Строительные машины и оборудование, справочник





Восстановление деталей погрузочных машин сваркой и наплавкой

Категория:
   Эксплуатация и ремонт погрузочночных машин



Восстановление деталей погрузочных машин сваркой и наплавкой

Электродуговая сварка и наплавка характеризуются высокой производительностью и низкой стоимостью процесса, возмож­ностью получения высокого качества соединения деталей и на­плавленного слоя металла и поэтому имеют большое значение при ремонте машин. Наплавкой восстанавливают до 60% изно­шенных деталей, сваркой заделывают трещины и пробоины, сое­диняют и закрепляют отломанные части и дополнительные детали.

При ремонте машин применяют ручную и механизированную электродуговую сварку и наплавку, качество которых зависит от выбора электрода или электродной проволоки, режима сварки (наплавки), подготовки поверхности и от химического состава металла. Малоуглеродистые и низколегированные стали, содер­жащие до 0,3 % углерода, свариваются хорошо, без предвари­тельного нагрева. Углеродистые и легированные стали относятся к удовлетворительно сваривающимся, такие детали перед сваркой желательно нагревать до температуры 150—300 °С, а после сварки подвергать высокому отпуску.

Сварка и наплавка в основном выполняются плавящимися электродами с толстой (качественной) обмазкой, в состав которой входят стабилизирующие, газо- и шлакообразующие, раскисля­ющие, легирующие и связующие компоненты. Стержни электро­дов изготовляют из углеродистых или легированных сварочных проволок (Св-08, Св-10Г2 и др.) и наплавочных (Нп-40, Нп-50, Нп-10ГЗ и др.) диаметром от 2 до 6 мм.

Марки электродов выбирают в соответствии с химическим составом восстанавливаемой детали и требованиями к прочности сварного шва или износостойкости наплавленного металла. Для сварки металлоконструкций грузоподъемных машин применяются электроды типа Э-42А-Ф марки УОНИИ-13/45, СМ-11, ОЗС-2 и другие, а при наплавке — 03H-250, ОЗН-ЗОО, ЦН-250, Т-590 и др. Высокую твердость наплавленного слоя можно получить применением трубчатых электродов марок ЭТН-1, ЭТН-2 и др.

К режимам ручной дуговой сварки и наплавки относятся вид и полярность тока, диаметр электрода, длина дуги, скорость сварки (наплавки).

Вид и полярность тока зависят от толщины и марки металла и электрода. При сварке постоянным током дуга более устойчива и получается более качественный шов. В этом случае можно регу­лировать распределение тепла, образующегося при горении дуги (на аноде выделяется 43 % тепла, на катоде — 37%), что поз­воляет, применяя обратную полярность («минус» на деталь и «плюс» на электрод), сваривать тонкостенные детали.

Диаметр электрода при сварке выбирают в зависимости от толщины свариваемых элементов, типа сварного шва и положения его в пространстве в момент сварки, а при наплавке — в зависи­мости от толщины наплавляемого слоя.

Длина дуги (расстояние между кондом электрода и сварочной ванной) находится в пределах 0,5—1,2 диаметра электрода и за­висит от марки электрода, положения шва в пространстве. При очень короткой дуге шов плохо формируется, при чрезмерно большой уменьшается глубина провара, увеличивается разбрыз­гивание и образуются поры.

Подготовка деталей под сварку (рис. 78) заключается в раз­делке фасок стыкуемых деталей, разделке трещин, тщательной очистке деталей в зоне сварки до металлического блеска. Перед наплавкой изношенные поверхности деталей очищают метал­лическим песком или щеткой, удаляют нагревом до температуры 250 —300 °С остатки нефтепродуктов, стачивают старую наплавку и изношенную резьбу. При незначительном износе с поверхности детали, подлежащей наплавке, сни­мают слой металла 0,5—1 мм, что обеспечивает образование однород­ной и качественной структуры на­плавленного слоя.

Рис. 78. Схема подготовки дета­лей под сварку

Сварку и наплавку следует вести так, чтобы не допустить или свести к минимуму искривление деталей. Для этого накладывают швы в такой последовательности, чтобы дефор­мация от предыдущего шва ликвиди­ровалась обратной деформацией сле­дующего шва (рис. 79). В этом случае применяют кондукторы для сварки деталей в закрепленном состоянии и др.

Рис. 79. Способы уравновешивания напряжений при сварке:
а, б — симметричных сечений; в — несимметричных сечений

Наплавка под флюсом, характеризующаяся более высокой производительностью и стабильным качеством, является одним из наиболее распространенных способов восстановления деталей. В качестве присадочного материала используется голая проволока, а функции обмазки выполняют флюсы. Процесс ведется в автома­тическом (механизированы подача электродной проволоки и пере­мещение дуги вдоль наплавляемой поверхности) или полуав­томатическом (перемещение дуги осуществляется вручную) режиме.

