0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Восстановление деталей сваркой наплавкой пайкой

Восстановление деталей сваркой наплавкой пайкой

Технологии сварки и наплавки позволяют эффективно восстанавливать металлические детали, обеспечивая высокую степень надежности и долговечности изделия.

Это подтверждается и практикой использования данных методов при выполнении ремонтных операций в самых разных областях – от починки автомобилей до производства металлопроката. В общем объеме работ по ремонту металлических конструкций восстановление деталей сваркой и наплавкой занимает порядка 60-70%. Наиболее распространена починка стальных блоков цилиндров, моторных валов, картеров, цепных звеньев, лопаток и т. д.

Сварка и наплавка в ремонтно-восстановительных работах

Оба способа основываются на методах термического воздействия с разными параметрами работы подключаемого оборудования. Под сваркой понимается процесс формирования межатомных связей, которые могут использоваться для соединения разных элементов детали, заделки технологических зазоров и устранения мелких дефектов на поверхности. Энергетический потенциал для сварочного процесса обеспечивается за счет общего или местного нагрева заготовки.

К типовым операциям данного рода можно отнести закрепление добавочных или отломанных частей пластин, венцов и втулок. Кроме ремонта изделий с простыми геометрическими формами, возможны и более сложные восстановительные задачи, но в составе с другими технологическими операциями. Например, восстановление резьбы сваркой будет дополняться процедурами механической правки и проточки. К тому же в подобных работах следует соблюдать требования к перегревам вспомогательного инструмента наподобие плашек, которые непосредственно участвуют в коррекции резьбы.

Что касается наплавки, то этот способ подразумевает нанесение дополнительного металлического покрытия на восстанавливаемую поверхность. Новый технологический слой может быть полезен при ремонте изношенных деталей или усиления поверхности в области трения.

Применяемое оборудование

При сварочных работах обязательно используется источник тока, оснастка для удержания детали и направления дуги. Чаще применяют сварочный преобразователь, в состав которого входит двигатель с генератором постоянного тока от 70 до 800 А. Также могут задействоваться выпрямители с трансформаторами тока и пускорегулирующей установкой. Если говорить о расходниках и вспомогательных устройствах, то восстановление деталей сваркой и наплавкой выполняется с подключением удерживающих мундштуков, электродов и систем охлаждения. При наплавке также задействуют деформирующие головки с суппортами и подъемниками, допускающими возможность крепления на станках (токарных или винторезных). Для удаления лишних металлических кромок и слоев применяются специальные резцы.

Требования к подготовке детали

И при сварке, и в процессе наплавки качество выполнения операции в немалой степени будет определяться изначальным состоянием заготовки. Поверхности детали должны быть зачищены от ржавчины, окалины, грязи и жира. В ином случае повышается риск сохранения непроваров, трещин и шлаковых включений. Особое внимание следует уделить обезжириванию от заводских и консервационных масел. Эту процедуру выполняют в горячем растворе, после чего изделие омывается и сушится. Перед восстановлением деталей способом сварки рекомендуется выполнять и пескоструйную обработку, что повышает качество ремонта. Для таких задач используют методы абразивной обработки с подключением компрессорного оборудования, шлифовальных дисков и резцов. Незначительные следы коррозийного поражения можно удалить и ручными металлическими щетками.

Какие электроды используются при восстановлении?

После подготовки основного рабочего оборудования и заготовки можно приступать к выбору электродов. Подбор зависит от вида металла, характера дефекта и требований к слою наплавки. Как правило, в распространенных случаях обломов и трещин используют обычные сварочные электроды с сопротивлением разрыву порядка 4 МПа. Для работы с углеродистыми сталями рекомендуется применять расходники, стержни которых выполнены из проволоки марки Св-08 толщиной 1,5-12 мм. Не стоит игнорировать и характеристики покрытия. Высокий стабилизирующий эффект при восстановлении деталей сваркой и наплавкой обеспечит меловая обмазка электрода типа Э-34. Она будет способствовать устойчивому процессу горения дуги, что позволит сформировать плотный и ровный шов.

Также сегодня используются нестандартные электродные расходники наподобие ленточных и трубчатых порошковых элементов. Обычно они представляют собой свернутые металлические ленты толщиной до 0,8 мм, поверхность которых наполнена различными порошкообразными легирующими смесями на основе ферромарганца, сталинита и др. К таким электродам стоит обращаться, если планируется наделять ремонтируемый участок дополнительными эксплуатационными свойствами.

Ручной дуговой метод сварки и наплавки

При восстановлении поврежденных сварных швов, заделке трещин и запайке герметичных корпусов можно применять ручной метод с графитовыми, угольными или вольфрамовыми электродами. В ходе работы берется пучок стержней с обмазкой и скрепляется проволокой. Окончания необходимо предварительно сварить и вставить в подготовленный держатель. В ходе работы электроды сформируют так называемую блуждающую дугу с широким полем действия. Чем больше площадь поврежденного участка, тем крупнее должен быть пучок. Главная сложность процесса сварки таким способом заключается в необходимости подключения трехфазной сети, поскольку та же наплавка пучком из 5-6 электродов должна производиться на повышенном токе. Таким методом ремонтируют детали из легированных и низколегированных сталей средней и большой толщины.

Метод автоматической наплавки под флюсом

Автоматический процесс наплавки отличается тем, что подача электрода с перемещениями самой дуги по рабочей поверхности полностью механизируются. Флюс, в свою очередь, обеспечивает изоляцию целевой зоны от вредного воздействия кислорода. Метод задействуется для восстановления поверхностей плоских и цилиндрических деталей с глубиной износа до 15 мм. По мере увеличения размера дефекта может применяться несколько слоев наплавки, но в этом случае потребуется ожидание полимеризации каждого предыдущего пласта. Данная технология восстановления деталей сваркой и наплавкой требует подключения источников тока в виде преобразователя или выпрямителя с токарно-винторезным станком. В рабочей зоне формируется покрытие флюса толщиной 1-4 мм, после чего автоматом направляется электродная проволока с дугой. К основным достоинствам этого метода относительно ручной сварки можно отнести минимальные потери металла в результате разбрызгивания. Ручной метод дает в несколько раз больше огарков и угара.

Метод вибродуговой наплавки

В данном случае применяются плавкие электроды, которые в процессе горения дуги вибрируют с короткими замыканиями. Операции подачи и перемещения расходных материалов также автоматизированы. Несмотря на внешнюю сложность процесса, метод довольно простой и не требует применения специальной оснастки. Более того, в конечном счете можно ожидать исключения деформации детали с сохранением твердости без термической обработки. Однако есть и ограничения. Так, вибрационные способы восстановления деталей сваркой и наплавкой подходят для заготовок с диаметром не менее 8 мм или толщиной от 0,5 до 3,5 мм. Теоретически вибродуговая наплавка может выполняться в разных защитных средах с газом или флюсом, но на практике чаще задействуют жидкостную изоляцию – например, кальцинированный раствор соды.

Сварка и наплавка в газовых защитных средах

Этот метод предусматривает подготовку специального баллона со сжатой газовой смесью. Могут использоваться аргоновые и углекислотные газы, направляемые в зону сварки под высоким давлением. Задача смеси также сводится к защитной функции изоляции заготовки от негативного воздействия азота и кислорода в воздухе. Наиболее качественные соединения сваркой в газовых средах получаются при использовании вольфрамовых электродов с отдельным вводом в рабочую зону присадочных материалов. Наплавка осуществляется под постоянным током с обратной полярностью. Процесс может быть механизирован, если применяется электродная проволока, но операции с газоэлектрическими горелками обычно выполняют вручную.

Полуавтоматические способы сварки и наплавки

Оптимальный метод для работы с алюминием и различными сплавами цветмета. Благодаря гибкой настройке параметров оборудования и возможностям использования разных защитных сред оператор может получить при небольшой силе тока качественный шов на заготовке толщиной до 12 мм. Полуавтоматический метод восстановления деталей сваркой производится с помощью вольфрамовых электродов толщиной 0,8-6 мм. Напряжение при этом может варьироваться от 20 до 25 В, а сила тока укладывается в 120 А.

Альтернативная технология восстановления под давлением

Кроме термических способов сварки и наплавки, также применяется широкая группа контактных или холодных методов изменения структуры металлических заготовок. В частности, восстановление деталей сваркой под давлением осуществляется с помощью механических агрегатов с пуансонами. В процессе пластической деформации в точках контакта формируется сварное соединение с определенными параметрами. Конфигурация деформирующего эффекта будет зависеть от характеристик пуансона и техники оказания сжатия.

Заключение

На сегодняшний день не существует более действенных способов коррекции дефектов металлической структуры, чем сварка и наплавка. Другое дело, что в данных сегментах наблюдается активное развитие разных методик реализации технологии на практике. Наиболее перспективным направлением можно назвать восстановление деталей сваркой и наплавкой на автоматизированном оборудовании. Механизация выполнения ремонтных операций повышает производительность процесса, его эргономичность и уровень безопасности для сварщика. Параллельно развиваются и методы высокоточной аргонодуговой сварки с подключением газовых защитных сред. О полной автоматизации в этом направлении пока еще рано говорить, но в плане качества результата эта область является передовой.

Восстановление деталей наплавкой

Восстановление деталей наплавкой и сваркой – это технологический процесс устранения путем сварки и наплавки недопустимых дефектов, образовавшихся в процессе эксплуатации оборудования. Ремонтную сварку можно выделить в самостоятельный производственный процесс, проводимый с целью восстановления конструкций, узлов, деталей, поврежденных под действием эксплуатационных нагрузок и факторов или по иным причинам.

Решение о возможности и целесообразности выполнения ремонтных работ с помощью сварки и наплавки принимается с учетом всех требований, указанных в документации на проектирование, изготовление и эксплуатации ремонтируемой конструкции.

Выполнение ремонта ответственных металлоконструкций необходимо выполнять по специально разработанной проектно-технологической документации с учетом фактического состояния металла конструкции (узла, детали), причин повреждения и отсутствия нагрузок на ремонтируемом изделии при выполнении ремонтных работ.

Способы восстановления деталей наплавкой и сваркой

Восстановление эксплуатационных повреждений можно выполнить различными способами сварки:

  • автоматическая сварка под флюсом сплошной или порошковой проволокой
  • механизированная электродуговая сварка в среде защитных газов сплошной или порошковой проволокой
  • аргонодуговая автоматическая и механизированная сварка с присадочной проволокой
  • плазменная сварка и плазменное напыление
  • ручная электродуговая сварка покрытым электродом.

Применительно к продукции, предлагаемой нашей компанией, а именно покрытые электроды и сварочная проволока, остановимся на двух способах электродуговой сварки – ручной дуговой сварки плавящимся (покрытым) электродом и механизированной электродуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов. При применении порошковых самозащитных сварочных проволок использование защитного газа не обязательно.

Опыт применения.

В настоящее время нами накоплен большой опыт восстановления деталей наплавкой и сваркой в процессе ремонта оборудования на предприятиях различных отраслей промышленности.

Вот некоторые примеры по горнодобывающим предприятиям:

1) Ремонт ковша экскаватора

Ковш, являясь сменным узлом экскаватора, подвергается интенсивным механическим и ударно-абразивным нагрузкам при работе и чаще любых других узлов нуждается в смене. Применяя ремонтные технологии, осуществляется замена отдельных частей ковша, а также последующее дополнительное бронирование наиболее нагруженных фрагментов. Применяемые материалы: электроды Capilla 51 Ti, CrNiMo, E-7018, для бронирования – электроды Capilla 54 W или проволока DT-DUR 609. Стойкость после ремонта до 2-3 лет, стойкость брони – 1 год.

