Методы восстановления деталей

   Газоэлектрическую  горелку перемещают при наплавке  вручную, применяя те же приемы, что и при ручной дуговой  наплавке металлическим электродом. Рабочее напряжение при наплавке  тонколистовых конструкций и  деталей небольшого диаметра  находится в пределах 17—22 В при  диаметре проволоки 0,5—1,2 мм, и в  пределах 28—32 В при диаметре проволоки 2,0—2,5 мм для более толстых  листовых конструкций и деталей  большего диаметра. Наибольшее распространение  при сварке получили электродные  проволоки марок Св-08ГС, Св-10ГС, Св-10ХГ2С, Св-ЮХГСА, а для наплавки —  Нп-ЗОХГСА.

   Сила сварочного  тока зависит от диаметра и  скорости подачи электродной  проволоки. Для наиболее распространенных  диаметров проволоки 0,8—2 мм при  сварке стыковых соединений толщиной  до 3 мм сила тока находится в пределах 70—180 А, а скорость подачи проволоки 170—260 м/ч. Меньшему значению диаметра проволоки соответствуют меньшие значения силы тока и скорости подачи. При наплавке режим несколько иной, чем при сварке. Так, при диаметре наплавляемой детали от 10 до 40 мм и диаметре проволоки 0,8—1,2 мм сила тока находится в пределах 75—95 А, а скорость подачи проволоки 175—250 м/ч. Первые значения соответствуют меньшим диаметрам проволоки и детали, а последние — большим. Рабочее давление углекислого газа в горелке находится в пределах 0,03—0,15 МПа (0,3—1,5 кгс/см2).

   Установка для  наплавки в среде углекислого  газа состоит из газовой аппаратуры, полуавтомата для наплавки и  источника питания током.   Газовая аппаратура состоит из  баллона с газом, осушителя, подогревателя, газового редуктора, расходомера, шлангов  и др. Полуавтоматы для наплавки  применяют следующих марок: А-547Р, А-547У, А-537, А-929 и др.   Источниками  тока могут быть сварочные  преобразователи ПСГ-900 и ПСГ-500, а  также выпрямители ВСС-300, ВСК-300 и  др. Полуавтоматическую наплавку (сварку) в среде углекислого газа применяют  для соединения деталей кабин, оперения, устранения трещин и  отверстий на стальных деталях, заварки трещин в картерах  коробок передач и других деталях  из серого чугуна.

   Полуавтоматическая  аргонодуговая наплавка. Наплавку  ведут постоянным током на  прямой полярности или переменным  током так же, как и при наплавке в среде углекислого газа.    Аргонодуговая наплавка неплавящимся электродом является одним из лучших способов наплавки алюминия и его сплавов. В качестве неплавящегося электрода преимущественно применяют вольфрамовые стержни диаметром от 0,8 до 6 мм. Проволока для наплавки (сварки) алюминия и его сплавов применяется диаметром 0,8—6 мм из чистого алюминия (Св-АВ00, Св-А1), из алюминиево-магниевого сплава (Св-АМг-3, АМг-5 и др.), из алюминиево-марганцевого сплава (Св-АМц) и из алюминиево-кремниевого сплава (Св-АК-3, Св-АК-5 и др.). Дуга горит между вольфрамовым электродом и деталью. Подача проволоки для наплавки (сварки) в зону горения дуги механизирована.

   Сила тока принимается  в зависимости от диаметра  вольфрамового электрода и толщины  свариваемой детали. При толщине  свариваемой детали от 1 до 8 мм силу тока можно принять равной 40—50 диаметрам электрода, а при толщине от 6 до 12 мм — 50— 60 диаметрам. Рабочее напряжение составляет 22—26 В. 
Установка для наплавки (сварки) в среде аргона состоит из сварочного преобразователя постоянного тока (ПСУ-300, ПСУ-500), реостата, газоэлектрической горелки (АР-9, АР-10, ГРАД-200, ГРАД-400 и др.), механизма подачи проволоки, редуктора с расходомером газа и баллона с газом. Горелка для аргонодуговой наплавки (сварки) неплавящимся вольфрамовым электродом состоит из головки (рис. 54) и корпуса. К корпусу присоединяется кабель, в котором размещены шланг для аргона и токопровод. Вольфрамовый электрод, размещенный в головке горелки, крепится при помощи цанговой втулки и закрывается колпаком 5. Поток аргона формируется вокруг электрода и зоны сварки (наплавки) соплом. Сварочная проволока подается в зону горения дуги в гибком шланге, который крепится к корпусу горелки. Расход аргона составляет от 2 до 12 дм3/мин.

