V tomto díle seriálu o renovacích vás seznámíme se způsobem obnovy poškozených dílů pomocí plastických kovů.
Základní princip
Princip tohoto způsobu renovace spočívá v tom, že poškozená plocha je po patřičné přípravě opatřena vrstvou navařeného materiálu a opracována. Tím může být obnoven její tvar a rozměry, mohou být získány jiné vlastnosti jako je tvrdost, odolnost proti opotřebení, odolnost proti korozi aj., nebo může být současně dosaženo obojího efektu. Uvedených zvláštních vlastností vrstvy se dosáhne přidáním vhodných přísad (legovacích prvků). Způsob se používá pro renovaci již poškozených součástí nebo jako preventivní zásah. Zejména se preventivně navařuje ochranná vrstva, která odolává opotřebení.
K navařování se používá běžný zdroj stejnosměrného svařovacího proudu nebo svařovací poloautomat v CO2. Jako přídavný materiál se v prvém případě používají speciální (návarové) obalené elektrody, v druhém případě tzv. trubičkové dráty.
Návarové elektrody obsahují v obalu legovací prvky, které při navařování přecházejí do návaru a dávají mu zvláštní (požadované) vlastnosti. Jsou vyráběny v širokém sortimentu a liší se především právě výslednými vlastnostmi návaru.
Trubičkový drát je tenkostěnná ocelová trubička z měkké nízkouhlíkové oceli, naplněná vhodnou práškovou směsí, která plní funkce tavidla a zároveň obsahuje legovací prvky. Díky svému uspořádání zajišťuje trubičkový drát velmi rovnoměrné složení návaru a tedy i jeho stálé vlastnosti. Trubičkové dráty se vyrábějí o průměru 1 až 2,5 mm, dodávají se na cívkách o celkové hmotnosti 15 kg. Mohou se použít k navařování v ochranné atmosféře CO2 nebo směsi Ar+ CO2, ale vzhledem k tomu že tvoří strusku stejně jako obalené elektrody se používají i bez ochranné atmosféry.
Technologický postup
Jako u každé technologie i zde je velmi důležitá příprava. Povrch, který má být navařen, musí být bezvadně čistý, nanášená vrstva má být rovnoměrně tlustá. Je-li to možné, je vhodné vytvořit vícevrstvý návar. Tím se dosáhne rovnoměrnějšího složení návaru než při navaření jedné velmi tlusté vrstvy, protože promísení přídavného a základního materiálu je menší.
Pokud musí být součást po navaření obrobena na přesný tvar a rozměr, opracuje se před navařováním tak, aby povrch po obrobení neležel v přechodové oblasti mezi základním materiálem a návarem.
Základní parametry pro navařování předepisuje výrobce elektrod a vždy mají být dodrženy. V rámci předepsaných hodnot, nebo nejsou-li předepsané hodnoty známé, mají být dodržovány dále uvedené obecné zásady:
Používá se stejnosměrný proud a volí se nepřímá polarita, tj. kladný pól se dává na elektrodu (pokud není z jiných důvodů pro daný typ elektrod předepsána polarita přímá). Protože na kladné straně oblouku se soustřeďuje větší část celkového tepla, vede to k rychlejšímu odtavování elektrody a současně k menšímu natavení a tepelnému ovlivnění základního materiálu.
Proud se volí u dolní hranice předepsaného rozpětí. To rovněž omezuje nepříznivé tepelné ovlivnění.
Při navařování se udržuje krátký oblouk stálé délky (normální oblouk má délku rovnou průměru jádra elektrody). Tím se zkrátí doba působení vysoké teploty oblouku na materiál, sníží se tedy vypalování uhlíku i ostatních legovacích prvků.
Obalené elektrody musí být dobře vysušené, obal nesmí být oloupaný. V opačném případě jsou návary pórovité a nemají rovnoměrné složení.
Strusku je třeba po vychladnutí návaru pečlivě a beze zbytku odstranit. Navařování do neodstraněné strusky působí vážné vady návaru.
Příklady vhodného použití
S ohledem na možnosti dané základním principem se ruční navařování obalenou nebo trubičkovou elektrodou velmi dobře hodí zejména pro ty případy, kdy je třeba navařit tlustší nebo tlusté vrstvy nebo se jedná o nepravidelné tvary. Jestliže se zvolí vhodný přídavný materiál, lze výrazně zpomalit opotřebení navařených součástí.
Navařování obalenými elektrodami a trubičkovými dráty dává možnost vytvořit povrchy stejných nebo i lepších vlastností jako lze získat tepelným zpracováním nebo povrchovým zušlechtěním. Proto jsou tyto způsoby navařování dobře použitelné právě na součásti, které byly původně tepelně zpracovány nebo povrchově zušlechtěny. Umožňují však dosáhnout stejného efektu i na součástech původně zvlášť neupravených.
Praktické zkušenosti
Praktické zkušenosti s navařováním obalenými elektrodami a trubičkovými dráty potvrzují, že při dodržení doporučovaných podmínek lze získat vynikající výsledky. Zařízení potřebné pro tento způsob navařování je běžné v každé dílně. Nároky na zručnost svářeče a technologickou kázeň jsou vysoké. Způsob je použitelný pro kusovou i sériově prováděnou renovaci. Největší efekty lze očekávat tam, kde se jedná o silně namáhané a opotřebovávané součásti. Vždy je však nutné udělat ekonomickou kalkulaci, při které se porovnají náklady na renovaci s dosaženými přínosy.
Přídavné materiály
Sortiment nabízených obalených elektrod i trubičkových drátů je velmi široký. K dispozici jsou jednak základní, často používané typy materiálů, jednak standardně vyráběné méně běžné druhy, je však možná i zakázková výroba. Příklad přídavných materiálů pro navařování uvedenými způsoby tuzemské výroby je v tabulce.
Doc. ing. Josef Pošta, CSc., technická fakulta, ČZU v Praze