Наплавку цилиндрических поверхностей и шлицев обычно выполняют на токарно-винторезных станках (рис. 80), снабжен­ных редуктором, понижающим частоту вращения шпинделя до 0,5—5 об/мин. На суппорте станка на диэлектрической про­кладке устанавливается наплавочная головка 2 и бункер для флюса. Ток (постоянный обратной полярности) поступает на сва­рочную головку от преобразователя типа ПСО, ПСГ или селено­вого выпрямителя. Перемещение дуги осуществляется включением ходового валика, вращение детали — включением шпинделя. На­плавка шлицев производится при выключенном шпинделе.

Для наплавки наибольшее применение находят сварочные головки А-580М, ПШ-54, А-874Н. Сварочная головка, показанная на рис. 81, используется для наплавки и сварки под флюсом плоских деталей, круглых поверхностей сплошной и порошковой проволокой диаметром до б мм, ленточным электродом шириной до 120 мм.

Наплавка под флюсом широко применяется при восстановле­нии шеек валов и осей диаметром более 50 мм, шлицев, катков, колес, шкивов, барабанов и других деталей, имеющих износ более 1—1,5 мм на сторону.

Наплавка деталей диаметром до 50 мм затруднена из-за сте- кания металла, осыпания флюса, возможности прожога и короб­ления деталей.
Качество наплавленного металла зависит от марки электрод­ной проволоки, флюса, режима наплавки и качества подготовки поверхности.
Выбор марки флюса и проволоки определяется требованиями, предъявляемыми к наплавленному слою. Детали из малоугле­родистых и низколегированных сталей наплавляют проволокой диаметром 1,2—2,5 мм марок Св-08, Св-ЮА, Нп-30, Нп-40 и др., а из легированных сталей —марок Св-18ХГСА, Нп-ЗОХГСА, порошковыми проволоками марок ПП-ЗХ2В8, ПП-Х42ВФ и др. Высокую износостойкость наплавленного слоя можно получить наплавкой проволоки Нп-2Х14.

Обычно для наплавки применяют плавящиеся марганцовистые флюсы марок АН-348А и ОСЦ-45, с помощью которых наплавля­емый слой легируется марганцем, повышающим его вязкость и твердость. Наплавкой проволокой Св-08 под керамическим флю­сом АНК-19 можно получить твердость наплавленной поверхности HRC 45—49.

Рис. 80. Установка для автоматической наплавки под слоем флюса

Совмещение процесса наплавки под флюсом с упрочнением наплавленного слоя накатными роликами (рис. 82) повышает качество наплавленного слоя.

Режимы наплавки шеек диаметром 50—300 мм приводятся в табл. 18.

Наплавляемую поверхность и электродную проволоку необхо­димо перед наплавкой обезжирить, зачистить до металлического блеска, выправить погнутые детали, заварить трещины и удалить наклеп. При необходимости исправляют центровые отвер­стия.

Цилиндрические поверхности наплавляются по винтовой линии с перекрытием предыдущего валика на V2—V3 его ширины; перед наложением последующего валика с предыдущего удаляют шлак.

По сравнению с ручной наплавка и сварка под флюсом имеют ряд существенных преимуществ: более высокая производитель­ность и экономичность, высокое качество и однородность наплавленного слоя. К недостаткам мето­да относятся: определенные трудно­сти при восстановлении отверстий, невозможность ведения процесса не­посредственно на машине (меха­низме).

Сварка и наплавка в среде за­щитных газов являются высокопро­изводительным процессом, сущность которого заключается в том, что защиту расплавленного [металла от вредного действия кислорода и азота воздуха осуществляет газ (давле­ние 0,05—0,2 МПа), вытесняющий при выходе из сопла газоэлектри­ческой горелки воздух из зоны свар­ки (рис. 83). При сварке стальных и чугунных деталей обычно применяет­ся углекислый газ (С02). Установка для сварки и наплавки деталей в среде углекислого газа показана на рис. 84.

Окисляющее действие кислорода, образующегося при сгорании угле­кислого газа, приводит к повышен­ному выгоранию элементов основного металла (углерода, марганца, крем­ния идр.), что ухудшает качество шва и вызывает образование пор. Для нейтрализации реакции окисления при сварке в среде углекислого газа применяются проволоки (диаметром 0,8—-2,5 мм) с повышенным содержанием марганца и кремния (Св-08Г2С, Св-12Г2С, Нп-ЮГЗ и др.).

