Будова і властивості наплавлених шарів

 

Будова і властивості зони наплавлення і наплавлених шарів, визначається умовами нагрівання і охолодження при наплавленні:

1 швидкістю наростання температури;

2 максимальною температурою нагрівання;

3 швидкістю зниження температури при охолодженні.

Якщо вважати, що температура наплавлювальної ванни завжди дещо вища температури плавлення матеріалу, то термічні цикли різних способів одношарового наплавлення будуть різними (рисунок 5.1).

 

Рисунок 5.1 – Термічні цикли наплавлення

1 – плазмово-дугове наплавлення; 2 – автоматичне наплавлення під шаром флюсу; 3 – ручне дугове наплавлення; 4 – електрошлакове наплавлення.

 

Швидкість нагрівання має значення для стану рідкої наплавлювальної ванни і розмірів зерен матеріалу після охолодження. Швидкість охолодження визначає структурні перетворення у наплавлюваному матеріалі і у зоні термічного впливу. Розмір, структура і властивості зони термічного впливу визначається розподілом у ній температур (рисунок 5.2).

Рисунок 5.2 – Розподіл температури і орієнтовні структурні стани у зоні термічного впливу:

1 – зона перегріву; 2– зона гартування; 3 – зона неповного гартування; 4 – зона відпускання; 5 – зона старіння.

 

Рисунок 5.3 – Зміна твердості у зоні термічного впливу

Відповідно розподілу температури у зоні температурного впливу змінюються властивості матеріалу (рисунок 5.3). Зміна властивостей матеріалу у зоні термічного впливу буде відрізнятися для матеріалів різних складів.

Розмір, структура і властивості зони термічного впливу визначається приведеним вище розподілом в ній температур, а також товщиною матеріалу, яка визначає швидкість охолодження.

У всіх випадках у зв’язку з термічним стиском локально нагрітої зони наплавлення виникають тимчасові і залишкові напруження (рисунок 5.4).

 

Рисунок 5.4 – Епюра залишкових напружень

у зоні наплавленого шару

 

Тимчасові напруження навіть при відносно невеликому їх рівні можуть викликати появу кристалізаційних (гарячих) тріщин.

Можливість утворення тріщин в наплавленому металі після охолодження викликана роллю залишкових напружень в крихкому металі шару особливо при наявності концентраторів напружень.

Способи поставки наплавленого матеріалу:

1 штучні електроди для ручного дугового наплавлення;

2 провід суцільного перерізу для автоматичного наплавлення під шаром флюсу;

3 порошковий дріт, порошкова стрічка для автоматичного наплавлення під шаром флюсу;

4 порошки;

5 керамічні стрічки, прутки, кільця;

6 трубчасті електроди;

7 флюси плавлені;

8 флюси керамічні.