O que é Weld Overlay?

Você aproveitará ao máximo este guia se precisar aprender sobreposição de solda.

Combine essas informações e você estará no caminho de se tornar um especialista em sobreposições de soldas.

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O que significa sobreposição de solda?

A sobreposição de solda é aumentar o tamanho da solda soldando, restaurando a solda ou depositando metal com propriedades selecionadas na superfície. A soldagem usa uma fonte de calor de soldagem para formar uma ligação metalúrgica de superfície entre a superfície do substrato e o material.

O objetivo da sobreposição de solda não é conectar peças, mas depositar uma ou mais camadas de materiais com as propriedades desejadas pela soldagem. Ele pode obter a camada de revestimento necessária com recursos exclusivos, como resistência ao desgaste, resistência ao calor e resistência à corrosão.

A sobreposição de solda possui quatro categorias:

  1. Superfície resistente ao desgaste: a camada de soldagem usada para reduzir o desgaste abrasivo, a corrosão, o impacto ou a cavitação na superfície da soldagem.
  2. Cobertura de revestimento: Para superfície resistente à corrosão, uma certa espessura do metal de adição é depositada no material base de aço carbono ou aço de liga.
  3. Camada de isolamento sobreposição de soldagem: Ao soldar materiais diferentes, pode haver requisitos especiais. Garantir a qualidade e o desempenho da junta; o material de base deve ser isolado antecipadamente.
  4. Superfície de espessamento: o metal adicionado na superfície da solda, na borda da junta ou para restaurar o tamanho necessário do componente.

Por que a sobreposição de solda?

As indústrias mais amplamente utilizadas para soldagem de sobreposição são o reparo da superfície do rolo e o reparo da borda do cortador.

A soldagem por sobreposição é um processo de soldagem em que um material com propriedades específicas é coberto na superfície de soldagem de uma peça de trabalho; o objetivo é restaurar a dureza da superfície externa da peça de trabalho ou aumentar o tamanho externo da peça de trabalho.

Após o desgaste da camada de soldagem do material da peça, a re-soldagem pode melhorar a vida útil de toda a peça.

Economize custos de fabricação e custos de manutenção, reduza o tempo de reparo e substituição de toda a seção, reduza o número de paradas e perdas de produção e reduza o custo geral de produção.

A soldagem de superfície pode fazer melhor uso dos materiais para obter um excelente desempenho abrangente, o que também é de grande importância para a melhoria do design do produto. O conteúdo da soldagem de superfície inclui principalmente dois aspectos.

Uma é a liga de soldagem e a outra é o processo de soldagem.

Cortador de roda de soldagem


Cortador de roda de soldagem

A função da soldagem sobreposta é principalmente para melhorar a resistência das peças ao desgaste, resistência à corrosão, resistência ao impacto e desempenho em altas temperaturas. A resistência ao desgaste dos materiais de soldagem refere-se à capacidade dos elementos de resistir ao desgaste sob certas condições de atrito.

É também o uso mais comum de soldagem na fabricação e reparo de peças de trabalho. O desgaste da superfície da peça de trabalho inclui quatro casos: desgaste por adesão, desgaste abrasivo, corrosão por invasão e corrosão por gás e desgaste por atrito.

O desgaste adesivo refere-se ao desgaste causado pelo contato entre duas superfícies de contato que são fundidas devido à adesão e o material em uma superfície da peça é transferido para a outra superfície da peça.

O desgaste adesivo é dividido em três níveis de acordo com o grau de desgaste, o mais leve é o desgaste moderado, o mais pesado é o desgaste severo e o mais sério é a superfície da peça se rasgando em um bloco.

O desgaste adesivo geralmente usa uma camada resistente ao desgaste de soldagem na superfície da peça de trabalho para reduzir o desgaste por adesão.

Uma liga de soldagem comumente usada é uma liga de soldagem resistente ao desgaste à base de níquel.

Superfície de arco submerso de cabeça dupla

Superfície de arco submerso de cabeça dupla

O desgaste abrasivo se refere a partículas duras ou micro-saliências na superfície onde as duas peças de trabalho estão em contato.

As partículas e saliências desgastam o material durante o processo de fricção. De acordo com a magnitude da força, o desgaste abrasivo pode ser dividido em desgaste abrasivo de baixa tensão, desgaste abrasivo de alta tensão e desgaste abrasivo de cinzel.

Exemplos comuns de desgaste abrasivo de baixa tensão são o desgaste superficial de relhas de arado e o desgaste abrasivo de alta tensão é padrão no desgaste superficial de revestimentos de moinhos de bolas e esferas. O desgaste abrasivo cinzelado é típico em danos à superfície dos dentes da caçamba de escavadeiras.

