Плакирование: особенности и преимущества технологии

Сварка взрывом

Сварка взрывом — неизвестная технология для многих сварщиков, даже профессиональных. Что уж говорить о новичках, которые искренне удивляются, услышав о таком необычном методе сварки. Суть технологии незамысловата: на поверхность деталей направляется поток взрывной энергии, из-за которой детали деформируются и соединяются. В результате получается многослойное изделие.

С помощью сварки взрывом можно соединять любые металлы, в том числе разнородные. Соединение получается неразъемным и очень прочным, поэтому такая технология получила свое распространение во многих сферах производства. В этой статье мы кратко расскажем, что такое сварка взрывом, какие есть достоинства и недостатки у такой технологии, и какие особенности нужно учитывать.

Общая информация

Взрывная сварка проста, несмотря на свое необычное название. Относится к сварке под давлением. Далее мы подробно расскажем, какова технология этого метода сварки.

Обычно соединяют две металлические пластины. Одна из них называется неподвижной и располагается снизу, а вторая называется подвижной и располагается сверху под небольшим углом. Неподвижную деталь также называют основной, а подвижную — плакирующей.

На верхнюю подвижную деталь кладут взрывчатое вещество и детонатор. Взрывчатое вещество инициируют и образуется взрыв, который приводит в движение подвижную часть. В результате подвижная часть набирает большую скорость и ударяется с неподвижной. Обе детали под действием силы удара деформируются, образуя неразъемное соединение.

Обратите внимание

С помощью сварки взрывом можно получить композитные изделия, а также многоуровневые и биметаллические. При этом изделие будет устойчиво к коррозии и механическим нагрузкам.

Несмотря на то, что мы мало что слышим про сварку взрывом, эта технология применяется во многих сферах. Начиная от нефтяной, заканчивая машиностроением.

При этом у сварки взрывом есть множество подтипов, а это доказывает, что такая технология очень востребована на современном производстве.

Преимущества и недостатки

У сварки взрывом есть свои плюсы и минусы. Впрочем, как и любого другого метода сварки. Давайте рассмотрим их поподробнее.

Итак, плюсы. Первый плюс — это высокая скорость сварки. Чтобы получить прочное соединение достаточно нескольких микросекунд. Согласитесь, это впечатляет. Отсюда и высокая производительность такого метода сварки. Также отметим, что такая технология позволяет получать биметаллические изделия. Т.е., изделия, состоящие из двух различных металлов.

Также с помощью данной технологии можно плакировать стали с особыми физико-химическими свойствами. Плакирование — это покрытие одного металл слоем другого металла. Еще с помощью сварки взрывом можно изготавливать заготовки неограниченного размера, можно делать детали для ковки.

Еще один неоспоримый плюс — простота и дешевизна сварки взрывом. По сути основная статья трат — это взрывное вещество и детонатор. Ну и сами детали, которые нужно сварить.

Но не обошлось и без недостатков. Первый минус — теоретический вред от волн, образующихся при взрыве. Если свариваются небольшие детали, то вреда может и не быть. А вот при взрыве крупногабаритных деталей нужно защищать персонал от несчастного случая. Это требует дополнительных расходов на экипировку.

Второй неочевидный минус — это необходимость допуска к работе только высококвалифицированных сварщиков. А если таковых нет в штате, то придется обучать персонал всем азам этой технологии. Дополнительно нужно будет преподавать технику безопасности при работе со взрывчатыми веществами.

И последний минус, вполне существенный — это невозможность автоматизации процесса сварки. По крайне мере, пока. Технологии еще не развились до той степени, когда не требуют присутствия человека во время взрыва. А это значит, что на конечный результат велико влияние человеческого фактора.

Особенности технологии

У сварки взрывом есть свои характерные особенности, которые надо учитывать. Прежде всего, необходимо обязательно обрабатывать поверхность заготовок перед сваркой. Если на поверхности останется пыль или грязь, то при соприкосновении после взрыва детали просто не соединяться должным образом.

Также нужно учитывать, что сварка взрывом дает возможность соединения любых металлов, но с оговорками. Дело в том, что у некоторых металлов от силы взрыва начинает ускоряться диффузия, что плохо сказывается на конечном результате. Это нужно учитывать в работе.

Важно

Только при соблюдении рекомендаций, указанных выше, взрывная сварка может пройти с хорошим результатом. В противном случае металлоструктура нарушится и соединение получится недолговечным. Также важно знать и понимать некоторые особенности самого процесса.

Например, мы уже знаем, что верхняя пластина вращается, а нижняя остается в неподвижном положении. Так вот, даже после соединения верхней и нижней пластины верхняя продолжает сохранять свою энергию и вращаться, но уже вместе с соединенной нижней частью. Понимание таких мелочей позволит вам не совершить многие ошибки.

Зная такие мелочи вы уже поймете, что от скорости вращения верхней пластины может зависеть качество сварного соединения. Зачастую скорость вращения верхней детали должна быть очень большой, чтобы две заготовки соединились друг с другом. И наблюдение за скоростью поможет вам заранее узнать, какой результат вы получите в итоге.

Это лишь некоторые их особенностей, которые нужно учитывать. Мы рассказали самые основные. В ходе работы вы заметите еще много других нюансов, которые не совсем очевидны. Так что единственная рекомендация, которую мы можем дать — практикуйтесь как можно больше, чтобы получить опыт и понимание всей сути данной технологии.

Скорее всего, ваша первая сварка взрывом не будет успешной. А все потому, что недостаточно просто прочесть пару статей в интернете, посмотреть несколько видеороликов и приступить к работе. Нужно много практиковаться и желательно изучать нормативные документы, в которых четко расписаны все особенности и технология сварки взрывом.

