ru. Контакты: (812) 444-93-37, 444-93-36, (921) 973-46-74. E-mail: info@plasmacentre.ru; http://plasmacentre.ru; http://technoconf.ru

Электродные и присадочные материалы для наплавки и сварки литейных оловянных бронз (Обзор)

Репозитарії

Схожі ресурси