En tant que méthode de traitement économique et rapide de la modification de la surface des matériaux, le soudage par superposition est de plus en plus utilisé dans la fabrication de pièces dans divers secteurs industriels pour la réparation. Afin de tirer le meilleur parti de la couche de revêtement, la méthode de revêtement souhaitée a une faible dilution du matériau de base, une vitesse de fusion élevée et d'excellentes performances de revêtement, c'est-à-dire une technologie de revêtement de haute qualité, efficace et à faible taux de dilution.

introduction

Méthode de soudage dans laquelle le métal est fondu par soudage électrique ou au gaz et empilé sur un outil ou une pièce de machine. Ils sont généralement utilisés pour réparer les pièces usées et en ruine.

Aperçu

Le taux de dilution et le taux de fusion de plusieurs méthodes de revêtement sont indiqués, par exemple.

Soudage à froid et soudage par recouvrement

La technologie de superposition de soudage à froid est l'utilisation du principe de décharge électrique à haute fréquence, la soudure de superposition non thermique de la pièce, pour réparer les défauts de surface et l'usure de la pièce métallique, pour assurer l'intégrité de la pièce; peut également utiliser sa fonction de renforcement pour renforcer la pièce à usiner pour atteindre la résistance à l'usure, la résistance à la chaleur, la résistance à la corrosion, etc. L'équipement de soudage à froid et de revêtement pour les produits métalliques après la réparation de la pièce n'est pas déformé, non recuit, haute résistance de liaison, résistance à l'usure. La combinaison métallurgique du matériau de soudure et du substrat assure la robustesse de la soudure. Couramment utilisé pour les trous d'épingle, les trous, les bavures, les arêtes volantes, les coups, les rayures, les écorchures, les coins, les trous, les fissures, l'usure, l'affaissement, les erreurs de fabrication, les défauts de fabrication, les défauts de soudage, la réparation et le renforcement mécanique des surfaces dans les pièces moulées de précision.

Applications

Fabrication de moules

La surface du moule en plastique est lainée pour augmenter l'esthétique et la durée de vie; réparation de soudage fractionné de surface de moule en plastique de casque; renfort de surface de cône de shunt de moule de moulage sous pression en alliage d'aluminium; cavité de moule super faible, usure, réparation et renforcement des rayures.

Plastique et caoutchouc

Réparation de pièces de machines en caoutchouc et en plastique, pièces en caoutchouc et en plastique pour le moule sont pauvres, usure et réparation.

Aérospatial

Pièces de moteur d'avion, réparation ou réparation de turbine, d'arbre de turbine, réparation de renforcement de surface de buse de fusée, réparation de pièces de plaque extérieure d'aéronef, renforcement ou réparation de coque de satellite artificiel, pièces d'alliage de titane renforcement de cémentation local, pièces d'alliage à haute température à base de fer renforcement de cémentation local, revêtement anticorrosion A1 de carburation de surface en alliage de magnésium, pièces en alliage de magnésium réparation de soudage par défaut local, pièces de lame en alliage à haute température à base de nickel / cobalt réparations de soudage local, telles que la surface d'amortissement de la couronne de lame et l'usure de la pointe des feuilles et l'ablation des feuilles de guidage, etc.

Fabrication et maintenance

Utilisé dans l'industrie de la fabrication et de la réparation automobile pour la came, le vilebrequin, le piston, le cylindre, le disque de frein, la roue, le moyeu, l'embrayage, la plaque de friction, la soupape d'échappement, etc. pour patcher et réparer, et corriger les défauts de soudure de surface d'une carrosserie automobile.

Puissance du navire

Réparation de vilebrequins électriques, de bagues, de tuiles d'arbre, de composants électriques, de résistances, etc., soudage de roues de chemin de fer électriques sur des plaques de connexion de rails de ligne de fond, soudage de rouleaux conducteurs de galvanoplastie, électrodes en cuivre et en aluminium traitées par oxydation des métaux.

L'industrie des machines

Correction de pièces super-différentielles et réparation de guides de machine, d'arbres divers, de cames, de presses hydrauliques, de pistons de presse hydraulique, de parois de cylindres, de tourillons, de rouleaux, d'engrenages, de poulies, d'arbres pour le formage de ressorts, de jauges de bouchon, de jauges annulaires, de divers rouleaux, tiges , colonnes, serrures, roulements, etc.