Вместо заключения

Сварка взрывом — очень интересная и необычная технология. С ее помощью можно сварить разнородные металлы, получив долговечное соединение с аккуратным швом.

Конечно, до выполнения таких работ допускают только настоящих мастеров своего дела, но кто знает, быть может и вы однажды примените в своей практике такой необычный метод сварки.

Возможно, среди наших читателей найдутся профессиональные сварщики, которые уже выполняли сварку взрывом? Расскажите о своем опыте в комментариях. Он будет полезен для многих начинающих сварщиков. Желаем удачи в работе!

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Метод плакирования прокаткой или склеиванием лежит РІ РѕСЃРЅРѕРІРµ получения материалов, называемых металлопластами.  [1]

Покрытие методом плакирования заключается РІ создании РЅР° детали РїРѕРєСЂРѕРІРЅРѕРіРѕ слоя РёР· металла, образующего прочную защитную пленку. Практически железо плакируется медью Рё нержавеющей сталью, дюралюминий – чистым алюминием.  [2]

Был опробован метод непосредственного плакирования для того же сочетания стали марок РЎС‚.  [3]

Применяют РґРІР° метода плакирования металла – электрошлаковая наплавка электродами РёР· РєРѕСЂСЂРѕР·РёРѕРЅРЅРѕ-стойкой стали СЃ последующей прокаткой Рё сварка токами высокой частоты.  [4]

Поскольку детальное описание методов плакирования ядерных топливных элементов было осуществлено Янз и др.

[40], они не будут рассматриваться в данной работе.

Цель этого раздела состоит РІ рассмотрении основных требований, предъявляемых Рє металлическим слоистым материалам РІ ядерных реакторах.  [6]

Менее трудоемко получение иридиевых покрытий методом плакирования.

Совет

На основной металл укладывают тонкий слой металла-покрытия, а затем этот бутерброд идет под горячий пресс.

Таким образом получают вольфрамовую и молибденовую проволоку с иридиевым покрытием.

Заготовку РёР· молибдена или вольфрама вставляют РІ иридиевую трубку Рё проковывают РІ горячем состоянии, Р° затем волочат РґРѕ нужной толщины РїСЂРё 500 – 600 РЎ. Эту проволоку используют для изготовления управляющих сеток РІ электронных лампах.  [7]

Метод литого плакирования дешевле, чем метод пакетного плакирования ( сборка пакета и последующая его прокатка), но последний имеет целый ряд преимуществ.

Листы, прокатанные пакетным способом, не требуют длительного травления, так как нержавеющие плиты находятся в середине и при нагреве и термообработке не окисляются.

Отпадает необходимость РІ зачистке поверхности листов после травления, РІ то время как двухслойные листы, полученные СЃРїРѕСЃРѕР±РѕРј литого плакирования РёР·-Р·Р° увеличенной загрязненности поверхности раскатов окалиной, требуют тщательной зачистки поверхности после травления.  [8]

Проведенные работы свидетельствуют о возможности практического использования метода непосредственного плакирования для получения листового биметалла.

Разработана также технология получения сваркой взрывом биметалла сталь серебро.

Обратите внимание

Р�сследование микроструктуры пограничных Р·РѕРЅ РїСЂРё большом увеличении ( РҐ1500) свидетельствует РѕР± отсутствии взаимной диффузии серебра Рё стали.  [9]

Р’ Р·РѕРЅРµ сопряжения слоев биметалла, изготовленного методом непосредственного взрывного плакирования, наблюдается неоднородность механических свойств РїРѕ впадинам Рё гребням Рё РїРѕ контуру волнообразной границы раздела, что связано, РїРѕ-РІРёРґРёРјРѕРјСѓ, СЃ неравномерностью процесса пластического течения Рё перемешивания металлов РІ квазижидком состоянии.  [10]

Для серебра и золота эквивалентный защитный эффект толщины покрытия, полученного методом плакирования, можно достичь методом электролитического осаждения.

Как правило, оба металла успешно используют в гальванопластике.

Однако РІ большинстве случаев покрытия, полученные методом электроосаждения, особенно РёР· металлов платиновой РіСЂСѓРїРїС‹, Рё РІ меньшей степени блестящее покрытие золотом, подвержены РІ определенной степени образованию пористости, Р° также СЃ увеличением толщины покрытия – – самопроизвольному растрескиванию РёР·-Р·Р° внутренних напряжений РІ процессе осаждения покрытия. Несмотря РЅР° это, основная масса покрытий драгоценными металлами для декоративных Рё технических целей, включая использование РІ области электроники, наносится электролитическим путем, так как требования Рє защитным свойствам покрытия являются РІ этом случае менее жесткими, чем требования Рє покрытиям, предназначенным для длительного использования РІ жидких или РІ коррозионных средах РїСЂРё высокой температуре; может быть допущена некоторая степень пористости.  [11]

Например, защищая металлы РѕС‚ РєРѕСЂСЂРѕР·РёРё, поверхность РёС… насыщают алюминием ( алитирова-РЅРёРµ) или методом плакирования.  [13]

РџСЂРѕРІРѕРґР° марки РџРћР– РјРѕРіСѓС‚ выпускаться также СЃ биметаллической жилой медь – никель СЃ нанесением слоя никеля методом плакирования. Р’ этом случае СЃСЂРѕРє эксплуатации РїСЂРѕРІРѕРґРѕРІ марки РџРћР–Р‘ несколько возрастает.  [15]

Страницы:      1    2    3

Процессы плакирования

23

Плакирова́ние
(фр. plaquer — накладывать, покрывать),
те́рмомехани́ческое покры́тие —
нанесение на поверхность металлических
листов, плит, проволоки, труб тонкого
слоя другого металла или сплава
термомеханическим способом.