2) Ремонт коромысла ковша экскаватора

Характерные дефекты – трещины, износ проушин. Материалы выбираются в зависимости от марки стали, чаще Capilla 51 T и E-7018 со сваркой дополнительных накладок. Проушины – наплавка E-7018 и расточка на расточном комплексе WS-3. Гарантированная стойкость не менее 1 года.

3) Ремонт рабочего органа землеройной машины

Восстановление наплавкой рабочей коронки. Наплавка и шлифовка производится вручную. Материалы: электроды типа Capilla 53. Стойкость отремонтированных элементов зависит в первую очередь от грунтов, но не хуже новых.

4) Восстановление наплавкой грейферного грузозахвата

Характер износа – обрыв (облом) или истирание наконечников лап. Наплавка производиться с протезом или без него в зависимости от износа. Материал – электроды типа Capilla 54 W, наплавка производиться в 3-4 прохода. Стойкость восстановления до 1 года.

5) Ремонт наплавкой зубьев венцевых шестерен экскаватора

Характер ремонта – восстановление выломанных зубьев, сколов, щербин. Материалы: электроды Capilla 51 Ti, Capilla 52 K. Обычно такие работы производятся на месте без демонтажа. Производится наплавка, а затем ручная шлифовка по шаблону в минусовом допуске. Стойкость – неограниченная при условии соблюдения правил эксплуатации.

6) Ремонт корпуса экскаватора

Дефекты – многочисленные трещины корпуса и рамы экскаватора. Материалы: электроды Capilla 51 Ti, CrNiMo, E-7018 со сваркой дополнительных накладок. Стойкость до 2х лет при условии соблюдения правил эксплуатации.

7) Ремонт натяжного колеса

Износ – рабочие поверхности, поверхностные трещины. Для восстановления геометрии колеса производиться наплавка порошковой проволокой DT-DUR 250 K. Ремонт трещин с применением сварки электродами Capilla 51 Ti с последующей механической обработкой. Стойкость не мене 3х лет при условии соблюдения правил эксплуатации.

8) Восстановление оси колеса

Оси – наплавка проволокой типа Э50-Э60А (Е 7018) с последующей механической обработкой.
Стойкость – 1 год. К примеру, новые оси ходят не более 1 года.

9) Восстановление наплавкой опорных стоек колеса

Опорная стойка. Наплавка внутренней и наружной поверхностей. Ремонт выдавленных фрагментов. Материалы: сварочные электроды или проволока типа E-7018 с последующей механической обработкой. Стойкость в зависимости от условий эксплуатации 2-3 года.

10) Ремонт опорных катков гусеничной техники

Аналогично ремонту опорной стойки. Наплавка наружной поверхности для восстановления геометрии опорного катка. Материалы: сварочная проволока типа E-7018 с последующей механической обработкой. Стойкость в зависимости от условий эксплуатации 2-3 года.

11) Восстановление букс катка

Аналогично ремонту опорной стойки. Наплавка внутренней поверхности для восстановления геометрии буксы катка. Материалы: сварочная проволока типа E-7018 с последующей механической обработкой. Стойкость в зависимости от условий эксплуатации 2-3 года.

12) Изготовление биметаллической втулки

Наплавка внутренней поверхности стальной втулки. Изготовление стальной втулки с последующей внутренней наплавкой медным сплавом. Материалы: сварочная проволока DT-CuAl8. После механической обработки толщина рабочего слоя составляет 4 мм. Стойкость примерно в 10 раз лучше, чем чистая бронза

13) Восстановление реборд колесных пар и крановых колес

Для кранов и колесных пар применяются кованные или литые колеса из сталей 65Г, 50 Г2 и др. В процессе эксплуатации в результате изнашивания уменьшается диаметр поверхности катания и утончается реборда колеса. Износостойкость колес в большей степени зависит от твердости рабочего слоя, однако слишком высокая твердость приводит к быстрому изнашиванию рельса, замена и (или) восстановление которых значительно дороже. Оптимальными следует считать такие методы восстановления, при которых обеспечивается твердость поверхности катания колеса несколько меньше твердости рельса.

Восстановление наплавкой колесных пар наиболее целесообразно выполнять при условии, что износ поверхности катания не превышает 10 мм и реборда изношена не более чем на половину, для ходовых колес диаметром до 800 мм.

Перед наплавкой колесо протачивается для удаления трещин, вмятин, сколов
Колеса можно восстанавливать многократно, но не более 5-6 раз.
Материалы: проволока DT-DUR 250 K, а при большом износе наплавка буферного подслоя проволокой Х70Т4. Стойкость: 3-4 года.

14) Ремонт траков гусеничной техники и гусеничных конвейеров

Типичная сталь для изготовления траков – 110Г13. Материалы: электроды Capilla 51 Ti для наплавки буферного и рабочего слоя. В некоторых случаях целесообразно дополнительно применить «бронирование» применяя электроды или порошковую проволоку типа DT-DUR 609. Стойкость примерно, как и у нового – 1 год

15) Ремонт корпусов, блоков цилиндров двигателей

Дефекты – трещины, выломы и т.п. Материал: электроды Capilla 43. Стойкость отремонтированных блоков оценивается как и для новых.

16) Наплавка бил дробилок

Дробилки используются для измельчения породы. Била дробилок, работая в условиях ударно-абразивного и абразивного износа, являются наиболее быстроизнашивающимися деталями дробилок, лимитирующими их производительность. Износостойкость наплавленных бил в 1,5-2 раза выше износостойкости литых бил из высокомарганцевой стали 110Г13.Возможно неоднократное восстановление изношенных бил повторной наплавкой.

Восстановление наплавкой. Материал: электроды Capilla 51 Ti. Для дополнительного бронирования электроды Capilla 54 W или порошковая проволока DT-DUR 600. При бронировании стойкость даже выше, чем новых из стали 110Г13 примерно в 2-3 раза.

17) Ремонт наплавкой дробильных установок

Восстановление наплавкой. Материал: электроды Capilla 51 Ti. Для дополнительного бронирования электроды Capilla 54 W или порошковая проволока DT-DUR 600. Стойкость даже выше, чем новых примерно в 2-3 раза.

18) Наплавка зубьев вала питателя

Восстановление деталей геометрических размеров производится наплавкой с дополнительным бронированием. Материал: электроды типа E-7018, для бронирования электроды Capilla 54 W или Capilla 54-160 (5400). Стойкость в зависимости от интенсивности эксплуатации.

19) Ремонт отбойной направляющей плиты

Восстановление дефектов в основном приварка отдельных листов (пластин) с последующим бронированием. Материалы: электроды E-7018, для бронирования электроды Capilla 54 W. Стойкость 1 год.

20) Восстановленный ремонт барабанов шахтоподъемных установок

Износ – многочисленные трещины корпуса как снаружи, так и внутри. Материал: электроды Е 7018, Capilla 51 Ti. Стойкость – 1 год

21) Восстановление валов наплавкой

Наплавка зубьев. Материал: электроды Capilla 51 Ti, Capilla 51 W, Capilla 52 K в зависимости от твердости блока-шестерни с последующей механической. обработкой. Наплавка осей. Материал: E-7018 или Capilla 52 K. Стойкость не менее 1 года в зависимости от условий эксплуатации.

22) Ремонт рабочего колеса насоса

Колесо изготовлено из сплав ИЧХ-28. Материалы: электроды Capilla 44. Стойкость не менее 3х лет.

23) Приварка стальной ступицы к чугунному корпусу колеса

Материал – электроды Capilla 43. Стойкость до 0,5 года или больше в зависимости от условий эксплуатации.

24) Ремонт изделий из чугуна

Материал: электроды Capilla 41, Capilla 43, Capilla 44, Capilla 45, проволока DT-NiFe. Что касается ремонта изделий из чугунов вообще, то стойкость нельзя ни прогнозировать, ни гарантировать. Бывает отремонтированный узел или деталь работает 1 месяц, а бывает – 10 лет.

Поделиться в социальных сетях:

Обращаем ваше внимание на то, что данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер, и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями ч. 2 ст. 437 Гражданского кодекса Российской Федерации. Для получения подробной информации об оборудовании и материалах, пожалуйста, обращайтесь непосредственно к специалистам компании.

Восстановление деталей наплавкой металла

Наплавкой называется процесс нанесения одного расплавленного металла (называемого присадочным) на поверхность другого (называемого основным). При этом основной металл также расплавляется на небольшую глубину для образования гомогенного соединения. Цель наплавки может быть различной: восстановление утраченной геометрии детали или придание ей новой формы, образование поверхностного слоя с заданными физико-механическими свойствами (такими как повышенная твердость, износостойкость, антифрикционность, коррозионная стойкость, жаростойкость и пр.), упрочнение наплавкой.

Наплавку можно производить на любые поверхности — плоские, конические, цилиндрические, сферические. В больших пределах может меняться и ее толщина — от нескольких долей миллиметра до сантиметра и более.

Основные принципы наплавки

  • Необходимо стремиться к минимальному проплавлению основного металла. Это достигается путем наклона электрода в сторону, обратную ходу наплавки.
  • Должно быть как можно меньшее перемешивание наплавленного металла с основным.
  • Нужно стараться достичь минимальных остаточных напряжений и деформаций в детали. Это требование во многом обеспечивается соблюдением двух предшествующих.
  • Необходимо снижать до приемлемых значений припуски на последующую обработку детали. Говоря другими словами, нужно наплавлять металла ровно столько, сколько необходимо, и не больше.

Применяются различные способы наплавки металла — электродуговая, газовая, электрошлаковая, индукционная, плазменная, импульсно-дуговая, вибродуговая, порошковая наплавки. Наибольшее распространение получила дуговая наплавка.

Материалы для наплавки существуют в различных формах. Это могут быть присадочные прутки, порошкообразные смеси, наплавочные покрытые электроды, порошковая и цельностержневая проволока. В электродуговой наплавке применяются в основном покрытые электроды, присадочные прутки и проволока.

Наплавка покрытыми электродами

Наплавка требует определенных навыков в работе. Надо при минимальном токе и напряжении, чтобы не увеличивать долю основного металла в наплавленном, оплавить оба компонента. Состав металла будет определять тип электрода, а толщину и форму — диаметр электрода. Напряжение дуги определяет форму наплавленного валика, при его повышении увеличивается ширина и уменьшается высота валика, возрастает длина дуги и окисляемость легирующих примесей, особенно углерода. В связи с этим стремятся к минимальному напряжению, которое должно согласовываться с током дуги.

Наплавка деталей из стали осуществляется, как правило, постоянным током обратной полярности (на электроде «плюс») в нижнем положении.

Детали из низкоуглеродистых и низколегированных сталей наплавляют обычно без предварительно нагрева. Но нередко требуется предварительный подогрев и последующая термообработка с целью снятия внутренних напряжений. Более детальные требования к наплавке сообщаются в документации на применяемые наплавочные электроды. Например, для электрода ОЗИ-3 приводятся следующие технологические особенности: «Наплавку производят в один-четыре слоя с предварительным подогревом до температуры 300-600°С. После наплавки рекомендуется медленное охлаждение. Возможна наплавка ванным способом на повышенных режимах. Прокалка перед наплавкой: 350°С, 1 ч.»

Читать еще:  Разряды сварщика

Поверхность детали перед наплавкой очищается от масла, ржавчины и других загрязнений.