   Преимущества сварки  и наплавки в защитных газах: стоимость наплавки (сварки) на 20% ниже, чем наплавки под слоем флюса; почти полная защита металла  шва от окружающего воздуха; хорошая  видимость открытой дуги обеспечивает  точность наложения шва; меньше  расход электродов, чем при ручной  сварке (наплавке). В последнее время  при ремонте деталей дорожных  машин применяется плазменная, лазерная  и высокочастотная сварка и  наплавка. Плазменная наплавка основана  на том, что тугоплавкие жаропрочные  и износостойкие покрытия различной  толщины наносятся на деталь  с помощью низкотемпературной  плазмы. Лазерная сварка — это  сварка плавлением, при которой  для местного расплавления соединяемых  частей деталей используется  энергия светового луча, полученного  от оптического квантового генератора. Высокочастотную сварку или наплавку  ведут в индукторе токами высокой  частоты на специальных высокочастотных  установках. При сварке и наплавке  могут возникать следующие дефекты: подрезы, прожоги, непровары, пористость, трещины и шлаковые включения.  Контроль сварки и наплавки осуществляется внешним осмотром, замером швов, механическими испытаниями, химическим анализом, рентгеновским просвечиванием, а также ультразвуковой, люминесцентной, электромагнитной дефектоскопией и др. Обнаруженные дефекты подлежат исправлению.

   Организация рабочих  мест. Рабочие места для сварочных  и наплавочных мест должны  располагаться в отдельных помещениях  или кабинах, изготовленных из  металлических разборных щитов  высотой 1,8—2,0 м. Участок сварки (наплавки) ремонтного предприятия обычно  имеет несколько рабочих мест, каждое из них целесообразно  специализировать с учетом технологических  особенностей выполняемых работ. В качестве примера можно назвать  следующие специализированные рабочие  места: сварка чугунных деталей  сложной конфигурации; сварка и  наплавка деталей из цветных  металлов и их сплавов; сварка  и наплавка стальных деталей; сварка и наплавка рам; автоматическая  дуговая сварка и наплавка  под слоем флюса вибродуговая  наплавка (рис. 55).   Оборудование  участка следует размещать так, чтобы создать удобство в обслуживании  и затрачивать минимальное количество  движений в процессе работы. Стены  и потолок участка наплавки  должны быть окрашены в светлые  тона. Норма освещенности рабочего  места должна составлять не  менее 150 Лк. Участок должен быть  оборудован местной вытяжной  вентиляцией, стеллажами для деталей  и подъемно-транспортным оборудованием. Проходы между оборудованием  должны быть не менее 1,5 м.   Вопросы организации и оборудования рабочих мест сварки и наплавки должны решаться в каждом конкретном случае в зависимости от типа и мощности ремонтного предприятия, его производственных возможностей, объектов ремонта, принятой технологии, санитарных норм, техники безопасности и других факторов

4.3.Виды сварки.

   Сварку применяют  для заделки трещин, раковин, пробоин, отколов, приварки отломанных частей, вварки заплат и др. Наиболее  распространены дуговая и газовая  виды сварки ручного или механизированного  способа. 
Для дуговой сварки используют источники переменного (сварочные трансформаторы) или постоянного (сварочные выпрямители и преобразователи) тока. При сварке постоянным током деталь может быть подсоединена к отрицательному полюсу (обратная полярность) или к

положительному (прямая полярность). В последнем случае имеет место большее тепловыделение. 
   Подготовка поверхности детали к сварке состоит в разделке кромок шва, зачистке места под сварной шов с помощью ручной шлифовальной машины, пескоструйного аппарата, металлической щетки, напильника и обезжиривании поверхностей под шов с помощью органических растворителей или путем выварива ния детали в растворе каустической соды с последующей промывкой в теплой воде.

                                         4.4.Типы сварных швов.