Este tipo de superfície de desgaste geralmente usa uma grande quantidade de ligas contendo carboneto.

Soldagem de sobreposição de reparo de engrenagem

Soldagem de sobreposição de reparo de engrenagem

A corrosão invasiva se refere à abrasão que ocorre quando um fluido contendo micropartículas flui na superfície de um tubo ou peça de trabalho.

A superfície de reparo ou cobertura da corrosão por invasão geralmente usa uma liga de superfície resistente ao desgaste com alto teor de carboneto. O fenômeno da corrosão por bolha refere-se à abrasão do metal causada pela onda de choque gerada quando a bolha estoura na superfície do metal, o que geralmente ocorre em válvulas de líquido ou bombas de alta velocidade.

O desgaste por corrosão por bolha geralmente usa ligas de superfície resistentes ao desgaste à base de cobalto. O desgaste por atrito se refere ao atrito e desgastes causados por pequenos movimentos na superfície das peças devido a vibrações de baixa amplitude na conexão de duas ou mais peças.

Este tipo de desgaste é causado pela raspagem repetida da superfície da peça por partículas de óxido de metal duro. Este tipo de desgaste é geralmente reparado e coberto com uma liga de superfície resistente ao desgaste à base de cobalto.

Superfície de reparação de rolos

Superfície de reparação de rolos

Outro uso do empilhamento é melhorar a resistência à corrosão da peça de trabalho.

Existem dois tipos de corrosão da peça, uma é a corrosão química, que se refere à reação química entre o metal e o meio, e a outra é a corrosão eletroquímica, que faz com que o contato do metal com a solução eletrolítica reaja.

A corrosão da peça de trabalho é comumente encontrada nas paredes internas de recipientes petroquímicos. Os metais usados para este tipo de revestimento são principalmente à base de cobre, à base de níquel, ligas à base de cobalto e aço inoxidável austenítico de níquel-cromo.

O material de revestimento também precisa ser resistente a impactos, porque quando as partículas da superfície do metal estão desgastadas, elas também serão impactadas por essas partículas.

Esse impacto geralmente é dividido em três categorias: leve, moderado e grave. Há uma contradição absoluta entre a resistência ao impacto e a resistência à abrasão, portanto, uma consideração cuidadosa deve ser feita ao selecionar os materiais.

Quando o ambiente de trabalho da peça de superfície está em alta temperatura, o conteúdo da superfície deve ter rigidez de alta temperatura. E tem requisitos mais elevados para a resistência térmica do material, rigidez a quente, resistência à fadiga térmica e resistência à oxidação e resistência à corrosão de gás em alta temperatura.

Este tipo de revestimento deve usar aço inoxidável martensítico com alto cromo, aço ferramenta, aço para moldes, liga de revestimento à base de níquel, liga de revestimento à base de cobalto e outros materiais de revestimento de acordo com os diferentes ambientes de uso.

A superfície de brocas na indústria de perfuração de petróleo

A superfície de brocas na indústria de perfuração de petróleo

Os materiais metálicos para revestimento são divididos em cinco categorias: um metal para revestimento à base de ferro, duas ligas à base de níquel, três ligas à base de cobalto, quatro ligas à base de cobre e cinco ligas de carboneto.

Superfície de metal em pérola. Este tipo de liga de revestimento tem excelente desempenho de soldagem, forte resistência ao impacto e baixa dureza. É usado principalmente para reparar peças mecânicas, como eixos e rolos, para atingir o tamanho restaurado.

O objetivo dos metais de superfície austeníticos, incluindo aço austenítico manganês e aço austenítico cromo-manganês. O aço manganês austenítico é usado principalmente para reparar desgaste de metal e peças de desgaste abrasivo sob severas cargas de impacto, como desvios de ferrovia para caminhões de mineração.

O aço austenítico cromo-manganês é usado principalmente para melhorar peças de aço manganês e aço carbono, que são desgastadas por peças de metal severamente impactadas. O metal de superfície martensítico é usado principalmente para reparar o atrito e o desgaste entre metais, como engrenagens, chassis, etc. Metais de revestimento de ferro fundido de liga incluem liga martensítica, liga austenítica e liga de alto cromo.