Рис. 81. Сварочная головка А874Н

Сварка и наплавка в среде углекислого газа ведутся полу­автоматами, например А-547, постоянным током обратной поляр-

Таблица 18

Рис. 82. Схема наплавки и накатки ро­ликами шеек вала: 1 — накатные ролики; 2 — деталь; 8 — мундштук; 4 — флюсопровод; 5 — шлако- удаляющий резец; 6 — шлаковая корка

ности при плотности тока 150—200 А/мм2. В качестве источника тока применяются сварочные преобразователи типа ПСГ и выпря­мители ВС-400.
Сваркой в среде углекислого газа сваривают детали толщиной 0,6 мм в любом пространственном положении, а также непосред­ственно на машинах. Наплавкой восстанавливают резьбы, шлицы, вилки кардана и другие детали диаметром от 10 до 60 мм. На­плавку ведут в автоматическом режиме, для чего сварочные головки устанавливают на суппорте токарно-винторезного станка.

Рис. 83. Схема сварки в среде защитного газа: 1 — газовое сопло; 2 — плавящийся электрод; 3 — дуга; 4 — защитный газ

Сварка и наплавка в среде водяного пара нашли широкое применение в ремонтных предприятиях. В отличие от сварки в среде углекислого газа функцию защиты распла­вленного металла от воз­духа в этом случае вы­полняет водород, получа­емый при распаде пара при температуре около 4000 °С. Преимущество этого метода заключается в ведении процесса без защитных средств (флюса, газа), что упрощает и уде­шевляет его.

Рис. 84. Схема установки для полуавтоматической наплавки в среде углекислогогаза:
1 — баллон с газом; 2 — осушитель; 3 — нагреватель; 4 редуктор; 5 — расходомер; 6 — регулятор давления газа; 7 — электромагнитный клапан; 8 — аппаратный ящик; 9 — механизм подачи проволоки; 10 — горелка; 11 — восстанавливаемая деталь; 12 — источник тока

Для наплавки в среде водяного пара применяют шланговые полуавтома­ты ПШ-54, предназначен­ные для сварки под флю­сом; вместо бункера к ним подсоединяют шланг, под­водящий пар под давлением 0,02—0,03 МПа от ресивера паро­образователя. Источники питания тока и сварочные проволоки применяют те же, что и при сварке в среде углекислого газа.

Наплавкой в среде водяного пара восстанавливают стальные и чугунные детали с твердостью до НВ 275—285 с износом более 1 мм на сторону (опорные катки, поддерживающие ролики, криво­шипы и др.), заваривают трещины и раковины в корпусных дета­лях из чугуна и прочие детали.

Автоматическая вибродуговая наплавка ведется электродом, имеющим продольные колебания, создаваемые электрическим или механическим вибратором, в струе жидкости, углекислого газа, в воздушной среде или под слоем флюса. Деталь 3 (рис, 85) уста­навливают в центрах токарно-винторезного станка. Электродная проволока из кассеты подается в зону сварки подающим механиз­мом через мундштук под углом к оси детали. С помощью вибратора электрод колеблется (90—100 колебаний в секунду) и в результате этого он периодически замыкается и размыкается с деталью, и расплавившийся конец электрода в виде капли ме­талла переходит в сварочную ванну на детали.

Рис. 85. Схема установки для вибродуговой наплавки

Наплавку предпочтительно вести постоянным током (напря­жение 14—20 В, плотность тока 60—80 А/мм2) обратной полярно­сти с включением в цепь регулируемого индуктивного резистора, который стабилизирует процесс и повышает его к. п. д. Охла­ждающая жидкость (4—6%-ный водный раствор кальцинирован­ной соды), подаваемая в зону наплавки с помощью электродвига­теля и насоса, интенсивно охлаждает и одновременно зака­ляет наплавленный слой металла.

Станок оборудуется редук­тором, понижающим частоту вращения шпинделя в преде­лах 0,5—10 об/мин. Для авто­матической вибродуговой на­плавки выпускаются несколько типов головок. Наибольшее применение получили голов­ки УАНЖ-6, КУМА-5М, ГВМК-2. Наплавку стальных деталей ведут электродной про­волокой диаметром 1—2,4 мм марок Св-ЮГ, Св-Г2С (твер­дость до НВ 300), Нп-40, Нп-30, ХГСА (твердость НВ 300—450), для деталей из чугуна применяют проволоку Св-08, Св-10ГА. Вибрацию элек­трода устанавливают в пределах 0,75—1 его диаметра, а угол наклона р = 35ч-45°.

Особенность этого процесса заключается в мелкокапельном переходе металла с электрода на деталь, образования минимально возможной сварочной ванны и получения при этом прочного сплавления электродного металла с основным. Небольшой нагрев детали (70—90 °С) и незначительная глубина зоны термического влияния исключают деформацию ее в процессе наплавки. Однако вибродуговая наплавка не дает хорошего перемешивания при­садочного металла с основным, наплавленный слой неоднороден по твердости и структуре. Охлаждение металла жидкостью соз­дает в нем термические напряжения, образующие трещины, предел выносливости детали значительно снижается.

