Überblick über die SAW-Fülldraht-Hartauftragstechnologie
Funktionsprinzip und Prozessmerkmale
2.1 Funktionsprinzip
Beim Aufschweißen mit Fülldraht mittels UP-Schweißen brennt der Lichtbogen zwischen der Drahtspitze und der Grundoberfläche. Das den Lichtbogen bedeckende Fülldrahtpulver isoliert die Luft vom Schmelzbad und schützt das flüssige Metall vor Oxidation und Nitrierung. Der Metallmantel des Fülldrahts schmilzt unter der Hitze des Lichtbogens, während das Legierungspulver im Kern in das Schmelzbad schmilzt und so die chemische Zusammensetzung der Auftragschicht beeinflusst. Nach dem Abkühlen erstarrt die durch das Fülldrahtpulver entstandene Schlacke auf der Schweißnahtoberfläche und lässt sich leicht entfernen. Zurück bleibt eine glatte, hochharte Auftragschicht.
2.2 Wesentliche Prozessmerkmale
Hohe AbscheidungseffizienzBeim SAW-Schweißen kann mit hohen Strömen (typischerweise 300~800A) kontinuierlich geschweißt werden, die Abschmelzleistung kann 8~12 kg/h erreichen, was 2- bis 3-mal höher ist als beim manuellen Lichtbogenschweißen und sich daher für die Massenproduktion von großflächigen Verschleißplatten eignet.
Kontrollierbare Legierungszusammensetzung: Beim Fülldraht können dem Pulverkern verschiedene karbidbildende Elemente wie Chrom, Molybdän, Vanadium, Wolfram und Niob zugesetzt werden. Durch die Anpassung des Gehalts dieser Elemente lässt sich die Härte und Verschleißfestigkeit der Oberflächenschicht präzise steuern. Im Vergleich zu Massivdraht bietet er eine größere Flexibilität bei der Legierungsgestaltung.
Gute FormqualitätUnter Schutz des Unterpulverlichtbogens ist die Auftragschicht gleichmäßig und glatt, ohne sichtbare Spritzer, und der Nachbearbeitungsaufwand ist gering. Die Einbrandtiefe lässt sich durch die Schweißparameter anpassen, wodurch der Verdünnungsgrad des Grundmaterials in der Auftragschicht effektiv gesteuert und somit die Härte und Verschleißfestigkeit der Auftragschicht gewährleistet wird.
Stabiler automatischer BetriebDer gesamte Prozess kann durch mechanisierte und automatische Abläufe realisiert werden, was die Anforderungen an die Qualifikation der Arbeiter reduziert und die Gleichmäßigkeit der Qualität jeder einzelnen Verschleißplatte gewährleistet.
Klassifizierung und Leistung gängiger Legierungssysteme
SAW-Fülldrahtelektroden für die Hartauftragung von Verschleißplatten werden hauptsächlich nach ihrer Legierungszusammensetzung klassifiziert. Unterschiedliche Legierungssysteme eignen sich für verschiedene Anwendungsbereiche und erfordern unterschiedliche Verschleißfestigkeiten. Die gängigen Klassifizierungen sind wie folgt:
| Legierungssystem | Hauptlegierungselemente | Härtebereich (HRC) | Hauptleistungsmerkmale | Typische Anwendungen |
| Hochchrom-Gusseisen-Typ | Cr 15–30 %, C 2–5 %, geringe Mengen an Mo, Ni, Nb | 55–65 | Ausgezeichnete Abriebfestigkeit, gewisse Schlagfestigkeit, niedrige Kosten, ausgereiftes Legierungssystem | Allgemeine Verschleißplatten für den Bergbau, Brecherauskleidungen, Zementmühlenauskleidungen, Kratzfördererplatten |
| Chromcarbid-Verbundwerkstoff | Cr 25–40 %, C 3–6 %, hinzugefügt V, W, Ti | 60–68 | Hoher Volumenanteil an Hartmetall, super abrasive Verschleißfestigkeit, etwas geringe Zähigkeit | Anwendungsbereiche mit hohen Verschleißanforderungen, wie z. B. Sandaufbereitungsanlagen, Erzbrechzähne und Baggerlöffelzahnplatten |