A camada superficial de ferro fundido de liga martensítica tem alta resistência ao desgaste abrasivo, resistência ao calor, resistência à corrosão e resistência à oxidação e pode suportar impactos leves. É usado principalmente para soldagem de superfície de máquinas agrícolas, equipamentos de mineração e outras peças de trabalho. O metal de superfície de ferro fundido de liga austenítica tem excelente resistência à corrosão e resistência à oxidação, tem uma certa tenacidade, pode suportar impactos moderados e é menos sensível a rachaduras e descascamento.

É utilizado principalmente por ocasião de desgaste abrasivo de médio impacto, como escavação de superfície de dentes de caçamba. Ferro fundido com alta liga de cromo tem excelente resistência ao calor e ao desgaste e é amplamente utilizado para soldagem de superfície de materiais resistentes ao desgaste na superfície de máquinas de construção, máquinas agrícolas, máquinas de mineração e outras peças.

Escavadeira Escavadeira Ferramenta de Corte Soldagem

Escavadeira Escavadeira Ferramenta de Corte Soldagem

A tecnologia de soldagem de revestimento à base de níquel mais amplamente usada é a liga da série de níquel-cromo-borosilicato.

Possui excelente resistência ao desgaste abrasivo de baixo estresse e resistência ao desgaste intermetálico, resistência à corrosão, resistência ao calor e resistência à oxidação em alta temperatura. É comumente usado em ambientes corrosivos ou de alta temperatura, sujeitos a desgaste abrasivo de baixa tensão.

A característica mais proeminente do metal de soldagem à base de cobalto é que ele ainda pode manter alta dureza e resistência em altas temperaturas de cerca de seiscentos graus. Por isso, é frequentemente usado para soldagem superficial na superfície de engrenagens em altas temperaturas, como soldagem superficial na superfície de peças, como brocas e punções a quente. Existem quatro tipos de ligas à base de cobre: bronze, cobre puro, amarelo infantil e cobre branco. Esses materiais são principalmente adequados para trabalhar abaixo de 200 ° C.

Eles são usados principalmente para soldagem de superfície de rolamentos, válvulas de baixa pressão, faces de extremidade vedadas e outras peças. O metal de solda de carboneto é caracterizado por um alto ponto de fusão, alta dureza e excelente resistência à abrasão, mas tem uma fragilidade relativamente grande. É usado principalmente para peças de trabalho severamente desgastadas no ambiente de trabalho, como brocas de perfuração para exploração de petróleo e escavadeiras de proteção. Ferramentas de corte e assim por diante.

Como soldar sobreposição?

As técnicas de sobreposição de solda geralmente incluem soldagem a arco de eletrodo, soldagem a chama de oxigênio-acetileno, soldagem a arco submerso, soldagem a arco com gás de eletrodo de fusão, soldagem a arco com eletrodo de fusão, soldagem a arco de tungstênio, soldagem a arco a plasma e soldagem com escória elétrica. A escolha do método de revestimento é geralmente determinada de acordo com as condições de construção do local e os requisitos técnicos. Os usos e características específicos da superfície de revestimento são mostrados na tabela.

Usos e características dos métodos de superfície comuns

  • Soldagem de eletrodos

    Recursos:

    1. Equipamento barato e leve, adequado para a superfície no local

    2. Alta flexibilidade, especialmente adequada para soldagem por sobreposição de peças de formato irregular

    3. Alta produtividade e baixa deformação da peça

    4. A profundidade de penetração significativa e a alta taxa de diluição reduzem a dureza e a resistência ao desgaste da camada de revestimento. Geralmente, 2 a 3 camadas são soldadas, mas a superfície de várias camadas é natural para causar rachaduras.

    Uso:

    Usado principalmente para produzir pequenos lotes de superfícies e reparar peças desgastadas

  • Solda por chama de oxigênio-acetileno

    Recursos:

    1. Devido à operação manual, alta intensidade de trabalho e baixa velocidade de soldagem

    2. Quando são necessárias sobreposições de alta qualidade, as habilidades de operação do soldador são excelentes.

    3. Se uma pistola de chama de oxigênio-acetileno específica for usada para pulverizar ligas em pó, também poderá ser obtida uma pequena profundidade de penetração e uma fina camada de revestimento

    Uso:

    Ele é usado principalmente para a soldagem de superfícies de peças com superfície lisa, alta qualidade e precisão, bem como a soldagem de superfícies pequenas em peças de trabalho pequenas e médias.

  • Soldagem de arco submerso

    Recursos:

    1. O processo de soldagem é altamente mecanizado, geralmente usando grandes correntes (300 ~ 500A), às vezes até 900A, de modo que a velocidade de soldagem é significativa e a produtividade é alta.

