Der ultimative Leitfaden für Auftragsschweißtechniken

Auftragschweißungen dienen in erster Linie der Wiederherstellung verschlissener Oberflächen, der Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit und der Verbesserung der mechanischen Eigenschaften eines Materials. Sie bilden eine zusätzliche Schicht auf bestehenden Strukturen und verlängern deren Lebensdauer und Haltbarkeit. Dieses Verfahren wird häufig in Branchen wie der Fertigungsindustrie und dem Baugewerbe für Wartungs- und Reparaturarbeiten eingesetzt.

Was ist Oberflächenbehandlung? schweißen?

Auftragsschweißen ist ein Verfahren, bei dem eine Schicht aus verschleißfestem, korrosionsbeständigem und hitzebeständigem Metall auf die Oberfläche oder Kante eines Werkstücks aufgebracht wird.

Auftragsschweißen kann die Lebensdauer von Teilen verlängern, den Materialeinsatz optimieren und die Produktleistung verbessern.

Unterschiedliche Werkstücke und Auftragselektroden erfordern unterschiedliche Auftragstechniken.

Auftragsschweißen wird in der Regel zur Reparatur verschlissener oder gerissener Teile verwendet.

Weiterführende Lektüre: Der ultimative Leitfaden zum Schweißen

Anwendungsbereich von Auftragschweißgeräten:

Automatisierte Oberflächenbehandlungen werden in der Regel für Zementanlagen wie Vertikalmühlen, Rollenmühlen, Schneckenförderer, Ventilatoren und Drehrohröfen eingesetzt.

In der Eisen- und Stahlindustrie kann die automatische Oberflächenbehandlung für Konverter, Walzen, Hochöfen, Stranggussanlagen und Förderräder eingesetzt werden.

In der Energietechnik wird die automatisierte Oberflächenbearbeitung häufig für Kohlemühlen, Mahlwalzen, Kesselrohre, Turbinen, Abflussrohre und Getriebe eingesetzt.

Zur Veranschaulichung der Oberflächengestaltung SchweißverfahrenLassen Sie mich Ihnen einige Beispiele nennen. Lassen Sie uns gleich eintauchen.

Fall:

Walzen sind ein wichtiges Ersatzteil im Walzwerk und verbrauchen während des Walzprozesses eine beträchtliche Menge an Stahl.

Bei einer jährlichen Stahlproduktion von über 600 Millionen Tonnen in China beträgt der Wert der verbrauchten Walzen über 17 Milliarden Yuan.

Daher ist der Einsatz von Oberflächenbehandlungsverfahren zur Reparatur alter Walzen und zur Verlängerung ihrer Lebensdauer zu einer wichtigen Maßnahme für Stahlwalzunternehmen in China geworden, um die Produktionskosten zu senken und den wirtschaftlichen Nutzen zu erhöhen.

Wenn eine Originalrolle das Ende ihrer Nutzungsdauer erreicht, kann sie durch Auftragsschweißen repariert werden.

Auftragsgeschweißte Walzen haben die Vorteile niedriger Kosten, langer Lebensdauer und ausgezeichneter Leistung. Sie sind bei den Stahlwalzunternehmen weit verbreitet und stehen im Einklang mit Chinas grundlegender Politik der Energieeinsparung, sauberen Produktion und Kreislaufwirtschaft.

Das Bild unten zeigt eine alte Rolle, die durch Auftragsschweißen repariert wurde.

Alte Walze durch Auftragsschweißung repariert

Im Zuge des wissenschaftlichen und technologischen Fortschritts entwickeln sich die mechanischen Ausrüstungen für verschiedene Produkte hin zu größeren, effizienteren Konstruktionen mit höheren Parametern. Infolgedessen steigt die Nachfrage nach zuverlässigen und leistungsstarken Produkten.

Die Oberflächenbeschichtung von Materialien, als Teilbereich der Schweißtechnikist ein wirksames Mittel zur Verbesserung der Leistung von Produkten und Geräten und zur Verlängerung ihrer Lebensdauer.

Neben Metallen und Legierungen können auch Keramiken, Kunststoffe, anorganische Nichtmetalle und Verbundwerkstoffe als Legierungsmaterialien für Oberflächen verwendet werden.

So kann die Oberflächentechnik den Teilen verschiedene besondere Eigenschaften verleihen, wie Verschleißfestigkeit, Hitzebeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit, Schmierung, Isolierung und vieles mehr.

Gegenwärtig wird die Oberflächentechnik in der mechanischen Fertigung, in der Metallurgie, in der Elektrizitätswirtschaft, im Bergbau, im Bauwesen, in der Petrochemie und in anderen Industriezweigen weit verbreitet.

Automatische Unterpulver-Bandauftragsschweißung

Merkmale des Belags schweißen

Auftragsschweißen ist ein Verfahren, bei dem Materialien mit bestimmten Eigenschaften auf die Oberfläche eines Werkstücks aufgebracht werden. Schweißverfahren.