Применяются различные схемы расположения наплавочных швов. В случае плоских поверхностей различают два основных вида наплавки — использование узких валиков с перекрытием друг друга на 0,3-0,4 их ширины, и широких, полученных увеличенными поперечными движениями электрода относительно направления прохода.

Другой способ — укладка узких валиков на некотором расстоянии один от другого. При этом шлак удаляют после наложения нескольких валиков. После этого валики наплавляются и в промежутках.

Во избежание коробления деталей, наплавление рекомендуется проводить отдельными участками, «вразброс», а укладку каждого последующего валика начинать с противоположной стороны по отношению к предыдущему.

Наплавка цилиндрической поверхности выполняется тремя способами — валиками вдоль образующей цилиндра, валиками по замкнутым окружностям и по винтовой линии. Последний вариант (по винтовой линии) является особенно удобным в случае механизированной наплавки, при которой детали в процессе наплавки придается равномерное вращение.

Для восстановления и повышения срока службы режущего, штампового и измерительного инструмента, а также деталей механизмов, работающих при интенсивном износе, применяется наплавка рабочих поверхностей твердыми сплавами, представляющими собой соединения таких металлов, как титан, вольфрам, тантал, марганец, хром и других с бором, углеродом, кобальтом, железом, никелем и пр.

При изготовлении новых инструментов и деталей с твердосплавной наплавкой, в качестве заготовок (оснований) применяются детали из углеродистых или легированных сталей. В случае ремонта деталей с большим износом, перед наплавкой твердыми сплавами делают предварительную наплавку электродами из малоуглеродистой стали.

Для получения более качественной наплавки, предупреждения образования трещин и снижения напряжений, во многих случаях целесообразен подогрев заготовок до температуры 300°C и выше.

Наплавка металлорежущего инструмента и штампов. Металлорежущие инструменты и штампы, работающие при холодной и горячей штамповке, наплавляют электродами ОЗИ-3, ОЗИ-5, ОЗИ-6, ЦС-1, ЦИ-1М и прочие марки. Металл, наплавленный этими электродами, обладает высокой сопротивляемостью к истиранию и смятию при больших удельных нагрузках и высоких температурах — до 650-850°C. Твердость наплавленного слоя без термообработки составляет от 52 HRC (ОЗИ-5) до 61 HRC (ОЗИ-3). Наплавляется 1-3 слоя общей толщиной 2-6 мм. Деталь перед наплавкой подогревают до температуры 300-700°С (в зависимости от марки электрода).

Наплавка деталей, работающих на истирание без ударных нагрузок. Если требуется получить наплавленный металл особо высокой твердости, можно использовать электроды для наплавки Т-590 и Т-620. Они специально предназначены для покрытия деталей, работающих на интенсивное истирание. Их стержень изготовлен из малоуглеродистой стали, зато в покрытия входят феррохром, ферротитан, ферробор, карбид бора и графит. Благодаря этим материалам твердость наплавленного металла может достигать 62-64 единиц по HRC.

Из-за того, что наплавленный металл обладает хрупкостью и склонностью к образованию трещин, изделия, наплавленные электродами Т-590 и Т-620, не предназначены для эксплуатации в условиях значительных ударных нагрузок. Наплавка твердосплавного металла производится в один-два слоя. Если требуется наплавлять большую толщину, нижние слои наплавляются электродами из малоуглеродистой стали и лишь заключительные — твердосплавными.

Наплавка деталей, работающих на истирание с ударными нагрузками. Детали из марганцовистых сталей (110Г13Л и подобные ей), работающие в условиях интенсивного поверхностного износа и высоких ударных нагрузок (в частности, рабочие органы строительного и землеройного оборудования), наплавляют электродами ОМГ-Н, ЦНИИН-4, ОЗН-7М, ОЗН-400М, ОЗН-300М и прочие марки. При их использовании твердость наплавляемого металла во втором слое получается 45-65 HRC при высоких значениях вязкости.

Наплавка нержавеющих сталей. Для наплавки деталей из нержавеющих сталей применяются электроды ЦН-6Л, ЦН-12М-67 и прочие марки. Стержень этих электродов изготовлен из нержавеющей высоколегированной проволоки. Кроме высокой коррозионной стойкости, наплавленный металл имеет еще и устойчивость к задиранию, что позволяет использовать эти электроды для наплавки уплотнительных поверхностей в арматурных изделиях.

При использовании некоторых электродов для наплавки нержавеющих сталей, рекомендуется производить предварительный и сопутствующий подогрев детали до температуры 300-600°С и осуществлять после наплавки термообработку.

Наплавка меди и ее сплавов. Наплавка меди и ее сплавов (бронз) может осуществляться не только на медное или бронзовое основание, но также на сталь и чугун. В этом случае создаются биметаллические изделия, имеющие необходимые эксплуатационные качества (высокую стойкость против коррозии, низкий коэффициент трения и прочие ценные свойства, присущие меди и ее сплавам) и обладающие при этом гораздо более низкой стоимостью в сравнении с деталями, изготовленными полностью из меди или ее сплавов.

Алюминиевые бронзы, в частности, обладающие высокими антифрикционными свойствами, очень хорошо работают в узлах трения, поэтому их наплавляют на червячные колеса, сухари и другие детали, работающие в условиях трения.

Наплавка деталей из технически чистой меди может производиться электродами «Комсомолец-100» или присадочными прутками из меди или ее сплавов. При наплавке меди на медь применяют предварительный подогрев до температуры 300-500°С.

Наплавленный слой желательно подвергать проковке, при температуре меди выше 500°С.

Если требуется наплавка бронзой, можно использовать электроды ОЗБ-2М, содержащие помимо, составляющей основу, меди также олово, марганец, никель и железо. Изделия, наплавленные электродами ОЗБ-2М, имеют высокую поверхностную износостойкость.

Наплавка меди и ее сплавов производится постоянным током обратной полярности в нижнем положении.

Наплавка в среде защитных газов

При восстановлении наплавкой деталей из углеродистых сталей можно использовать более дешевый углекислый газ. Учитывая тот факт, что CO2 окисляет расплавленный металл, наплавочная проволока в этом случае должна иметь раскислители (марганец, кремний и пр.).

Наплавку меди и ее сплавов можно производить в азоте, который нейтрален по отношению к меди.

Высоколегированные стали, сплавы на магниевой и алюминиевой основе наплавляются в аргоне, гелии или их смеси.

Наплавку неплавящимся вольфрамовым электродом осуществляют в аргоне и гелии. Вообще, инертные газы, особенно, аргон, являются универсальными, подходящими для сварки и наплавки практически любого металла.

В качестве материалов для наплавки полуавтоматами углеродистых и низколегированных сталей применяются сварочные проволоки сплошного сечения (Св-08ГС, Св-08Г2С, Св-12ГС), и специальные наплавочные (Нп-40, Нп-50, Нп-30ХГСА). Для наплавки нержавейки применяют проволоку из нержавеющей стали. Может осуществляться наплавка и порошковой проволокой, позволяющей получить наплавленный слой с особыми свойствами.

При восстановлении деталей наплавкой методом MIG/MAG применяют как и в случае MMA постоянный ток обратной полярности, обеспечивающий меньшее проплавление основного металла. При использовании вольфрамового электрода (метод TIG) используют прямую полярность, исключающую оплавление вольфрамового электрода. Наплавку нужно стараться вести как можно более короткой дугой — во избежание разбрызгивания металла.

3. Ремонт деталей сваркой и наплавкой

В практике ремонтной службы встречаются три вида сварочных работ: сварка,наплавка и заварка.

Сварке подлежат стальные и чугунные детали (рамы, станины, кронштейны, спицы и т. д.). Наплавлять, т. е. наносить металл на поверхность, приходится при большом износе ремон­тируемых деталей. Заваривать трещины, раковины или отверстия в деталях приходится во многих восстанавливаемых машинах.

Сварку применяют при соединении трубопроводов и изготовлении к ним фасонных частей, при изготовлении буровых штанг и запасных частей к машинам.

В большинстве случаев ремонтных работ применяется электро­дуговая сварка. Газовая сварка (ацетилено-кислородная) применяется в следующих случаях: 1) при ремонте деталей, из сплавов цветных металлов, так как ремонт их электродуговой сваркой до сих пор еще плохо освоен; 2) при ремонте чугунных деталей, требующих последующей обработки режущими инструментами ввиду того, что обычный электросварной шов трудно поддается обработке; 3) при сварке деталей толщиной менее 2 мм, потому что электродуговая сварка в таких случаях затруднительна; 4) при наварке и напайке твердых сплавов на быстроизнашивающиеся детали (коронки, резцы); 5) при. резке металлов.

Кроме ацетилено-кислородной сварки, в разведочных партиях применяют и бензино-кислородную.

Качество сварки во многом зависит от подготовки ремонтруемой детали. При заварке трещины или сварке поломанной Детали подготовка заключается в образовании скосов или фасок той или иной формы в зависимости от толщины свариваемого места. В зависимости от вида трещины, конфигурации и материала детали сварку нужно вести соответствующими электродами по технологическому процессу, разработанному для каждого отдельного случая.

При сварке и наплавке необходимо стремиться располагать деталь так, чтобы шов находился в нижнем положении. Дуга должна быть по возможности короткой—чем она длиннее, тем хуже качество шва. Сварной шов хорошего качества имеет чешуйчатую волнистую поверхность, одинаковую по всей длине. На поверхности не должно быть пропусков, воронок, трещин, непроваренных мест. По структуре шов должен быть плотным. Во избежание появления внутренних напряжений, новых трещин и коробления детали в процессе сварки необходимо делать перерывы для охлаждения свариваемых деталей. ;

Ремонт стальных деталей. Лучшее качество электродуговой, и газовой сварки достигается при ремонте деталей из малоуглеродистой стали. Стали со средним срдержанием углерода (0,35—0,45%) свариваются удовлетворительно. Детали, изготовляемые из сталей, содержащих более 0,45 %углерода,ремонтировать сваркой затруднительно. Особенно большие трудности возникают при сварке деталей, изготовляемых из легированных сталей.

Малоответственные детали, как правило, восстанавливают сваркой электродами типа Э-34 и Д-1, изготовленными из проволоки марок Св0,8 и СвО,8ГА, покрытыми тонкой меловой стабилизирующей обмазкой толщиной 0,15—0,55 мм. Меловая об­мазка состоит из 100 массовых частей мела, разведенногов 17— 20 массовых частях растворимого стекла.

Получение наплавленного металла с высокими механическими свойствами обеспечивается путем применения для наплавки электродов с толстой защитной обмазкой толщиной 0,25—0,35 диа­метра электрода в миллиметрах. Обмазку этих электродов выполняют из раскислителей, шлакообразующих, Газообразующих и легирующих веществ.

К таким электродам, применяющимся при сварке переменным током, относятся, например, Э-42 с обмазкой, состоящей из 37 массовых частей титанового концентрата (рутила), 21 части марганцевой руды, 12 частей полевого шпата, 20 частей ферромарганца, 9 частей крахмала и растворимого стекла в количестве 12 % от массы составных частей обмазки.