Industrie de la fonderie

Réparation de fer, de cuivre, de trous de trachée de coulée d'aluminium et d'autres défauts, modèle en aluminium, réparation d'usure.

Soudage par électrodes

Contexte

Dans les années 1970, un grand nombre d'utilisations nationales et internationales de la technologie de soudage à l'arc submergé (SAW) dans ce domaine. La largeur des pôles de bande a également évolué d'une bande étroite à une large bande de 60 mm, 90 mm, 120 mm, 150 mm. La technologie dans le taux de dilution et la vitesse de fusion que le soudage à l'arc sous filament immergé a fait de grands progrès, mais avec le récipient sous pression de plus en plus grand, un paramétrage élevé, pour promouvoir le développement de la technologie de soudage dans une direction plus efficace et de haute qualité. Au début des années 70, l'Allemagne a inventé pour la première fois, après avoir été le Japon, les États-Unis, l'ancienne Union soviétique et d'autres pays, l'amélioration de la technologie de soudage des scories d'électrode car elle a une efficacité de production plus élevée que le soudage à l'arc submergé, un taux de dilution plus faible et un bon formage de soudure et d'autres avantages, au pays et à l'étranger, a été un développement rapide et une application plus courante.

Clé de contenu

Le soudage par superposition de laitier électro-déposé consiste à utiliser un matériau de superposition thermofusible conducteur et un matériau de base, à l'exception de l'étage de plomb, l'ensemble du processus de superposition devrait avoir une génération d'arc électrique. Afin d'obtenir un processus de superposition de scories d'électrons stable, il existe plusieurs clés techniques

Puissance de soudage

Dans le processus de soudage électrique du laitier, la stabilité du pool de laitier sur la qualité du soudage du laitier a un grand impact, et la fluctuation de la tension est le facteur le plus critique affectant la stabilité du pool de laitier, il est à espérer que les fluctuations de tension du processus de soudage du laitier sont minimes, donc l'exigence d'utiliser les caractéristiques de tension constante de l'alimentation CC. En outre, l'alimentation doit avoir une tension basse, une sortie de courant élevée, une précision de contrôle élevée, une forte capacité à compenser les fluctuations de tension du réseau et des performances de protection fiables. Le courant nominal de l'alimentation varie en fonction de la bande passante utilisée, généralement, 60 mm x 0,5 mm avec un pôle, le courant nominal est de 1500 A, 90 mm x 0,5 mm pour 2000A, 120 mm x 0,5 mm pour 2500A.

Flux

Une autre condition nécessaire pour obtenir un procédé d'électro-laitier stable est que le flux doit avoir une bonne conductivité électrique. La conductivité du flux de gaine de laitier électrique général doit atteindre 2 ~ 3Ω-1cm-1, 4 ~ 5 fois le flux de soudure à l'arc habituellement submergé. La plupart des flux d'électro scories utilisés au pays et à l'étranger sont du type fritté. La taille de la conductivité du flux, en fonction de la composante de flux dans le fluorure (NaF, CaF2, Na3AIF6, etc.), lorsque le fluorure (fraction massique) est inférieur à 40%, le procédé de soudage à l'arc pour le procédé à l'arc, dans la plage de 40% à 50% est à peu près le processus d'arc, joint scories; lorsque le fluorure est supérieur à 50%, peut former un processus de laitier électrique complet. Le CaF2 est à la fois un bon matériau conducteur et l'agent principal du laitier, de sorte que le CaF2 est généralement le composant principal de la superposition du flux de laitier électrique. En plus de la conductivité électrique, le flux doit également avoir un bon processus de revêtement (élimination des scories, formation, mouillabilité) et de bonnes propriétés métallurgiques (petit brûlage des éléments en alliage, incrément moins défavorable des éléments), une taille de particules appropriée (généralement plus fine que le flux d'arc submergé). la taille des particules). Pour répondre aux exigences ci-dessus a été utilisé dans la production de nombreux types de flux, tels que FJ-1 étranger (Japon), EST122 (Allemagne), Sandvik37S (États-Unis), SJ15 national, SHD202 et ainsi de suite.