Weiterführende Lektüre: 10 verschiedene Arten des Schweißens, die Sie kennen sollten

Der Zweck des Auftragschweißens unterscheidet sich von dem der allgemeinen Schweißverfahren.

Anstatt Werkstücke zu verbinden, wird beim Auftragschweißen die Oberfläche des Werkstücks verändert, um eine Panzerschicht mit bestimmten Eigenschaften wie Verschleißfestigkeit, Hitzebeständigkeit oder Korrosionsbeständigkeit zu erhalten oder um eine unzureichende Größe aufgrund von Verschleiß oder Bearbeitungsfehlern wiederherzustellen.

Diese beiden Anwendungen in Oberflächentechnik werden als Reparatur und Verstärkung bezeichnet.

Das folgende Bild zeigt die Oberfläche eines Bauteils nach der Oberflächenbearbeitung.

Oberfläche der Teile nach der Auftragschweißung

Die Vorteile des Auftragschweißens gegenüber anderen Oberflächenbehandlung Methoden sind:

  • Die metallurgische Verbindung zwischen der Deckschicht und dem Grundmetall führt zu einer hohen Haftfestigkeit und einer guten Schlagfestigkeit.
  • Die Zusammensetzung und die Leistung der Metalldeckschicht sind leicht einstellbar, und die üblicherweise verwendeten Elektroden Lichtbogenschweißen Schweißelektroden oder Fülldrahtelektroden bieten bequeme Rezepturanpassungen. Verschiedene Legierungssysteme können zur Anpassung an unterschiedliche Arbeitsbedingungen entwickelt werden.
  • Die Dicke der Deckschicht kann in einem Bereich von 2-30 mm eingestellt werden, wodurch sie sich besser für schwere Verschleißbedingungen eignet.
  • Auftragschweißen führt zu Kosteneinsparungen und guter Wirtschaftlichkeit. Wenn das Substrat des Werkstücks aus gewöhnlichen Materialien besteht und die Oberfläche mit einer Hochlegierung aufgeschweißt wird, werden nicht nur die Herstellungskosten gesenkt, sondern es kann auch eine große Menge an Edelmetallen eingespart werden. Eine vernünftige Auswahl der Auftragslegierung und eine Auftragsreparatur auf der Oberfläche eines beschädigten Werkstücks während der Wartung kann die Lebensdauer des Werkstücks erheblich verlängern, den Wartungszyklus verlängern und die Produktionskosten senken.
  • Die Oberflächentechnik ist sehr praktikabel, da sie die Vergrößerung oder Verkleinerung von Teilen durch Schweißen oder das Aufbringen einer Legierungsschicht mit besonderen Eigenschaften auf die Oberfläche von Teilen beinhaltet. Diejenigen, die in der Schweißtechnik erfahren sind, können diese Art von Arbeit leicht ausführen.

Elektroschlacke Bandautomatik-Auftragsschweißen

Klassifizierung von Auftragschweißungen

Die Auftragschweißtechnik ist eine Art des Schmelzschweißens, bei der alle Verfahren, die zum Schmelzschweißen gehören, eingesetzt werden können.

Die folgende Tabelle zeigt die Klassifizierung der gängigen Auftragschweißverfahren.

Die beiden derzeit am weitesten verbreiteten Verfahren sind das Elektroden-Lichtbogen-Auftragschweißen und das Autogen-Flammen-Auftragschweißen.

Klassifizierung der gängigen Oberflächenbehandlungsmethoden

Tabelle 9-1 Klassifizierung der gebräuchlichen Schweißverfahren für Oberflächen

AuftragsschweißverfahrenVerdünnungsverhältnis (%)Abscheidegeschwindigkeit/(kg/h)Mindestdicke der DeckschichtAbscheidegrad (%)
Oxyethylen-FlammbeschichtungElektrodendraht Fütterung1~100.5-1.80.8100
Automatischer Drahtvorschub1~100.5-6.80.8100
Pulverbeschichtung1~100.5-180.285-95
Auftragen des Elektrodenlichtbogens10-200.5-5.43.265
Wolfram-Elektroden-Chlor-Lichtbogen-Auftragschweißen10-200.5-4.52.498-100
Elektroden-Lichtbogen-AuftragschweißenWolfram-Elektroden-Chlor-Lichtbogen-Auftragschweißen10-400.9~5.43.290-95
15-402.3-11.33.280-85
Lichtbogenmanagement-BelägeMonofilament4.5-11.33.29595
Multifilament11.3-27.24.89595
Serienbogen11.3-15.94.84.895
Monopole12-363.03.095
Multiband-Elektrode22-684.04.095
Plasmabogen BelagAutomatische Pulverzufuhr0.5-6.80.250.2585-95
Schweißdraht Pulverzufuhr1.5-3.62.42.498-100
Automatischer Drahtvorschub0.5-3.62.42.498-100
Doppelter Heißdraht13-272.42.498-100
ESW10~1415~751595-100

Aufbringen des Belags schweißen

Die Auftragschweißtechnik als Teilbereich des Schweißens hat einen breiten Anwendungsbereich, der sich über verschiedene Branchen erstreckt. Sie findet breite Anwendung in der verarbeitenden Industrie, z. B. im Bergbau, im Transportwesen, in der Metallurgie, in der Energiewirtschaft, in der Landwirtschaft, in der Automobilindustrie, in der Erdölindustrie, in der chemischen Industrie, im Baugewerbe sowie bei der Herstellung und Wartung von Werkzeugformen und Metallstrukturen.