Дуговая сварка стали. Стыковой  шов.
Без скоса кромок  (толщина - до 8 мм)	V - образный  (толщина - от 4 до 26 мм)	X - образный  (толщина - от 12 до 40 мм)

 

 

Дуговая сварка стали. Нахлесточные и угловые швы
Нахлесточный  (толщина - свыше 2 мм)	Тавровый  (толщина - до 12 мм)	Тавровый с односторонним скосом  (толщина - до 20 мм)	Тавровый с односторонним скосом  (толщина - свыше 20 мм)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.5.Способы заделки  трещин.

Дуговая сварка чугуна с применением упрочняющих штифтов
(толщина - до 15 мм)	(толщина - свыше 15 мм)

 

 

   Трещины засверливают по концам сверлом диаметром 5-8 мм, а заварку ведут от конца трещины к середине или к краю детали короткими участками противоположного направления. Отдельные валики должны перекрываться на 1/2 - 1/3 ширины. Раковины вырубают до чистого металла, острые кромки скругляют. Заварку ведут небольшими валиками, перекрывающими частично друг друга. Отломанные части прикрепляют стяжками или хомутами, оставляя зазор для проникновения расплавляемого металла. Заплата по толщине должна быть равна толщине завариваемой детали, по форме - круглая или прямоугольная со скругленными углами, по размерам - на 2-3 мм меньше завариваемого отверстия. Сначала заплату прихватывают в нескольких местах, а затем ведут заварку участками крест-накрест.  
После остывания сварного шва его обрабатывают либо заподлицо с поверхностью детали, либо до получения плавного перехода от шва к детали чтобы уменьшить напряжения в металле.

4.6.Сварка стальных  деталей.

  Данная сварка осуществляется  в основном с помощью дуговой  сварки металлическими электродами  — проволокой Св-08, Св-08ГА диаметром 1—12 мм с различным покрытием (обмазкой), содержащим стабилизирующие (способствующие устойчивому горению  дуги), защитные (от вредного воздействия  атмосферы) шлако- и газообразующие, а иногда раскисляющие и легирующие  элементы, улучшающие качество шва.  
Хорошо свариваемые низкоуглеродистые и низколегированные стали (15Х, 20Х) сваривают на переменном токе электродами Э-34, Э-38, Э-42, Э-42А, Э-46 без предварительного подогрева и последующей термообработки. Детали с ограниченной свариваемостью (среднеуглеродистые) и с плохой свариваемостью (высокоуглеродистые и высоколегированные) сваривают на постоянном токе, обычно при обратной полярности, с предварительным подогревом в целях уменьшения внутренних напряжений и дефектов шва до 150—700 °С (обычно 250—300 °С) в зависимости от вида термообработки и конструкции детали. После сварки деталь подвергают закалке и отпуску. Сварку массивных деталей ведут на переменном токе или на постоянном токе при прямой полярности, а тонкостенные детали - при обратной полярности.  
   Газовая сварка используется главным образом для сварки тонких деталей толщиной до 2 -3 мм. Присадочный материал: сварочная проволока Св-08, Св-08А, Св-08ГС, Св-08Г2С, Св-12ГС, Св-18ХГСА, Св-18ХМА, Св-10ХГ2С и др. Перед сваркой шов нужно предварительно прогреть горелкой до температуры 550—700 °С. Контактно-стыковая сварка применяется для замены отдельных изношенных частей деталей новыми при ремонте валов, осей, фасонных профилей, труб и др.

4.7.Особенности  восстановления сваркой деталей  из чугуна.