Magnétron

Pour les pôles à large bande (avec une largeur de pôle supérieure à 60 mm), le soudage par superposition de scories électriques, en raison de l'effet de contraction magnétique, fera que la couche de superposition produira un bord mordant, avec la largeur du pôle augmente, la superposition actuelle augmente, plus le phénomène de morsure est lourd, donc doit utiliser la méthode du champ magnétique externe pour empêcher la génération de bord mordant (méthode magnétron). Comme le montre la figure. Dans le même temps, la position du pôle magnétique doit être raisonnablement arrangée, choisissez une taille raisonnable du courant d'excitation, le champ magnétique externe est trop fort ou trop faible affectera la formation du chemin de soudure de superposition (figure 2). Le courant magnétron des deux pôles doit être réglable séparément. Par exemple, pour les pièces non préchauffées en position de soudage à plat, lorsque la bande mesure extrêmement 60 mm × 0,5 mm, les courants de commande des pôles sud et nord du dispositif magnétron sont respectivement de 1,5 A et 3,5 A; pour une bande de 90 mm × 0,5 mm, le pôle est respectivement de 3A et 3,5A.

Paramètres de processus

L'utilisation de paramètres raisonnables du procédé de soudage est un moyen efficace d'assurer la stabilité du procédé de soudage électrique au laitier et une bonne qualité de soudage. Les paramètres du processus qui affectent la qualité du soudage par superposition des scories sont principalement la tension de soudage, le courant et la vitesse de soudage, suivis de l'allongement à sec, de l'épaisseur de la couche de flux, de la quantité de chevauchement entre les canaux, de la position de soudage, etc. Lorsque la tension est trop faible, il y a une tendance à coller au matériau de base avec l'électrode. La tension est trop élevée; le phénomène d'arc augmente considérablement, le bain de fusion est instable, les projections augmentent également, la tension de soudage recommandée peut être comprise entre 20 et 30V. ② Le courant de soudage a également un effet important sur la qualité du revêtement électro-laitier avec le poteau. Le courant de soudage augmente et la profondeur, la largeur et la hauteur d'empilement du chemin de soudage augmentent avec cela, tandis que le taux de dilution diminue légèrement, mais le courant est trop élevé et les éclaboussures augmentent. Différents courants de soudage doivent être sélectionnés pour différentes largeurs; par exemple, pour une bande de φ75 mm x 0,4 mm, le courant peut être compris entre 1000 et 1300 A. ③ Avec l'augmentation de la vitesse de soudage, la largeur de fusion du tube soudé et la hauteur de la pile sont réduites, la profondeur de fusion et le taux de dilution sont augmentés, la vitesse de soudage est trop élevée, fera augmenter l'incidence de l'arc, afin de contrôler une certaine dilution taux, pour assurer que les performances de la couche, la vitesse de soudage est généralement contrôlée à 15 ~ 17 cm / min. ④ avec le niveau de soudage électrique par superposition des scories, l'inclinaison du matériau de base affectera le taux de dilution et la formation du tube de soudage; il est généralement recommandé que la position horizontale ou une légère pente de la soudure ascendante soit appropriée. ⑤ Les valeurs recommandées pour les autres paramètres sont une longueur de bande de 25 à 35 mm, une épaisseur de flux de 25 à 35 mm, un volume de recouvrement de 5 à 10 mm.

Champ d'application

Avec le soudage par superposition électro-laitier et le soudage par superposition à l'arc submergé avec les pôles ont les avantages suivants: 1) haute efficacité de soudage, dans le courant moyen, 50% plus élevé que le soudage à l'arc submergé; 3) la couche de recouvrement est bien formée, pas facile d'avoir du laitier et d'autres défauts, la qualité de la surface est excellente, les irrégularités de la surface sont inférieures à 0,5 mm (le soudage par superposition à l'arc submergé est supérieur à 1 mm), de sorte que la surface sans traitement mécanique, économie de matériel et de temps. 4) avec les pôles dans la combustion de l'élément en alliage et l'incrément défavorable de l'élément est très faible, la plasticité et la ténacité de la couche de recouvrement sont plus élevées que l'arc submergé difficile à souder. 5) en raison de la zone de fusion de la couche de diffusion du carbone étroite, la bande passante de la martensite est petite, de sorte que la zone de fusion de la performance du joint est meilleure que le soudage par superposition à l'arc submergé avec des poteaux. En raison des avantages ci-dessus du soudage par superposition de laitier électrolytique, il est largement utilisé dans les réacteurs de commande d'hydrogénation, les fours d'échange à paroi chaude pour l'ingénierie du gaz, l'équipement de centrale nucléaire dans de grandes zones de la surface intérieure des récipients sous pression au pays et à l'étranger. En raison des caractéristiques du soudage électro-laitier, il a également un certain champ d'application: le soudage électro-laitier à fort apport de chaleur, il est donc généralement utilisé pour le soudage de pièces à parois épaisses de 50-200 mm. Tableau 1 Tailles d'électrodes minimales recommandées pour le diamètre et l'épaisseur de paroi pour le soudage par superposition de scories électro-électriques avec des électrodes Épaisseur minimale du substrat Diamètre minimal de la surface Surface extérieure Surface intérieure 60 × 0,5 40 250 45090 × 0,5 80 500 900