Auftragsschweißen ist ideal für die Reparatur von Metallteilen und Produkten mit minderwertigem Aussehen, und es kann auch zur Herstellung von Bimetallteilen verwendet werden. Außerdem ist es ein wirksames Mittel, um die Lebensdauer von Teilen zu verlängern, Kosten zu senken und das Produktdesign zu verbessern. Dies ist besonders vorteilhaft für den rationellen Einsatz von Materialien, insbesondere von Edelmetallen.

Die Anwendung der Auftragschweißtechnik wird hauptsächlich in den folgenden Aspekten demonstriert, basierend auf der Anwendung und den Arbeitsbedingungen des Werkstücks:

(1) Wiederherstellung der Werkstückgröße durch Auftragsschweißen:

In Fabriken und Bergbauunternehmen ist es ein weit verbreitetes Problem, dass die Werkstückgröße aufgrund von Verschleiß oder Bearbeitungsfehlern unzureichend ist. In solchen Fällen ist das Auftragsschweißen eine gängige Verfahrensmethode zur Reparatur dieser Werkstücke.

Die reparierten Werkstücke können nicht nur normal funktionieren, sondern oft auch die Lebensdauer der ursprünglichen Werkstücke übertreffen. Dies liegt daran, dass der Einsatz neuer Verfahren und Materialien bei der Oberflächenreparatur die Leistung der Originalteile erheblich verbessern kann.

Beispiele für solche Reparaturen sind die Oberflächenreparatur von Kalt-, Warm- und Profilwalzen sowie die Oberflächenreparatur von verschlissenen Teilen von Landmaschinen wie Traktoren, landwirtschaftlichen Fahrzeugen, Umpflanzmaschinen und Erntemaschinen.

Laut Statistik macht die Menge der für die Reparatur alter Werkstücke verwendeten Panzerlegierung 72,2% der insgesamt verwendeten Panzerlegierung aus.

Kaltwalze repariert durch Oberflächenbehandlungstechnik

Walzenreifen und Walzenfell durch Beschichtungstechnik repariert

(2) Verschleiß- und korrosionsfester Belag:

Verschleiß und Korrosion sind die Hauptfaktoren, die zum Versagen von Metallwerkstoffen führen. Um die Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit von metallischen Werkstückoberflächen zu verbessern, die Anforderungen der Arbeitsbedingungen zu erfüllen und die Lebensdauer des Werkstücks zu verlängern, können eine oder mehrere Schichten aus verschleiß- oder korrosionsbeständigem Material auf der Oberfläche aufgebracht werden.

Für das Substrat und die Deckschicht des Werkstücks können Werkstoffe mit unterschiedlichen Eigenschaften gewählt werden, wodurch ein bimetallisches Werkstück entstehen kann. Dies liegt daran, dass nur die Oberflächenschicht des Werkstücks die erforderlichen besonderen Eigenschaften in Bezug auf Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit aufweisen muss. Auf diese Weise werden die Rolle und das Potenzial des Materials maximiert und eine erhebliche Menge an Edelmetallen eingespart.

Auftragen einer verschleißfesten oder korrosionsschützenden Schicht I auf die Werkstückoberfläche

(3) Neue Teile erstellen

Bimetall-Maschinenteile mit umfassenden Eigenschaften können durch Auftragen einer Legierung auf ein Metallsubstrat hergestellt werden.

Das Substrat und die Oberflächenlegierung dieser Teile haben unterschiedliche Eigenschaften, die verschiedene Leistungsanforderungen erfüllen können.

Mit diesem Ansatz wird das Potenzial der Materialien voll ausgeschöpft.

Bei den Schaufeln von Wasserturbinen beispielsweise wird Kohlenstoffstahl als Grundmaterial verwendet und eine Schicht aus rostfreiem Stahl auf die kavitationsanfälligen Teile (meist die untere Rückseite der Schaufeln) geschweißt. Auf diese Weise entstehen kavitationsresistente Bimetall-Schaufeln.

Bei der Herstellung von Schleifwerkzeugen aus Metall muss die Matrix stark und zäh sein. Daher werden für den Herstellungsprozess Kohlenstoffstahl und niedrig legierter Stahl mit relativ niedrigen Kosten ausgewählt.

Andererseits erfordern Schneidkantenformen eine hohe Härte und Verschleißfestigkeit. Die Verwendung einer verschleißfesten Legierungsbeschichtung auf der Schneidenform kann den Verbrauch von Edelmetall erheblich reduzieren und die Lebensdauer der Form deutlich verlängern.