| Martensit vom Typ niedrigkohlenstoffhaltige Legierung | Cr 4–10 %, Mo 1–3 %, Mn 1–2 %, C 0,2–0,6 % | 35–50 | Gute Schlagzähigkeit, gute Beständigkeit gegen Schweißrisse, hohe Stoßbelastungen aushaltend, mäßiger Verschleiß | Bulldozerschild, Schaufelkante für Baggerlöffel, große Schaufelfläche für den Bergbau, die eine hohe Schlagfestigkeit erfordert |
| Niob-Vanadium-Carbid-Typ | Nb 10–20 %, V 5–15 %, Cr 10–15 % | 62–68 | Feinkörniges Hartmetall, ausgezeichnete Verschleißfestigkeit und gute Hochtemperaturleistung | Hochtemperatur-Verschleißszenarien wie z. B. Hochtemperatur-Förderbandplatten, Auskleidungen von Sinteranlagen |
| Keramikverstärkter Verbundwerkstoff | Dem Pulverkern wurden Keramikpartikel wie WC und TiC zugesetzt. | 65–72 | Extrem verschleißfest, hohe Kosten | Extremen Verschleißszenarien wie beispielsweise bei Schrämwalzen von Kohlebergbaumaschinen und Meißelhaltern von Straßenfräsmaschinen |
Wichtigste Leistungsindikatoren der Verschleißplatte
Die Leistungsfähigkeit der Hartauftrags-Verschleißplatte wird hauptsächlich anhand der folgenden Schlüsselindikatoren bewertet:
4.1 Härte der Oberflächenschicht
Die Härte ist der grundlegendste Indikator für die Verschleißfestigkeit. Generell gilt: Je höher die Härte, desto besser die Beständigkeit gegen abrasiven Verschleiß. Die Härte von Hartauftragschweißplatten auf dem Markt liegt meist zwischen 50 und 65 HRC, Spezialprodukte erreichen Werte über 70 HRC. Wichtig ist, dass die Härteprüfung erst nach Stabilisierung der Auftragsschicht durchgeführt werden sollte, üblicherweise nach dem Entfernen der 1–2 mm dicken Schlacke- und Verdünnungsschicht, um ein aussagekräftiges Prüfergebnis zu gewährleisten.
4.2 Verdünnungsrate
Der Verdünnungsgrad bezeichnet den Anteil der geschmolzenen Substratkomponenten, die in die Auftragschicht eingemischt werden. Ein zu hoher Verdünnungsgrad reduziert den Gehalt an Legierungselementen in der Auftragschicht, was zu geringerer Härte und Verschleißfestigkeit führt. Beim SAW-Hartauftragschweißen mit Fülldraht lässt sich der Verdünnungsgrad durch eine angemessene Prozesssteuerung auf 10–20 % begrenzen, und durch mehrlagiges Auftragschweißen kann der Einfluss der Verdünnung weiter reduziert werden.
4.3 Rissbeständigkeit
Die meisten Hartauftragsschichten für hohe Verschleißfestigkeit bestehen aus hochkohlenstoffhaltigen und hochlegierten Werkstoffen, die beim Abkühlen zu Schweißrissen neigen. Eine geeignete Zusammensetzung des Fülldrahts und eine Vorwärmung vor dem Schweißen (in der Regel 150–300 °C, abhängig vom Legierungssystem) können die Rissbildung wirksam reduzieren. Für Anwendungen, bei denen keine Risse auf der Oberfläche der Verschleißplatte erforderlich sind, können niedrigkohlenstoffhaltige Legierungen oder spezielle rissbeständige Formulierungen gewählt werden.
4.4Kohlenstoffstahl und die verstärkte Verbundverschleißplatte können mehr als das 20-fache erreichen.Verschleißfestigkeit
Der direkteste Indikator zur Bewertung der Leistungsfähigkeit der Verschleißplatte ist die relative Verschleißfestigkeit, d. h. das Massenverlustverhältnis der getesteten Verschleißplatte zum Massenverlustverhältnis der Standardprobe unter gleichen Verschleißprüfbedingungen. Die Verschleißfestigkeit von Hartauftragsplatten aus hochchromhaltigem Gusseisen ist im Allgemeinen 5- bis 10-mal höher als die von herkömmlichen Hartauftragsplatten.
