Электроды ЦНИИН-4: состав, свойства и применение
Электроды ЦНИИН-4 предназначены для ручной дуговой сварки и наплавки деталей из высокомарганцовистой стали 110Г13Л (Гадфильда). Основной легирующий элемент покрытия марганец, обеспечивающий аустенитную структуру наплавленного металла. Стержень выполнен из низкоуглеродистой проволоки, а покрытие содержит ферромарганец, графит и другие компоненты, формирующие шлаковую и газовую защиту сварочной ванны.
Химический состав наплавленного металла
Наплавленный металл, полученный при сварке электродами ЦНИИН-4, содержит от 14 до 18 % марганца, от 0,8 до 1,2 % углерода, до 1,0 % кремния и не более 0,03 % серы и фосфора. Высокое содержание марганца стабилизирует аустенитную структуру, обеспечивая высокую вязкость и способность к наклёпу при ударных нагрузках. Содержание углерода поддерживает твёрдость на уровне от 180 до 220 HB в исходном состоянии и до 450 HB после наклёпа.
Технологические параметры сварки
Сварка электродами ЦНИИН-4 выполняется на постоянном токе обратной полярности (DC+). Рекомендуемый сварочный ток для электрода диаметром 4 мм составляет от 140 до 180 А, для диаметра 5 мм от 180 до 220 А. Длина дуги поддерживается короткой (от 2 до 3 мм). Перед сваркой электроды прокаливают при температуре от 200 до 250 C в течение 1 часа. Сварку ведут без предварительного подогрева, но с обязательным охлаждением каждого слоя до температуры не выше 100 C для предотвращения перегрева и выгорания марганца.
Применение в промышленности
Электроды ЦНИИН-4 используются для восстановления и упрочнения деталей, работающих в условиях интенсивного абразивного износа в сочетании с ударными нагрузками. Основные области применения:
- наплавка крестовин железнодорожных стрелочных переводов;
- восстановление зубьев ковшей экскаваторов и дробилок;
- ремонт бронефутеровок шаровых мельниц;
- наплавка траков гусеничных машин и звёздочек;
- ремонт деталей насосов для перекачки абразивных пульп.
Сравнение с другими марганцовистыми электродами
| Марка электрода | Содержание Mn, % | Твёрдость после наплавки, HB | Твёрдость после наклёпа, HB | Ток сварки (4 мм), А |
|---|---|---|---|---|
| ЦНИИН-4 | от 14 до 18 | от 180 до 220 | до 450 | от 140 до 180 |
| ОЗН-300М | от 12 до 15 | от 200 до 250 | до 400 | от 130 до 170 |
| Т-590 | от 2 до 4 | от 550 до 650 | не наклёпывается | от 160 до 200 |
Особенности эксплуатации
Наплавленный слой электродами ЦНИИН-4 не поддаётся механической обработке резанием из-за высокой вязкости. Допускается шлифовка абразивным инструментом. При многослойной наплавке каждый последующий слой наносят после полного остывания предыдущего до температуры окружающей среды. Для снижения внутренних напряжений рекомендуется проковка каждого слоя лёгкими ударами молотка. Сварку ведут в нижнем положении; вертикальные и потолочные швы не рекомендуются из-за повышенной жидкотекучести сварочной ванны.
Вопросы и ответы
Для каких сталей подходят электроды ЦНИИН-4?
Электроды ЦНИИН-4 предназначены для сварки и наплавки высокомарганцовистой стали 110Г13Л (Гадфильда). Использование на углеродистых или низколегированных сталях неэффективно из-за разницы в коэффициенте линейного расширения и структуре.
Какой режим термообработки требуется перед сваркой?
Предварительный подогрев не требуется. Электроды прокаливают при температуре от 200 до 250 C в течение 1 часа. После сварки деталь охлаждают на воздухе.
Почему нельзя перегревать наплавленный слой?
При нагреве выше 250 C аустенитная структура стали Гадфильда распадается с выделением карбидов по границам зёрен, что резко снижает ударную вязкость и износостойкость.
Какой расход электродов ЦНИИН-4 на 1 кг наплавленного металла?
Расход составляет от 1,6 до 1,8 кг электродов на 1 кг наплавленного металла с учётом потерь на огарки и разбрызгивание.