Содержание:

1Процессы
плакирования

2 Виды плакирования

3 Применение

4 См. также

5 Примечания

Осуществляется в
процессе горячей прокатки (например,
плакирование листов и плит), прессования
(плакирование труб), а также методом
сварки взрывом.[1] Заключается в совместной
горячей прокатке или волочении основного
и защитного металлов.

Сцепление между
металлами осуществляется в результате
диффузии под влиянием совместной
деформации горячей заготовки.

Важно

Защищаемый
металл (сталь, сплавы титана) покрывают
с одной или с обеих сторон медью, томпаком,
коррозионно-стойкой сталью, алюминием.

Плакиро́ванную
проволоку изготавливают волочением
трубы, внутрь которой вставлен сердечник
из другого металла.

Цель плакирования
состоит в том, чтобы создать на поверхности
детали слоя материала с особыми свойствами
— высокой твёрдостью, коррозионной
и/или износостойкостью и т. д., он
применяется при изготовлении
деталей/оборудования или при восстановлении
их формы после изнашивания. При этом
толщина плакирующего слоя может
составлять от десятых долей миллиметра
до нескольких миллиметров.

Недостатками
плакирования являются дороговизна
метода и ускоренная коррозия в зоне
сварных швов.

Виды плакирования

Плакирование может
быть одно- и двусторонним.

Применение

Плакирование
используется при изготовлении и ремонте
элементов деталей, подверженных
воздействию агрессивных сред (грязи,
шлаков, пара) в целях экономии дорогостоящих
материалов.

Применяется для получения
биметалла и триметалла, для создания
антикоррозийного слоя алюминия на
листах, плитах, трубах из алюминиевых
сплавов, нанесения латунного покрытия
на листы стали (вместо электролитического
покрытия) и т. д. Также используется в
ювелирном деле, например, накладка в
виде золота накладывается на серебро
(серебро с золотом).

Плакирование широко
применяется при изготовлении монет –
например, монеты 1 и 5 копеек (сталь,
плакированная мельхиором), 10 и 50 копеек
(сталь, плакированная томпаком – с 2006
года), 1 и 2 рубля (сталь, плакированная
никелем – с 2009 года), 5 рублей (медь,
плакированная мельхиором – до 2009 года;
сталь, плакированная никелем – с 2009 года)
и 10 рублей (сталь, плакированная латунью
– с 2009 года). [2] В корпусах ядерных реакторов
используют плакирование нержавеющей
аустенитной сталью внутренней поверхности
корпуса, т.к. основной материал корпуса
(перлитная высокотемпературная сталь)
подвержен коррозии при высоких
температурах.

Газотермическое
напыление является более современной
альтернативой плакированию, позволяющей
преодолеть проблему сварных швов

Плакирование – это
способ нанесения покрытий, в том числе
защитных. Этот способ наиболее часто
применяется при прокатке и волочении
неостывших после изготовления стальных
листов или труб.

Технологически этот
процесс похож на «втирание» одного
металла в другой.

В разогретом состоянии
поверхность металла активна и имеет
способность присоединять к своей
структуре атомы других менее активных
металлов.

Цель этого процесса
– создание защитного слоя на поверхности
обрабатываемого металла. Таким образом
можно защищать металл от коррозии. При
плакировании может быть использовано
несколько металлов.

Совет

Иногда на металлическую
поверхность может быть нанесен с одной
стороны слой меди, а с другой стороны –
цинк, олово или алюминий. Это необходимо
для придания определенных свойств
обрабатываемой поверхности.

Например,
с одной стороны поверхность должна быть
износостойкой, а с другой cтороны
коррозиестойкой, фрикционно способной
или декоративной.

Толщина плакирующего
слоя может быть от одного микрона до
полутора миллиметров.

Плакирование, в
отличие от горячего или термодиффузионного
цинкования позволяет успешно наносить
покрытия на сварные швы.

Наиболее сходной
по физике воздействий к плакированию,
является технология газотермического
напыления.

Биметаллы:
плакирование, напыление и наплавка.

ru-kartinki.com

Что такое плакирование и как оно проводится

Плакирование — это технологический процесс, при котором различные слои металлов соединяют друг с другом с помощью высокого давления или температур. Чтобы защитить основу от воздействия коррозийных процессов, наносится дополнительный лист металла

Что такое плакирование

Не многие люди, начинающие заниматься металлургией, знают особенности плакирования. Это технологический процесс, который подразумевает под собой нанесения защитного металлического покрытия на основу. Для этого применяется метод горячей прокатки.

С его помощью можно не только нанести дополнительное защитное покрытие, но и укрепить верхние слои основной детали. Чаще всего, плакированию подвергаются стали, которые подвержены влиянию коррозии.

Обработке подлежат сплавы не устойчивые к воздействию кислот и щелочей.

Плакированная сталь, покрытая металлическим слоем, называется биометаллом. Она защищена от воздействия факторов окружающей среды, а также воздействия органических кислот. В качестве защиты может использоваться титан, никель, нержавеющая сталь, серебро, медь, золото, молибден.

После проведения обработки в характеристиках обрабатываемого изделия наблюдаются такие изменения:

Увеличивается твердость заготовки.

Повышается показатель износоустойчивости.

Материал дополнительно защищается от воздействия влаги, пара и органических кислот.

Однако у этого технологического процесса есть и недостатки:

После нанесения защитного покрытия методом горячей прокатки, цена заготовки значительно увеличивается.

Плакированный слой на сварных швах ржавеет в разы быстрее.

Плакирование — это «удешевленный» способ защиты материалов от коррозии. Заготовка может покрываться с разных сторон разными металлами. Например, с одной стороны закрепляют молибден, а с другой цинк. Таким образом можно увеличить показатель износоустойчивости заготовки с одной стороны и защитить её от разрушительного воздействия кислот с другой.