Correction d'une application

Introduction.

En tant qu'industrie de base de l'économie nationale, l'industrie de l'électricité a été un objectif clé du développement national. Les deux dernières décennies ont été la période de croissance la plus rapide et la plus réussie de l'histoire du développement de l'énergie en Chine. En 1998, la capacité électrique installée de la Chine atteignait 277 289 MW, la capacité de production annuelle atteignait 1 157,6 milliards de kWh et le nombre de grandes centrales thermiques (d'une capacité installée de plus de 1 000 MW) dans le pays atteignait 68 [1]. À mesure que le nombre de centrales électriques augmente et que les capacités et paramètres individuels augmentent, la maintenance et la réhabilitation des unités deviennent de plus en plus complexes et importantes. En tant que cœur du groupe turbo-alternateur - le rotor du générateur, sa grande précision de fonctionnement, sa vitesse de fonctionnement rapide et ses coûts de fabrication élevés, une fois endommagés, entraîneront directement la baisse de la puissance de sortie de l'unité, voire la paralysie. Il a été réparé par projection thermique, soudage à l'arc sous argon, machine de rapiéçage, placage à la brosse électrique et autres procédés [2], mais les résultats pratiques réels après réparation ne sont pas satisfaisants. Ce document adopte l'équipement de soudage par superposition (ESD) DZ-1400 EDM développé et produit par l'Institut de technologie des technologies de surface, Académie chinoise des sciences et technologies de mécanisation agricole, pour réparer le diamètre d'arbre de la section du joint de rotor usé du générateur sur site, qui a obtenu des résultats satisfaisants et une expérience réussie. Il a été prouvé que le processus d'EDM joue un rôle important dans la réparation des composants de la centrale électrique, générant des avantages économiques et sociaux importants.

Usure du diamètre de l'arbre

Une fois que le diamètre de l'arbre est usé ou tendu, la pression d'huile dans la couche d'étanchéité est difficile à maintenir l'égalisation, l'hydrogène fuit, la couche d'étanchéité entre le diamètre de l'arbre et la tuile est complètement détruite et le fonctionnement à grande vitesse du rotor est entravé, et dans les cas graves, l'unité ne peut pas fonctionner. La figure 1 est le diamètre de l'arbre du rotor après l'usure du diagramme schématique 3. Soudage par superposition EDM et comparaison des processus connexes ~ afin d'assurer le fonctionnement du rotor à haute vitesse et l'effet de refroidissement, l'arbre du rotor et la tuile entre les trois niveaux d'hydrogène, huile, couche d'étanchéité à l'eau composée de. Le processus de maintien d'un écart de 0,075 EDM entre le diamètre de l'arbre et la tuile de l'arbre pendant le fonctionnement est différent des processus tels que le soudage, la pulvérisation ou la pénétration élémentaire. En bref, c'est un processus intermédiaire, avec certaines caractéristiques de soudage et d'autres processus, et un processus qui présente des avantages uniques tels qu'un faible apport de chaleur et une combinaison métallurgique de la couche de soudure et du matériau de base. Dans certaines applications avec des exigences particulières, le processus de revêtement EDM compense les lacunes d'autres processus (principes de travail publiés séparément). Le tableau 1 présente une comparaison du processus de revêtement EDM avec d'autres processus.

