Visão geral da tecnologia de revestimento duro com arame tubular SAW
Princípio de funcionamento e características do processo
2.1 Princípio de funcionamento
Na soldagem a arco submerso com arame tubular, o arco elétrico queima entre a extremidade do arame e a superfície do substrato. O fluxo granular que cobre a área do arco isola o ar da poça de fusão e protege o metal fundido da oxidação e nitretação. A bainha metálica do arame tubular derrete sob o calor do arco, enquanto o pó de liga dentro do núcleo se funde à poça de fusão, ajustando a composição química da camada de revestimento. Após o resfriamento, a escória formada pelo fluxo solidifica na superfície da solda, podendo ser removida facilmente, deixando uma camada de revestimento lisa e de alta dureza.
2.2 Principais características do processo
Alta eficiência de deposiçãoA soldagem por arco submerso (SAW) pode usar alta corrente (tipicamente 300~800A) para soldagem contínua, a taxa de deposição pode atingir 8~12 kg/h, o que é 2 a 3 vezes maior do que a soldagem a arco manual, sendo adequada para a produção em massa de placas de desgaste de grande área.
Composição de liga controlávelO fio tubular permite a adição de diversos elementos formadores de carbonetos, como cromo, molibdênio, vanádio, tungstênio e nióbio, ao núcleo em pó. Isso possibilita o controle preciso da dureza e da resistência ao desgaste da camada superficial, ajustando-se o teor desses elementos. Comparado ao fio sólido, oferece maior flexibilidade no projeto da liga.
Boa qualidade de moldagemSob a proteção do fluxo de arco submerso, a camada de revestimento fica uniforme e lisa, sem respingos visíveis, e a carga de trabalho do processamento pós-soldagem é pequena. A profundidade de penetração pode ser ajustada alterando os parâmetros de soldagem, o que permite controlar efetivamente a taxa de diluição do substrato na camada de revestimento, garantindo a dureza e a resistência ao desgaste desta.
Operação automática estávelTodo o processo pode ser realizado por meio de operação mecanizada e automática, o que reduz a necessidade de mão de obra especializada e garante a consistência da qualidade de cada placa de desgaste.
Classificação e desempenho de sistemas de ligas comuns
Os arames tubulares SAW para revestimento duro de placas de desgaste são classificados principalmente de acordo com sua composição de liga, sendo que diferentes sistemas de liga correspondem a diferentes cenários de aplicação e resistência ao desgaste. As classificações comuns são as seguintes:
| Sistema de liga | Principais elementos de liga | Faixa de dureza (HRC) | Principais características de desempenho | Aplicações típicas |
| Tipo de ferro fundido com alto teor de cromo | Cr 15~30%, C 2~5%, pequenas quantidades de Mo, Ni, Nb | 55~65 | Excelente resistência ao desgaste abrasivo, certa resistência ao impacto, baixo custo, sistema de ligas consolidado | Placas de desgaste para mineração em geral, revestimentos de britadores, revestimentos de moinhos de cimento, placas de esteiras raspadoras |
| Tipo composto de carboneto de cromo | Cr 25~40%, C 3~6%, com adição de V, W e Ti. | 60~68 | Alta fração volumétrica de carboneto duro, resistência ao desgaste superabrasivo, tenacidade ligeiramente baixa. | Cenários de alta exigência de desgaste, como equipamentos de fabricação de areia, dentes de britagem de minério e placas de dentes de caçamba de escavadeira. |
| Tipo martensítico de liga de baixo carbono | Cr 4~10%, Mo 1~3%, Mn 1~2%, C 0,2~0,6% | 35~50 | Boa resistência ao impacto, boa resistência a trincas de solda, suporta grandes cargas de impacto e possui resistência moderada ao desgaste. | Lâmina de bulldozer, placa de borda da caçamba da escavadeira, superfície de pá de mineração de grande porte que necessita de alta resistência a impactos |
| Tipo de carboneto de nióbio-vanádio | Nb 10~20%, V 5~15%, Cr 10~15% | 62~68 | Carboneto duro de grão fino, excelente resistência ao desgaste e bom desempenho em altas temperaturas. | Cenários de desgaste em altas temperaturas, como placas transportadoras de alta temperatura e revestimentos de equipamentos de sinterização. |
| Tipo composto reforçado com cerâmica | Adicionadas partículas cerâmicas, como WC e TiC, ao núcleo do pó. | 65~72 | Resistência extrema ao desgaste, alto custo | Cenários de desgaste extremo, como tambores de máquinas de corte de carvão e suportes de pinças para fresadoras de asfalto. |
Indicadores-chave de desempenho da placa de desgaste
O desempenho da placa de desgaste com revestimento duro é avaliado principalmente pelos seguintes indicadores-chave:
4.1 Dureza da Camada de Superfície
A dureza é o indicador mais básico para medir a resistência ao desgaste. De modo geral, quanto maior a dureza, melhor a resistência ao desgaste abrasivo. A dureza das chapas de revestimento duro disponíveis no mercado concentra-se principalmente entre 50 e 65 HRC, podendo atingir valores superiores a 70 HRC em produtos especiais. É importante ressaltar que o teste de dureza deve ser realizado após a estabilização da camada de revestimento, geralmente após a remoção de 1 a 2 mm de escória e da camada de diluição, para garantir a precisão do resultado.