При ремонте деталей, поверхность которых должна обладать особо высокой твердостью, применяют специальные электроды. Эти электроды изготовляют из проволоки марки Св0,8 или СвО,8ГА с обмазкой, состоящей из графита, феррохрома, карбида бора и растворимого стекла, которые при сварке образуют твердый сплав. Электроды марки Т-590 и 13КНЛИИВТ применяют для наплавки быстроизнашивающихся деталей; электроды Т-620 и 12АНВТ—для наплавки деталей, подвергающихся ударной на­грузке. Эти электроды образуют самозакаливающуюся поверх­ность с твердостью ИКС 60. Такая поверхность может быть обработана только шлифованием. Поэтому удобнее для наплавки применять электроды Т-540, которые допускают Механическую обработку. Наплавленная этими электродами поверхность имеет твердость НКС 35—45. После механической обработки такие поверхности закаливают и подвергают отпуску.

В ряде случаев наплавку изношенных поверхностей произво­дят стержнями из твердого сплава сормайт. Наплавку сормайтом можцо производить как электродуговой, так и газовой сваркой. В первом случае электроды типа ЦС-1 и ЦС-2 изготовляют из стержней сормайта № 1 или 2, покрытых обмазкой, состоящей из 40 массовых частей мрамора, 30 частей плавикового шпата и 30—36 частей растворимого стекла; во втором—сормайтовые стержни используют в качестве присадочного мате­риала.

Твердость поверхности, — наплавленной сормайтом, достигает НКС 48—52 без термообработки и НКС60—62 с термообработ­кой. Сормайт № 2 по сравнению с сормайтом № 1 является бо­лее вязким, поэтому его применяют для ремонта деталей, рабо­тающих при ударной нагрузке.

Для придания высокой износостойкости сильнотрущимся деталям, например: кромкам буровых шнеков, штангам, рабочим Кромкам скреперов, щекам дробилок, ковшам погрузочных машин и т. д., применяют износостойкие покрытия, в состав которых входят марганец, хром, никель.

Марганцовистая наплавка прочно удерживается на стали и чугуне и хорошо противостоит ударам. Добавление никеля в мар­ганцовистую наплавку значительно увеличивает ударную вязкость.

Восстановление деталей сваркой, наплавкой и пайкой

Широкое применение в ремонтном производстве нашли сварка, наплавка и пайка.

Сваркой называют процесс получения неразъемных сое­динений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, при пластическом деформировании или совместном действии того и другого.

К применяемому виду сварки предъявляются следующие требования:

возможность сварки деталей размером от 1 мм до десят­ков миллиметров;

удовлетворительное качество сварки почти всех материа­лов.

При ремонте деталей машин распространена газовая ацетилено-кислородная и электрическая сварка, наплавка.

В отношении температуры пламени, пределов толщины сва­риваемых металлов и видов металлов, поддающихся сварке, лучше всего удовлетворяет требованиям электродуговая и ацетилено-кислородная сварка. Из общего объема сварочных работ на газовую сварку приходится не более 20%.

Механические свойства сварного, наплавленного соединения зависят от процесса плавления металла, последующего охлаж­дения и от структурных изменений основного металла в зонах термического влияния.

Зоной термического влияния называют участок основного металла, прилегающий к сварному или наплавлен­ному шву и изменяющий от действия тепла сварки, наплавки свою структуру или механические свойства. Для электросварки зона термического влияния составляет 10-12 мм, а для газо­сварки 25-30 мм. Степень воздействия зоны термического влия­ния зависит от вида и состава металла. Для углеродистых и легированных сталей она значительно усложняет производство сварочных и наплавочных работ при ремонте. Поэтому сварку и наплавку ответственных деталей рекомендуется производить с предварительным подогревом и при последующем медленном охлаждении.

Для получения доброкачественного сварного соединения или заданного качества наплавленного слоя при восстановлении де­талей электросваркой первостепенное значение имеют правиль­ный выбор электрода и соблюдение технологии сварки. Выбор электрода зависит от характера устраняемого дефекта, марки стали, из которой изготовлена деталь, и требований к наплав­ленному слою.

При заварке трещин или поломок обычно применяют сва­рочные электроды. По ГОСТу их подразделяют на ряд типов от Э-34 до Э-145, основной характеристикой которых явля­ется сопротивление разрыву сварного соединения. Оно указы­вается в наименовании типа электрода. Например, электроды типа Э-42 дают сварное соединение, имеющее сопротивление разрыву, равное 420 Н/см 2 . К каждому типу может относиться несколько марок электродов. Например, к типу Э-42 отно­сятся электроды ОЗЦ-1, ОММ-5, к типу Э-50А — электроды УОНИ-13/55.

Перечисленные типы электродов используют для сварки мало- и среднеуглеродистых сталей. Стержни всех электродов изготовлены из проволоки С6-08 диаметром 1,6-12 мм. Типы и марки электродов отличаются друг от друга покрытием (об­мазкой). Обмазка содержит стабилизирующие, защитные, шлакообразующие и газообразующие, а иногда раскисляющие и легирующие элементы.

Условное обозначение составов покрытий; руднокислое — Р, рутиловое — Т, фтористо-кальциевое — Ф, органическое — О. В полное условное обозначение электрода по ГОСТу входят по­следовательно марка и тип электрода, его диаметр, состав по­крытия и номер ГОСТа.

Обозначение типа электрода расшифровывается следующим образом: буквы «ЭН» обозначают электрод наплавочный, за­тем указываются основные химические элементы, входящие в со­став наплавленного слоя, и их среднее содержание (в %). Обозначение химических элементов общепринятое: У — угле­род, С — кремний, Г — марганец, Н — никель, X — хром, Т — титан и т. д. Сначала указывается содержание углерода. Если в обозначении типа электрода имеется буква У, то содержание углерода дано в десятых долях процента, а если она отсутст­вует — в сотых долях. Последние цифры указывают твердость слоя (HRC). Например ЭН-14Г2Х-30 означает: электрод на­плавочный, в наплавляемом слое содержится 0,14 % углерода, 2 % марганца, 1 % хрома; твердость слоя — 30 HRC. Типам электродов соответствуют определенные марки электродов. Пол­ное условное обозначение наплавочного электрода содержит его марку, тип, диаметр и ГОСТ.

Детали из листовой и профильной малоуглеродистой стали марок 08, 10, 20, термически не обработанной или подвергнутой нормализации, с успехом восстанавливаются электронаплавкой с применением электродной проволоки марок Св-08 и Св-15 с меловой обмазкой (мела 80% и растворимого стекла 20%). Еще лучшие результаты дает применение электродов марки ОММ-5 типа Э42. В этом случае обеспечивается одинаковая прочность наплавки и основного материала.

Детали, изготовленные из среднеуглеродистой стали марки 40-45, термически не обработанной или подвергнутой нормали­зации, рекомендуется наплавлять применением электродов мар­ки УОНИ 13/55 типа Э50А. В этом случае термическая обра­ботка после сварки или не применяется или производится в виде нормализации по режиму основной детали для улучшения струк­туры металла на границе шва.

Если детали изготовлены из среднеуглеродистой стали и ле­гированных сталей, термически обработанных (закалка и от­пуск) до средней твердости (Нв — 350), или если деталь после сварки может быть подвергнута термической обработке, реко­мендуется наплавлять электродами марки УОНИ 13/55 типа Э50А, а также электродами типа ЭНХ-30 марок ОЗН-300 и ОЗН-350.

Если же детали обработаны до высокой твердости или если термическая обработка после сварки не может быть выполнена, рекомендуется применение электродов марки 12АН-ЛИИВТ или марки Т-590.

Восстановление деталей, изготовленных из малоуглеродистой (простой или легированной) стали, с цементированными рабо­чими поверхностями, с возможной термической обработкой после сварки может быть выполнено малоуглеродистыми элек­тродами с обмазкой ТКХ или ОММ-2. Если же термическая обработка после сварки не может быть выполнена, рекомен­дуется наплавку производить с применением электродов марки 12АН-ЛИИВТ или Т-590. Перед наплавкой деталь подвергается предварительному местному нагреву до температуры 150-200° С, обработка производится абразивами.

Для восстановления цементированных и закаленных нагре­вом токами высокой частоты деталей рекомендуется также элек­тродуговая или ацетилено-кислородная наплавка поверхностей сормайтом.

При ремонте чугунных деталей применяется горячая и холод­ная сварка. При горячей сварке детали предварительно нагре­ваются до температуры 600-700° С, при холодной — сварка про­изводится при обычной температуре.

Если на детали заваривается трещина, то последняя разде­лывается так же, как при сварке стальных деталей, т. е. под углом 80-90°. Свариваемые части располагают так, чтобы по­верхность расплавленного металла была горизонтальной. Для удержания расплавленного металла в месте сварки применяют формовку. После сварки детали подвергаются отжигу при тем­пературе 600-650° С для снятия внутренних напряжений. Охлаждение после отжига может быть проведено в печи в те­чение 1,5-2 ч.

При газовой сварке пламя поддерживается с небольшим избытком ацетилена. В качестве присадочного материала слу­жат чугунные прутки с повышенным содержанием кремния ма­рок А и Б. Прутки марки А применяются для горячей, марки Б- для холодной сварки. Чугунные прутки покрываются специаль­ной обмазкой. Состав одного из покрытий марки УЗТМ-4-74 следующий (в %): мел 13, графит 45, алюминий металличе­ский в порошке 4, титановая руда 16, окись магния 9, поташ 7, кварцевый песок 6. Покрытие замешивается на жидком стекле. Диаметр прутков при толщине металла до 10 мм составляет 6-8 мм, при толщине металла более 10 мм – 8-10 мм.

При сварке металлический пруток должен все время нахо­диться в сварочной ванне под слоем флюса. Самым простым флюсом является техническая бура.

Формовочным материалом являются песок или графитный порошок, замешанный на жидком стекле, огнеупорная глина и т. п.

Заформованные детали подогревают в печи или сварочными горелками до температуры 400-700° С (крупные массивные де­тали нагревают до 700° С), детали с толщиной стенок до 20-30 мм — до 600° С, небольшие детали — до 400-500° С. Хоро­шие результаты дает двухступенчатый нагрев. В процессе свар­ки деталь не должна охлаждаться ниже 350° С.

Газовую сварку чугуна производят также с помощью специ­альной пасты. Места сварки тщательно очищают, после чего изделие подвергают местному или общему подогреву до 300-400° С восстановительным пламенем горелки. Свариваемые кромки покрывают слоем пасты и нагревают нормальным пла­менем горелки до температуры 750-790° С. Паста плавится и покрывает тонким слоем поверхность кромок.

Сварку ведут справа налево. После сварки изделие медлен­но охлаждают.

При дуговой сварке применяются электроды, имеющие диа­метр от 1 до 12 мм. Для повышения устойчивости дуги элек­трод покрывают обмазкой. Для защиты на­плавленного металла от вредного влияния воздуха в процессе сварки применяют электроды с толстым покрытием (толщина покрытия 0,2-0,3 диаметра проволоки). Толстая обмазка, рас­плавляясь вместе с электродом, образует шлаковую защиту, предохраняющую расплавленный металл от воздействия возду­ха, и газовую защиту — благодаря созданию вокруг дуги атмо­сферы нейтральных газов. При применении качественных элек­тродов с толстым покрытием получаются сварные швы с повы­шенными механическими свойствами. Так как горячая сварка связана со значительной затратой времени, то ее применяют только при ремонте сломанных деталей сложной формы, когда требуется получить плотный, прочный и легко обрабатываемый сварной шов.

Читать еще:  Люк без нарушения закона, ГОСТ о пожарных люках, решения по отделке

При холодной сварке чугуна применяются стальные малоуг­леродистые электроды с тонкой обмазкой или медные электро­ды, обернутые белой или черной жестью, с тонкой (0,2-0,3 мм) меловой обмазкой (мела 70-75%, жидкого стекла 30-25%); сварку ведут переменным или постоянным током.

