Функціональні покриття, які наплавлені з використанням гнучких електрод-них стрічок

Abstract

The paper considers the possibility of obtaining wear-resistant coatings of considerable thickness on the surfaces of parts made of iron alloys by arc welding in the environment of protective gases. In this case, a common low-carbon welding wire is used, and the hardness, wear resistance and other properties of the coating are ensured by the use of a flexible electrode tape applied to the surface, being strengthened. The offered tape consists of fabric of organic origin, on which the required mixture of doping powders with a special glue is applied. During the arc burning, a welding bath is formed between the welding wire and the workpiece. In this bath, the carbon of the organic fabric of the tape and the complex of the mixture of applied doping powders are dissolved, with the subsequent formation of hard wear-resistant compounds in the coating. This makes it possible to form coatings of high hardness without using an additional operation — heat treatment on lowcarbon steels. An additional positive effect is the possibility of grinding the structure of the surface layer, surfacing of the curved surfaces and holes with hardness and wear resistance in accordance with local loads. A comparative analysis of surfacing results was performed without and with the use of a flexible electrode tape. The rollers and the shape of the formed coating do not differ significantly in different surfacing methods. The structure of the used flexible electrode tape is shown and described. It was established that the proposed surfacing technology allows to increase the hardness of the surface, to obtain a fine-grained structure, and to change the local hardness of the coating according to the requirements. The solubility in the welding bath of carbon contained in the fabric of natural origin and applied doping powders has been experimentally proven. It was determined that the creation of the coatings with various properties depends on the thickness of the used fabric and the applied doping complexРозглянуто можливість отримання на поверхнях деталей зі сплавів заліза зносостійких покриттів значної товщини шляхом їхнього наплавлення дугою в середовищі захисних газів. При цьому використовується поширений низьковуглецевий зварювальний дріт, а твердість, зносостійкість та інші властивості покриття забезпечуються використанням нанесеної на поверхню, що зміцнюється, гнучкої електродної стрічки. Запропонована стрічка складається з тканини з матеріалів органічного походження, на яку нанесено потрібну суміш легувальних порошків зі спеціальним клеєм. Під час горіння дуги між зварювальним дротом та заготовкою утворюється зварювальна ванна. У цій ванні розчиняється вуглець органічної тканини стрічки та комплекс із суміші нанесених легувальних порошків з подальшим утворенням твердих зносостійких сполук у покритті. Це дає змогу утворювати покриття високої твердості на низьковуглецевих сталях без використання додаткової операції — термообробки. Додатковим позитивним ефектом є можливість подрібнення структури поверхневого шару, наплавлення криволінійних поверхонь та отворів з твердістю та зносостійкістю відповідно до локальних навантажень. Виконано порівняльний аналіз результатів наплавлення без та з використанням гнучкої електродної стрічки. Валики та форма утворених покриттів суттєво не відрізняються у цих способах наплавлення. Показано вигляд та описано будову використаної гнучкої електродної стрічки. Встановлено, що запропонована технологія наплавлення дозволяє підвищити твердість поверхні низьковуглецевих сталей звичайної якості, отримати дрібнозернисту структуру, змінювати локальну твердість покриття за вимогами. Експериментально доведена розчинність у зварювальній ванні вуглецю, що міститься в тканинах з матеріалів органічного походження та нанесених на неї легувальних порошків. Виявлено, що формування покриттів з різними властивостями залежить від товщини використаної тканини та складу нанесеного комплексу легувальних елементів.