   Из серого чугуна  изготавливают блоки цилиндров, головки блоков цилиндров, картеры  сцепления или коробки передач, корпуса водяных и масляных  насосов, ступицы передних колес  и т.д., а из ковкого — картеры  задних мостов, ступицы задних  колес и т.д. Для устранения  дефектов в таких деталях (трещины, сколы, пробоины, срыв или износ  резьбы и т.п.) применяют горячий  или холодный способ сварки. 
   Горячий способ связан с предварительным подогревом детали для исключения резких перепадов температуры в зоне сварки, приводящих к возникновению значительных растягивающих остаточных напряжений.           Сварку проводят в следующем порядке. 
   1. Механическая обработка: рассверливают концы трещины и разделывают кромки трещины угловой шарошкой на глубину, примерно равную половине толщины стенки. 
   2. Подогрев детали в печи до температуры 600…650°С. 
   3. Сварка ацетиленокислородным пламенем с использованием стержневых электродов, отлитых из серого чугуна с повышенным содержанием кремния (до 3… 3,5 %). Для защиты наплавленного металла от окисления и удаления оксидов применяется флюс (50 % буры и 50 % карбоната натрия). 
Режим сварки: расход ацетилена 100… 120 л/ч на 1 мм толщины свариваемого металла; сварочное пламя должно быть нейтральным или с небольшим избытком ацетилена. 
   4. Медленное охлаждение детали после сварки. 
Горячий способ обеспечивает высокое качество сварки, но из-за сложности процесса (использование печи, нагрев детали), он применяется в АРО и ЛТО в основном для восстановления сложных корпусных деталей. 
Холодный способ (без подогрева детали), наиболее простой и экономичный, осуществляется при ручной или полуавтоматической дуговой сварке электродами из стали, цветных металлов и сплавов, например: 
- электродами ЦЧ-4 из стальной проволоки Св-08 с толстым покрытием, содержащим титан; 
- медными электродами ОЗЧ-1 с покрытием, содержащим железный порошок; 
- электродами МНЧ-1 из специального сплава (монель-металл, 63 % Ni и 37 % Си) с покрытием, применяемым для УОНИ-13/55; 
- самозащитной электродной проволоки ПАНЧ-II при сварке на полуавтомате А-547У с параметрами режима: d = 1,2… 1,6 мм; /= 110… 120 A; Un= 18…22 В; Кс0 = 10… 15 см/мин. 
Недостатки холодного способа сварки чугуна: 
- возможное науглероживание и закалка шва резко ухудшает обрабатываемость; 
- из-за наличия в зоне шва растягивающих остаточных напряжений в детали сразу после сварки или при начале работы образуются трещины в околошовной зоне.

5.Восстановление  наплавкой.

5.1.Определение  и общая характеристика способа.

 
      Наплавка покрытий - это процесс нанесения покрытия из расплавленного материала на разогретую до температуры плавления поверхность восстанавливаемой детали.  
      Покрытия, полученные наплавкой, характеризуются отсутствием пор, высокими значениями модуля упругости и прочности на разрыв. Прочность соединения этих покрытий с основой соизмерима с прочностью материала детали.  
      Если в машиностроительном производстве наплавку применяют для повышения износостойкости трущихся поверхностей, то в ремонтном производстве - в основном для проведения последующих работ по восстановлению расположения, формы и размеров изношенных элементов. Восстановительная наплавка при этом обеспечивает также получение новых свойств поверхностей: коррозионной, эрозионной, кавитационной. износо-, жаростойкости и др. Доля трудоемкости сварки и наплавки составляет ~ 70 % всех способов создания ремонтных заготовок при восстановлении деталей. Наплавка изношенных поверхностей занимает ведущее место вследствие своей универсальности.  
      Способы наплавки делят на группы в зависимости от видов применяемых источников тепла, характера легирования и способа защиты формируемого покрытия от влияния кислорода и азота воздуха. Наибольшее распространение в ремонте при нанесении покрытий получили способы электродуговой наплавки: под флюсом, в среде защитных газов и вибродуговая (таблица 1).  
      Задача, решаемая при наплавке покрытий, - получить покрытие без пор, необходимой толщины, прочно соединенное с поверхностью детали, нужного химического состава с заданной структурой.

Таблица 1. Основные показатели способов наплавки.

Способ	Толщина слоя,мм	Производительность кг/ч	Прочность соединение МПа
Электродуговая самозащитная проволока	0,5..3,5	1,0..3,0	450
Электродуговая под слоем флюса	1,0..5,0	0,3..3,0	550
Электродуговая в среде диоксида углерода	0,5..3,5	1,5..4,5	550
Электродуговая в среде аргона	0,5..2,5	0,3..3,6	450
Вибродуговая	0,5..1,5	0,3..1,5	400
Газоплазменная	0,5..3,5	0,15..2,0	480
Плазменная	0,5..5,0	1..12	490