Предел выносливости может быть повышен поверхностным наклепом или одновременным с наплавкой воздействием пласти­ческой деформации накатными роликами, а также наплавкой без охлаждения жидкостью.

Вибродуговая наплавка применяется для восстановления ци­линдрических поверхностей диаметром 15—80 мм при износах до 2 мм на сторону, склонных к короблению при наплавке другими способами, подвергавшихся термической обработке и испытыва­ющих статическую нагрузку (шейки под сальники, шейки распре­делительных валов и подобные).

Рис. 86. Схема газовой сварочной уста­новки:
1 — горелка; 2 — деталь; 3 — присадоч­ный материал; 4 — шланги; 5 — редуктор; б — баллон с кислородом; 7 — ацетилено­вый генератор; 8 — очиститель; 9 — вод­ный затвор

Газовая сварка (рис. 86) применяется главным образом для сварки деталей толщиной до 3 мм, деталей из чугуна и цветных металлов. Сварка происходит путем нагрева деталей и присадоч­ного материала до расплавленного состояния пламенем, образу­ющимся при сгорании газов в струе кислорода. В качестве горю­чих газов обычно применяются ацетилен и пропан-бутан, созда­ющие температуру сварочного пламени до 3250 и 2000 °С соответ­ственно.

В зависимости от соотношения количества кислорода и горю­чего газа пламя может быть нейтральное, восстановительное (с избытком газа) и окислительное (при избытке кислорода). Сварку стальных деталей ведут нейтральным пламенем, деталей из чугуна и цветных металлов —с небольшим избытком ацети­лена, резка металла выполняется окислительным пламенем. Сва­рочную горелку выбирают таким образом, чтобы обеспечивалась мощность пламени из расчета расхода 100—120 л/ч ацетилена на 1 мм толщины металла. Наконечники к горелкам выбирают по толщине металла.

В качестве присадочного материала при сварке деталей из стали и цветных металлов применяют прутки того же химического состава, что и основной металл. Для защиты расплавленного металла от окисления применяют флюсы различных марок. После сварки шов следует зачистить до полного удаления остатков флюса.

Сварка чугуна связана с определенными трудностями, обусло­вленными такими его свойствами, как неоднородность его состава и структуры, значительное содержание углерода и кремния, низ­кая пластичность и др. При сварке (вследствие местного нагрева и быстрого охлаждения) в деталях возникают напряжения, ре­зультатом которых может быть появление трещин в шве и около­шовной зоне.

Уменьшение отрицательного воздействия высоких температур сварки достигается общим нагревом детали до температуры 600— 700 °С, в процессе сварки деталь не должна охлаждаться ниже 500 °С.

Газовую сварку чугуна выполняют восстановительным пламе­нем, присадочным материалом при этом являются прутки типов А и Б, в качестве флюса используется прокаленная бура.

Электросварку нагретых деталей ведут в нижнем положении постоянным током обратной полярности с применением чугунных прутков диаметром 3—5 мм с обмазкой, состоящей из мела и гра­фита (по 50%) и жидкого стекла, электродом ОМЧ-1. После сварки детали подвергают отжигу при температуре 600—650 °С с постепенным охлаждением в печи.

Холодную электросварку чугуна выполняют стальными элек­тродами УОНИ-13/45 (при многослойной наплавке), чугунными электродами^ЦН-4, медно-железноникелевыми МНЧ-1, а также электродами ОЗЧ-1, АНЧ-1, ЖНБ-1 и другими прерывистыми участками длиной 30—50 мм вразброс с промежуточным охла­ждением и проковыванием шва в горячем состоянии, постоянным током обратной полярности при пониженной плотности тока (30—35 А/мм2).

При сварке деталей из ковкого чугуна применяются латунные стержни‘2Л-62 или электроды МНЧ-1.Во всех случаях перед сваркой трещины разделывают под углом 120—140° на глубину 3—5 мм, по концам трещин сверлят отверстия диаметром 3—5 мм, зону сварки очищают от грязи, масла, продуктов кор­розии.

Охватываемые поверхно­сти чугунных деталей восста­навливают наплавкой под флюсом с помощью распла­вляемой оболочки из мало­углеродистой стали толщиной до 1 мм. Этой оболочкой по­крывают восстанавливаемую поверхность. Оболочка препятствует прямому воздействию дуги на чугун, уменьшает глубину про- плавления детали, снижает температуру расплавленного чугуна. Наплавленный таким способом слой металла не имеет пор, рако­вин, трещин, повышается износостойкость, а предел выносливости снижается значительно меньше, чем при других способах на­плавки.

В последнее время в ремонтное производство внедряется новый высокопроизводительный метод полуавтоматической сварки дета­лей из серого, ковкого и высокопрочного чугуна без нагрева самозащитной проволокой ПАНЧ-11.