Подготовительные операции те же, что и при сварке чугуна газовой сваркой. Повышенная прочность шва при холодной сварке чугуна достигается применением пучка электродов, состоящего из 1-2 стальных и 1-2 медных прутков. При этом методе сварки дуга автоматически переходит с одного электрода на другой, выбирая линию наименьшего сопротивления и рас­плавляя прутки поочередно.

Сварка с применением пучка электродов повышает произво­дительность труда сварщика на 40-80%, улучшает качество шва и снижает расход электроэнергии. Дуга приобретает боль­шую устойчивость.

Можно применять также пучки только из одних стальных электродов. При холодной сварке чугуна качественными элек­тродами УОНИ-13/55 получа­ются соединения высокого ка­чества. Сварка ведется посто­янным током с обратной по­лярностью. Для повышения прочности швов при электро­сварке чугунных деталей в сва­риваемые плоскости ввертыва­ют стальные шпильки.

Горячий способ сварки чу­гуна хотя и обеспечивает удов­летворительное качество сварки, является весьма трудоемким, дорогостоящим и поэтому не всегда осуществим. Сварка холод­ным способом сложна, поэтому применяемые на практике мно­гими сварщиками различные варианты холодной сварки чугуна не всегда дают положительные результаты.

Паянием называют процесс, состоящий в том, что ме­таллические части соединяют друг с другом в подогретом со­стоянии при помощи расплавленных металлов или сплавов (припоев), служащих связующими веществами.

В отличие от сварки при паянии основной металл не дово­дят до пластичного состояния и не расплавляют. Температура плавления припоя значительно ниже температуры плавления основного металла.

РУЧНАЯ СВАРКА И НАПЛАВКА КАК МЕТОД ВОССТАНОВЛЕНИИ ДЕТАЛЕЙ С/Х МАШИН.

Сваркой — называют технологический процесс получения не­разъемных соединений твердых металлов посредством установ­ления межатомных связей между свариваемыми деталями при их местном нагреве или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого.

Наплавка есть разновидность сварки и представляет собой процесс нанесения слоя металла на поверхность изделия.

Cварка и наплавка металлов классифицируются по следующим признакам:

К физическим признакам относят:

· форму вводимой энергии;

· вид инструмента как носителя энергии.

В зависимости от вводимой энергии сварочные процессы разделены на три класса:

К термическому классу относятся такие виды сварки, кото­рые выполняются плавлением с использованием тепловой энер­гии (дуговая, газовая, высокочастотная, термитная, электролаковая, плазменная, электронно-лучевая и лазерная);

тер­момеханическому — с применением тепловой энергии и давле­ния (контактная, диффузионная, газопрессовая и взрывом);

механическому — с использованием механической энергии и давления (трением, ультразвуковая и холодная).

К техническим признакам относятся способ защи­ты зоны сварки, непрерывность процесса и степень механиза­ции.

По способу защиты металла сварка бывает:

В качестве защитных газов могут использоваться активные газы (углекислый газ, азот, водород, водяной пар и их смеси), инертные газы (аргон, гелий, их смеси) и смеси ак­тивных и инертных газов.

По непрерывности процесса различают непрерывные и пре­рывистые виды сварки и по степени механизации — ручные, механизированные и автоматические.

По технологическим признакам сварка может быть: дуговая, газовая, термитная, электрошлаковая, плазмен­ная, электронно-лучевая, лазерная, контактная, диффузионная, газопрессовая, ультразвуковая, взрывом, трением и холодная.

Электродуговая сварка и наплавка. Электродуговая сварка относится к сварке плавлением с помощью электрической дуги. Если два электрода подключить к источнику тока и в дальнейшем их разъединить, то между ними в газообразной среде возникнет дуговой разряд. Электрическая дуга горит между уголь­ным электродом и свариваемой деталью. Присадочный матери­ал для заполнения сварочного шва вводится в ванну извне в виде отдельного прутка.

Сварка угольным электродом имеет небольшое распростра­нение и используется главным образом при сварке тонколисто­вых материалов (облицовка комбайнов), наплавке твердыми сплавами почворежущих деталей плугов, культиваторов и др.

Классификация способов дуговой сварки:

1. По степени механизации:

3. По состоянию дуги:

5. По поляр­ности сварочного тока:

6. По виду электрода:

· неплавящийся (угольный, вольфрамовый и др.).

Основная характеристика плавления электрода — линейная скорость его плавления в единицу времени, обусловленная со­ставом электрода, покрытием, режимом сварки, плотностью и полярностью тока.

Горячие (микро- и макроскопические) трещины зарождают­ся в процессе сварки углеродистых сталей при температуре 1200. 1350 °С (рис. 2.8). На образование трещин влияет нали­чие в металле валика вредных примесей (углерода, кремния, серы, фосфора и водорода). Наличие в сварочном шве полез­ных примесей (марганца, никеля и хрома) уменьшает появление горячих трещин.

Холодные трещины возникают при температуре ниже 400 °С и делятся на закалочные и хрупкие.

Закалочные трещины образуются на границе сплавления в средне- и высоколегированных сталях перлитного и мартенситного классов вследствие того, что в присутствии мартенсита объем металла увеличивается и имеют место структурные на­пряжения

Хрупкие трещины появляются в наплавленном слое при его быстром охлаждении.

Поры возникают только на грани раздела фаз между твер­дым и жидким металлом, что объясняется наличием в жидком металле пузырьков газов СО, СО2, Н2 и др.

Способы снижения сварочных напряжений и деформаций. К таким способам относятся: отпуск, аргонодуговая обработка, проковка шва и околошовной зоны, термическая или механиче­ская правка.

Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины восстанавливаемой детали.

Свариваемость материалов — способность металла образо­вывать сварные соединения с близкими в шее механическими свойствами к основному металлу по установленной технологии сварки.

Различают металлургическую, технологическую и эксплуа­тационную свариваемости.

Под металлургической свариваемостью по­нимают процессы, протекающие в зоне сплавления сваривае­мых деталей. В результате образуются неразъемные сварные со­единения. .

Под технологической свариваемостью пони­мают возможность получения сварного соединения определен­ным способом. Она устанавливает режимы и способы сварки, технологическую последовательность выполнения сварочных работ.

Под эксплуатационной свариваемостью по­нимают прочность и пластичность сварных соединений при оп­ределенных условиях нагружения. Она служит суммарным про­явлением в металлургической и технологической свариваемо­сти. Ее критерием считается разрушающее усилие (нагрузка), характеризующее механическую прочность при испытании на срез или растяжение.

МЕХАНИЗИРОВАННАЯ СВАРКА И НАПЛАВКА КАК МЕТОД ВОССТАНОВЛЕНИИ ДЕТАЛЕЙ С/Х МАШИН

Дуговая наплавка под слоем флюса. Этот способ позволяет увеличить мощность сварочной дуги за счет увеличе­ния допустимой плотности тока до 150. .200 А/мм 2 (при руч­ной дуговой сварке плавящимся электродом не превышает 15. 30 А/мм 2 ) без опасности перегрева электрода. Производи­тельность сварочно-наплавочных работ повышается в 6. 7 раз по сравнению с ручной дуговой сваркой.

Горение дуги под слоем флюса способствует резкому сни­жению теплообмена с внешней средой, в результате чего удельный расход электроэнергии при наплавке металла умень­шается с 6. 8 до 3. 5 кВт-ч/кг. Значительно улучшается усло­вия формирования наплавленного металла и его химический со­став. Так, например, содержание кислорода в наплавленном слое в 20 и более раз, а азота втрое ниже, чем при наплавке ручным электродом.

Механизация процесса позволяет сократить потери элект­родного материала на разбрызгивание и огарки с 20..30 до 2. 4%, а также снизить влияние квалификации сварщика на качество сварочно-наплавочных работ.

Между электродом 1 (рис. 2.14), проходящим через мунд­штук 2, и деталью // возбуждается электрическая дуга 5, В зону горения последней по флюсопроводу 4 поступает флюс 3. Тепловая энергия, возникающая при горении дуги, оплавляет электрод и расплавляет флюс. В результате образу­ется флюсовый пузырь, состоящий из газовой оболочки 7 и рас­плавленного флюса 6, что защищает дугу и расплавленный ме­талл 8 от воздействия внешней среды по мере перемещения сварочной ванны наплавленный металл 9 остывает и формиру­ется под защитой шлаковой корки И).

Наплавкой под слоем флюса восстанавливают и упрочняют детали с достаточно большими износами (до 3 мм),

В процессе наплавки наплавленный металл изменяет фи­зико-механические свойства в широких пределах за счет вы­бора соответствующего флюса и электродного материала.

Назначение и свойства флюса определяются составом вхо­дящих в него компонентов.

Шлакообразующие вещества (марганцевая руда, полевой шпат, кварц, плавиковый шпат и др.) образуют шлаковую кор­ку, необходимую для защиты металла от окисления в процес­се его охлаждения и улучшения формирования металла шва.

Раскисляющие и легирующие вещества (ферромарганец, ферротитан, феррохром, алюминий и др.) способствуют раскислению сварочной ванны и легированию ее соответствующи­ми элементами.

Газообразующие вещества (крахмал, декстрин, древесная мука и т. д.) при нагреве разлагаются с выделением значительного количества газов (СО и СОг), которые вытесняют воздух из зоны горения дуги.

Ионизирующие вещества (сода, поташ, двуокись титана) образуют легкоионизирующиеся газы, стабилизирующие горе­ние дуги.

Различают плавленые и керамические флюсы и флюсосмеси.

Плавленые флюсы приготавливают сплавлением в пе­чах компонентов, входящих в их состав, с последующей грану­ляцией.

Керамические флюсы включают ферросплавы с температурой плавления в 1,5. 2,0 раза выше, чем остальные компоненты. Керамические флюсы за счет имеющихся в их составе фер­росплавов позволяют легировать наплавленный металл хро­мом, титаном, алюминием и другими металлами (табл. 11). Однако стоимость таких флюсов выше.

Различают мелкозернистые (0,4. 2,5 мм) и крупнозернис­тые (1,6. 4,0 мм) флюсы. Плавленые флюсы имеют низкую стоимость, обеспечивают качественную защиту металла и его легирование марганцем и кремнием. Флюсосмеси состоят из дешевого плавленого флюса с добавками чугунной стружки, графита и ферросплавов.

Процессы наплавки под слоем флюса совершенствуются в направлении оптимизации режимов, выбора оборудования и наплавочных материалов. Производительность можно повы­сить за счет применения ленточных электродов, порошковых проволок и многоэлектродной наплавки.

К существенным недостаткам способа относятся: значи­тельный нагрев деталей и возникновение их термических дефор­маций; вероятность прожога тонкостенных деталей; сложнос­ти, связанные с удалением шлаковой корки.

Вибродуговая наплавка — один из наиболее распростра­ненных способов восстановления деталей на сельскохозяйствен­ных ремонтных предприятиях. Это обусловлено рядом его осо­бенностей: высокой производительностью (до 2,6 кг/ч); незна­чительным нагревом детали (до 100 С С); отсутствием сущест­венных структурных изменений поверхности детали (зоны тер­мического влияния при наплавке незакаленных деталей 0,6. 1,5 мм и закаленных — 1,8. 4,0 мм), что позволяет наплавлять детали малого диаметра (от 8 мм), не опасаясь их прожога или коробления.