Для чего и где применяется?

Поскольку плакированный металл устойчив к развитию коррозии, его используют для изготовления деталей, соприкасающихся с жидкостями.

С помощью плакирования обрабатываются детали, на которые будет приходится повышенное механическое воздействие. Связано это с тем, что после нанесения защитного покрытия, увеличивается показатель износоустойчивости.

Таким образом можно защитить механизмы дешёвыми материалами и сэкономить на покупке цельных изделий из дорогостоящих металлов или сплавов.

Обратите внимание

Этот вид обработки популярен в ювелирном деле в тех случаях, когда на серебряное украшение требуется нанести золото. Оно применяется при чеканке монет. Детали после плакирования используются при создании ядерных реакторов.

Двухслойные стали популярны в судостроении. Если при обшивке каркаса корабля используется сталь или дюралюминий, то дополнительно этот материал покрывается алюминием, нержавеющей сталью или другими металлами с высокими антикоррозийными показателями.

Виды

Технология нанесения защитного покрытия разделяется на два метода:

Односторонняя обработка. На рабочую поверхность изделия наносится защитное покрытие.

Двусторонняя обработка. В этом случае с помощью горячей прокатки могут наноситься разные металлы на разные стороны заготовки.

Толщину покрытия мастер выбирает в зависимости от того, насколько нужно изменить характеристики материала.

Особенности

Лучшим материалом для проведения обработки считается сталь, покрытая слоем алюминия. С помощью специального оборудования мастер наносит защитное покрытие методом распыления на рабочую поверхность. Производится этот процесс с помощью кислородной горелки.

Чтобы увеличить эффективность метода нанесения, требуется использовать плазмотрон. Надёжно закрепить защитный слой помогает процесс диффузного отжига. При его проведении заготовка подвергается термической обработке при температуре до 950 градусов по Цельсию.

Во время этого процесса атомы железа и алюминия вступают в реакцию и образуют плёнку, которая защищает поверхность от образования ржавчины.

Толщина дополнительного слоя может занимать от 3 до 40% от общей толщины заготовки. Оптимальная толщина для защиты от воздействия от факторов окружающей среды — 0.15 мм.

Плакирование считается дополнительным процессом в металлообработке, который позволяет бюджетным способом защитить металлическую поверхность от коррозийного разрушения. Наносится слой металла как с одной, так и с двух сторон заготовки. Это позволяет увеличивать различные характеристики рабочих поверхностей в независимости друг от друга.

Лазерная наплавка – износостойкие поверхности для любых металлических деталей

Наплавка – это эффективный способ восстановления изношенных или улучшения прочностных характеристик новых деталей механизмов и машин.

Процесс заключается в нанесении расплавленного материала на обрабатываемое изделие, поверхность которого разогрета до температуры плавления, или надежном смачивании покрываемым жидким металлом.

Созданный таким способом поверхностный слой образует единое целое с основным сплавом.

Важно

В случае ремонтных работ на старую деталь может быть наплавлен примерно такой же металл, из которого она изготовлена. При этом будут восстановлены целостность и форма изделия. Но целесообразней наносить другой сплав, который, как и для новой детали, позволит получить изделие с поверхностью, отличающейся от материала основы своими свойствами.

В зависимости от условий эксплуатации оборудования, это могут быть высокая эрозионная, кавитационная, коррозионная, износо-, жаростойкость и другие.

В случае обработки новых деталей наплавка позволяет значительно сэкономить на материале, так как отпадает необходимость изготовления изделия целиком из дорогого сплава.

Также во всех случаях использования этой технологии значительно продлевается срок службы обработанных узлов и деталей.

Лазерная наплавка поверхности металла – уникальный и наиболее эффективный метод наплавления износостойких покрытий. Проводят ее с помощью лазерных систем нового поколения, работа которых основана на использовании мощных диодов и специальных сопел.

Сфокусированный лазерный луч создает на поверхности детали сварочную ванну, в которую локально подается металлический порошок. Материал основы подвергается кратковременному расплавлению. Высокий уровень автоматизации управления рабочим процессом обеспечивает регулирование как размеров зон плавления, так и термических циклов.

Точность лазерного излучения гарантирует образование полностью плотного наплавочного слоя с разжижением (смешением с металлом основы) менее 5 %, а также обеспечивает отличное металлургическое сцепление. Возможно нанесение нескольких защитных слоев, что повышает стойкость к механизмам разрушения.

Существует три основных метода создания покрытий с помощью лазера:

Оплавлением порошков в виде пасты, которую предварительно наносят на поверхность детали. Содержимое смеси подбирают таким, чтобы оно практически не влияло на состав создаваемого покрытия. Пасту оплавляют лазером, последовательно проходя лучом всю поверхность. Для получения многослойного покрытия порошковый состав наносят заново после очередного цикла обработки детали. Преимущества этого способа состоят в простоте технологии и конструкции требуемого оборудования. К главным недостаткам относят высокую трудоемкость и неравномерность покрытия, обусловленную поверхностным натяжением расплавленного жидкого металла.

Покрытие создают посредством подачи газопорошкового состава сбоку от сопла лазера (до недавнего времени являлся наиболее распространенным способом). Эта технология лазерной наплавки качественно улучшает процесс получения плакирующего слоя. Когда впрыск порошка происходит в жидкую ванну, то это позволяет создавать не только равномерные по химическому составу и толщине покрытия, но также композитные материалы, у которых сохраняется упрочняющая фаза. Газопорошковую струю подают сбоку относительно направления луча или навстречу. Формируемые при этом валики покрытия будут отличаться геометрией поверхности. Недостаток способа – несимметричная относительно направления луча лазера подача порошка даже при создании плакирующего слоя сканированием излучения в плоскости.