Этим методом заваривают трещины на водяных рубашках, в масляных каналах блоков цилиндров, в перемычках между ци­линдрами и клапанными гнездами, заваривают пробоины, при­варивают отбитые несущие части в деталях с толщиной стенки 5—15 мм.

Сварка проволокой ПАНЧ-11 диаметром 1,2 мм выполняется открытой дугой (без дополнительной защиты газом или флюсом), постоянным током прямой полярности (ток 100—140 А, напряже­ние 14—18 В и скорость сварки 0,15—0,25 см/с). Эта проволока изготовлена из специального сплава на основе никеля, образует шов, отличающийся высокой прочностью, пластичностью и хоро­шей обрабатываемостью любым режущим инструментом.

При выборе формы и разделки трещин необходимо учитывать, что глубина проплавления проволокой составляет 2 мм. Способы разделки сквозных трещин приводятся на рис. 87. Разделка должна производиться строго по трещине. Сварка ведется уча­стками длиной 30—50 мм, а с предварительным нагревом до тем­пературы 150—250 °С—-участками до 80—120 мм шланговыми полуавтоматами А-547 и другими в комплекте с выпрямителями или преобразователями, дающими жесткую характеристику сва­рочного тока.

Рис. 87. Схема разделки сквозных трещин в деталях из чугуна под сварку проволо­кой ПАНЧ-11

Сварка деталей из алюминия и его сплавов ведется с помощью электрической дуги или пламенем газовой горелки. Лучшие результаты могут быть получены электродуговой сваркой в за­щитной среде аргона неплавящимся вольфрамовым электродом (аргонодуговая сварка). Сварка может производиться с присадочным материалом или без него — за счет расплавления кромок основного металла.

В качестве присадочного материала применяются стержни того же состава, что и основной металл, или специальные, в состав которых входит 92—95% алюминия и 8—5% кремния.

Рис. 88. Схема установки для электро­литического осаждения металлов

Электросварку алюминиевых сплавов можно выполнять пла­вящимися электродами марок ОЗА-1 и ОЗА-2, в состав обмазки которых входят флюсы, растворяющие тугоплавкие окислы. Сварку ведут постоянным током обратной полярности, короткой дугой без перерыва при плотности тока до 40 А/мм2. Перед сваркой деталь нагревают до температуры 170—190 °С. Детали сложной формы после сварки подвергают отжигу при температуре 300— 350 °С с медленным охлаждением.

—-

Электродуговая сварка и наплавка характеризуются универсальностью, высокой производительностью, низкой стоимостью процесса, а также возможностью получения высокого качества соединения деталей и наплавленного слоя металла и поэтому широко распространены при ремонте машин. Сваркой и наплавкой восстанавливают до 60% изношенных деталей, при этом большую часть неисправностей восстанавливают наплавкой. Сваркой заделывают трещины и пробоины, соединяют части сломанных деталей.

Наплавке и сварке подвергаются, как правило, стальные и чугунные детали. Основными признаками, характеризующими свариваемость сталей, является склонность к образованию трещин и механические свойства сварного соединения или наплавленной поверхности. По свариваемости условно различают четыре группы сталей и в соответствии с этим выбирают условия наплавки и сварки.

Хорошо, без предварительного нагрева, свариваются и наплавляются детали из малоуглеродистой (до 0,3%) стали. Удовлетворительно, с предварительным или сопутствующим нагревом или без нагрева, но с последующим отпуском свариваются или наплавляются детали из углеродистой (до 0,4%) и легированной сталей. Плохо, только с предварительным и сопутствующим подогревом с обязательной последующей термической обработкой, наплавляются и свариваются детали из высокоуглеродистой легированной стали. Чугунные детали обладают плохой свариваемостью и поэтому их сваривают и наплавляют с применением специальной технологии с обязательной термической обработкой.

При ремонте машин применяют ручную и механизированную наплавку постоянным и переменным током прямой полярности, когда деталь подключают к положительному полюсу, и обратной, когда деталь подключают к отрицательному полюсу.

Вид и полярность тока определяются маркой металла, конструкцией детали. При сварке постоянным током дуга более устойчива и получается более качественный шов. В этом случае можно регулировать распределение тепла, образующегося при горении дуги: на аноде выделяется 43% тепла, на катоде — 37%, что обусловливает применение обратной полярности при сварке и наплавке тонкостенных деталей.

Ручная наплавка в основном выполняется плавящимися электродами с толстой (качественной) обмазкой, в состав которой входят стабилизирующие, газо- и шлакообразующие, раскисляющие.

легирующие и связующие компоненты. Стержни электродов изготовляют из углеродистых или легированных сварочных проволок (Св-08, Св-1012 и др.) или наплавочных (Нп-40, Нп-50, Нп-1073 и др.) диаметром от 2 до 6 мм.

Марки электродов выбирают в соответствии с химическим составом восстанавливаемой детали и требованиями к прочности сварного шва или износостойкости наплавленного металла. Для сварки металлоконструкций грузоподъемных машин используют электроды типа Э-42А-Ф марок УОНИИ-13/45, СМ-11, ОЗС-2 и др., а при наплавке — 03H-250, ОЗН-ЗОО, ЦН-250, Т-590 и др. Высокую твердость наплавленного слоя можно получить применением трубчатых электродов марок ЭТН-1, ЭТН-2 и др.

К режимам ручной дуговой сварки и наплавки относятся вид и полярность тока, диаметр электрода, длина дуги, скорость сварки (наплавки). Диаметр электрода при сварке выбирают в зависимости от толщины свариваемых элементов, а при наплавке — в зависимости от толщины наплавляемого слоя. Сварочный ток определяется главным образом диаметром электрода.

Длина дуги (расстояние между концом электрода и сварочной ванной) находится в пределах 0,5—1,2 диаметра электрода и зависит от марки электрода, положения шва в пространстве. При очень короткой дуге шов плохо формируется, при чрезмерно большой уменьшается глубина провара, увеличивается разбрызгивание и образуются поры.

Подготовка деталей под сварку заключается в разделке фасок стыкуемых деталей, разделке трещин, тщательной очистке деталей в зоне сварки до металлического блеска. Перед наплавкой изношенные поверхности деталей очищают металлическим песком или щеткой, удаляют нагревом до 250—300 °С остатки нефтепродуктов, стачивают старую наплавку или снимают слой металла 0,5—1 мм, что обеспечивает образование однородной и качественной структуры наплавленного слоя.

Чтобы не допустить искривление деталей, швы накладывают в такой последовательности, что деформация от предыдущего компенсируется обратной деформацией следующего шва. С этой целью применяют кондукторы для сварки деталей в закрепленном состоянии.

Широкое распространение при ремонте деталей получила наплавка под слоем флюса. Сущность этого метода состоит в том, что в зону дуги подается флюс толщиной 50—60 мм, который закрывает дугу и плавится под воздействием ее тепла. Это позволяет полностью или частично автоматизировать наплавку поверхностей.

В качестве присадочного материала используется неизолированная проволока, а функции обмазки электродов выполняют флюсы. Если подача электродной проволоки и перемещение дуги вдоль наплавляемой поверхности механизированы — говорят об автоматической наплавке; если же механизирована только подача электродной проволоки, а дуга перемещается вручную — говорят об полуавтоматической наплавке.

Марка флюса и проволоки определяется требованиями, предъявляемыми к наплавленному слою. Детали из малоуглеродистых и низколегированных сталей наплавляют проволокой диаметром 1,2—2,5 мм марок Св-08, Св-ЮА, Нп-30, Нп-40 и др., а из легированных сталей — марок Св-18ХГСА, Нп-ЗОХГСА, порошковыми проволоками марок ПП-ЗХ2В8, ПП-Х42ВФ и др. Высокую износостойкость наплавленного слоя можно получить наплавкой проволоки Нп-2Х14.

Для наплавки применяют плавящиеся марганцовистые флюсы марок АН-348А и ОСЦ-45, с помощью которых наплавляемый слой легируется марганцем, повышающим его вязкость и твердость. Наплавкой проволокой Св-08 под керамическим флюсом АНК-19 можно получить твердость наплавленной поверхности HRC 45—49. Наибольшее применение находят сварочные головки А-580М, ПШ-54, А-874Н. Сварочную головку, показанную на рис. 47, используют для наплавки и сварки под флюсом плоских деталей, круглых поверхностей сплошной и порошковой проволокой диаметром до 6 мм, ленточйым электродом шириной до 120 мм.

Наплавка под флюсом широко применяется при восстановлении валов, осей и других деталей диаметром более 50 мм, имеющих износ более 1—1,5 мм на сторону. Наплавка деталей диаметром до 50 мм затруднена из-за стекания металла, осыпания флюса, возможности прожога и коробления деталей.

Наплавляемую поверхность и электродную проволоку необходимо перед наплавкой обезжирить, зачистить до металлического блеска, выправить погнутые детали, заварить трещины и удалить наклеп. При необходимости исправляют центровые отверстия.

Совмещение процесса наплавки под флюсом с применением накатных роликов (рис. 48) повышает качество наплавленного слоя.

Один из эффективных способов получения наплавленных поверхностей при ремонте деталей — это наплавка в среде защитных (инертных) газов. Сущность метода состоит в том, что в зону дуги, горящей между наплавляемой деталью и электродом, непрерывно подастся защитный газ (рис. 49). При сварке используют углекислый газ (С02), для нейтрализации реакции окисления при сварке применяют проволоки (диаметром 0,8—2,5 мм) с повышенным содержанием марганца и кремния (Св-08Г2С, Св-12Г2С, Нп-10ГЗ и др.), а при наплавке деталей — проволоки 18ХГСА, Нп-ЗОХГСА, Нп-65Г и др. Для наплавки в среде защитных газов используют специальные автоматы (АДПГ-500, АТП-2 и др.) и полуавтоматы (А-547Р, ПШП-10 и др.).

К разновидностям наплавки в среде защитных газов относится наплавка в среде водяного пара. В отличие от сварки в среде углекислого газа функцию защиты расплавленного металла от воздуха выполняет водород, получаемый в результате распада пара при температуре около 4000°С. Для наплавки в среде водяного пара применяют шланговые полуавтоматы ПШ-54, предназначенные для сварки под флюсом. Вместо бункера к ним подсоединяют шланг, подводящий пар под давлением 0,02—0,03 МПа от ресивера парообразователя.

Сущность автоматической вибродуговой наплавки состоит в том, что электроду сообщаются продольные колебания, создаваемые электрическим или механическим способом, в струе жидкости, углекислого газа, в воздушной среде или под слоем флюса. Деталь (рис. 50) устанавливают в центрах токарно-винторезного станка. Электродная проволока из кассеты подается в зону сварки подающим механизмом через мундштук под углом к оси детали. С помощью вибратора электрод совершает 90—100 колебаний в секунду, в результате чего происходит периодическое замыкание и размыкание его с деталью, а расплавившийся конец электрода в виде капли металла переходит в сварочную ванну на детали. Наплавку предпочтительно вести постоянным током (напряжение 14—20 В, плотность тока 60—80 А/мм2) обратной полярности с включением в цепь регулируемого индуктивного резистора, который стабилизирует процесс и повышает его к.п.д. Охлаждающая жидкость (4—6%-ный водный раствор кальцинированной соды), подаваемая в зону наплавки с помощью электродвигателя и насоса, интенсивно охлаждает и одновременно закаляет наплавленный слой металла. Обработанная жидкость собирается в резервуар.

Рис. 47. Сварочная головка А-874Н

Рис. 48. Схема наплавки и накатки роликами шейки вала:
1 — накатные ролики; 2 — деталь- 3 — мундштук; 4 – флюсопровод; 5 – ‘шлако-удаляющий резец; 6 — шлаковая корка

Рис. 49. Схема сварки в среде защитного газа:
1 — газовое сопло; 2 — плавящийся электрод; 3 — дуга; 4 — защитный газ

Рис. 50. Схема установки для вибродуговой наплавки

Для автоматической вибродуговой наплавки выпускается несколько типов головок. Наибольшее применение получили головки УАНЖ-6, КУМА-5М, ГВМК-2. Наплавку стальных деталей ведут электродной проволокой диаметром 1—2,4 мм марок Св-10Г. Св-Г2С (твердость до НВ 300), Нп-40, Нп-30, ХГСА (твердость НВ 300—450), для деталей из чугуна применяют проволоки Св-08, Св-ЮГА. Вибрацию электрода устанавливают в пределах 0,75—1 его диаметра, а угол наклона р = 35—45°.

Вибродуговая наплавка не обеспечивает хорошего перемешивания присадочного металла с основным, наплавленный слой неоднороден по твердости и структуре. Этот способ наплавки применяется для восстановления цилиндрических поверхностей диаметром 15—80 мм при износах до 2 мм на сторону, склонных к короблению при наплавке другими способами, подвергающихся термической обработке и испытывающих статическую нагрузку.

Помимо рассмотренных, весьма перспективными при восстановлении деталей являются такие процессы, как наплавка электродной лентой, электроконтактное напекание порошка, электроконтактная наплавка проволоки или ленты, а также плазменная наплавка.

Сварка чугуна связана с определенными трудностями, обусловленными такими его свойствами, как неоднородность состава и структуры, значительное содержание углерода и кремния, низкая пластичность и др. При сварке (вследствие местного нагрева и быстрого охлаждения) в деталях возникают напряжения, результатом которых может быть появление трещин в шве и околошовной зоне.

Уменьшение отрицательного воздействия высоких температур сварки достигается общим нагревом детали до температуры 600— 700 °С, в процессе сварки деталь не должна охлаждаться ниже 500 °С.

Электросварку нагретых деталей ведут в нижнем положении постоянным током обратной полярности с применением чугунных прутков диаметром 3—5 мм с обмазкой, состоящей из мела и графита (по 50%) и жидкого стекла, а также электродом ОМЧ-1. После сварки детали отжигают при температуре 600—650 °С с постепенным охлаждением в печи.

Холодную электросварку (сварку с местным нагревом) чугуна выполняют стальными электродами УОНИ-13/45 (при многослойной наплавке), чугунными электродами ЦН-4, медно-железонике-левыми МНЧ-1, а также электродами ОЗЧ-1, АНЧ-1, ЖНБ-1 и другими прерывистыми участками длиной 30—50 мм вразброс с промежуточным охлаждением и приковыванием шва в горячем состоянии, постоянным током обратной полярности при пониженной плотности тока (30—35 А/мм2).