Особенность вибродуговон наплавки заключается в вибра­ции электрода, что обусловливает наплавление металла при низком напряжении источника тока, относительно небольшой мощности в сварочной цепи, когда непрерыв­ный дуговой процесс не возможен. Вибрация улучшает стабильности наплавки и расширяет ее диапазон устойчивых режимов.

За счет вибрации электрод отводится от детали, и в раз­рыве возникает электрическая дуга (период дугового разряда), Энергия, запасенная в индуктивности, начинает освобождаться. Электродвижущая сила (ЭДС) самоиндукции складывается с ЭДС источника тока, в результате чего напряжение на дуговом разряде оказывается в два и более раза выше, чем на зажимах источника тока, причем оно поддерживается примерно по­стоянным, несмотря на изменение длины дуги. В этот период выделяется 90. 95% тепловой энергии и кончик электрода оплавляется.

При достаточном удалении электрода от детали, а также израсходовании энергии, запасенной дросселем, дуга гаснет. Начинается период холостого хода. Он заканчивается тогда, когда электрод вновь касается детали и капля расплавленного металла переносится на ее поверхность. Цикл многократно по­вторяется, и на детали формируется валик наплавленного ме­талла.

Длительность периодов короткого замыкания и горения ду­ги определяется частотой вибрации электрода, напряжением холостого хода и индуктивностью цепи. С увеличением напря­жения и индуктивности возрастают период горения, а следова­тельно, количество выделившейся теплоты и производитель­ность процесса. Однако чрезмерное их увеличение нарушает

стабильность процесса и возникают большие потери электрод­ной проволоки. В каждом конкретном случае их следует под­бирать оптимальными.

Установка для вибродуговой наплавки (рис. 2.16) состоит из: наплавочной головки, кренящейся на суппорте токарного станка; источника питания; дополнительной индуктивности (дросселя); системы подачи охлаждающей жидкости.

Особенность процесса с высокой скоростью охлаждении — значительная «пятнистость» слоя, вызванная взаимным термическим влиянием наплавляемых валиков. При использовании углеродистых электродов для закаленных валиков характерны­ми структурами считаются мартенсит, а для зон сплавления — сорбит или тростит.

Наплавка в среде углекислого газа. Сварку и наплавку в среде защитных газов широко используют в ремонтном произ­водстве. Однако высокая стоимость инертных газов ограничи­вается только сваркой деталей из алюминиевых сплавов и высоколегированных сталей.

|следующая лекция ==>
ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНЫХ СПОСОБОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ С/Х МАШИН.|ГАЗОТЕРМИЧЕСКОЕ НАПЫЛЕНИЕ КАК МЕТОД ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ СХМ.

Дата добавления: 2016-04-19 ; просмотров: 2363 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Этапы восстановления деталей кузова автомобиля сваркой и наплавкой

Износ элементов механизмов происходит неравномерно. При этом из-за небольшого по сравнению с размерами детали повреждения, теряется ее работоспособность. Соответственно ухудшается или прекращается функционирование узла или даже всего механизма.

Из методов реставрации металла восстановление деталей сваркой и наплавкой стоит на первом месте по распространенности. Главных причин две:

  • Восстановление исходных свойств элемента.
  • Относительная дешевизна.

В статье мы остановимся на практическом применении методик восстановления, применительно к кузовным сварочным работам легковых и грузовых автомобилей.

  1. В чем заключается ремонт?
  2. Применяемое оборудование
  3. Требования к подготовке детали
  4. Используемые электроды
  5. Способы сварного ремонта кузовов легковых и грузовых автомобилей
  6. Ручной дуговой
  7. Автоматическая наплавка под флюсом
  8. Вибродуговой метод
  9. В газовых защитных средах
  10. Полуавтоматические способы
  11. Альтернативная технология восстановления под давлением
  12. Особенности сварки рамы грузовых автомобилей

В чем заключается ремонт?

Процессы сварки и наплавки принципиально отличаются мало. В первом случае расплав используется для соединения частей. Во втором выступает рабочим слоем, который наносят на поверхность детали, с целью восстановления ее первоначальных размеров.

Бывают ситуации, когда эти функции совпадают. Пример — восстановления днища кузова автомобиля, поврежденного коррозией. При этом, сильно разрушенные места заменяются листами металла, трещины и отверстия восстанавливаются наплавкой.

В других случаях, выработка на оси, либо обойме детали кузова полностью реставрируется методом наплавки. Одновременно сваркой может быть устранена (к примеру) трещина на этом же элементе.

Еще один пример: сварка рамы грузового автомобиля. Здесь свариваются элементы несущего каркаса, где возникли трещины, а наплавляются места выработок в проушинах и пазах крепления узлов, тяг, осей и пр.

Что касается износа железа, выбрать ремонт наплавкой не всегда целесообразно. Если автомобильный завод выпускает необходимые узлы, ремонт может свестись к вырезанию изношенной детали с последующей приваркой новой.

Как правило сварка кузова автомобиля применяется чаще чем наплавка на его деталях. Причина — характер износа, вызванный схожестью причин повреждений при эксплуатации.

Не важно какая это марка: ВАЗ 2109, грузовик «Хюндаи портер», «Лексус» или старенькая «Нива» — основное количество повреждений кузова приходится на коррозию и деформацию листового металла при авариях.

Применяемое оборудование

При всем разнообразии методики работ и инструментального обеспечения, классификация сварки при ремонтах автомобилей сводится всего к двум типам:

  1. Электрическая, преимущественно дуговая с использованием защитных газов либо флюсов.
  2. Газовая, с применением ацетилена или пропана.

Электрическая подразделяется на ручную, полуавтоматическую в среде инертных газов, под флюсом и пр.

Существуют и другие способы, например сварка лазерная, трением, диффузионная. Однако для ремонтов автомобилей они практически не используются.

В некоторых случаях используется такая разновидность сварки, как пайка. Применяют ее для ремонта повреждений патрубков из цветных металлов, блоков радиаторов, деталей оборудования рефрижераторов, выполненных из тонкой меди.

Какой сваркой лучше варить кузов автомобиля зависит от характера повреждений, а также особенностей места или детали, которую необходимо восстановить.

На сегодня выполнение основного объема работ осуществляют с помощью электричества. Газосварка, некогда бывшая чуть ли не единственным способом ремонта, на сегодня используется для соединения деталей из тонкого металла.

Кроме того, кислородно-ацетиленовая сварка по-прежнему популярна там, где к кузову крепятся различные тяги, создающие динамические нагрузки.

Из электрических приборов для небольших, ремонтов применяется сварка автомобиля инвертором, обычным ручным сварочным аппаратом. Для тонких работ, требующих высокого качества, а также наплавки используют полуавтоматы с углекислым или инертным газом.

С распространением алюминиевых и титановых сплавов арсенал механиков по ремонту пополнился аппаратами дуговой сварки неплавким электродом в среде инертных газов. С подачей плавящегося присадочного прутка рукой либо автоматически.

Требования к подготовке детали

Качество восстановления во многом зависит от того, насколько правильно мы будем готовить деталь. Это касается сварки, а особенно наплавки.

Металл тщательно зачищают от ржавчины с помощью угловой шлифовальной машины (УШМ), более известной как «болгарка». Либо ручной щеткой. При необходимости снимают фаску или выравнивают.

В ответственных случаях, при наплавке, пайке поверхность обезжиривают.

Хороший эффект дает обработка пескоструйными либо гидроабразивными аппаратами.

Трещины разделывают заточными дисками УШМ на всю глубину, чтобы получить на их месте V-образные канавки. Толстый металл обрабатывают с двух сторон. На их концах для устранения напряжений, предотвращения дальнейшего развития сверлят сквозные отверстия диаметром 4-6 мм.

Перед тем как наплавлять отверстия, их края зенкуют с одной либо двух сторон, при наличии резьбы ее высверливают.

Учитывая, что сварка авто электродом либо газовым пламенем, создает высокую температуру следует позаботится о сохранности примыкающих элементов отделки, эл. оборудования, пластиковых деталей.

Для этого снимают ремонтируемый элемент либо детали, могущие быть поврежденными. Если это по каким-либо причинам невозможно, применяют меры к их защите (закрывают, обкладывают мокрой ветошью).

Используемые электроды

Подбор электродов либо сварочной проволоки осуществляется исходя из трех параметров:

  1. Вида металла.
  2. Необходимой толщины детали либо слоя наплавки.
  3. Уровня ответственности восстанавливаемой детали.

Выполняя кузовной ремонт полуавтоматом с углекислотой используют порошковую сварочную проволоку, омедненную либо простую.

Наплавку слоя с высокими характеристиками по твердости выполняют электродами типа Т-620, с толстой обмазкой включающей графит, карбид бора и пр.

Необходимый диаметр электрода подбирают исходя из толщины свариваемого металла, по специальным таблицам.

Алюминиевые детали соединяют газовой (кислородно-ацетиленовой) либо дуговой сваркой. В последнем случае применяются электроды типа ОЗА-2. При технологии с неплавящимся вольфрамовым электродом, используют в качестве присадки пруток соответствующего алюминиевого сплава.

При наплавке изношенных деталей двигателя для получение легированных покрытий применяют проволоку типа Нп-65, с высоким содержанием углерода. Работы ведут под флюсом, в среде инертных газов.

Способы сварного ремонта кузовов легковых и грузовых автомобилей

Для сварки кузова как легковых авто, так и грузовозов используют самые различные технологии. Принципиально все они сводятся к электрической дуге либо раскаленной струе газа, но при этом нередко имеют существенные технологические отличия.

Ручной дуговой

Для работы применяют аппараты как переменного, так и постоянного тока. К первым относятся сварочные трансформаторы различны типов. Вторые представлены сварочными машинами и генераторами.

Трансформатор дает неустойчивую дугу, требует значительной силы тока на диаметре электрода (эта характеристика называется плотностью тока). При этом растет температура дуги, что чревато прожогом и перекаливанием.

Эта опасность для старых сварочных трансформаторов была актуальной, да и сейчас на вопрос: можно ли варить машину электросваркой, не всегда дают положительный ответ. Как минимум, если речь идет о самодельных устройствах либо обычных сварочных трансформаторах.

Ситуация изменилась с появлением инверторных аппаратов, но для соединения элементов из тонкого металла этот тип соединения применяют ограничено.

Как правило таким способом делают ремонт массивных деталей, наподобие станин или узлов из толстого металла, например — глушителей.

А. Тархомов сварщик со стажем 20 лет: «Современным инвертором кузов заварить можно в большинстве поломок. Разумеется, аппаратом профессионального уровня. Все от сварщика зависит. Не спецу заниматься подобными вещами не стоит категорически».

Автоматическая наплавка под флюсом

Используется достаточно широко для ремонта промышленного оборудования, особенно уникального. Для автомобильных ремонтов распространение невелико обычно, для восстановления путем наплавки деталей вращения (к примеру — распредвала).

Смысл метода заключается в том, что сварочная дуга горит не открыто, а под слоем специального порошка — флюса. Он защищает металл от окисления и соединения с азотом воздуха. Шов или слой наплавки по качеству не уступает исходному металлу, а при использовании специальных электродов может превосходить его по твердости и износостойкости.

Вибродуговой метод

Как и наплавка под флюсом применяется исключительно в заводских условиях, поскольку требует громоздких установок, обеспечивающих точное позиционирование детали.

Смысл заключается в колебательных движениях плавящегося электрода с частотой 100-120Гц, при напряжении 12-18 Вольт. При этом наплавка выполняется крохотными частичками металла с одновременным охлаждением.