Коаксиальная наплавка – газопорошковая смесь подается в область воздействия лазерного луча через сопло со всех сторон симметрично (поток конусообразно сходится в одну точку-фокус). Формирование такой равномерной симметричной подачи – главная сложность этой технологии. Коаксиальная наплавка – самый универсальный метод получения не только однородных, но и композитных покрытий как на плоских, так и на трехмерных поверхностях. Данный процесс обеспечивает симметричную подачу относительно направления наплавления, равномерное формирование валиков, а также высокие производительность, эффективность и коэффициент использования расходного присадочного материала. Главный недостаток – сложность осуществления коаксиальной подачи.

Качество напыления лазером зависит от очень многих параметров, но главным является расход порошка. Задав необходимый диаметр луча, мощность лазера и скорость наплавки, массовым расходом твердосплавного состава можно регулировать толщину наносимого покрытия, разжижение и твердость.

Лазерная сварка и наплавка основаны на использовании одной технологии – источником требуемого нагрева служит излучение с высокой концентрацией энергии.

Поэтому в некоторых случаях восстановление изношенных или поврежденных деталей производят наплавлением с помощью лазерной сварки.

Совет

Присадочный материал в форме проволоки или прутка, как правило из того же материала, что и изделие, расплавляется и заполняет скол или распределяется по поверхности. Этим способом пользуются чаще всего небольшие ремонтные предприятия.

Чтобы воспользоваться всеми преимуществами и возможностями наплавки лазером необходимо специализированное оборудование, которое позволяет в производстве наносить композитные покрытия с повышенными характеристиками:

• коррозионной стойкости;
• механическими;
• жаростойкости;
• износостойкости;
• антифрикционными;
• радиационной стойкости;
• и тому подобное.

Такие покрытия позволяют в современном машиностроении экономить металл, используемый при изготовлении деталей, и снизить массу разрабатываемых конструкций.

Для получения композиционного плакирования наплавкой используют чистые или композитные порошки, которые представляют собой смесь необходимого состава в каждой отдельной его частице.

В соответствии с переносимыми нагрузками, композиционные составы могут обладать различной архитектурой:

• для повышения износостойкости – мягкие антифрикционные компоненты в твердой матрице;
• для упрочнения поверхности – твердые компоненты в мягкой матрице;
• контактная прочность совместно с износостойкостью – высокопрочный каркас, который заполнен пластичным материалом;
• для снижения массы при сохранении прочности – равномерная смесь прочных легких компонентов с тяжелыми каркасообразующими.

У деталей, изготовленных из таких материалов, ресурс работы гораздо выше, чем у узлов из мономатериалов. Технология наплавки лазером очень перспективна в сфере прототипирования трехмерных деталей. В настоящее время разработаны и совершенствуются 2 основных направления создания объемных изделий из металлических порошков:

• Laser Metal Deposition (LMD) – прямое выращивание с помощью коаксиальной наплавки лазером.
• Selective Laser Melting (SLM) – выборочное спекание порошков лазером (послойная наплавка).

В данный момент одним из самых актуальных применений лазерной коаксиальной наплавки является восстановление поврежденной или изношенной геометрии деталей из металла машиностроительного производства.

Во время ремонта крупногабаритных узлов сложной геометрии, пресс-форм, валов, инструмента, литейных форм и других деталей данный метод наплавки обеспечивает экономию значительных средств за счет меньшего расхода материала, затрат времени на обработку и использование оборудования, задействованного в работах, чем при иных способах.

По прочности и плотности нанесенный при ремонте восстановительный слой не уступает материалу, из которого было изготовлено изделие, а в случае специального подбора состава присадочного порошка значительно его превосходит, что положительно сказывается на сроке эксплуатации обработанной детали. В каждом отдельном случае применения лазера восстановительный процесс условно заключается в технологии нанесения объема материала или слоя покрытия. Примеры повреждений, устраняемых наплавкой лазером:

• изношенные кромки, смятия, сколы литейных форм;
• износ посадочных мест зубчатых колес, подшипников на валах, зубьев шлицевых креплений и тому подобное;
• износ поверхностей ступенчатого вала (включая шпоночных пазов);
• износ выпускных и впускных клапанов, золотников гидрораспределителей;
• скол, надлом стенки пресс-формы для литья резины или пластика;
• дефекты лопаток газотурбинных двигателей – износ торца и основания пера, смятия и сколы на ребре пера;
• износ роторов турбокомпрессоров;
• повреждения деталей из высокопрочных сплавов, которые работают при ударно-абразивных и ударных нагрузках (буровой инструмент, вырубные штампы и другое);
• износ и дефекты крупногабаритных изделий массой до нескольких центнеров;
• и другие.

При традиционных способах наплавки основной металл подвергается значительному подплавлению и термическому воздействию, что является весомым недостатком, потому что технология должна обеспечивать минимальное тепловое влияние на деталь и перемешивание присадочного материала со сплавом изделия.

Эти изъяны практически полностью отсутствуют у обработки лазером – нагрев локализован и соответствует форме, размеру подаваемого излучения, а глубина термического воздействия ограничена незначительным приповерхностным слоем, благодаря чему вероятность коробления (искажения формы) детали минимизирована.

Основные преимущества метода:

• контролируемое малое проплавление;
• возможность создания тонких наплавочных слоев (до 0,3 мм);
• высокопрочное сцепление с основой;
• минимизация области термического влияния – деформация обрабатываемых деталей почти отсутствует;
• возможность работы с труднодоступными поверхностями и локальной обработки;
• быстрый нагрев и охлаждение наплавляемого материала;
• возможность обработки изделий с большими габаритами;
• минимальное смешивание наплавляемого и основного материала.

Основные недостатки:

• низкий КПД;
• малая производительность;
• необходимость в дорогостоящем, сложном оборудовании.

Производство плакированных металлов

Плакированными называются металлы, покрытые каким-либо металлическим или неметаллическим материалом. Если плакирующий слой металлический, то такой материал называется биметаллом или двухслойным металлом. Может быть соединено три и более различных металлов и неметаллов, такой материал называется трехслойным или композиционным.

Конструкционные материалы, применяемые в судостроении (сталь, дюралюминий), плакируют более коррозионно-стойким металлом (нержавеющей сталью, алюминием и др.).

В плакированных металлах толщина плакирующего слоя колеблется от десятых долей до нескольких  миллиметров,  что значительно больше, чем слой лаков, красок, смол, различных пластиков, и обеспечивает более надежную защиту от коррозии. Металлический плакирующий слой физически неразделим с основой при обработке и эксплуатации материала.

Используемые в судостроении двухслойные стали, состоящие из углеродистой или низколегированной основы и высоколегированного нержавеющего покрытия, изготовляют методом горячей совместной прокатки пакета из листов основы и покрытия либо прокаткой двухслойного слитка, полученного отливкой.

При пакетной прокатке на сляб или плиту накладывают лист плакирующего металла. Соединяемые поверхности их должны быть тщательно очищены. Для улучшения сцепления между ними в ряде случаев на внутреннюю поверхность плакирующего металла гальваническим способом наносят слой третьего металла толщиной до 0,2 мм.

Из листов, толщины которых примерно соответствуют отношению толщин слоев готового биметалла, складывают пакет, состоящий из двух слоев основного и двух слоев плакирующего металла. При этом слои плакирующего металла располагают внутри пакета и разделяют огнеупорной обмазкой, препятствующей их сцеплению.

Затем кромки пакета сваривают по периметру, после чего пакет нагревают и прокатывают. После обрезки кромок готовые биметаллические листы отделяют один от другого. При общей толщине листа 5—10 мм плакирующий слой составляет 2—3 мм. С увеличением толщины листа до 35 мм плакирующий слой возрастает до 5 мм.

Обратите внимание

Подобным способом производят покрытие дюралюминия чистым алюминием для повышения коррозионной стойкости и получают другие биметаллы.  Пакеты  алюминиевых и других легкоплавких сплавов можно прокатывать в холодном состоянии. Для повышения их пластичности между операциями прокатки применяют рекристаллизационный отжиг путем нагрева выше температуры рекристаллизации Трек = 0,3 Тпл, где Тпл — температура плавления более тугоплавкого из двух соединяемых  металлов.

Высокими коррозионной стойкостью и жаростойкостью обладает биметалл сталь — алюминий (алюминированная сталь). Наиболее распространенный метод нанесения плакирующего слоя алюминия на сталь — распыление чистого алюминия или его сплава с кремнием.

Материал для распыления в виде проволоки или порошка вносят в пламя кислородной горелки. Он расплавляется и под действием сжатого воздуха направляется на плакируемую поверхность. Сцепление между покрытием и основой получается механическое, поэтому плакируемая поверхность должна быть тщательно подготовлена.

Можно применять более производительный способ распыления и нанесения плакирующего слоя плазменной струей плазмотрона. Для обеспечения эксплуатации при высоких температурах плакированный материал после нанесения покрытия подвергают термообработке—диффузионному отжигу при 600—950 °С.

Во время отжига атомы железа и алюминия диффундируют, образуя на поверхности биметалла сплав алюминия с железом с относительно высокой температурой плавления и плотной пленкой окиси алюминия Al2O3, которая защищает металл от окисления.

Для защиты от атмосферной коррозии толщина покрытия 0,10—0,15 мм считается достаточной. Для защиты от высокотемпературного окисления применяют более толстые покрытия (0,15—0,20 мм).

В последнее время в судостроении находит применение сталь, плакированная титаном. Наиболее экономичный и простой способ плакирования — соединение листов титана с листами низколегированной стали без промежуточных прослоек.

Прочность на срез биметалла сталь — титан получается при этом выше прочности биметалла углеродистая сталь — нержавеющая сталь.

Важно

Технология плакирования стали титаном остается той же, что и технология сочетания других металлов, но требует более тщательной очистки соединяемых поверхностей и нагрева пакета перед прокаткой в среде аргона.

Температура прокатки не должна превышать 950 °С из-за возможности образования Fe3Ti —хрупких интерметаллических соединений титана с железом. Для предотвращения подобных соединений иногда между титаном и сталью предусматривают промежуточный слой различных металлов: кобальта, хрома, никеля, молибдена и др.

Находят применение также биметаллы с контактно приваренным плакирующим слоем. При плакировании этим способом на поверхность изделия из основного металла кладут лист плакирующего металла. Образовавшийся пакет просовывают между электродами контактно-сварочной машины. Образуется биметаллическое изделие с прочно приваренным плакирующим слоем большой толщины (до 5—8 мм), которое необходимо механически обработать (шлифованием, полированием), так как поверхность получается недостаточно ровной и имеет отпечатки электродов.

ПОИСК

    Гибка двухслойных листов, плакированных коррозионно-стойкой сталью, может производиться как в холодном, так и в горячем состоянии, плакирующим слоем внутрь или наружу.

Прокладки, соприкасающиеся при гибке с плакирующим слоем, изготовляют из коррозионно-стойкой стали, чтобы предотвратить налипание на поверхность плакирующего слоя частиц металла, что возможно при использовании обычной конструкционной стали. Холодная гибка двухслойной стали должна производиться при температуре не ниже 20° С.

При гибке в горячем состоянии заготовки должны быть нагреты до 1150—1200 С их обработка должна завершаться при температуре не ниже 900—850° С. Заготовки, обработанные методом горячей деформации, должны быть подвергнуты последующей термической обработке, режимы которой приведены в табл. 10, а. [c.

