Дуговая наплавка самозащитной порошковой проволокой в ОАО «ДМК»

В. И. Титаренко, ЧНПКФ «РЕММАШ» (Днепропетровск), А. А. Голякевич, Л. Н. Орлов, канд. техн. наук, 000 «ТМ.ВЕЛТЕК» (Киев), Ю. М. Гитин, ДМК им. Дзержинского (Днепродзержинск)

Опубликовано в журнале "Сварщик" №3, 2005

Самозащитная порошковая проволока имеет ряд преимуществ перед другими наплавочными материалами: нет необходимости в дополнительной защите в виде флюса или газа, реализация процесса наплавки проволокой малого диаметра более технологична, что в ряде случаев расширяет технологические возможности восстановительной наплавки внутренних и наружных поверхностей цилиндрических деталей малого диаметра, есть возможность визуального контроля за процессом наплавки. Самозащитную порошковую проволоку легко адаптировать к применяемому на предприятиях оборудованию, поэтому не требуются дополнительные финансовые вложения на приобретение специализированного оборудования.
     В связи с ограниченностью оборотных фондов перед ремонтными службами стоит задача поддержания работоспособности оборудования при минимальных затратах. Решению этой задачи способствует применение для дуговой наплавки взамен покрытых электродов самозащитной порошковой проволоки.
     В ОАО «ДМК» (Днепродзержинск) было предложено выполнить восстановительную наплавку роликов МНЛЗ самозащитной порошковой проволокой WELTEC-H470S диаметром 2,4 мм с системой легирования C-Si-Mn-Cr-Ni-Mo-V-Nb. Ролики МНЛЗ изготовлены из стали 40Х и представляют собой полую деталь диаметром 140 мм и менее. Наплавку под флюсом и в защитном газе нельзя было применить из-за отсутствия соответствующей комплектации на имеющейся наплавочной установке МКПН-2, модернизированной под наплавку самозащитной порошковой проволокой. Наплавку выполняли в два слоя на режиме: I_св=240-260 А, U_д=28 В, V_св=30-34 м/ч. Выбор наплавочного материала основан на имеющемся девятилетием положительном опыте применения на ММК им. Ильича (Мариуполь) порошковой проволоки WELTEC-H470 с аналогичной системой легирования для наплавки роликов МНЛЗ под флюсом АН-20С. Сопоставительные испытания с зарубежными аналогами, проведенные на НКМЗ (Краматорск) показали, что по техническим характеристикам наплавленного металла (структурное состояние, твердость, теплостойкость, разгаростойкость, износостойкость) WELTEC-H470 не уступает проволокам ОК 15.73 (ESAB), 4142MM-S HC (Welding Alloys). Эксплуатация опытной партии валков, наплавленных проволокой WELTEC-H470 диаметром 2,4 мм на предприятии «Северсталь» (Череповец), показала, что ресурс роликов находится на уровне зарубежных аналогов. Срок службы роликов, наплавленных самозащитной проволокой в ОАО «ДМК» (рисунок), увеличился в четыре раза.
     Самозащитную порошковую проволоку WELTEC-H250-RM диаметром 1,6-3,0 мм успешно применяют при восстановлении подушек прокатных клетей и ножниц, шпинделей и муфт приводов прокатных валков, звездочек, втулок, валов, ступиц, и др. По своим характеристикам она не уступает известной порошковой проволоке UTP DUR 250-FD (Bohler).
     

Взамен наплавки электродами Т-590 и Т-620 предложена механизированная наплавка самозащитной порошковой проволокой WELTEC-H480S диаметром 2,0 мм с системой легирования C-Cr-W-Mо-V-Ti кернов клещевых кранов и губок стрипперного крана. Данные детали в процессе эксплуатации испытывают ударные и сжимающие нагрузки в условиях высоких температур. Керны контактируют с металлом, разогретым до 800-1250 °С, и подвергаются периодическому охлаждению в баках с водой. Металл, наплавленный проволокой диаметром 2,4 мм, имеет твердость после наплавки 50-54 НДСэ, горячую твердость 40-44 HRC_э при 600 °С и высокую стойкость к трещинообразованию (100 термоциклов до появления первой трещины). Наплавку выполняли полуавтоматом ПДО-517 с источником питания ВДУ506 на режиме I_св=240...260 А, U_д=24...26 В. На специальной установке, разработанной и изготовленной ЧНПКФ «РЕММАШ», можно устанавливать под наплавку одновременно 30 заготовок кернов. Время наплавки одного керна составляет 1,5-2,0 мин. Применение механизированной наплавки проволокой WELTEC-H480S позволило повысить эффективность использования наплавочного материала, снизить затраты на ремонт и повысить срок службы кернов в 4-5 раз. Для наплавки деталей, подвергающихся абразивному износу в сочетании с умеренными ударами, традиционно используют порошковую проволоку FCW-Sw-80Cr20B3Ti и электроды Т620. Наплавку выполняют 1-2 слоями. При выполнении многослойной наплавки (более двух слоев) проявляется склонность к трещинообразованию и сколам. В то же время для восстановления отдельных деталей необходима многослойная наплавка 4-5 слоями с целью повышения межремонтного ресурса детали. Для решения данной задачи предложены самозащитные порошковые проволоки WELTEC-H600 (C–Cr–Mo–V–Nb–Ti–B), WELTEC-H620 (C–Cr–Mo–V–Ti–B), которые позволяют выполнять многослойные наплавки до пяти слоев без образования трещин, обеспечивают твердость наплавленного металла 56-63 HRC_э. Наплавленный металл обладает хорошей износостойкостью при повышенных температурах до 600 °С. Износостойкость рабочего слоя детали повысилась на 30-50% по сравнению с износостойкостью при применении проволоки FCW-Sw-80Cr20B3Ti. Проволоки выпускают диаметром от 2 до 5 мм. С помощью механизированной и автоматизированной наплавки порошковой проволокой WELTEC-H600 диаметром 3,0 мм была восстановлена поверхность большого конуса доменной печи, достигнуто значительное повышение износостойкости по сравнению с износостойкостью при применении электродов Т590, а также в два раза сокращено время ремонта. При автоматической наплавке малого конуса порошковой проволокой WELTEC-H620 диаметром 4,0 мм получена более высокая износостойкость по сравнению с наплавкой лентой FCS-AS101. Эти проволоки успешно применяли при упрочняющей наплавке зубьев ковшей экскаваторов, ножей бульдозеров, челюстей грейфера. Порошковую проволоку изготавливают серийно согласно ГОСТ 26101-84 и действующей нормативно-технической документации, продукция сертифицирована Укр-СЕПРО. ООО «ТМ.ВЕЛТЕК» 12.04.2004 г. получил сертификат на систему управления качеством продукции согласно ДСТУ ТБО 9001-2001.