Auftragen einer verschleißfesten oder korrosionsbeständigen Schicht II auf die Werkstückoberfläche

Anwendungsbereich des Belags

Herstellung von Formen

  • Das Aufrauen der Oberfläche einer Kunststoffform erhöht sowohl ihre Ästhetik als auch ihre Lebensdauer.
  • Für die Reparatur der Trennfläche einer Helmform aus Kunststoff wird das Oberflächenschweißen empfohlen.
  • Für den Diffusorkonus aus einer Aluminiumlegierung Druckguss sterben, ist eine Oberflächenverstärkung erforderlich.
  • Wenn ein Formhohlraum abgenutzt oder verkratzt ist oder aus der Toleranz fällt, sollte er repariert und verstärkt werden.

Kunststoff-Gummi

Reparatur von mechanischen Gummi- und Kunststoffteilen, Gummi- und Kunststoffteile außerhalb der Toleranz, Verschleiß und Reparatur.

Luft- und Raumfahrt

  • Reparatur von Flugzeugtriebwerksteilen, Turbinen und Turbinenschächten;
  • Die Oberfläche der Raketendüse wird verstärkt und repariert, und die Teile der Außenhaut des Flugzeugs werden repariert;
  • Verbesserung oder Reparatur der künstlichen Satellitenhülle;
  • Lokale Aufkohlungsverfestigung von Titanlegierung Teile;
  • Lokale Aufkohlungshärtung von Superlegierungen auf Eisenbasis;
  • Die Oberfläche von Magnesiumlegierung wird mit A1 und anderen Korrosionsschutzschichten infiltriert;
  • Reparatur lokaler Defekte an Teilen aus Magnesiumlegierungen durch Auftragsschweißen;
  • Lokale Oberflächenreparatur von Schaufeln aus Nickelbasis/Kobaltbasis-Superlegierung, z. B. Abnutzung der Schaufelkronen-Dämpfungsfläche und der Schaufelspitze sowie Abtragung der Leitschaufel.

Wartung in der Produktion

In der Automobilherstellung und -instandhaltung werden unsere Dienstleistungen zum Ausgleichen und Reparieren verschiedener Komponenten wie Nocken, Kurbelwellen, Kolben, Zylinder, Bremsscheiben, Laufräder, Naben, Kupplungen, Reibscheiben und Auslassventile genutzt. Wir bieten auch Oberflächen Schweißraupe Reparatur von Karosserieschäden.

Elektrischer Schiffsstrom

  • Reparatur von elektrischen Kurbelwellen, Lagerhülsen, Lagerbuchsen, elektrischen Bauteilen, Widerständen und anderen zugehörigen Geräten.
  • Schweißen des Verbindungsstücks zwischen dem Rad einer elektrischen Eisenbahnlokomotive und der Unterkante des Gleises.
  • Herstellung und Schweißen von leitfähigen Walzen und Kupfer-Aluminium-Elektroden mit Metalloxidationseigenschaften in einer Galvanisierungsanlage.

Wartung in der Produktion

In der Automobilherstellung und -wartung werden unsere Dienstleistungen zum Ausgleichen und Reparieren verschiedener Komponenten wie Nocken, Kurbelwellen, Kolben, Zylinder, Bremsscheiben, Laufräder, Naben, Kupplungen, Reibscheiben und Auspuffventile genutzt. Wir bieten auch die Reparatur von Oberflächenschweißraupen für Automobilkarosserien an.

Elektrischer Schiffsstrom

  • Reparatur von elektrischen Kurbelwellen, Lagerhülsen, Lagerbuchsen, elektrischen Bauteilen, Widerständen usw.
  • Schweißen des Verbindungsstücks zwischen dem Rad einer elektrischen Eisenbahnlokomotive und der Unterkante des Gleises.
  • Herstellung und Schweißen von leitfähigen Walzen und metalloxidierenden Kupfer-Aluminium-Elektroden in einer Galvanikanlage.

Maschinenindustrie

Korrektur von toleranzbehafteten Werkstücken und Reparatur von Führungsschienen von Werkzeugmaschinen, verschiedenen Wellen, Nocken und hydraulischen Pressen, Hydraulikpresse Plunger, Zylinderwände, Zapfen, Walzen, Zahnräder, Riemenscheiben, Dorne für die Federformung, Lehrdorne, Lehrringe, verschiedene Walzen, Stangen, Säulen, Schlösser, Lager usw.

Gießerei-Industrie

Reparieren Sie Defekte wie Sandlöcher und Lufteinschlüsse in Eisen-, Kupfer- und Aluminiumgussteilen und beheben Sie jeglichen Verschleiß an Aluminiumformen.

Technische Fähigkeiten und Methoden der Auftragschweißung

1. Überblick

Das Auftragsschweißen ist ein Verfahren, bei dem Schweißzusatzwerkstoffe mit bestimmten Eigenschaften auf die Oberfläche von Schweißteilen aufgeschweißt werden.