4.2 Taxa de diluição
A taxa de diluição refere-se à proporção dos componentes fundidos do substrato misturados na camada de revestimento. Uma taxa de diluição muito alta reduzirá o teor de elementos de liga na camada de revestimento, resultando em diminuição da dureza e da resistência ao desgaste. Para revestimento duro por soldagem a arco submerso (SAW) com arame tubular, um controle de processo adequado pode controlar a taxa de diluição entre 10 e 20%, e o revestimento multicamadas pode reduzir ainda mais a influência da diluição.
4.3 Resistência a rachaduras
A maioria das camadas de revestimento duro de alta resistência ao desgaste são compostas por materiais de alto carbono e alta liga, que são propensos a gerar trincas de soldagem durante o resfriamento. O projeto adequado da formulação do arame tubular e o pré-aquecimento antes da soldagem (geralmente entre 150 e 300 °C, dependendo do sistema de liga) podem reduzir efetivamente a tendência à formação de trincas. Para aplicações que exigem a ausência de trincas na superfície da placa de desgaste, podem ser selecionados sistemas de liga de baixo carbono ou formulações especiais resistentes a trincas.
4.4aço carbono, e a placa de desgaste composta reforçada pode atingir mais de 20 vezesResistência ao desgaste
O indicador mais direto para avaliar o desempenho da placa de desgaste é a resistência relativa ao desgaste, ou seja, a taxa de perda de massa da placa de desgaste testada e da amostra padrão sob as mesmas condições de teste de desgaste. A resistência ao desgaste de placas de revestimento duro de ferro fundido com alto teor de cromo é geralmente de 5 a 10 vezes maior do que a de placas de ferro fundido comuns com baixo teor de cromo.
Guia de seleção para diferentes cenários de aplicação
Ao selecionar o arame tubular SAW para revestimento duro de placas de desgaste, é necessário compatibilizá-lo com a principal forma de falha da peça sujeita a desgaste:
Desgaste abrasivo de baixo impactoAplicações como calhas de matéria-prima para cimento, placas de peneiramento de minério e transportadores de areia são exemplos. Recomenda-se selecionar arame tubular com alto teor de cromo e dureza de 58 a 62 HRC, que oferece excelente custo-benefício e atende aos requisitos de vida útil.
Forte impacto e desgaste abrasivoAplicações incluem lâminas de tratores, caçambas de máquinas de construção e cabeças de martelos de mineração. É necessário que a camada resistente ao desgaste possua certa tenacidade, mantendo a resistência ao desgaste. Recomenda-se a seleção de arame tubular de liga martensítica com dureza de 40 a 50 HRC para evitar o descascamento e o trincamento da camada superficial sob impacto.
Condições de desgaste extremamente elevadasAplicações incluem peças de máquinas de mineração de carvão, placas de desgaste de fresadoras para construção de estradas e revestimentos de britadores de minério de ferro. Recomenda-se a seleção de arame tubular com reforço de carboneto de cromo ou cerâmica, com dureza de 62 a 68 HRC, que pode prolongar significativamente a vida útil das peças, embora o custo seja elevado.
desgaste em altas temperaturasAplicações incluem, por exemplo, paletes para máquinas de sinterização, placas transportadoras para fornos de coque e placas para processamento de escória metalúrgica. Recomenda-se a seleção de arame tubular com liga de nióbio-vanádio, que mantém alta dureza e resistência à oxidação em temperaturas de trabalho de até 600 °C.
Pontos de atenção no processo de soldagem
Para obter placas de desgaste com revestimento duro de alta qualidade, é necessário controlar os pontos-chave do processo de soldagem:
Preparativos antes da soldagemA superfície do substrato deve ser limpa de óleo, ferrugem e óxido para evitar porosidade e defeitos de inclusão. Para substratos espessos e fios de alta liga, o pré-aquecimento a 150~300°C pode reduzir a tensão de soldagem e evitar trincas.
Seleção de parâmetrosPara arame tubular comum com diâmetro de 1,2 mm a 2,4 mm, a corrente de soldagem geralmente varia de 250 a 600 A, a tensão de soldagem de 28 a 38 V e a velocidade de soldagem de 300 a 600 mm/min. Quanto maior o diâmetro do arame, maior a corrente correspondente. Reduzir adequadamente a corrente de soldagem e aumentar a velocidade de soldagem pode diminuir a taxa de diluição do substrato.
Projeto da Camada de SuperfícieA espessura da camada resistente ao desgaste é geralmente projetada entre 3 e 12 mm. Para revestimentos multicamadas, a temperatura entre as camadas deve ser controlada para não exceder 300 °C, a fim de evitar o crescimento excessivo de grãos que afeta o desempenho. Para placas de desgaste que necessitam de curvatura e pós-processamento, o revestimento deve ser realizado no substrato após a pré-curvatura para evitar fissuras causadas pela pós-curvatura.
Tratamento pós-soldagemApós a soldagem, o resfriamento deve ser lento, especialmente no caso de fios de alta liga, para evitar trincas causadas pelo resfriamento rápido. Para peças que necessitam de alívio de tensões, o recozimento de alívio de tensões pode ser realizado a 200~300°C após a soldagem para eliminar as tensões residuais de soldagem.
Tendência de desenvolvimento da indústria
Nos últimos anos, o arame tubular SAW para revestimento duro de placas de desgaste tem apresentado as seguintes tendências de desenvolvimento:
Primeiro,design de liga de alto desempenhoCom o crescente número de aplicações que exigem maior resistência ao desgaste e vida útil mais longa, o desenvolvimento de fios reforçados com compósitos, como WC e TiC, está se acelerando, e a proporção de fios de alta liga no mercado aumenta ano a ano.
Segundo,melhoria de alta resistência e ausência de rachadurasMuitas aplicações de engenharia exigem que a superfície da placa de desgaste não apresente fissuras, o que impulsiona o desenvolvimento de formulações de baixo carbono resistentes a fissuras, que equilibram dureza e tenacidade por meio da otimização da proporção da liga e do controle da microestrutura.
Terceiro,produção ecologicamente corretaA nova geração de arame tubular reduz o teor de elementos nocivos, como cobalto e elementos radioativos, e o fluxo para arco submerso correspondente também evolui em direção a práticas de baixa poluição e reciclagem, atendendo aos requisitos da fabricação sustentável.
Quarto,desenvolvimento personalizadoPara atender às diferentes condições de desgaste em diversos setores, os fabricantes lançaram produtos específicos e segmentados, que permitem uma correspondência de desempenho mais precisa, evitando o desperdício de desempenho ou a vida útil insuficiente causados pelo uso de produtos genéricos.
Apresentação da Empresa
A Tangshan Runxing Machinery Co., Ltd., fabricante profissional localizada em Tangshan, província de Hebei, que se concentra em P&D, produção e serviço de construção no local de produtos metálicos resistentes ao desgaste com revestimento duro, foi fundada em 2010.
Nossos principais produtos incluem placas de desgaste com revestimento de carboneto de cromo (CCO), revestimentos de desgaste processados sob medida, tubos e conexões resistentes ao desgaste, arames de solda tubulares para revestimento duro, máquinas automáticas de soldagem para revestimento duro e serviço profissional de reparo de revestimento por rolos. Seguimos a filosofia de negócios de “Integridade, Qualidade Superior, Inovação e Desenvolvimento Sustentável” e possuímos tecnologia avançada e consolidada para revestimento duro de superfícies metálicas.
Oferecemos soluções personalizadas de resistência ao desgaste para as indústrias de cimento, aço, mineração, portuária e de dragagem em todo o mundo, e conquistamos uma boa reputação no mercado russo e na Ásia Central.
Todas as operações de exportação são totalmente autorizadas e gerenciadas pela Hebei Yuwan International Trade Co., Ltd. Esta empresa comercial realiza todo o trabalho de exportação, incluindo desembaraço aduaneiro, embarque, documentação e recebimento de pagamentos. Nossa fábrica se concentra no desenvolvimento e na produção de produtos para garantir a qualidade estável dos mesmos e a entrega pontual.
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