Kiedy konieczne jest uzupełnienie ubytków w metalowych częściach lub ich uszlachetnienie, najlepszą metodą jest napawanie. Występowanie pęknięć jest zagrożeniem dla metalu, dlatego regeneracja może być właściwym wyjściem. Napawanie polega na naniesieniu na nadtopioną powierzchnię podłoża metalowego warstwy spoiny, która przyczynia się do powstania trwałej napoiny. W tym artykule przedstawiamy techniki napawania, które mogą Ci się przydać.

Na czym polega napawanie?

Jak już wspominaliśmy wcześniej, napawanie odbywa się w celu regeneracji metalowych części, a czasami także w celu ich uszlachetnienia. Uszlachetnienie przydaje się, ponieważ zwiększa odporność metalu na korozję, erozję, a także zużycie ścierne. Dokonuje się tego dzięki wprowadzeniu materiału dodatkowego na uszkodzoną powierzchnię. Napawanie można przeprowadzić przy pomocy spawarki.

Spoiwo po stopieniu przekształca się napoinę. Nowopowstała warstwa może być dowolnej grubości. Jeśli chodzi o drobne elementy metalowe, napoina może mieć tylko 0,05 milimetra. W przypadku większych maszyn, może być o wiele większa.

Rodzaj stopu ma spore znaczenie w tym zakresie. Może być on twardy i wytrzymały, ale sztywny lub bardziej miękki, a dzięki temu elastyczny, lepiej radzący sobie z naprężeniami. Na właściwości napoiny ma także wpływ zawartość, jaką stanowi jej podłoże. W niektórych przypadkach może stanowić kilkadziesiąt procent jej objętości.

Przygotowanie do napawania

Przed rozpoczęciem napawania, konieczne będzie specjalne przygotowanie do tego powierzchni poddawanej temu procesowi. Po pierwsze, należy ją dokładnie oczyścić, zniwelować wady, a zwłaszcza pęknięcia. Może być również potrzebne nałożenie warstwy początkowej, dzięki czemu zwiększa się szansa na uniknięcie wytworzenia się kruchych faz międzymetalicznych tam, gdzie zostanie stopiona napoina z podłożem.

Jeśli chcesz dowiedzieć się, jak szlifować metal, sprawdź nasz artykuł: https://jptech-maszyny.pl/szlifowanie-metalu.

Podstawowe techniki napawania

Napawanie często stosuje się w fabrykach, przez napawanie produkcyjne. Jednak regeneracja poprzez napawanie może się odbywać nie tylko w fabrykach przy użyciu specjalnych maszyn do metalu, ale także w domowym warsztacie. Poniżej przedstawiamy listę różnych rodzajów napawania, które można wykorzystać.

Napawanie łukowe elektrodą nietopliwą (napawanie łukowe GTA)

Przy napawaniu elektrodą nietopliwą, wprowadza się materiał dodatkowy na obszar łuku elektrycznego, czyli między elektrodą wolframową a napawanym przedmiotem. Dzieje się to w osłonie gazów obojętnych, czyli helu, argonu lub ich mieszaniny.

W efekcie stopienia powstaje napoina, a dzięki dodatkowej osłonie gazowej jest ona bardzo dobrej jakości. W jednym przejściu jest dopuszczalne ułożenie warstwy o grubości do 5 milimetrów. Jeśli chodzi o ten rodzaj napawania, stosuje się go do naprawy części maszyn, a także odlewów.

Ta technika nadaje się do materiałów, takich jak żeliwo, stopu miedzi, aluminium oraz stopy miedzi. Jako powłokę zazwyczaj stosuje się ołów, brąz, stopy niklu, a także stal wysokostopową lub austenityczną lub stellit.

Napawanie tą techniką w przypadku pracy wykonywanej ręcznie sprawia, że wydajność napawania jest niewielka, a także wiąże się z wysokimi kosztami procesu. Warto rozważyć inne metody napawania lub wykonać go z pomocą sprzętu.

[product category_id="779" limit="10" slider="true" onlyAvailable="true"]

Napawanie gazowe

W tej metodzie kluczowym elementem jest nadtopienie powierzchni, która będzie poddana napawaniu, do czego posłuży płomień gazowy. Do tej metody najczęściej używa się gazu acetylenowego o wysokości temperatury na poziomie około 3100 stopni Celsjusza.

Ta technika daje w efekcie gładkie i równe napoiny, jednak są on małej wielkości, bo do 3,5 milimetrów. Niski udział materiału podłoża w spoinie sprawia, że już po pierwszym przejściu można uzyskać mocne i wytrzymałe powłoki.

Wadą tej techniki napawania może być trudność uzyskania odpowiedniej regulacji płomienia, który jest źródłem ciepła.