Das Ziel ist nicht, die Schweißnaht zu verbinden, sondern eine aufgetragene Metallschicht auf der Oberfläche der Schweißnaht zu erhalten, die einzigartige Eigenschaften wie Verschleißfestigkeit, Hitzebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit aufweist. Diese Technik kann auch zur Wiederherstellung oder Vergrößerung der Schweißnaht verwendet werden.

Die Methode des Auftragens von Oberflächen ist bei Herstellungs- und Reparaturprozessen weit verbreitet.

2. Metall für Beläge schweißen

Im Allgemeinen muss das aufgetragene Metall für die Auftragschweißung zunächst den Betriebsbedingungen des Schweißstücks entsprechen. Danach wird überlegt, ob das Auftragschweißgut mit besserer Schweißbarkeit und mehr Wirtschaftlichkeit.

Im Folgenden sind einige gängige Oberflächenmetalle aufgeführt, die in verschiedenen Arbeitsumgebungen verwendet werden:

  • Untereutektische Kobaltbasislegierungen und Kobaltbasislegierungen, die eine intermetallische Verbindung enthalten, werden für hochbelasteten intermetallischen Verschleiß ausgewählt.
  • Niedrig legierter Stahl wird ausgewählt, um den Verschleiß zwischen den Metallen gering zu halten.
  • Die meisten Legierungen auf Kobalt- oder Nickelbasis werden für Verschleiß und Korrosion oder Oxidation zwischen Metallen ausgewählt.
  • Hochlegiertes Gusseisen wird für geringen Abrieb, Schlagätzung und Schleifätzung ausgewählt.
  • Die Hartmetallschneide ist für geringe Belastung und starken Abrieb ausgelegt.
  • Für die Kavitationserosion wird eine Legierung auf Kobaltbasis gewählt.
  • Hochlegierter Manganstahl wird für schwere Stöße ausgewählt.
  • Eine untereutektische Kobaltbasislegierung wird für schwere Schlagbeanspruchung, Korrosion und Oxidation gewählt.
  • Die untereutektische Kobaltbasislegierung und die intermetallische Verbindung enthaltende Kobaltbasislegierung werden für intermetallischen Verschleiß bei hohen Temperaturen ausgewählt.
  • Austenitischer Manganstahl wird für den Meißelverschleiß ausgewählt.
  • Die Kobaltbasislegierung wird aufgrund ihrer thermischen Stabilität und ihrer Hochtemperatur-Kriechfestigkeit (540 ℃) ausgewählt.

Oberflächenmetall auf Eisenbasis wird aufgrund seiner vielfältigen Produkte, seines breiten Leistungsspektrums, seiner ausgewogenen Zähigkeit und Verschleißfestigkeit sowie seiner niedrigen Kosten häufig verwendet.

Es gibt ungefähr vier Kategorien von Oberflächenmetallen auf Eisenbasis:

(1) Perlitischer Stahl als Oberflächenmetall:

Diese Art von Legierung ist gut schweißbar, hat eine hohe Schlagfestigkeit und eine geringe Härte und wird hauptsächlich für die Reparatur von mechanischen Teilen wie Wellen verwendet.

(2) Austenitischer Stahl als Oberflächenmetall:

Austenitischer Manganstahl hat eine hohe Schlagzähigkeit und Kaltverfestigung, ist aber anfällig für heiße Risse. Es wird in der Regel für die Reparatur von Teilen verwendet, die durch Metallabrieb und Abrieb stark beansprucht werden, wie z. B. Absetzkippwagen und Eisenbahnweichen.

Austenitisches Chrom-Mangan-Auftragsmetall hat eine bessere Schweißbarkeit, Korrosionsbeständigkeit, Hitzebeständigkeit und Hitzerissbeständigkeit als austenitischer Manganstahl. Es wird hauptsächlich zur Reparatur von Teilen aus Manganstahl und Kohlenstoffstahl verwendet, die durch Metall-zu-Metall-Verschleiß stark beeinträchtigt sind.

(3) Martensitischer Stahl oberflächenbehandeltes Metall:

Die Struktur dieser Art von Oberflächenmetall ist hauptsächlich Martensit. Die Aufpanzerungsschicht hat eine hohe Härte, StreckgrenzeEr hat eine hohe Verschleißfestigkeit und kann mäßigen Stößen standhalten, seine Stoßfestigkeit ist jedoch geringer als die von perlitischem und austenitischem Stahl. Es wird hauptsächlich für die Reparatur von verschlissenen Teilen zwischen Metallen, wie z. B. Zahnrädern und Traktorchassis, verwendet.

(4) Legiertes Gusseisen als Oberflächenmetall:

Diese Art von Deckschicht hat eine hohe Abriebfestigkeit, Hitzebeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit, gute Oxidationsbeständigkeit und leichte Schlagfestigkeit, ist aber anfällig für Risse während des Auftragens, so dass das Schweißen mit Vorsicht erfolgen muss. Sie wird hauptsächlich für die Beschichtung von Landmaschinen, Bergbaumaschinen und anderen Teilen verwendet.