    2. O desempenho da camada de revestimento é estável, a formação é bonita e defeitos como inclusões de poros e escórias raramente ocorrem

    3. O fluxo cobre completamente o arco, não há radiação, nem respingos, o operador não precisa de proteção especial e a carga de trabalho é reduzida

    4. O equipamento não é conveniente para se mover; a secagem e o armazenamento do fluxo são complicados, o que não é propício ao revestimento no local.

    5. A taxa de diluição é alta e geralmente é necessário empilhar 2 a 3 camadas para garantir o desempenho necessário. Devido ao grande gradiente térmico da peça durante a soldagem por trincas, é fácil trincar, portanto, medidas como pré-aquecimento e resfriamento lento são frequentemente necessárias. Mas quando a temperatura de pré-aquecimento estiver muito alta, haverá dificuldade em remover a escória

    6. Grande piscina derretida, adequada apenas para a superfície de soldagem na posição horizontal

    Uso:

    É o mais amplamente utilizado entre os vários métodos de soldagem de sobreposição. É amplamente utilizado na indústria de fabricação de máquinas, especialmente na fabricação de petróleo e equipamentos químicos. É adequado para soldagem em superfícies maiores, como vasos planos, cilíndricos e de grande diâmetro. Não é adequado para aplainar pequenas peças de trabalho. Principalmente para revestir materiais à base de ferro, como revestir camadas resistentes à corrosão nas paredes internas de vasos de grande diâmetro. Sobreposição de soldagem de camadas resistentes ao desgaste em rolos de laminadores, etc.

  • Soldagem a arco de tungstênio

    Recursos:

    1. A conexão positiva DC pode reduzir a contaminação da camada de superfície pelo eletrodo de tungstênio

    2. Arco estável, menos respingos e excelente visibilidade durante a soldagem

    3. A alimentação do material de soldagem de revestimento e o arco são ajustados separadamente, de modo que o formato da camada de revestimento é fácil de controlar e a qualidade é boa, mas a velocidade de deposição não é alta

    Uso:

    É adequado para a soldagem de superfícies de tamanho pequeno, requisitos de alta qualidade e formas complexas. Como sobreposição de ligas de superfície muito finas à base de cobalto em pás de turbinas a vapor, etc.

  • Soldagem por plasma

    Recursos:

    1. Devido à alta temperatura do arco de plasma, a velocidade da superfície é rápida. A peça de trabalho não precisa ser pré-aquecida e isolada antes e depois da superfície, sem defeitos como rachaduras e porosidade

    2. O revestimento de arco de plasma também possui características de penetração rasa e ampla, reduzindo assim a taxa de diluição do metal de revestimento pelo metal original. que não apenas estabiliza a dureza do metal da camada de revestimento e possui uma estrutura uniforme, mas também permite a seleção de camadas de revestimento mais finas. Para economizar metais preciosos

    3. A formação de esferas do revestimento de arco de plasma é muito suave e organizada, o que pode reduzir defeitos e a quantidade de processamento após o revestimento

    Uso:

    Chamas de plasma podem ser usadas para sobrepor materiais de liga que não podem ser superados por outros processos. Além do latão, ele pode ser usado para sobrepor muitas ligas e metais não ferrosos. Tais como carboneto cimentado à base de cobalto, aço inoxidável, cobre, ferro e alumínio e bronze de manganês, etc.

  • Soldagem por eletroslag

    Recursos:

    1. As peças de trabalho depositadas pela superfície de escória eletromagnética têm profundidade de penetração uniforme, baixa taxa de diluição, alta velocidade de deposição e menor consumo de fluxo. A espessura da camada de revestimento varia de 15 a 90 mm.

    2. Além do eletrodo, o pó de liga pode ser adicionado ao banho de escória ou usado como revestimento do fio para se infiltrar na liga.

    3. A mudança de composição perto da linha de fusão é muito íngreme e a camada de sobreposição é fácil de descolar em altas temperaturas.

    Uso:

    Comumente usado para revestimento de aço inoxidável e nicrômio

HComo medir a espessura da camada de solda?

É melhor usar o UT para teste. A medição da espessura UT é possível. O eco da interface entre os dois materiais é visível devido à pequena diferença de velocidade entre o revestimento de aço carbono e aço inoxidável. No entanto, a repetição é mínima. Não use um medidor de espessura com um display digital. É necessário um instrumento UT com apresentação A-Scan.

Se o UT não estiver disponível, for possível medir após a retificação, a camada de soldagem deve ser visível, plana e sem irregularidades, e a espessura média é medida em vários pontos.