В газовых защитных средах

Метод дающий наиболее качественный результат в условиях станций технического обслуживания и ремонтных мастерских.

Читать еще:  Температура плавления латуни и бронзы: плавка в домашних условиях

Сварка либо наплавка ведется в среде инертного газа с помощью неплавящегося электрода (TIG), либо плавким электродом в окружении инертного, либо активного газа (MIG/MAG сварка соответственно).

Позволяет получать соединение, не уступающее выполненному в заводских условиях. Но главное с помощью этого метода автомобилистам впервые стал доступен текущий ремонт деталей, изготовленных из титановых и алюминиевых сплавов, высокопрочных легированных сталей.

Полуавтоматические способы

Один из наиболее популярных на сегодня методов, используемых небольшими мастерскими и частными мастерами.

Процесс ведется на воздухе либо под углекислым газом. В качестве плавящегося электрода используется сварочная проволока нужного состава. Подается она, сматываясь с катушки, по мере необходимости.

При этом даже устройства бытового уровня способны автоматически подстраивать скорость подачи проволоки в зависимости от силы дуги.

Альтернативная технология восстановления под давлением

Для восстановления деталей под давлением наплавка либо сварка не требуется. Деталь лишь предварительно нагревают до пластичности.

Смысл метода в изменении геометрических размеров деталей при их деформации. Различают три основных способа:

  • осадка,
  • обжатие,
  • обсадка.

В первом случае при сжатии цилиндрических деталей типа втулок, с уменьшением высоты уменьшается внутренний диаметр. Обжатием деталь уменьшаю боковыми деформациями, а при обсадке наоборот — увеличивают (см. рисунок фото

В некоторых случаях такие операции дополняют либо предваряют наплавкой.

Особенности сварки рамы грузовых автомобилей

Сварка деталей грузовика и легковой машины принципиально одинакова. Несущественные различия вызваны разной толщиной металла кузова.

Другое дело, когда речь идет о том, как правильно сварить сломанную раму на грузовике воспринимающую нагрузку перевозимого груза, порой весящего не меньше, чем сама машина.

При значительных повреждениях, вызванных авариями либо неправильно эксплуатацией целесообразно вырезать деформированный участок, заменив его целым.

При этом следует использовать исключительно методы, не перекаливающие металл.

Выполняя сварочные работы на каркасах старайтесь спланировать работу так, чтобы швы не располагались поперек сечения. Особенно в местах, где предполагается повышенная нагрузка.

При наплавке трещин их предварительно обрабатывают как рассказывалось в разделе о подготовке. Затем шов зачищают, а участок дополнительно усиливают металлической накладкой.

Восстановление деталей сваркой, наплавкой и пайкой

Широкое применение в ремонтном производстве нашли сварка, наплавка и пайка.

Сваркой называют процесс получения неразъемных соедине­ний посредством установления межатомных связей между свари­ваемыми частями при их местном или общем нагреве, при пласти­ческом деформировании или совместном действии того и другого.

При ремонте деталей машин распространена газовая аце — тильно-кислородная и электрическая сварка, наплавка.

Механические свойства сварного, наплавленного соединения зависят от процесса плавления металла, последующего охлажде­ния и от структурных изменений основного металла в зонах тер­мического влияния.

Зоной термического влияния называют участок основного металла, прилегающий к сварному или наплавленному шву и из­меняющий от действия тепла сварки, наплавки свою структуру или механические свойства. Для электросварки зона термическо­го влияния составляет 10-12 мм, а для газосварки 25-30 мм. Сте­пень воздействия зоны термического влияния зависит, от вида и состава металла. Для углеродистых и легированных сталей она значительно усложняет производство сварочных и наплавочных работ при ремонте. Поэтому сварку и наплавку ответственных деталей рекомендуется производить с предварительным подогре­вом и при последующем медленном охлаждении.

Для получения доброкачественного сварного соединения или заданного качества наплавленного слоя при восстановлении дета­лей электросваркой первостепенное значение имеют правильный выбор электрода и соблюдение технологии сварки. Выбор элек­трода зависит от характера устраняемого дефекта, марки стали, из которой изготовлена деталь, и требований к наплавленному слою.

Электроды, применяемые для сварки, указаны в ГОСТ 9466-75, ГОСТ 9467-75. Согласно этим ГОСТам электроды имеют 12-но — мерное условное обозначение:

Цифры здесь означают:

1 — тип электрода. Например, Э-46 с пределом прочности на разрыв 460 Н/мм2;

2 — марка покрытия. Например, УОНИ-13/45, ЦЛ-9, ЦЛ-20;

3 — диаметр электрода;

4 — назначение электрода; У — углеродистые и низколегиро­ванные стали с ав 60 Н/мм2; Т — теплостойкие; В — высоколегированные; Н — наплавочные с особыми свойствами;

5 — толщина покрытия. При отношении наружного диаметра d (электрода с покрытием к диаметру стержня do без покрытия, рав­ном 1,2 — покрытие тонкое (обозн. М) D/Do 1,2 + 1,45 — среднее (С), D/D =1,45 + 1,8 — толстое (Д) и D!D = 1,8 — особо толстое (Г);

6 — группа электрода по содержанию фосфора и серы (всего три группы);

7 — минимальный предел прочности и ударная вязкость свар­ного шва (обозначается трехзначным числом, в котором первые две цифры указывают предел прочности, третья — ударную вяз­кость при температуре испытания);

8 — вид покрытия: А — кислые, Б — основные, Р — рутиловые, П — прочие;

9 — допустимое пространственное положение. Принято 4 ин­декса: 1 — в любом положении, 2 — в любом, кроме вертикального сверху, 3 — вертикальное вниз и 4 — горизонтальное на вертикаль­ной плоскости;

10 — полярность (прямая и обратная) и род тока (постоянный или — переменный);

Пример обозначения: Э-46- УОНИ-13/45-3,0- УД2 _ ^

Числитель такой записи показывает на то, что электрод имеет стержень Э-46 с пределом прочности на разрыв 460 Н/мм2, с об­мазкой УОНИ-13/45, диаметром 3 мм, для сварки углеродистой и низколегированной стали, обмазка толстая, группа по содержа­нию фосфора и серы вторая.

Знаменатель: предел прочности сварного шва 430 Н/мм2, ударная вязкость 2 кГм/см2, химический состав покрытия имеет основной характер, сварку можно осуществить в любом положе­нии постоянными токами обратной полярности.

В технических документах электроды обозначаются следую­щим образом: электроды УОНИ — 13/45 — 3,0 — 2 — ГОСТ 9466-75.

При восстановлении изношенных деталей электродуговой наплавкой выбор электродов зависит от марки стали наплавляе­мой детали, необходимой твердости покрытия и износостойкости наплавленного слоя. Наплавку изношенных поверхностей дета­лей, изготовленных из малоуглеродистой стали и не подвергав­шихся термической или химико-термической обработке, можно проводить сварочными электродами. При наплавке деталей из среднеуглеродистых и легированных сталей (например, сталей марок 30, 35, 45), закаленных, а также из малоуглеродистых ста­лей, но с цементированной поверхностью должны применять специальные наплавочные электроды или твердые сплавы. ГОСТ устанавливает ряд типов наплавочных электродов, различаемых по химическому составу наплавленного слоя.

Сварка, наплавка деталей из чугуна и цветных металлов свя­зана с рядом трудностей, которые преодолевают специальной термической обработкой, применением присадочных материалов и использованием инертной газовой среды, например аргона.

Паянием называют процесс, состоящий в том, что металли­ческие части соединяют друг с другом в подогретом состоянии при помощи расплавленных металлов или сплавов (припоев), служащих связующими веществами.

В отличие от сварки при паянии основной металл не доводят до пластичного состояния и не расплавляют. Температура плав­ления припоя значительно ниже температуры плавления основ­ного металла.

Восстановление деталей сваркой и наплавкой

По статистике при восстановлении деталей в 60% случаев используется сварка и наплавка. Сваркой устраняют механические повреждения. Наплавкой восстанавливают изношенные поверхности деталей.

Сущность восстановления сваркой и наплавкой

Оба метода основаны на тепловом воздействии, отличаются только настройки используемого оборудования. Наплавка ― это нанесение на поверхность деталей слоя из сплава основного и присадочного металла. Наплавкой восстанавливают не только геометрические размеры, но также наносят покрытия для повышения жаростойкости, прочности, износоустойчивости и т. д. Процедура выполнятся на поверхности любой формы― от плоской до конической и сферической.

Сварка ― это процесс создания соединения металлических элементов методом плавления или давления. Этим способом заделывают трещины, сколы, отверстия от пробоин, крепят отломившиеся элементы. С такими повреждениями рам, поддонов, кузовов, обоих мостов постоянно сталкиваются при ремонте автомобилей. Сварку также применяют совместно с другими восстановительными процедурами.

Для качественного восстановления деталей сваркой и наплавкой необходимо:

  • не допускать сильного смешивания основного металла с наносимым;
  • плавить основной металл на минимальную глубину;
  • не делать больших припусков на последующую обработку;
  • принимать меры по снижению остаточных напряжений и деформации.

Подготовка деталей

Перед восстановлением детали сваркой или наплавкой с поверхности удаляют ржавчину, окалину, грязь металлической щеткой или пескоструйной обработкой до блеска. Обезжиривание выполняют растворителем или нагревом поверхности до 300⁰C. На кромках закрепляемых элементов снимают фаски. У трещин разделывают края под углом 120 — 140⁰, на концах сверлят отверстия диаметром 3 — 4 мм. Глухие трещины углубляют насквозь, чтобы газы при сварке не образовывали поры.

С деталей, которые уже восстанавливались, сначала удаляют остатки нанесенного ранее слоя. Затем проводят процедуру очистки. Если износ не больше 1 мм, с места восстановления снимают слой на глубину 0,5 — 1 мм шлифовальным кругом или резцом. Это обеспечит однородность структуры нанесенного сплава.

Электродуговая сварка и наплавка

Это самая распространенная технология восстановления в промышленности и на дому. Она легко выполняется на обычном сварочном оборудовании. Работу выполняют плавящимися покрытыми электродами и неплавящимися с присадочной проволокой.

Качество конечного результата определяется параметрами электродов. Для ремонта сваркой площадь поперечного сечения стержней выбирают в зависимости от размера повреждения, толщины металла. Для создания слоя с заданными параметрами выбирают марки электродов с легирующими присадками. Они могут содержаться в металле и обмазке стержней.

Наплавку на детали из низкоуглеродистых сталей, которые не подвергались термической обработке, проводят сварочными электродами. Форму изделий из закаленной легированной, высокоуглеродистой стали восстанавливают наплавочными электродами с присадками или стержнями из твердых сплавов. Ими же наносят слои на режущие кромки инструмента для обработки металла.

Для предотвращения деформирования, детали из высокоуглеродистой легированной стали предварительно нагревают до 300⁰C.

После окончания работы проводят отпуск для снятия внутренних напряжений в сварочных швах. Для низкоуглеродистой, низколегированной стали предварительный нагрев не требуется.

На цилиндрическую поверхность валики накладывают тремя способами:

  • в виде спиралей;
  • в форме замкнутых окружностей;
  • параллельно оси вращения.

На плоские поверхности наплавляют рядом расположенные широкие валики либо узкие с перекрытием 0,3 — 0,5 по ширине. На место большого износа сначала накладывают слой из низколегированной стали. Наплавку и сварку элементов небольшой толщины выполняют на постоянном токе обратной полярности. Толстостенные детали сваривают переменным или постоянным током с прямой полярностью.

Восстановление деталей в среде защитных газов

Этим способом восстанавливают детали наплавкой и сваркой толщиной от 0,6 мм и валов диаметром до 5 см. Поступающий под давлением к месту сварки газ защищает расплавленный металл от соприкосновения с воздухом. Самые качественные швы получаются в среде аргона или гелия, однако из-за их высокой цены чаще пользуются углекислым газом. В среде азота восстанавливают детали из меди.

При нагреве до высокой температуры из углекислого газа выделяется кислород, который способствует выгоранию углерода, марганца, кремния. Поэтому для работы со сталью применяют сварочную или присадочную проволоку с высоким содержанием этих элементов. Выбор диаметра в диапазоне 0,5 — 2,5 мм зависит от толщины деталей. Наплавку на нержавеющую сталь проводят проволокой из нержавейки, желательно той же марки.

Восстановление в среде углекислого газа выполняют на постоянном токе обратной полярности. Чтобы процесс протекал стабильно, выбирают сварочное оборудование с жесткими характеристиками. Автоматической наплавкой восстанавливают детали диаметром от 10 мм из низкоуглеродистых сортов стали.

Подачу проволоки настраивают так, чтобы не возникали короткие замыкания или обрывы дуги. Скорость наплавки определяется по толщине создаваемого слоя. Валики накладывают с шагом 2,5 — 3,5 мм.

Сварка и наплавка под слоем флюса

Восстановление этим способом проводят электрической дугой, которая горит под расплавленным флюсом. Таким образом, создается эластичная оболочка, защищающая расплавленный металл от соприкосновения с воздухом. Флюсы также поддерживают стабильность горения дуги, раскисляют, легируют, рафинируют наплавляемый металл.

Для сварки и наплавки применяют два вида флюсов:

  1. Керамические, состоящие из металлических и неметаллических компонентов, что позволяет проводить легирование в большом диапазоне.
  2. Плавленые не содержат металлических компонентов, поэтому возможности легирования ограничены десятыми долями процента. По сравнению с керамическими видами эти флюсы дешевле, лучше защищают, со швов легче отделяется шлак. Плавлеными флюсами с высоким содержанием кремния пользуются при нанесении слоев из углеродистых, низколегированных сортов стали.

Наплавку металла под флюсом проводят сварочной проволокой без покрытия. Диаметр (1 — 6 мм) определяют по толщине создаваемого слоя, формы валиков, габаритов деталей. Чтобы увеличить производительность, восстановление ведут ленточными электродами шириной до 10 см или одновременно двумя проволоками с подачей разными механизмами.

Восстановление выполняют на постоянном токе с обратной полярностью. На круглых деталях валики располагают с шагом 2 — 6 диаметра проволоки. Для уменьшения деформации на плоской поверхности наплавку ведут через валик или поочередно на разных участках.

Другие способы восстановления

Также популярны альтернативные методы восстановления:

  1. Вибродуговая наплавка отличается от обычной электросварки тем, что электрод кроме поступательного движения совершает перпендикулярные колебания частотой 90 — 100 кол/сек. В ходе процесса металл переносится мелкими каплями в сварочную ванну небольшого размера. Этим достигается незначительная глубина проплава, высокая прочность сцепления материала электрода с металлом детали.
  2. Пламенная наплавка проводится за счет нагрева основного металла и присадочной проволоки струей ионизированного газа, направляемой в рабочую зону соплом горелки.
  3. Электроконтактную наплавку выполняют методом пластической деформацией после нагрева металла детали и присадочного материала импульсным током. Отличается высокой производительностью (до 150 см²/мин), незначительным термическим воздействием, малым проплавлением.

Перспективными считают способы наплавки (сварки), прошедшие экспериментальную проверку:

  • электронно-лучевая;
  • высокочастотным током;
  • лазерная;
  • пропиткой композиционных сплавов;
  • взрывом;
  • самораспространяющимся высокотемпературным синтезом.

Особенности восстановления деталей из чугуна

Сложность восстановления чугунных деталей связана с тем, что при быстром остывании шов становится чрезмерно хрупким, так как в металле остается много углерода. Поскольку у материалов деталей и швов коэффициенты усадки разные, во время и после окончания сварки образуются трещины. При высокой температуре углерод и кремний выгорают с образованием шлака и газов, которые при быстром остывании остаются внутри швов в виде пор, включений.

Для получения прочных однородных швов восстановление выполняют методом горячей сварки. Деталь предварительно медленно нагревают до 650 — 700⁰C в течение 1,5 — 2 часов в печи. Затем переносят в термос, чтобы температура во время работы не упала ниже отметки 500⁰C. Сварку или нанесение слоя ведут через люк. После окончания восстановления деталь отжигают при 600 — 650⁰C в печи или термосе. Инструкция рекомендует снижать температуру со скоростью 50 — 100⁰C/час.

Если ремонт выполняют газовой горелкой, в качестве присадочного материала применяют стержни из чугуна.

Электросварку проводят чугунными электродами с покрытием, в состав которого входит до 50% графита. Из-за низкой производительности, сложности оборудования, этим способом пользуются редко.

Восстановление холодной сваркой выполняют без предварительного нагрева. Поэтому принимают меры для предотвращения деформирования и образования дефектов. Газовой горелкой чугун плавят медленно, но без перегрева. Электросварку проводят постоянным током обратной полярности, диаметр электродов 3 — 4 мм. Валики при наплавке накладывают вразброс участками по 40 — 50 мм. Прежде чем начать следующий, предыдущий шов охлаждают до 50 — 60⁰C.

В зависимости от решаемых задач для холодной сварки применяют присадочные стержни и электроды:

  • чугунные;
  • стальные;
  • комбинированные;
  • пучковые;
  • монелевые;
  • медно-стальные.

При восстановлении деталей, следует учитывать, что независимо от метода наплавки, нанесенный металл будет неоднороден по механическим параметрам, структуре, химическому составу. Поэтому если деталь работает в условиях больших нагрузок, рекомендуется заменить ее новой.

Сварочно-наплавочные работы

Восстановление деталей сваркой и наплавкой применяется для обработки большинства комплектующих машин. При помощи данного вида работ происходит заварка трещин и изломов, резьбы на поворотных цапфах с последующим нарезанием ее по-новому и т.д.

НАШИ УСЛУГИ:

Примеры наших работ

Рабочие поверхности, подверженные износу, подлежат наплавке с дальнейшей обработкой под расчетные или ремонтные размеры. Восстановление деталей автомобилей предполагает проведение отличительных друг от друга разновидностей данной процедуры.

автоматическая наплавка


сварка полуавтоматическая

в среде защитного газа

под слоем флюса

наплавка тел вращения, муфта


Трещина балки прицепа



сварка трещины полуприцепа

Сварочные работы по устранению трещины на балке полуприцепа большегрузного автомобиля проводились специальным оборудованием.

ОСОБЕННОСТИ СВАРОЧНО-НАПЛАВОЧНЫХ РАБОТ

  • Автоматической – с механизацией всех этапов процесса. Преимущество данного способа – высокая эффективность и качество.
  • Полуавтоматической – дуга перемещается вручную. Производится при обработке коротких швов.
  • Сварочно-наплавочных работ под слоем флюса – таким методом ремонтируются крановые колеса, валы, плунжера, штоки и т.д.
  • Восстановления в среде углекислого газа – используется для обработки тонколистового металла или легированных сталей с малым диаметром.

После наплавки многие изделия должны проходить механическую обработку. Эти и другие подробности досконально известны специалистам, работающим в нашей компании. Доверяйте ремонт своего оборудования квалифицированным и опытным профессионалам – в нашей компании производят качественную сварку и наплавку деталей в Воронеже по передовым технологиям с использованием всего необходимого оборудования.

Получить подробную информацию о предоставляемых услугах можно, обратившись к нашему менеджеру.

Как восстановить вал наплавкой ручной дуговой сваркой

Опубликовано Эксперт в 09.02.2020 09.02.2020

Наше решение восстановления вала дымососа

Капитальный ремонт, разборка большого механизма-дымососа с рабочим колесом 3000 мм. При дефектации посадочных мест вала выявлено, что эти самые места не соответствует размерам чертежа, а проще говоря, внутреннюю обойму подшипника (диаметр вала 180 мм) провернуло на валу. Нам как ремонтникам необходимо восстановить посадочное место подшипников на двух таких валах.

Вал дымососа это толстостенная труба длиной восемь метров и диаметром 400 мм. По его концам приварены цапфы для опор подшипников качения.

Задача! Как и чем наплавить шейку вала, затем на какой станок установить эту “Дуру” для проточки.

Как обычно ставим задачу с известными и неизвестными.

  1. Обязательства перед заказчиком на ремонт его оборудования в установленные сроки.
  1. Вал длиной 8 метров который не установить не на один наш станок в токарном цехе.
  1. Материал вала-плохо свариваемая высокоуглеродистая сталь 45

Какие вопросы необходимо решить для выполнения обязательств?

  1. Найти фирму по восстановлению валов и проточке подобных деталей.
  1. Постараться разработать свою технологию и произвести наплавку ручной дуговой сваркой (на другие способы наплавки в нашей конторе нет оборудования и специалистов)
  1. Решить финансовые вопросы по транспортным расходам с заказчиком.

Сложность восстановления электросваркой валов из таких сталей в том, что необходим предварительный и сопутствующий подогрев наплавляемой детали во время наплавки. Затем после окончания наплавки требуется высокотемпературный отпуск.

Еще есть опасность, что при неправильной технологии наплавки шейку вала загнет (поведет) от неравномерного прогрева металла.

Технология наплавки вала электросваркой

Итак, посовещавшись, решили своими силами наплавить шейки вала ручной дуговой сваркой.

Технологию наплавки проработали на основании технологии восстановления арматуры высоких параметров. ГОСТа 33258 — 2015 и СТ ЦКБА 053-2008

Рекомендуемая технология наплавки вала дымососа на основании ГОСТа 33258 — 2015 и СТ ЦКБА 053-2008

Долго решали какими электродами производить наплавку, остановились на немецких электродах ZELLER 655-4мм. Это качественные электроды, предназначенные для наплавки различных сталей, в том числе плохо свариваемых и даже с неизвестным составом.

Процесс наплавки вала

Приступая к наплавке шейки вала выявляется проблема -электроды к металлу вала не прилипают, а просто вскипают как будто это и не металл. Анализ материала показал присутствие различных легирующих элементов, вроде как должно вариться. Оказалось, что когда-то ранее вал уже восстанавливался способом порошковой наплавки, а по метало порошку варить просто невозможно.

Пришлось пару смен сдирать вручную слой в 5 мм с помощью болгарок. После чего:

      1. Наплавляем шейки с подогревом и проводим термическую обработку с помощью установки термообработки стыков, валов у себя в ремонтном цехе. Наплавляет один или два квалифицированных сварщика в шахматном порядке. При этом постоянно проворачиваем вал в опорах для того,что бы его не прогнуло от разности температур

2. Отправляем валы на проточку на завод, в соседнюю область.

После наплавки и термообработки получили твердость поверхности по HB=190, что вполне всех устроило.

После токарной обработки,валы доставили к месту установки . Установили на них подшипники и рабочие колеса дымососов. Заказчик удовлетворен выполненной работой.

После установки рабочих колес произвели их статическую балансировку, о которой напишу в другой статье.

Оставьте комментарий,критику, как на вашем производстве восстанавливают валы?

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector