Одно из самых распространенных заблуждений в промышленной наплавке заключается в предположении, что наплавка ведет себя так же, как и обычная конструкционная сварка.

Нет.

Традиционная сварка в основном сосредоточена на:

• Сила
• Пластичность
• Структурная целостность

Однако технология нанесения твердого покрытия фокусируется на следующем:

• Высокая твердость
• Износостойкость
• Износостойкость
• Устойчивость к эрозии
• Защита от коррозии

К типичным материалам для наплавки относятся:

Материал для упрочнения поверхности	Типичная твердость
Стеллит 6	HRC 38–45
Карбид хрома	HRC 55–62
Карбид вольфрама	HRC 60–70+

Задача проста:

Более высокая твердость обычно означает более низкую пластичность.

По мере охлаждения наплавленного слоя после сварки как основной материал, так и наплавляющий слой начинают сжиматься. Поскольку эти материалы часто имеют разные коэффициенты теплового расширения, между наплавленным слоем и подложкой возникает огромное растягивающее напряжение.

Это особенно часто встречается в таких сочетаниях, как:

• Углеродистая сталь + Стеллит
• Нержавеющая сталь + карбид вольфрама
• Толстостенные клапаны + никелевые сплавы

Во многих случаях в промышленности трещины в наплавленном покрытии возникают не из-за «некачественной сварки», а по следующим причинам:

Остаточные сварочные напряжения не удалось должным образом снять.

 

Почему множество трещин на поверхности появляются спустя несколько часов?

Это одно из наиболее часто неправильно понимаемых явлений в области наплавки сварных швов.

Многие ремонтные мастерские исходят из следующего предположения:

«Если сразу после сварки не появляется трещин, значит, работа выполнена успешно».

Но опытные инженеры-наплавщики знают:

Наиболее опасными зачастую являются отсроченные трещины.

Это особенно часто встречается в:

• Высокоуглеродистая сталь
• Корпуса клапанов с толстыми стенками
• Наплавки высокой твердости
• Системы наплавки PTA

Даже после завершения сварки:

• Остаточное напряжение продолжает развиваться
• Металлургические структуры продолжают трансформироваться
• Диффузия водорода всё ещё продолжается

В результате могут появиться трещины.от 2 до 24 часовпозже.

В одном из проектов по упрочнению клапанов API мы столкнулись с ситуацией, когда:

• Через 10 часов после сварки наплавленный слой Stellite 6 образовал трещины по краям.
• Трещины сосредоточены вблизи зоны остановки сварного шва.
• В процессе сварки видимых проблем не обнаружено.

После расследования была установлена ​​следующая причина:

Чрезмерные колебания температуры между проходами.

Путем реализации:

• Предварительный нагрев до 250 °C
• Улучшенный контроль температуры между проходами
• Улучшена траектория остановки сварки
• Изоляция с медленным охлаждением

Частота образования трещин в наплавленном шве значительно снизилась.

Во многих проектах по промышленной наплавке напольных покрытий реальная проблема заключается не в самом оборудовании, а в следующем:

Отсутствие контроля над изменением напряжений после сварки.

 

Какие трещины в наплавленном покрытии допустимы?

Именно здесь у многих конечных пользователей возникает путаница.

В действительности, в износостойких покрытиях высокой твердости некоторые поверхностные трещины намеренно допускаются.

Например, в:

• Пластины с покрытием из карбида хрома
• Наплавочные слои из карбида
• Износостойкие накладки высокой твердости

Нередко на поверхности можно увидеть тонкие, сетчатые трещины.

Они обычно известны как:

• Проверьте наличие трещин
• Трещины, возникающие при снятии напряжения
• Проверка на наличие компенсаций

Их назначение — снять остаточные сварочные напряжения в наплавленном слое.

Потому что в сверхпрочных покрытиях:

Полностью безупречная поверхность может фактически указывать на опасное накопление внутренних напряжений.

Если остаточное напряжение не удается снять постепенно, последствия могут значительно ухудшиться:

• Крупномасштабное расслоение
• Отслоение наложений
• Внезапное разрушение покрытия

Вот почему опытные инженеры-наплавщики часто говорят:

Контролируемое растрескивание безопаснее, чем неконтролируемое расслоение.

Однако опасные трещины обычно обладают следующими характеристиками:

• Трещины проникают в основание
• Трещины продолжают распространяться
• Края наложения начинают расходиться
• Появляются зоны расслоения или пустоты.

Эти симптомы обычно указывают на:

• Чрезмерный подвод тепла
• Неправильный выбор материала
• Высокая степень разбавления
• Неправильные параметры сварки

и обычно требуют перепроектирования процесса.

 

5 наиболее распространенных причин образования трещин при упрочнении наплавленного покрытия

1. Недостаточный предварительный нагрев

В крупных проектах по упрочнению клапанов методом PTA многие трещины образуются не во время самой сварки, а в процессе охлаждения.

Особенно в случае с:

• Клапаны из толстостенной углеродистой стали
• Высокоуглеродистая сталь
• Наплавки высокой твердости

Недостаточный предварительный нагрев может значительно увеличить скорость охлаждения.

Это часто приводит к следующему:

• Образование мартенсита
• Остаточная концентрация напряжений
• Замедленное холодное растрескивание

Во многих случаях растрескивание наплавленного металла вызвано не некачественной техникой сварки, а следующими причинами:

Плохое управление температурным режимом.

 

2. Чрезмерная толщина слоя

Многие цеха стремятся повысить производительность за счет нанесения толстых наплавочных слоев за один проход.

Но в действительности:

Более толстые покрытия создают гораздо большее усадочное напряжение.

Это особенно проблематично для:

• Накладки из карбида вольфрама
• Наплавка карбидом хрома
• Высокотвердые сплавы на основе железа

Профессиональные процедуры нанесения напольных покрытий обычно включают в себя:

• Многослойная сварка
• Контролируемая температура между проходами
• Промежуточные стадии охлаждения

постепенно снимать стресс.

 

3. Быстрое охлаждение

Многие трещины в облицовке не являются"приварено".

Они охлаждаются внутри.

Это особенно часто встречается во время зимнего ремонта или капитального ремонта крупных компонентов, когда:

• Детали немедленно подвергаются воздействию холодного воздуха
• Используется принудительное воздушное охлаждение
• Компоненты контактируют с холодными полами

В профессиональных мастер-классах обычно используются:

• Теплоизоляционные одеяла
• Медленное охлаждение
• Охлаждение печи

для минимизации термического шока.

 

4. Чрезмерный подвод тепла

При использовании методов наплавки PTA, MIG или SAW:

Чрезмерное тепловое воздействие увеличивает риск образования трещин.

Увеличение подводимой тепловой энергии приводит к:

• Более глубокое проникновение
• Более обширные зоны термического воздействия
• Более высокое напряжение усадки

Традиционные сварочные покрытия, полученные методом дуговой сварки, особенно подвержены этой проблеме.

По сравнению с традиционной сваркой:

• PTA обеспечивает более низкое разведение
• Лазерная наплавка обеспечивает меньшую зону термического воздействия.

что, как правило, снижает риск образования трещин.

 

5. Неправильный выбор материала

Многие покупатели предполагают:

«Более высокая твердость всегда означает лучшую износостойкость.”

Но в реальных промышленных условиях:

Прочность зачастую важнее твердости.

Особенно в:

• Износостойкие детали для горнодобывающей промышленности
• Компоненты дробилки
• Применение клапанов, подверженных высоким ударным нагрузкам

Чрезмерно хрупкие материалы могут преждевременно выйти из строя.

Многие поломки изнашиваемых деталей происходят не из-за того, что покрытие было «слишком мягким», а по следующим причинам:

Материалу не хватало достаточной прочности.

 

PTA против лазерной наплавки: какой процесс вызывает меньше трещин?

Это один из самых распространенных вопросов в области промышленной наплавки.

Наплавка методом плазменно-дуговой сварки (PTA) обеспечивает следующие преимущества:

• Низкое разведение
• Прочная металлургическая связь
• Высокая эффективность осаждения
• Возможность наложения толстых слоев

благодаря чему он получил широкое распространение в:

• Упрочнение поверхности клапана
• Ремонт нефтегазовых клапанов
• Восстановление изнашиваемых деталей в горнодобывающей промышленности

По сравнению с традиционнымиМИГ or ПИЛАнаплавочная сварка:

Риск растрескивания сварных швов, полученных методом PTA, как правило, ниже.

Однако плохой терморегулирование всё ещё может привести к следующим последствиям:

• Растрескивание по краям
• Остаточное растрескивание под напряжением
• Замедленные холодные трещины

С другой стороны, лазерная наплавка предлагает:

• Чрезвычайно низкий подвод тепла
• Минимальная зона термического воздействия
• Более низкий уровень искажений

что делает её одной из самых устойчивых к растрескиванию технологий облицовки, доступных сегодня.

Он особенно подходит для:

• Ремонт прецизионных клапанов
• Применение ядерных клапанов
• Аэрокосмические компоненты

Однако для лазерной наплавки также требуется:

• Стабильная подача порошка
• Точное управление энергией
• Стабильные параметры процесса

В противном случае микротрещины всё ещё могут возникать.

 

Как мы помогаем клиентам снизить риск образования трещин при упрочнении покрытия

За эти годы мы проделали большую работу над следующими задачами:

• Ремонт клапанов API
• Упрочнение поверхности клапана PTA
• Покрытие из карбида вольфрама
• Восстановление изнашиваемых деталей в горнодобывающей промышленности

и обнаружил, что:

Более 70% проблем, связанных с образованием трещин, вызваны нестабильностью технологического процесса, а не дефектами материала.

Именно поэтому наши системы уделяют большое внимание следующим аспектам:

• Стабильное управление подводом тепла
• Точная подача порошка
• Управление температурой между проходами
• Стабильность колебаний горелки
• Автоматизированное управление траекторией сварки

помогая клиентам сократить:

• Растрескивание наплавленного шва
• Показатели доработки
• Коэффициенты лома
• Риски расслоения наплавленного слоя

Наши решения широко используются в:

• Нефть и газ
• Нефтехимическая промышленность
• Добыча полезных ископаемых
• Выработка электроэнергии
• Цемент
• Морское машиностроение

отрасли по всему миру.

Будь то упрочнение клапанов, автоматизация наплавки или восстановление изнашиваемых компонентов, мы предлагаем индивидуальные решения по упрочнению, разработанные для обеспечения долгосрочной промышленной надежности.

 

Часто задаваемые вопросы: Трещины при нанесении упрочняющего покрытия

1. Всегда ли трещины в наплавленном покрытии являются дефектом?

Нет. Некоторые неглубокие поверхностные трещины являются нормальными трещинами, возникающими для снятия напряжений, и допустимы во многих покрытиях высокой твердости.

2. Почему трещины появляются спустя несколько часов после сварки?

Поскольку остаточные напряжения, металлургические превращения и диффузия водорода продолжаются и после завершения сварки.

3. Почему наплавляемое покрытие из ПТА часто трескается по краям?

Краевые участки быстрее остывают и легче концентрируют напряжения, особенно если предварительный нагрев и температура между проходами плохо контролируются.

4. Какой процесс сопряжен с наименьшим риском растрескивания?

Лазерная наплавка, как правило, обеспечивает наименьший риск образования трещин благодаря чрезвычайно низкому тепловому воздействию, в то время как термическая обработка под давлением обеспечивает лучший баланс между износостойкостью, толщиной ремонтного слоя и стоимостью.

5. Как можно уменьшить растрескивание наплавленного металла?

Ключевые факторы включают в себя:

• Правильный предварительный нагрев
• Контролируемая температура между проходами
• Оптимизированный подвод тепла
• Медленное охлаждение
• Правильный выбор материалов

 

Вывод: успешное упрочнение поверхности зависит не только от твердости.

Одна из самых больших ошибок в промышленной наплавке — это сосредоточение внимания только на твердости.

В действительности, долгосрочная производительность системы наложения зависит от балансировки:

• Износостойкость
• Прочность
• Металлургическая связь
• Термическая стабильность
• Контроль остаточного напряжения

Сами по себе трещины в наплавленном покрытии не всегда являются настоящей проблемой.

Реальная опасность заключается в непонимании причин их возникновения.

Для промышленных предприятий выбор опытного поставщика решений по наплавке зачастую гораздо важнее, чем просто приобретение сварочного оборудования.

Если вы ищете:

•Системы наплавки PTA
•Решения для лазерной наплавки
• Автоматизированное оборудование для упрочнения клапанов
• Системы автоматизации наплавки при сварке
• Оптимизация процесса наплавки

Свяжитесь с нами сегодня для получения профессиональной технической поддержки. индивидуальные решения для промышленной наплавки.