42]
    Качество плакирования проверяется визуально. Отслаивание выявляется простукиванием со стороны наплавленного слоя молотком. Браковочным признаком является глухой звук. Газовые раковины и другие дефекты после механической обработки не допускаются и устраняются повторной переплавкой латуни. [c.

72]

Рис. 30. Схема установки для создания инертной среды при плакировании трубных решеток латунью

    ФУТЕРОВАНИЕ И ПЛАКИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ [c.63]

    ПЛАКИРОВАНИЕ ТРУБНЫХ РЕШЕТОК [c.72]

    Различают следующие методы нанесения защитных покрытий 1) гальванический 2) диффузионный 3) распыле ще (металлизация) 4) погружение в расплавленный металл (горячий метод) 5) механо-термический (плакирование). [c.318]

    Температура в печи в течение 1 ч медленно поднимается до 400—450° С, затем газовые горелки открываются полностью. Процесс ведется при температуре 950—1050° С до полного расплавления латуни. Температура контролируется потенциометром.

В момент расплавления последнего куска латуни в печь вводится приспособление для обдува трубной решетки снизу сжатым воздухом, после чего горелки гасятся. Обдув обеспечивает направленную кристаллизацию жидкой латуни. Плакирование в печи длится 3—4 ч.

 [c.72]

    Принципиальное отличие метода плакирования трубных решеток в среде аргона состоит в исключении применения флюсов, роль которых выполняет инертная среда (рис. 30). [c.73]

    Качество плакирования обеспечивается при нагреве в любой печи, где можно получить температуру до 1000° С. Заготовка устанавливается в строго горизонтальном положении с помощью специального механизма, предусмотренного конструкцией печи, или вручную с использованием стальных или асбестовых прокладок.

Заготовку нагревают до температуры 950—1000° С с выдержкой не менее 1 ч. После этого печь отключают и заготовка, во избежание расплескивания расплавленной латуни при транспортировке и для получения равномерного слоя латуни по высоте, охлаждается до 600° С в печи. Дальнейшее ее охлаждение происходит на воздухе.

 [c.73]

    Наиболее перспективным материалом для изготовления аппаратов (реакционны.х и емкостных, скрубберов, насадочпых колонн), устойчивых к дс11ствию 0 )1 апических растворителей (хлор-бсп.зо, К1, анилина и др.

), органических и неорганических кислот (5—37%-ной уксусной ледяной), являются стеклопластики. Колонны из стеклопластика, плакированного термопластами, К КО-мендуют для широкого применения в условиях агрессивных сред ра..

личных производств. [c.68]

Совет

    Изготовление алюминиевых пластинчатых теплообменников. Пластинчатые теплообменники широко применяются в качестве генераторов газотурбинных установок, теплообменников в установках разделения воздуха и т. д. Материалом для изготовления первичных поверхностей теплообменников служит сплав АМц, плакированный слоем 7,5%-ного силумина толщиной 60—70 мм. 194 [c.194]

    Плакированный дюралюминий получают механотермическим способом, заключающимся в том, что дюралюминиевая заготовка, заливаемая алюминием, подвергается при нагреве прокатке. Толщина плакирующего слоя алюминия составляет с каждой стороны 4—5% от толщины дюралюминиевой сердцевины. Плакированный дюралюминий нельзя подвергать длительной тер- [c.327]

    Плакированную сталь можно подвергать всем видам механической обработки, в том числе штамповке и сварке. На рис. 217 приведен пример плакирования внутренней поверхности сосудов кислотоупорной сталью. [c.328]

    Для предотвращения наблюдаемого явления отслаивания титана от стали раньше применяли серебряные прокладки. Но это дорого и не давало нужного эффекта. В настоящее время плакирование поверхности сосуда титаном производится в среде аргона. Фирма выпустила биметаллические листы толщиной 9,5—32 мм при толщине слоя титана до 4,8 мм. [c.217]

    При производстве ремонтов часто применяются огневые работы. Наиболее распространенным видом огневых работ является электрическая и газовая сварка и резка металлов.

К огневым работам относятся также пайка, лужение, кузнечные и котельные работы, выполняемые по месту, плакирование поверхностей свинцом, обжиг смол и других отложений на аппаратах и трубопроводах, разогрев битума, песка, строительных и уплотняющих материалов и другие работы, где применяется открытый огонь. [c.248]

    В случае применения противокоррозионных покрытий (плакированный слой в двухслойной стали, металлические и неметаллические покрытия и т. д.) наличие последних при расчете элементов на прочность не учитывается. [c.19]

    Двухслойная сталь обозначается словом Лист , затем—дробью, в числителе которой указываются размеры листа в миллиметрах (толщина X на ширину X на длину), затем указывается ГОСТ 10885—75, а в знаменателе — марка основного слоя + марка плакированного слоя. [c.39]

Обратите внимание

    Толстолистовая, коррознонностойкая сталь, плакированная взрывом, разработана ЦНИИТмашем. Она представляет собой биметаллический материал.

По сравнению с другими методами получсршя двухслойной стали плакирование взрывом обеспечивает гарантиронапную толщину плакирующего слоя, высокое качество его поверхности, не требующее дополнительной обработки, значительную экономию высоколегированной стали, замену на-нлавочных материалов листом. [c.62]

    Сталь (например, 22К4-08Х18П10Т) успешно используют при изготовлении кованых, литых и катаных заготовок и сосудов массой до 250 т при толщине стеики 100 мм и плоских деталей массой до 50 т. Экономический эффект при плакировании взрывом в расчете на тонну двухслойной стали (толщиной 100 + 4 мм) достигает 300—500 руб. [c.62]

    При плакировании трубных решеток из стали 16ГС латунью ЛО-62-1 толщина слоя латуни должна быть в готовом изделии не менее 10 мм, поэтому плакирование производится из расчета получения слоя латуни толщиной 20 мм. Для предотвращения окисления латуни применяется флюс следующего состава (%) техническая бура — 50 борная кислота — 25 плавиковый шпат— 25.

Бура и борная кислота переплавляются для полного удаления из них влаги, плавиковый шпат прокаливается. Бура и борная кислота в виде стекловидной массы и плавиковый шпат после остывания перемалываются по отдельности и хранятся в стеклянной посуде с притертыми пробками. Флюсы, повторно использованные, дают более положительные результаты, чем вновь приготовленные.

 [c.72]

    Для плакирования применяется листовая латунь, нарезанная кусками размером не более 100×100 мм и обезжиренная промывкой в ацетоне непосредственно перед плакированием, которое производится в газовой печи. Трубная решетка устанавливается на опорах в печь, обезжиривается ацетоном и проверяется на горизонтальность поверхности по уровню. [c.72]

    Химически обработанные детали теплообменников собирают в пакеты в сборочно-фиксирующих приспособлениях. В случае изготовления пакета в сварно-паяном варианте сборка его чередуется со сваркой, при помощи которой вьшолняют все соединительные швы, работающие под давлением.

При этом сначала укладывают гофрированную насадку в определенный канал, затем ее накрывают плакированным проставочным листом и уже после этого заваривают соединительные швы.

Важно

При изготовлении цельнопаяных пакетов их собирают в той же последовательности, но соединительные швы между проставочными листами не сваривают, а паяют за одну операцию с пайкой насадки. [c.195]

    Коррозия. Дополнительные источники коррозии — кислые осадки ]1а поверхности металла (гальваническое действие), эрозионный износ поверхности металлов, а также слабый контроль за кислотностью раствора.

Крупной проблемой является коррозия от напряженности металла, которая обычно возникает при неудачном выборе материала для изготовления аппаратуры. Если установка плохо запроектирована, то проблему коррозии не решает даже добавление в раствор соответствующих ингибиторов, хотя в этом часто возникает необходимость.

Для изготовления аппаратуры можно применять обычную углеродистую сталь при условии, что на установке будет проводиться строгий контроль. В случае повышенной коррозии рекомендуется применять сталь марок 304 и 316. Имеются сообщения об успешном применении для изготовления теплообменников стали марки 7072, плакированной алюминием.

Испытывались также стали, плакированные другими металлами и покрытые пластиком. О результатах применения пластикового покрытия нет единого мнения. Имеются сообщения об успешном применении и отрицательные выводы, хотя дело кажется довольно простым изолировать металл пластиком и принять меры к исключению течи (проколов) в этой изоляции.

Добавка 7 г КазСОд на 1 л раствора иногда способствует уменьшению коррозии. Для поглощения кислорода в раствор добавляется гидразин. [c.278]

    Плакирование является одним из основных способов защиты от коррозии легких силавов на основе алюминия, главным образом сплавов типа дюралюминия.

Известно, что дюралюминий как конструкционный материал применяется вследствие его высоких ме.чанических свойств и малого удельного веса.

Однако этот сплав обладает низкой сопротивляемостью корроз)ш, особенно в морской атмосфере. [c.327]

Совет

    Металлические покрытия можно наносить горячим и термодиффузионным способами, гальванизацией, напылением, плакированием. Для защиты крупногабаритных конструкций (резф вуаров, цистерн и т. д.

) покрытия наносят в основном методом металлизации, заключающимся в напылении коррозионностойкого металла на защищаемую поверхность. Метод прост и удобен, позволяет наносить покрытие на поверхности любой величины и конфигурации.

Он поэтому получил наиболее широкое распространение, однако прочность таких покрытий значительно меньше, чем у металлических покрытий, изготовленных другими методами. [c.99]

    Достигнутые успехи в выдавливании тонкостенных профилей, использовании больпп х термообработанных поковок и крепежных изделии, разработка техполопш сварки, литья и плакирования способствуют широкому внедрению титана и его сплавов в химическую промышленность. [c.216]

    Многократное восстановление подщипников скольжения достигается способом, показанным на рис. 4.56 [65].

При этом предполагается выполнение следующих операций изготовление ремонтного вкладыща плакирование взрывов вкладыща (или листа для щтамповки вкладыща) дополнительным материалом, свариваемым с материалом подщипника расточка подшипника снятие в плоскостях разъема по образующим постелей подщипника приваривание вкладыша к подшипнику по фаскам окончательная обработка отверстия подшипника до минимального размера. Возможны два варианта реализации способа изготовление ремонтного вкладыша, а затем его плакирование плакирование листа для щтамповки вкладыша дополнительным материалом, свариваемым с материалом подщипника, а затем изготовление вкладыша. [c.240]

    Из цветных металлов применяют алюминий, медь, никель, титан, 1,инк, олово, свинец, их сплавы.

Используют также металлические защитные покрытия, наносимые различными пo oбavи электролитическим (гальванические покрытия), металлизацией (покрытие расплавленным металлом), плакированием (,1вухслойиые металлы), погружением (горячие покрытия) и др. Их применение ограничено, так как покрытия отличаются значительной пористостью. [c.283]

    Нгиболее распространенным видом огневых работ являются ЭJ(гктpичe кaя и газовая сварка и резка металла.

Обратите внимание

К числу огнев з1х работ относятся также пайка, лужение, кузнечные и котельные работы, производимые по месту, плакирование поверхностей свинцом, выжигание смол и других отложений в апгаратах и трубопроводах, разогрев битума, песка, уплот-няюших материалов и другие работы с применением открытого огня. [c.385]