Applications des composants

Au cours des deux dernières années, le procédé de soudage par superposition de dépôts EDM a été utilisé pour résoudre avec succès les problèmes de réparation et de renforcement de surface des composants clés des centrales électriques, tels que la réparation de l'érosion de la surface d'étanchéité des cylindres des turbines, la réparation de la surface d'usure de la broche de la pompe de circulation du réseau de chaleur. Les figures 9 et 10 montrent des photographies des travaux restaurés en utilisant le processus de revêtement EDM, respectivement.

Conclusion

⒈ Couche de revêtement EDM et la combinaison métallurgique du matériau de base, la zone affectée par la chaleur du revêtement très étroit, la contrainte résiduelle est négligeable. Ensuite, nous pouvons réparer les dommages des pièces clés de la centrale électrique par un processus d'empilage d'étincelles électriques, qui peut être utilisé en ligne, et le processus est simple. Débit post-réapprovisionnement plus petit et temps d'arrêt réduits. 3.3 Le procédé de superposition EDM a un large éventail d'applications dans les centrales électriques, avec des avantages économiques et sociaux importants.

Méthode de revêtement

Le soudage à l'arc manuel, le soudage par superposition de la surface du rouleau de broyeur à double rouleau, ont atteint une durée de vie de 10 mois, écrasant 150 000 tonnes d'effet de clinker. Les principaux points de revêtement sont les suivants: (1) Sélection des baguettes de soudage: Pour sélectionner les baguettes de soudage D-65, D-667 et 506, avant le placage, selon les instructions des baguettes de soudage, sécher les baguettes et les mettre dans le réservoir de rétention. (L'utilisation de matériau de soudage de classe 506 peut provoquer un écaillage sévère. (2) (2) Traitement de surface du rouleau: La réparation de la surface du rouleau peut être divisée en deux méthodes: soudage direct local et retrait global du soudage global après une réparation globale, il peut On peut également dire que les deux processus: usure inégale et motif le long de la direction large du rouleau, usure inégale du point dur et usure globale de la surface du rouleau, vous pouvez prendre la méthode de réparation locale soudage direct; après 5-6 fois soudage direct , parce que le corps mère subit à plusieurs reprises une contrainte d'extrusion élevée, les micro-fissures de soudage continuent de s'étendre, la surface du rouleau d'usure produira une certaine épaisseur de couche de fatigue, à ce moment, si la tige de soudage de réparation d'usure soude directement, il est facile de produire un délestage de couche , de sorte que la couche d'usure à la surface de la couche de fatigue du rouleau d'usure doit être soigneusement nettoyée avant le soudage par superposition. La réparation de la face du rouleau à Xixing Cement Plant était une soudure de remplissage après nettoyage. Que ce soit dir ect soudage ou nettoyage global après soudage, l'erreur de rondeur du rouleau de meulage et l'erreur de diamètre des deux rôles ne doivent pas être trop importantes. Sinon, cela provoquera des vibrations horizontales de la presse à rouleaux et augmentera la charge inégale des deux rouleaux de broyage. Pour nettoyer la couche de fatigue de la surface du rouleau, elle peut être nettoyée par un rabot à air à arc de carbone, la couche de fatigue de la surface du rouleau doit être rabotée pour exposer la couche de matériau de base. Avant le revêtement, la tige de soudage doit être séchée conformément aux instructions d'utilisation de la tige de soudage, préchauffer les pièces de soudage et refroidissement lent après le soudage. (3) Pour choisir la puissance d'une machine de soudage 10 kVA ou plus DC ou 20 kVA ou plus AC. Utilisez une soudeuse CC pour inverser la connexion (électrode positive à électrode). Lorsque le revêtement, la machine de soudage AC nécessite une tension à vide ≥ 70V, le courant doit être maîtrisé à environ 200A. Si la tension à vide est inférieure à 70 V, le courant doit être augmenté et la tige de soudage et le matériau maître doivent être complètement dissous. Le rapport largeur / hauteur de soudure de 3: 1 est approprié. C'est ce qui fusionne vraiment avec le matériau de base et forme le tissu résistant à l'usure requis. (4) L'ordre et l'épaisseur du soudage par superposition: une fois la surface du rouleau préchauffée, il est nécessaire d'utiliser d'abord 506 baguettes de soudage par superposition, soudant 1 à 3 couches; le rouleau trouvera rond. Ensuite, superposez uniformément plusieurs couches de D-667 pour obtenir l'épaisseur souhaitée, superposition de couche D-667, puis superposez une couche de D-65, épaisseur de superposition de 3-5 mm; Superposition de couches D-65, puis superposition de couches D-65 sur une couche de motif lingzhi. (L'usure de la surface du rouleau doit être générée à la fois par la pression requise pour écraser le matériau et par le glissement relatif. La pression est déterminée par la nature du matériau et est souvent difficile à modifier. Il est plus facile de réduire la glissement du matériau contre la surface du rouleau pendant le processus d'extrusion au moyen du motif de rouleau. Le motif à chevrons utilisé dans les premières années du pays, bien qu'il puisse arrêter le glissement circulaire du matériau, mais ne limite pas le glissement axial de le matériau dans le processus d'extrusion, en particulier dans l'extrusion de petites particules de matériau, l'usure est plus grave. (En revanche, les surfaces de rouleau avec un motif persistant et des points durcis au milieu ont la meilleure résistance à l'usure. La longueur du bord du Ling le motif est de 4 à 5 cm, la largeur du chemin de soudure est d'environ 1 cm et la hauteur d'environ 4 mm. L'épaisseur de chaque couche d'usure doit être uniforme afin que les rouleaux de compression restent arrondis pour toujours pendant l'utilisation. (5 ) Lors du soudage par superposition, il est nécessaire de travailler trois équipes, en arrêtant les personnes et non en arrêtant les chevaux, afin que les pièces soudées maintiennent longtemps une température élevée.