Auswahlleitfaden für verschiedene Anwendungsszenarien
Bei der Auswahl von SAW-Fülldraht für die Hartauftragung von Verschleißplatten muss dieser auf die Hauptausfallform des Verschleißteils abgestimmt sein:
Abrasiver Verschleiß durch geringe EinwirkungBeispiele hierfür sind Zementrohstoffrutschen, Erzsiebplatten und Sandförderbänder. Es wird empfohlen, Fülldraht mit hohem Chromgehalt und einer Härte von 58–62 HRC zu verwenden, da dieser ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis bietet und die Anforderungen an die Lebensdauer erfüllt.
Starke Stoß- und AbriebbelastungBeispiele hierfür sind Bulldozerschaufeln, Schaufeln von Baumaschinen und Hammerköpfe im Bergbau. Die verschleißfeste Schicht muss neben ihrer Verschleißfestigkeit auch eine gewisse Zähigkeit aufweisen. Um ein Ablösen und Reißen der Deckschicht unter Belastung zu vermeiden, empfiehlt sich die Verwendung von martensitischem Fülldraht mit einer Härte von 40–50 HRC.
Extrem hohe VerschleißbedingungenBeispiele hierfür sind Bauteile von Kohlebergbaumaschinen, Verschleißplatten für Straßenbaufräsen und Auskleidungen für Eisenerzbrechanlagen. Es wird empfohlen, Fülldraht aus Chromkarbid-Verbundwerkstoff oder Keramik mit einer Härte von 62–68 HRC zu verwenden, da dieser die Lebensdauer der Bauteile deutlich verlängert, allerdings mit höheren Kosten verbunden ist.
HochtemperaturverschleißBeispiele hierfür sind Sinteranlagenpaletten, Koksofen-Förderplatten und Platten für die metallurgische Schlackenverarbeitung. Es wird empfohlen, Fülldraht aus Niob-Vanadium-Legierung zu verwenden, da dieser auch bei Betriebstemperaturen bis zu 600 °C eine hohe Härte und Oxidationsbeständigkeit aufweist.
Zu beachtende Punkte beim Schweißprozess
Um hochwertige Hartauftrags-Verschleißplatten zu erhalten, ist es notwendig, die Schlüsselpunkte des Schweißprozesses zu kontrollieren:
Vorbereitungen vor dem SchweißenDie Substratoberfläche muss von Öl, Rost und Zunder befreit werden, um Porosität und Einschlüsse zu vermeiden. Bei dicken Substraten und hochlegierten Drähten kann ein Vorwärmen auf 150–300 °C die Schweißspannung reduzieren und Risse verhindern.
ParameterauswahlBei gängigen Fülldrähten mit einem Durchmesser von 1,2 mm bis 2,4 mm beträgt der Schweißstrom üblicherweise 250 bis 600 A, die Schweißspannung 28 bis 38 V und die Schweißgeschwindigkeit 300 bis 600 mm/min. Je größer der Drahtdurchmesser, desto höher ist der entsprechende Strom. Durch Reduzierung des Schweißstroms und Erhöhung der Schweißgeschwindigkeit lässt sich die Aufmischung des Substrats verringern.
OberflächenschichtdesignDie Dicke der verschleißfesten Schicht beträgt üblicherweise 3–12 mm. Bei mehrlagigen Beschichtungen sollte die Zwischenschichttemperatur 300 °C nicht überschreiten, um übermäßiges Kornwachstum und damit einhergehende Leistungseinbußen zu vermeiden. Bei Verschleißplatten, die gebogen und nachbearbeitet werden müssen, sollte die Beschichtung nach dem Vorbiegen des Substrats erfolgen, um Risse durch das Nachbiegen zu verhindern.
Nachbehandlung nach dem SchweißenNach dem Schweißen sollte die Schweißnaht, insbesondere bei hochlegierten Drähten, langsam abgekühlt werden, um Risse durch schnelles Abkühlen zu vermeiden. Bei Bauteilen, die einer Spannungsarmglühung bedürfen, kann diese nach dem Schweißen bei 200–300 °C durchgeführt werden, um Schweißrestspannungen abzubauen.
Entwicklungstrend der Branche
In den letzten Jahren hat sich die Entwicklung von SAW-Fülldraht für die Hartauftragung von Verschleißplatten in folgende Richtungen entwickelt:
Erste,HochleistungslegierungsdesignDa immer mehr Anwendungen eine höhere Verschleißfestigkeit und längere Lebensdauer erfordern, beschleunigt sich die Entwicklung von verbundverstärkten Drähten wie WC und TiC, und der Anteil hochlegierter Drähte am Markt steigt von Jahr zu Jahr.
Zweite,Verbesserung der Rissfreiheit und hohen ZähigkeitViele technische Anwendungen erfordern, dass die Oberfläche der Verschleißplatte keine Risse zulässt, was die Entwicklung von kohlenstoffarmen, rissbeständigen Formulierungen fördert, die Härte und Zähigkeit durch Optimierung des Legierungsanteils und der Mikrostrukturkontrolle ausbalancieren.
Dritte,umweltfreundliche ProduktionDie neue Generation von Fülldraht reduziert den Gehalt an schädlichen Elementen wie Kobalt und radioaktiven Elementen, und der angepasste Unterpulverlichtbogenfluss entwickelt sich ebenfalls in Richtung umweltfreundlicher und recycelbarer Materialien, was den Anforderungen einer umweltfreundlichen Fertigung entspricht.
Vierte,kundenspezifische EntwicklungFür die unterschiedlichen Verschleißbedingungen verschiedener Branchen haben die Hersteller vermehrt segmentierte Spezialprodukte auf den Markt gebracht, die eine präzisere Leistungsanpassung ermöglichen und so Leistungsverschwendung oder unzureichende Lebensdauer, die durch die Verwendung von Standardprodukten verursacht werden, vermeiden.
Unternehmensvorstellung
Tangshan Runxing Machinery Co., Ltd., ein professioneller Hersteller mit Sitz in Tangshan, Provinz Hebei, der sich auf Forschung und Entwicklung, Produktion und Montage vor Ort von verschleißfesten Hartauftragsmetallprodukten spezialisiert hat, wurde im Jahr 2010 gegründet.
Zu unseren Hauptprodukten gehören Chromkarbid-Verschleißplatten (CCO), kundenspezifisch gefertigte Verschleißauskleidungen, verschleißfeste Rohre und Rohrverbindungsstücke, Fülldraht-Schweißdrähte für Hartauftragung, automatische Hartauftragschweißanlagen sowie professionelle Reparaturdienstleistungen im Bereich der Walzenauftragung. Wir verfolgen die Geschäftsphilosophie „Integrität, höchste Qualität, Innovation und nachhaltige Entwicklung“ und verfügen über ausgereifte, fortschrittliche Hartauftragungstechnologie für Metalloberflächen.
Wir bieten maßgeschneiderte, verschleißfeste Lösungen für die Zement-, Stahl-, Bergbau-, Hafen- und Baggerindustrie weltweit an und haben uns in Russland und Zentralasien einen guten Ruf am Markt erworben.
Sämtliche Exportgeschäfte werden von Hebei Yuwan International Trade Co., Ltd. abgewickelt und autorisiert. Dieses Handelsunternehmen übernimmt alle Exportformalitäten, einschließlich Zollabfertigung, Versand, Dokumentenerstellung und Zahlungsabwicklung. Unsere Fabrik konzentriert sich auf Produktentwicklung und -produktion, um eine gleichbleibende Produktqualität und termingerechte Lieferung zu gewährleisten.
Runxing Machinery hofft aufrichtig auf eine langfristige Zusammenarbeit und gegenseitigen Nutzen mit Ihnen!
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Häufig gestellte Fragen
Selbstverständlich können wir unseren Kunden kostenlose Muster zur Verfügung stellen, die Kurierkosten müssen jedoch vom Kunden getragen werden.
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