Oberflächenmetall auf Nickelbasis

Die am häufigsten verwendete Legierung ist die Nickel-Chrom-Bor-Silizium-Legierung. Sie weist eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen abrasiven Verschleiß bei geringer Beanspruchung und gegen Verschleiß zwischen Metallen auf und verfügt über eine gute Korrosions-, Hitze- und Hochtemperaturoxidationsbeständigkeit. Die Beständigkeit gegen abrasiven Verschleiß bei hoher Beanspruchung und die Schlagfestigkeit sind jedoch etwas geringer. Diese Legierung wird typischerweise in korrosiven Medien oder bei geringem abrasivem Verschleiß in Hochtemperaturumgebungen eingesetzt.

Nickelbasislegierungen, die intermetallische Verbindungen enthalten, wie z. B. Ni-32Mo-15Cr-3Si, haben eine hohe Warmhärte, eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen intermetallischen Verschleiß und einen mäßigen abrasiven Verschleiß, aber eine schlechte Schlagfestigkeit. Diese Legierung eignet sich besser für das Wolfram-Lichtbogen-Auftragsschweißen oder das Plasma-Lichtbogen-Auftragsschweißen und wird üblicherweise für die Beschichtung von Ventildichtflächen verwendet, die in stark korrosiven Medien arbeiten.

Der Preis von karbidhaltigen Nickelbasislegierungen ist viel niedriger als der von Kobaltlegierungen. Aus wirtschaftlicher Sicht ist es ein weit verbreiteter Ersatz für kobalthaltige Oberflächenmetalle.

Bei Oberflächenmetallen auf Kobaltbasis handelt es sich hauptsächlich um Kobalt-Chrom-Wolfram-Legierungen, die eine hohe Festigkeit und Härte bei etwa 650 ℃, haben bestimmte Korrosionsbeständigkeit und ausgezeichnete Adhäsion Verschleißfestigkeit. Kobalt-Basis-Legierungen haben die beste umfassende Leistung unter den verschiedenen Oberflächenmetallen und werden häufig für die Beschichtung von Teilen unter Hochtemperatur-Arbeitsbedingungen verwendet.

Oberflächendes Metall auf Kupferbasis

Im Allgemeinen gibt es vier Arten von Oberflächenlegierungen auf Kupferbasis: Bronze, Messing, weißes Kupferund reinem Kupfer. Diese Legierungen weisen eine gute Korrosionsbeständigkeit, Kavitationsbeständigkeit und Verschleißfestigkeit zwischen Metallen auf. Sie können auf Eisenwerkstoffe geschweißt werden, um bimetallische Teile herzustellen, und können auch zur Reparatur verschlissener Teile verwendet werden.

Allerdings haben Kupfer-basierte Oberflächenmetalle schlechte Beständigkeit gegen Sulfid-Korrosion, Verschleiß von verschleißfesten Materialien, und Hochtemperatur-Kriechen, geringe Härte, und sind nicht leicht zu schweißen. Sie sind nur für Umgebungen unter 200 ℃ geeignet. Diese Art von Auftragsmetall wird hauptsächlich für die Beschichtung von Lagerschalen, Dichtungsflächen von Niederdruckventilen und anderen ähnlichen Anwendungen verwendet.

Hartmetall-Auftragsmetall

Diese Art von Auftragschweißung wird hauptsächlich für das Auftragschweißen von Ölbohrkronen und Teilen von Straßenbaumaschinen unter schweren Verschleißbedingungen verwendet.

3. Schweißverfahren und Verfahren zur Oberflächenbehandlung

Sauerstoff-Acetylen-Auftragschweißen

Dieses Verfahren wird vor allem für die Auftragschweißung von Teilen verwendet, die eine glatte Oberfläche und hohe Qualität erfordern, insbesondere für kleine und mittelgroße Schweißteile, die in kleinen Serien hergestellt werden, wie z. B. Ventile, Ölbohrer und Pflugscharen.

Die Sauerstoff-Acetylen-Anlage ist einfach zu bedienen, hat niedrige Kosten und kann verwendet werden mit Gasschweißen Ausrüstung. Der Lochdurchmesser der Schweißbrennerdüse ist jedoch größer als beim Gasschweißen.

Es können Auftragschweißmaterialien jeder Form, auch Reste, verwendet werden. Diese Methode bietet eine hohe Sichtbarkeit und ermöglicht es, auf einer kleinen Fläche eine dünne und glatte Deckschicht aufzutragen.

Das Verdünnungsverhältnis ist gering, und die Tiefe der Schmelzschicht kann innerhalb von 0,1 mm kontrolliert werden, wodurch die Qualität der Deckschicht leicht sichergestellt werden kann.

Die Verwendung einer reduzierenden Flamme und einer aufkohlenden Flamme für die Aufkohlung kann die Zähigkeit der Panzerschicht verringern, aber die Verschleißfestigkeit der Panzerschicht mit Karbid als primärer verschleißfester Phase verbessern.

Dieses Verfahren ist durch einen hohen Arbeitsaufwand, eine geringe Produktionseffizienz und die Notwendigkeit von Schweißern mit bestimmten technischen Fähigkeiten gekennzeichnet.

Beim Acetylen-Sauerstoff-Auftragschweißen wird in der Regel eine Karbonisierungsflamme verwendet, und die Flammeneigenschaften hängen von der Art des Auftragschweißmetalls ab:

  • Nickelbasislegierungen erfordern in der Regel eine neutrale Flamme, obwohl gelegentlich auch eine Karbonisierungsflamme verwendet werden kann, um die Fließfähigkeit des Metalls zu verbessern.
  • Eisenbasislegierungen erfordern eine doppelte Acetylen-Überschussflamme (mit einem Längenverhältnis von innerer Flamme zu Flammenkern von 2:1) zum Aufschweißen.
  • Beim Auftragschweißen mit niedrigschmelzender Auftragschweißlegierung mit hohem Schmelzpunkt Kohlenstoffgehaltwie z. B. Gusseisen mit hohem Chromgehalt oder Kobaltbasislegierungen, ist eine 3-fache Acetylen-Überschussflamme erforderlich.

Die meisten Stahlteile können ohne Flussmittel überzogen werden. Beim Überschichten von Gusseisen muss jedoch ein Flussmittel verwendet werden, und es müssen Maßnahmen ergriffen werden, um weißes Gefüge und Risse zu vermeiden.

Durch Vorwärmen und langsames Abkühlen kann die Möglichkeit der Rissbildung in der Deckschicht deutlich verringert werden, und auch das Verdünnungsverhältnis kann reduziert werden.

Kleine Werkstücke können direkt mit einem Schweißbrenner erwärmt werden, während große Werkstücke in der Regel in einem Ofen erwärmt werden, wobei genügend Zeit zur Verfügung steht, um eine gleichmäßige Temperatur zu gewährleisten.

Die maximale Dicke jeder Auftragschweißung sollte etwa 1,6 mm betragen, und es können auch mehrlagige Auftragschweißungen durchgeführt werden.

Für Sauerstoff und Acetylen Spritzschweißen (Sprühschmelzen) wird in der Regel selbstschmelzendes Legierungspulver verwendet.

Das Spray Schweißverfahren kann nach der Reihenfolge des Pulversprühens und des Umschmelzens in "Ein-Schritt-Verfahren" und "Zwei-Schritt-Verfahren" unterteilt werden.

Das "Ein-Schritt"-Spray Schweißverfahren beinhaltet gleichzeitiges Pulversprühen und Umschmelzen, wobei feines Pulver vorgewärmt, vorbesprüht und dann auf die Arbeitsfläche gesprüht wird, bevor es geschmolzen wird.

Im Gegensatz dazu ist die "zweistufige" Spritzschweißen Das Verfahren besteht aus zwei getrennten Schritten, dem Aufsprühen des Pulvers und dem Umschmelzen mit einer Umschmelzpistole nach dem Vorwärmen.

Zu den häufigen Mängeln beim Acetylen-Sauerstoff-Auftragschweißen gehören mangelnde Verschmelzung und Poren, die durch unsachgemäßen Betrieb oder minderwertige Auftragsmaterialien verursacht werden können.

Auftragen des Elektrodenlichtbogens

Stabbogenschweißgeräte sind eine kostengünstige und vielseitige Option, die sich für die Oberflächenbehandlung vor Ort eignet.

Zu den üblichen Stromquellen gehören Lichtbogenschweißtransformatoren, Lichtbogenschweißgleichrichter, Lichtbogenschweißgeneratoren und Lichtbogen Schweißinverter. Dieses Gerät eignet sich besonders gut für die Oberflächenbearbeitung von unregelmäßig geformten und schwer zugänglichen Teilen.

Die konzentrierte Lichtbogenwärme führt zu minimaler Verformung und hoher Produktivität. Sie hat jedoch auch eine hohe Durchdringungsrate und Verdünnungsrate, was die Härte und Verschleißfestigkeit der Auftragsschicht verringern kann.

In der Regel werden 2-3 Lagen geschweißt, und bei Mehrlagenschweißungen besteht die Gefahr der Rissbildung.

Das Elektroden-Lichtbogen-Auftragschweißen wird hauptsächlich für die Kleinserienfertigung und die Reparatur verschlissener Teile verwendet. Die in China erhältlichen Auftragselektroden umfassen D10×-24×, D25×-29×, D30×-49×, D50×-59×, D60×-69×, D70×-79×, D80×-89× und so weiter.

Elektroden mit Titankalzium-, Ilmenit- und wasserstoffarmen Beschichtungen sollten vorzugsweise mit Gleichstrom in umgekehrter Richtung beschichtet werden. Elektroden mit Graphitbeschichtungen sollten vorzugsweise mit einem positiven Gleichstromanschluss oder mit Wechselstrom versorgt werden.

Vor der Oberflächenbehandlung sollte die Elektrode bei der in der Elektrodenanleitung angegebenen Temperatur getrocknet werden. Saure Elektroden sollten bei 150℃ für 0,5-1 Stunde getrocknet werden, alkalische Elektroden sollten bei 250-350℃ für 1-2 Stunden getrocknet werden.

Die Vorwärmtemperatur für die Oberflächenbehandlung hängt in erster Linie vom Kohlenstoffäquivalent ab. Bei einem Kohlenstoffäquivalent (%) von 0,4, 0,5, 0,6, 0,7 und 0,8 beträgt die Vorwärmtemperatur (℃) beispielsweise 100, 150, 200, 250 bzw. 300.

Die langsame Abkühlung nach dem Auftragen kann in einem Ofen oder mit Asbest erfolgen, oder sie kann durch angemessenes Erhitzen erreicht werden, um sicherzustellen, dass der Abkühlungsprozess langsam erfolgt.

Siehe Abb. 1 für die Prozessparameter des Elektroden-Lichtbogen-Auftragschweißens.

Abb. 1 Prozessparameter des Auftragsschweißens von Schutzgas Metallbogen Schweißen

Dicke der Deckschicht mm<1.5<5≥5
Durchmesser der Elektrode mm3.24-55~6
Anzahl der Belagsschichten11~2≥2
Schweißstrom an der Oberfläche A800~100140~200≥180~240

Auftauchen des Lichtbogens

Das Unterpulverschweißen ist ein automatisches Produktionsverfahren mit hoher Stromstärke und Effizienz. Es emittiert keine Lichtstrahlung und bietet daher gute Arbeitsbedingungen. Allerdings kann die Hitze des getauchten Lichtbogens übermäßig groß sein, was zu einer hohen Verdünnungsrate führt.

Um die erforderliche Leistung zu gewährleisten, werden in der Regel 23 Schichten aufgetragen. Um Rissbildung zu vermeiden, werden häufig Maßnahmen zum Vorwärmen und langsamen Abkühlen ergriffen.

Das UP-Auftragschweißen wird hauptsächlich für horizontale Auftragschweißungen verwendet und eignet sich am besten für große Teile, die sich nicht so leicht verformen lassen, wie z. B. die Auftragschweißung von korrosionsbeständigen Schichten auf den Innenwänden von Behältern mit großem Durchmesser oder die Auftragschweißung von verschleißfesten Schichten auf Walzen von Stahlwalzwerken. Für kleine Teile ist es nicht geeignet.

Für die Oberflächenbehandlung mit getauchtem Lichtbogen kann eine Gleich- oder Wechselstromversorgung verwendet werden. Zur Verbesserung der Oberflächenqualität und der Produktionseffizienz wird jedoch meist eine Gleichstrom-Umkehrschaltung verwendet.

Eine Erhöhung des Schweißstroms führt zu einem höheren Verdünnungsverhältnis, einer größeren Einbrandtiefe und einer größeren Überlagerungsdicke. Der Einfluss der Lichtbogenspannung auf das Verdünnungsverhältnis ist nicht signifikant. Die Lichtbogenspannung wird in der Regel auf 30-35 V eingestellt, und die Verlängerungslänge des Schweißdrahtes beträgt das 8-fache des Durchmessers des Schweißdrahtes.

Zur Verringerung des Verdünnungsverhältnisses und zur Verbesserung der Abscheidegeschwindigkeit können Mehrdraht- und Streifenelektroden (im Tandem) verwendet werden, um die Elektrode zu verbessern.

Andere Belagsmethoden

Es gibt verschiedene Verfahren zum Auftragen von Oberflächen, z. B. Gas-Metall-Lichtbogen-Auftragschweißen, Wolfram-Argon-Lichtbogen-Auftragschweißen und Plasma-Lichtbogen-Auftragschweißen, Elektroschlacke Auftragschweißen, Laserauftragschweißen, Friktionsauftragschweißen und andere.

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Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.

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Ultrapräzisions-Bearbeitung: Arten und Techniken

Unter Ultrapräzisionsbearbeitung versteht man Präzisionsfertigungsverfahren, die ein extrem hohes Maß an Genauigkeit und Oberflächenqualität erreichen. Die Definition ist relativ und ändert sich mit den technologischen Fortschritten. Derzeit kann diese Technik [...]

Die 7 wichtigsten neuen technischen Werkstoffe: Was Sie wissen müssen

Als fortschrittliche Werkstoffe werden Materialien bezeichnet, die in jüngster Zeit erforscht wurden oder sich in der Entwicklung befinden und über außergewöhnliche Leistungen und besondere Funktionen verfügen. Diese Materialien sind für den Fortschritt in Wissenschaft und Technik von größter Bedeutung, [...]

Methoden der Metallexpansion: Ein umfassender Leitfaden

Die Wulstumformung eignet sich für verschiedene Arten von Rohlingen, z. B. für tiefgezogene Tassen, geschnittene Rohre und gewalzte konische Schweißteile. Klassifizierung nach dem Medium der Wulstumformung Wulstumformverfahren lassen sich in folgende Kategorien einteilen [...]
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