Napawanie łukowe elektrodą topliwą

To metoda, w której zastosowanie znajdują druty pełne i proszkowe. Tutaj również stosuje się gaz ochronny. W tym przypadku gazem ochronnym może być hel, argon lub dwutlenek węgla. Rodzaj gazu, jaki wybierzemy będzie mieć znaczenie dla składu chemicznego napoiny, a także jej właściwości.

Dzięki zautomatyzowaniu te metody z pomocą maszyn, jej wydajność jest wysoka. W obszar jarzącego się łuku jest dokładany dodatkowy drut. Może być on zimny lub podgrzewany oporowo do gorąca. Ten rodzaj napawania ma przede wszystkim zastosowanie przy regeneracji elementów wykonanych z żeliwa, stali niskostopowych, stopów aluminium i miedzi oraz stali niskowęglowych.

Możliwe jest też przy pomocy tej techniki napawanie płaskich i większych powierzchni przy użyciu powłok o specjalnych własnościach użytkowych.

Napawanie plazmowe

Jest to jedna z najbardziej nowoczesnych metod. Napawanie z użyciem plazmy to metoda, która polega na stopieniu materiału dodatkowego z trochę nadtopionym materiałem podłoża. Wykonuje się to w łuku plazmowym, który powinien być w wysokiej temperaturze, między 18 000 a 20 000 stopni Celsjusza. Jako materiał dodatkowy często stosuje się proszek, wprowadzany do palnika gazowego z dozownika poprzez gaz transportujący, najczęściej argon. Napoina, która powstaje w ten sposób jest wyjątkowo czysta metalurgicznie, a udział materiału podłoża jest bardzo niewielki.

W jednym przejściu jest możliwe napawanie warstw o grubości od 2,5 do 6 milimetrów. Napawanie plazmowe używa się najczęściej przy pracy z takimi materiałami jak: żelazo, nikiel, kobalt, cyna, miedź, a także stale niskostopowe.

Używa się jej do napawania takich części jak silniki spalinowe, gniazda zaworowe, zawory, narzędzi skrawających czy złączy wiertniczych przewodów.

Napawanie elektrożużlowe

Ta technika polega na stapianiu materiału dodatkowego z nadtopioną powierzchnią ciepłej kąpieli żużlowej. Jest ona również podgrzewana oporowo. Powstałe jeziorko spawalnicze oraz żużel jest utrzymywany w komorze, za której powstanie odpowiada powierzchnia napawanego materiału, a także miedziane nakładki, które muszą być schładzane przy pomocy wody. Materiał, który stopnieje zbiera się przy dnie żużlowej kąpieli, gdzie krzepnie. Tym sposobem powstaje napoina umiejscowiona pomiędzy nakładkami.

W jednym przejściu tworzy się warstwa o grubości od 12 do 100 milimetrów. Przy tej metodzie, zużycie topnika jest nieduże. Materiał dodatkowy stanowi tutaj stal stopowa jako taśma lub w postaci drutu. Ten rodzaj napawania jest zaliczany do jednej z najbardziej wydajnych metod.

Przy użyciu pojedynczej taśmy, jest możliwe skuteczne napawanie większych powierzchni. Przykładowo, mogą to być stalowe bijaki, zbiorniki ciśnieniowe, walce hutnicze.

Napawanie łukiem krytym

Przy napawaniu łukiem krytym następuje stopienie materiału elektrody razem z warstwą wierzchnią w jarzącym się łuku elektrycznym, pod warstwą ochronną topnika. To topnik reguluje stabilizację łuku, a przy tym jest odpowiedzialny za rafinowanie ciekłego metalu napoiny oraz za regulowanie jej składu.

Elektrodę, która może mieć postać drutu pełnego, proszkowego lub taśmy (pełnej, proszkowej, spiekanej), podaje się w sposób ciągły. Napoina, która powstaje w wyniku napawania jest wysokiej jakości, ma równą i gładką powierzchnie.

Dzięki tej metodzie można napawać warstwy stopów niklu, kobaltu, chromu, a także niektórych stopów miedzi i aluminium, czy też stali stopowych lub niskowęglowych. Biorąc pod uwagę wysoką wydajność techniki napawania łukiem krytym, ma ono szerokie zastosowanie zwłaszcza w przemyśle.

Podsumowanie

Znając już podstawowe techniki napawania możesz rozpocząć działanie! Dzięki napawaniu stali powstaje możliwość zwiększenia trwałości części maszyn. Może służyć również regeneracji metali (napawanie regeneracyjne). Ta technika ma szerokie zastosowanie w branży elektronicznej, metalurgicznej, narzędziowej, energetycznej, motoryzacyjnej, a także medycznej.

Jeśli interesuje Cię ten temat, sprawdź też nasz artykuł o spawaniu żeliwa: https://jptech-maszyny.pl/spawanie-zeliwa.