Soudage par superposition d'arc

Principe

La technologie de superposition d'arc plasma pour les matériaux résistants à l'usure est une méthode de superposition d'arc plasma qui tire parti de la température élevée et de la densité de courant élevée de l'arc plasma. Les particules de haute dureté sont brasées uniformément dans le métal de gaine sans ou peu de fusion des particules dures. Une couche de revêtement composite est formée. Cette couche composite est composée de plus de deux matériaux différents aux propriétés macroscopiquement différentes. L'une est les particules de carbure dur qui jouent un rôle majeur dans la résistance à l'usure de la couche, généralement en carbure de tungstène coulé, en carbure de chrome, en carbure de bore, en carbure de tungstène fritté, etc. En principe, toutes sortes de carbures, borures et même de diamants avec une dureté plus élevée peut être utilisée comme composants de la couche de recouvrement composite. Les industries nationales et étrangères sur l'application des applications composites de soudage à l'arc au plasma soudant plus de particules dures sont le carbure de tungstène coulé; il est composé d'eutectique, d'une dureté de 250 à 300. On pense généralement que la combinaison de particules dures et de métal placentaire est brasée, une couche de soudure et la combinaison du matériau d'origine pour la combinaison métallurgique.

Caractéristiques

La qualité de la couche de revêtement composite obtenue par la technologie de superposition d'arc plasma est stable et fiable. Les dernières avancées de la technologie de superposition d'arc à plasma composite permettent à la couche d'être exempte de porosité, de fissures, d'épuisement au carbure, de fusion et d'autres défauts. Les particules de carbure sont réparties uniformément dans la couche de recouvrement. La résistance à l'usure de la couche de recouvrement est élevée. La résistance à l'usure de la couche de recouvrement composite est particulièrement élevée dans des conditions d'usure sévères, ce qui peut augmenter la durée de vie de plusieurs fois ou plus de dix fois par rapport à la couche de protection de surface habituelle en fer, cobalt et alliages à base de nickel. Il a une force d'adhésion élevée. En raison de la liaison métallurgique de la couche de recouvrement à la surface protégée de la pièce, des exigences de résistance élevées peuvent être satisfaites. La force de liaison de la couche de recouvrement est 3 à 8 fois supérieure à celle de la couche de projection thermique. Les revêtements composites peuvent répondre à certaines exigences de résistance aux chocs. Par exemple, le marteau du concasseur de calcaire des équipements de production de ciment, en raison de la force d'impact dans le processus d'usure, a généralement utilisé un matériau en acier à haute teneur en manganèse, une faible durée de vie, après avoir soudé un alliage à haute teneur en carbone et en chrome sur la surface,