Восстановление деталей из ковкого чугуна, наиболее склонного к отбеливанию, рекомендуется производить пайкой — сваркой ацетилено-кислородным пламенем латунным электродом марок ЛОМНА-54, Л-62 с использованием флюса ФПСН-2 с нагревом кромок детали до 700—750 °С.

Широкое распространение в практике ремонта машин получил метод сварки базовых деталей из серого, ковкого и высокопрочного чугуна без нагрева самозащитной проволокой ПАНЧ-11. Этим методом заваривают трещины, приваривают отбитые несущие части в деталях с толщиной стенки 5—15 мм. Сварка проволокой ПАНЧ-11 диаметром 1,2 мм выполняется открытой дугой (без дополнительной защиты газом или флюсом), постоянным током прямой полярности (ток 100—140 А, напряжение 14—18 В и скорость сварки 0,15—0,25 см/с). Проволока изготовлена из специального сплава на основе никеля. Шов отличается высокой прочностью, пластичностью и хорошей обрабатываемостью режущим инструментом.

При выборе формы и разделки трещин необходимо учитывать, что глубина проплавления проволокой 2 мм. Схема разделки сквозных трещин показана на рис. 51. Разделка должна производиться строго по трещине. Сварка ведется участками длиной 30—50 мм, а с предварительным нагревом до 150—250 °С — участками до 80—120 мм шланговыми полуавтоматами в комплекте с выпрямителями или преобразователями, дающими жесткую характеристику сварочного тока.

Сварка деталей из алюминия и его сплавов ведется с помощью электрической дуги или пламенем газовой горелки. Лучшие результаты могут быть получены электродуговой сваркой в защитной среде аргона неплавящимся вольфрамовым электродом (арго-нодуговая сварка). Сварка может производиться с присадочным материалом или без него — за счет расплавления кромок основного металла. В качестве присадочного материала применяют стержни того же состава, что и основной металл, или специальные, в состав которых входит 92—95% алюминия и 8—5% кремния.

Электродуговую сварку деталей из сплавов алюминия можно выполнять плавящимися электродами марок ОЗА-1 и ОЗА-2, в состав обмазки которых входят флюсы, растворяющие тугоплавкие окислы. Сварку ведут постоянным током обратной полярности, короткой дугой без перерыва при плотности тока 35—40 А/мм2. Перед сваркой детали нагревают до 200—250°С, а после сварки подвергают отжигу при температуре 300—350 °С и медленно охлаждают.

Рис. 51. Схема разделки сквозных трещин в деталях из чугуна под сварку проволокой ПАНЧ-11

Рис. 52. Схема газовой сварочной установки:
1 — горелка; 2 — деталь; 3 — присадочный материал; 4 — шланги; 5 — редуктор; 6 — баллон с кислородом; 1 — ацетиленовый генератор; 8 — очиститель; 9 —водный затвор

Газовую сварку (рис. 52) применяют главным образом для сварки стальных деталей толщиной до 3 мм, деталей из чугуна и цветных металлов. Сварка происходит нагревом деталей и присадочного материала до расплавленного состояния пламенем, образующимся при сгорании газов в струе кислорода. В качестве горючих газов обычно применяют ацетилен и пропан-бутан, создающие температуру сварочного пламени до 3250 и 2000 °С соответственно.

В зависимости от соотношения кислорода и горючего газа пламя может быть нейтральное, восстановительное (с избытком газа) и окислительное (при избытке кислорода). Сварку стальных деталей ведут нейтральным пламенем, деталей из чугуна и цветных металлов — с небольшим избытком ацетилена, резку металла выполняют окислительным пламенем. Сварочную горелку выбирают таким образом, чтобы обеспечивалась мощность пламени из расчета расхода 100—120 л/ч ацетилена на 1 мм толщины металла. Наконечники к горелкам выбирают по толщине металла.

В качестве присадочного материала при сварке деталей из стали и цветных металлов применяют прутки того же химического состава, что и основной металл. Для защиты расплавленного металла от окисления применяют флюсы различных марок. После сварки шов следует зачистить до полного удаления остатков флюса.

Газовую сварку чугуна выполняют восстановительным пламенем, присадочным материалам при этом являются прутки типов А и Б, в качестве флюса используют прокаленную буру; сварку деталей из сплавов алюминия производят строго нейтральным пламенем без флюса горелкой, обеспечивающей расход ацетилена 0,075—0,1 м3/ч на 1 мм толщины свариваемого металла. Образующуюся при этом окисную пленку удаляют стальными скребками.


Читать далее:

Категория: - Эксплуатация и ремонт погрузочночных машин





Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины