Востановление и упрочнение. 1. Экологические аспекты ремонтного производства автомобилей. Пути их решения

• Название: 1. Экологические аспекты ремонтного производства автомобилей. Пути их решения
• Дата: 24.01.2022
• Размер: 1.12 Mb.
• Имя файла: Востановление и упрочнение.doc
• Тип: Документы; #340446
• страница: 11 из 15

Газовая сварка применяется при ремонте кузовов для выполнения прихваток, нанесения латунных припоев в местах концентрации напряжений и ряда других операций. Недостатки газовой сварки – значительные коробления свариваемых деталей, их перегрев и трудоемкость доводки поверхности. При газовой сварке используется газовая горелка, в которой смешиваются в определенных пропорциях кислород и ацетилен, давая при воспламенении пламя высокой температуры. Оба газа поступают по шлангам от газовых баллонов через редукторы, снижающие давление. Инжекторная горелка работает следующим образом. При открытии вентиля 9 для зажигания пламени кислород под давлением 50 …400 кПа (в зависимости от типа горелки) через трубку 3 и осевой канал инжектора с большой скоростью подается в смесительную камеру, создавая разряжение в канале. Благодаря этому горючее, поступающее к ниппелю под относительно малым давлением, подсасывается (инжектируется) в корпус горелки и далее, проходя снаружи инжектора, попадает в смесительную камеру. Образовавшаяся в смесительной камере горючая смесь, состав которой регулируют вентилями, выходит из горелки через мундштук и поджигается.

Материалы, применяемые при газовой сварке.

Кислород Кислород при атмосферном давлении и обычной температуре газ без цвета и запаха, несколько тяжелее воздуха. При атмосферном давлении и температуре 20 гр. масса 1м3 кислород равен 1.33 кг. Сгорание горючих газов и паров горючих жидкостей в чистом виде кислороде происходит очень энергично с большой скоростью, а возникновение в зоне горения возникает высокая температура. 
Для получения сварочного пламени с высокой температурой, необходимо для быстрого расплавления металла в месте сварки, горючий газ или пары горючей жидкости сжигают в смеси с чистым кислородом. 

Ацетилен В качестве горючего газа для газовой сварки получил распространение ацетилен соединение кислорода с водородом. При нормальной to и давлением ацетилен находится в газообразном состоянии. Ацетилен бесцветный газ. В нем присутствуют примеси сероводорода и аммиак. 
Ацетилен есть взрывоопасный газ. Чистый ацетилен способен взрываться при избыточном давлении свыше 1.5 кгс/см², при быстром нагревании до 450-500С.

Газы заменители ацетилена. При сварке металлов можно применять другие газы и пары жидкостей. Для эффективного нагрева и расплавления металла при сварке необходимо чтобы to пламени была примерно в два раза превышала to плавления свариваемого металла. Для сгорания горючих различных газов требуется различное кол-во кислорода подаваемого в горелку.

Сварочные проволоки и флюсы

В большинстве случаев при газовой сварке применяют присадочную проволоку близкую по своему хим. составу к свариваемому металлу. 
Нельзя применят для сварки случайную проволоку неизвестной марки. 
Поверхность проволоки должна быть гладкой и чистой без следов окалины, ржавчины, масла, краски и прочих загрязнений. Температура плавления проволоки должна быть равна или несколько ниже Т плавления металла. 
Проволока должна плавится спокойно и равномерно, без сильного разбрызгивания и вскипания, образуя при застывании плотный однородный металл без посторонних включений и прочих дефектов. Для газовой сварки цветных металлов (меди, латуни, свинца), а так же нержавеющей стали в тех случаях, когда нет подходящей проволоки, применяют в виде исключения полоски нарезанный из листов той же марки, что и сваривает металл. 
Флюсы Медь, алюминий, магний и их сплавы при нагревании в процессе сварки энергично вступают в реакцию с кислородом воздуха или сварочного пламени (при сварке окислительным пламенем), образуя окислы, которые имеют более высокую to плавления, чем металл. Окислы покрывают капли расплавленного металла тонкой пленкой и этим сильно затрудняют плавление частиц металла при сварке. 

36. Технология нанесения покрытий напылением. Пути повышения сцепляемости покрытий, свойства нанесенных покрытий.

Напыление - это способ получения покрытий из нагретых и распыленных частиц, получаемых в результате газотермического диспергирования исходного напыляемого материала покрытия с использованием транспортирующей среды, при соударении которых с основой или подслоем ранее напыленного материала происходит их соединение посредством сварки, химического или механического сцепления.

Технологический процесс напыления материала в общем виде включает * такие операции:

• 
  предварительную обработку наносимого материала;
  
• 
  предварительную механическую обработку восстанавливаемой поверхности;
  
• 
  подготовку восстанавливаемой поверхности (нарезание «рваной» резьбы, дробеструйная обработка, обезжиривание);
  
• 
  изоляцию поверхностей, не подлежащих напылению (установка заглушек в масляные каналы детали, выходящие в зону напыляемых поверхностей, установка экранов, нанесение лака);
  
• 
  нагрев детали;
  
• 
  нанесение подслоя;
  
• 
  нанесение основного покрытия;
  
• 
  оплавление покрытия;
  
• 
  выдержку деталей в термосе;
  
• 
  снятие экранов и заглушек, очистку детали.
  

Операции предварительной подготовки наносимого материала необходимы для достижения требуемой прочности соединения покрытия с восстанавливаемой поверхностью. Предварительная механическая обработка восстанавливаемых поверхностей необходима для придания правильной геометрической формы восстанавливаемым элементам и обеспечения равномерной толщины будущих покрытий.

Прочность соединения покрытия е основой является одной из эксплуатационных характеристик. Ее увеличивают путем;

• 
  создания неровностей и шероховатостей поверхности дробеструйной
  

обработкой и наклепа поверхности, что придает ей большую химическую активность; '

• 
  очистки поверхности от загрязнений, оксидных и жировых пленок, достигаемой механическими и химическими способами (обезжиривание, травление, ультразвуковая очистка в моющих растворах);
  
• 
  нанесения промежуточного слоя (подслоя) любым способом;
  
• 
  предварительного подогрева поверхности до температуры - 150...250°С.
  

37. Восстановление деталей автоматической наплавкой под флюсом.

Отличительной особенностью процесса автоматической сварки под флюсом является то, что сварочная дуга горит не на открытом воздухе, а под слоем зернистого сыпучего флюса. Под действием тепла дуги расплавляется основной металл детали, электродная проволока и часть флюса, непосредственно прилегающая к зоне наплавки. Электродная проволока подаётся вниз в зону наплавки со скоростью её плавления, плавится и переходит в пол в виде отдельных капель.

Расплавленный флюс образует плотную эластичную оболочку флюсо-газовый пузырь. Поверх этого пузыря находится слой жидкого шлака, (см. “Разрез горения дуги под флюсом”). Флюсово-газовый пузырь надёжно защищает расплавленный металл от вредного воздействия кислорода и азота в воздухе, а также предохраняет металл от разбрызгивания.

Во флюсово-газовом пузыре создаётся большое давление газов, которое оттесняет часть жидкого металла в сторону противоположную направлению наплавки. После остывания жидкого металла образуется наплавленный слой покрытый затвердевшей шлаковой коркой.

Шлаковая корка удаляется с поверхности наплавленного металла лёгкими ударами молотка или зубила в торец корки. При наплавке больших цилиндрических или конических изделий её удаляют специальным скребком.

Преимущество автоматической наплавки под слоем флюса по сравнению с ручной электродуговой наплавкой:

1. Автоматическая наплавка повышает производительность труда на сварочно-наплавочных работах в 6-7 раз.

2. В результате рационального использования тепла дуги уменьшается расход электроэнергии. При ручной сварке на 1 кг наплавленного металла расходуется 6-7 квт-ч электроэнергии, а при автоматической – 3,5 квт-ч.

3. Потери электродного материала в виде огарков на разбрызгивании и угар при ручной наплавке составляет 20-30%, а при автоматической наплавке под флюсом не более 2-4%.

4. При автоматической наплавке качество наплавленного слоя не зависит от квалификаций сварщика, в то время как при ручной наплавке качество слоя в значительной степени определяется квалификацией рабочего.

Высокая производительность труда при автоматической наплавке под слоем флюса объясняется тем, что допускается большие плотности тока (150-200) без опасности разогрева электрода, т. к ток подводится через контакт на небольшом расстоянии от конца электрода.

Автоматическая наплавка нашла широкое применение при восстановлении деталей тракторов и с.-х. машин (катки, оси, колёса). Восстановить детали менее 50 мм наплавкой под флюсом не рационально т. к. сыпучий флюс не будет удерживаться на поверхности детали. Кроме того, детали будут подвергаться чрезмерному нагреву, при котором увеличивается коробление и появляется опасность их прожога. Такие детали лучше восстанавливать вибродуговой наплавкой с применением порошковой проволоки.

Станки

Для наплавки цилиндрических деталей используются токарные станки. Тип токарного станка определяется исходя из размеров восстанавливаемой детали, (высота центров станка, расстояние от патрона задней бабки). Для наплавки можно использовать изношенные останки, т. е. высокой точности от них не требуется. Число оборотов станка должно регулироваться в диапазоне 0,5 до 5 об/мин. Большинство токарных станков имеет минимальное число оборотов 10-20 об/мин. Поэтому для снижения числа оборотов установка оборудуется редуктором.

Наплавочные автоматы

Для наплавки деталей применяются наплавочные автоматы А-384Н, А-384 и др. Основные части наплавочной головки – механизм подачи проволоки с редуктором для изменения скорости её подачи, бункер для флюса с флюсопроводом и специальный мундштук для проволоки.

38. Восстановление деталей детонационным напылением.

При детонационном напылении наносимые частицы приобретают энергию во время горения и перемещения ацетиленокислородной смеси в стволе пушки. Детонация - особый вид горения газообразною топлива. Она возникает в начальный период горения смеси и распространяется по трубе со скоростью 2000-3000 м/с. Температура горения смеси при детонационном напылении достигает 5700 К, а развиваемое давление - сотен мегапаскалей. Скорость полета наносимых частиц - 600...800 м/с, а их температура - до 4000 К. Покрытия имеют малую пористость (до 0,5%) и высокую прочность соединения с подложкой (до 200 МПа).

Наносимые частицы нагреваются за счет теплообмена с высокотемпературной газовой средой и перемещаются ударной волной, возникшей в результате детонации горючей газовой смеси в стволе установки.

Установка детонационного напыления (рис. 4.8) включает охлаждаемый закрытый с одного конца ствол 5длиной 1200...2000 мм и диаметром 8...40 мм. Внутренняя полость ствола вблизи торцовой стенки образует взрывную камеРУ ® се стенке установлено запальное устройство 2 и клапанное устройство для подачи горючего и окислительного газов. В торце ствола имеется порошковый питатель У. На расстоянии 150...200 мм от среза ствола перпендикулярно к оси располагают восстанавливаемую поверхность детали.

В установке имеется камера смешивания горючих газов с окислителем. Смешивание газов необходимо для равномерного распределения газовой смеси вдоЛь ствола. Газовые потоки в камере смешивания движутся под углом друг к другу или закручиваются.

Предусмотрено устройство, исключающее обратные удары из детонационной камеры в коммуникации и афегаты установки. Ввиду того что водные затворы неэффективны, применяют газовые буфера, пламегасители и огненреградители.

Таким образом, детонация - это процесс взрывного горения горючей смеси с последующим образованием ударной волны. Эта волна перемещается от очага горения (к открытому от днища концу трубы и навстречу фронту первого пламени). Отраженная от днища взрывная волна увлекает навеску порошка и перемещает ее наружу вдоль оси ствола со сверхзвуковой скоростью. После достижения открытого конца ствола детонационная волна затихает на расстоянии за ним примерно 100 мм.

Химическая энергия горения смеси расходуется на нагрев и расширение газа, перемещение и нагрев навески порошка. Высокая температура нагрева напыляемого материала в некоторых случаях приводит даже к его испарению. Кинетическая энергия частиц в 1000 раз превосходит кинетическую энергию частиц при плазменном напылении. Превращение кинетической энергии частиц напыляемого материала в момент удара в тепловую энергию материала обеспечивает высокую прочность покрытия и отсутствие пористости.

При детонационном напылении, как и при газопламенном и плазменном, применяют металлические, оксидно-ксрамические, композитные и другие порошки. Порошки нс должны реагировать с продуктами сгорания. Средний размер частиц порошка 10...50 мкм. Детонационное напыление нашло применение при нанесении защитных и износостойких покрытий из оксидов алюминия и карбидов вольфрама, карбидокобальтовых сплавов и хрома на наружные поверхности.

39. Восстановление деталей вибродуговой наплавкой.

Вибродуговая наплавка отличает­ся от ранее рассмотренных способов наплавки, тем что в процессе восста­новления детали конец электродной проволоки совершает колебательные движения в плоскости, перпендику­лярной наплавляемой поверхности, а также тем, что наплавленный слой ме­талла принудительно охлаждается.

Процесс осуществляется неста­бильной дугой (дуга на стадии тлею­щего разряда) в сочетании с периоди­чески повторяющимся коротким за­мыканием электрической сварочной цепи. Это способствует смягчению теплового режима наплавки. Пере­нос металла в режиме коротких за­мыканий облегчает формирование наплавляемых валиков. Вибродуго­вую наплавку осуществляют на уста­новке стальной проволокой (рис. 7.14), которая подается через мундш­тук 9 до соприкосновения с поверхно­стью детали 1.

Полезность выполнения электро­дом данного колебательного цикла состоит в том, что при коротком замы­кании сварочной цепи основное коли­чество тепла практически аккумули­руется в вылете электрода и неболь­шом микрообъеме поверхностного слоя детали. При этом температура жидкой ванны достигает 1450 — 1500 °С, т. е. не превышает темпера­туры плавления металла. Это не только смягчает тепловой режим на­плавки, но и предотвращает возмож­ность выгорания и испарения химиче­ских компонентов металла. Стадия тлеющего разряда при уда­лении торца электрода от поверхно­сти детали используется для предва­рительного подогрева поверхности детали перед наплавлением очеред­ной порции металла. В отличие от стабильной дуги, температура кото­рой составляет в средней части около 6000 °С, дуга на стадии тлеющего разряда имеет температуру меньше 4000 °С, что также является факто­ром, смягчающим тепловой режим наплавки. Кроме того, молекула со­держащегося в воздухе азота при этой температуре не диссоциирует и поэтому азот остается химически нейтральным по отношению к желе­зу. Это способствует тому, что про­цесс вибродуговой автоматической наплавки деталей может обеспечить достаточно хорошее качество на­плавки без применения защитных средств (флюса, газа и др.).

В ряде случаев в зону наплавки подают охлаждающую жидкость (2,5 — 6 %-ный водный раствор кальцинированной соды или 20 %-ный водный раствор глицерина). Образу­ющийся водяной пар дополнительно защищает расплавленный металл от воздействия азота воздуха, чем способ­ствует получению валика с более высо­кими механическими свойствами.

Вибродуговая наплавка обладает рядом серьезных недостатков. Так, ограниченные объемы сварочной ванны не обеспечивают хорошего пе­ремешивания основного и наплавлен­ного металлов, что приводит к обра­зованию в последнем пор и микротре­щин. В процессе восстановления де­талей охлаждающая жидкость, пода­ваемая в зону сварки, обеспечивает закалку наплавленного валика, а на­кладываемый последующий валик частично расплавляет предыдущий и создает зону отжига, что приводит к возникновению напряженного состо­яния и увеличению трещин в наплав­ленном металле. Наращенный слой сплава имеет неоднородную структу­ру и соответственно физико-механи­ческие свойства. Поэтому у деталей, восстановленных вибродуговой на­плавкой, усталостная прочность сни­жается более чем в 2 раза. Кроме то­го, производительность вибродуговой наплавки по сравнению с наплавкой подслоем флюса значительно ниже, а безвозвратные потери электродной проволоки на угар и разбрызгивание увеличиваются в 3 — 4 раза.

Вследствие указанных причин, вибродуговая наплавка для восста­новления автомобильных деталей применяется в настоящее время ред­ко. Детали, восстанавливающиеся ранее данным способом, в настоящее время успешно наплавляются более прогрессивными методами, напри­мер, электроконтактной приваркой металлического слоя.

40. Особенности удаления старых лакокрасочных покрытий, нагара, накипи, продуктов коррозии.

Старые лакокрасочные покрытия снимают в следующих случаях:

• 
  когда какую-либо деталь кузова (либо весь кузов) необходимо перекрасить полностью
  
• 
  когда эмаль, используемая для ремонта, не совмещается с ранее нанесенным покрытием
  
• 
  когда старое покрытие отстает от металла, либо когда есть основание считать, что под покрытием протекает так называемая подпленочная коррозия
  

Однозначные признаки подпленочной коррозии: точечные пятна ржавчины, проступающие через покрытие, вздутия на покрытии, нитевидные трещины с пятнами ржавчины в местах пересечения.

Для выполнения технологической операции снятия старых покрытий используют два метода: механический и химический. При механической очистке используются металлические щетки, скребки, стамески, наждачные или карборундовые камни, шкурки и др. Механический метод более прост, однако он трудоемок, неэффективен при очистке труднодоступных мест и деталей сложной конфигурации. Во всех вышеперечисленных случаях, а также для предварительного размягчения лакокрасочных покрытий перед их механическим удалением используют смывки.

К использованию смывок прибегают в тех случаях, когда покрытие с детали нужно удалить полностью, например, когда кузов несколько раз перекрашивали, в результате чего образовалось толстое многослойное покрытие.

Смывки – специальные составы, предназначенные для удаления старых лакокрасочных покрытий. Они содержат следующие компоненты: активные растворители, загустители, замедлители испарения, разрыхлители, эмульгаторы, ингибиторы коррозии и специальные добавки.

В качестве активных растворителей в смывках наиболее широко применяют хлорированные углеводороды, чаще всего метиленхлорид, в смеси с другими растворителями – спиртами, кетонами, сложными эфирами. При нанесении на лакокрасочное покрытие смывка размягчает покрытие, ослабляет его адгезию к металлу. Отслоившееся покрытие легко удаляется механическим способом.

На больших авторемонтных предприятиях используют более простой способ удаления старой краски с кузовов: их погружают в ванну с горячим раствором каустика, а потом промывают горячей водой.

Для снятия покрытий с отдельных частей кузова автомобиля, а также при проведении ремонта наибольшее распространение получили смывки на основе органических растворителей.

41. Значение и задачи очистки при ремонте автомобилей. Виды и характеристики загрязнений.

Загрязнения, встречающиеся при ремонте и обслуживании машин и оборудо­вания, различны по природе образования, условиям формирования, прочности, адгезии. Они представляют собой продукты как органических, так и неорганиче­ских соединений, их условно можно разделить на три основных вида: общие, технологические и смешанные. Обычно в условиях эксплуатации поверхности автомобилей загрязнены не одним видом, а комплексами разнообразных загряз­нений, несвоевременное и некачественное удаление которых приводит к интен­сификации процесса старения автомобиля и его агрегатов.

Механические свойства загрязнений изменяются в широких пределах: от свойств вязких веществ (масел), вязко-пластичных (смазок), в том числе мазеоб­разных (осадков), до свойств тел, обладающих пылеватой структурой (частицы почвы, атмосферная пыль), и твердых прочных образований (накипь, нагары и ДР).

Характер загрязнений наружных поверхностей автомобилей зависит от условий эксплуатации и вида выполняемых работ. В атмосферном воздухе все­ содержится определенное количество пыли, которая в процессе эксплуата­ции автомобилей осаждается на их наружных и внутренних поверхностях.

Присутствующие в составе атмосферной пыли маслянистые загрязнения и попадающие в процессе эксплуатации автомобилей остатки топливно-смазочных материалов усложняют процесс очистки поверхностей, придавая им определен­ную мягкость, которая интенсифицирует рост адгезии атмосферной пыли с дета­лями. Еще большей адгезией с очищаемыми поверхностями обладают загрязне­ния продуктов переработки эксплуатационных материалов (ТСМ, воды и др.).

По связи с очищаемой поверхностью все загрязнения можно разделить на три основные группы, которые различаются трудностью удаления загрязнений и их физико-химическими и механическими свойствами.

Первая группа - адгезионно-связанные (слабосвязанные загрязнения без примесей органических веществ).

Вторая группа - поверхностно адсорбционно-связанные (слабосвязанные загрязнения с примесью органических веществ, до 35 %).

Третья группа - прочно (глубинно)-связанные (загрязнения, которые содер­жат в составе цементирующие и прочно склеивающие вещества).

Адгезионно-связанные загрязнения - смесь хаотичных по ориентации и размерам частиц почвы, дорожной, атмосферной пыли с малым содержанием ор­ганических веществ (до 5...6%), удерживаемых на поверхности только за счет молекулярных и электростатических сил.

Поверхностно адсорбционно-связанные загрязнения представляют собой ос­татки топливно-смазочных материалов, осадки смолистых отложений с большим содержанием органических веществ (более 6%), которые удерживаются на поверхности не только за счет молекулярных и электростатических сил, но и за счет частичного поглощения загрязнений твердой поверхностью.

Прочно (глубинно)-связанные загрязнения состоят из лаков, полимеризованных смолистых отложений, нагара, краски, литейного и сварочного конгломератов, продуктов коррозии, окалины, накипи

42. Восстановление и ремонт шестерен.

Зубчатые колеса выходят из строя по двум основным причинам: по износу зубьев и по поломкам их.

Износ обычно является следствием:

1) неполного сцепления

2) повышенного трения (постепенный износ).

Износ в первом случае является, главным образом, результатом плохого монтажа и при правильной сборке (строгом соблюдении радиального зазора) обычно отсутствует. Однако изменение радиального зазора может быть также следствием выработки вкладышей подшипников, причем в результате выработки подшипников может быть как увеличение радиального зазора, так и его уменьшение (работа в распор).

Если нагрузка на вкладыши передается в стороны, противоположные сцеплению в процессе работы по мере выработки вкладышей возможно увеличение радиального зазора.

Если нагрузка на вкладыши передается в сторону оцепления (например, у зубчатых колес бегунков кранов, в процессе работы по мере выработки вкладыша (в данном примере вкладыша бегунка) возможно уменьшение радиального зазора.

В обоих случаях после смены вкладышей радиальный зазор восстанавливается.

Постепенный износ от повышенного трения зависит от ряда условий, в число которых входит твердость материала, из которого изготовлены шестерни, термообработка, правильность подбора смазки, недостаточная чистота масла и несвоевременность смены его, перегрузка передачи и т. п.

Правильный монтаж и хороший надзор в процессе эксплуатации — основные условия продолжительной и бесперебойной работы оборудования.

Поломки зубьев шестерен происходят по следующим причинам: перегрузка шестерен, односторонняя (с одного конца зуба) нагрузка, подрез зуба, незаметные трещины в материале заготовки и микротрещины, как результат плохо проведенной термообработки, слабая сопротивляемость металла толчкам (в частности, как следствие непроведения отжига отливок и поковок), повышенные удары, попадание между зубьями твердых предметов и т.д.

Как правило, зубчатые колеса с изношенными и поломанными зубьями подлежат не ремонту, а замене, причем замену рекомендуется производить одновременно обоих колес, входящих в данное зацепление. Однако, когда в зацеплении большое колесо во много раз превышает размер малого, необходимо своевременно заменить малое колесо, которое изнашивается быстрее большого примерно в передаточное число раз. Своевременная замена малого колеса предохранит от износа большое колесо.

Износ зубьев зубчатых колес не должен превышать 10—20 %^: толщины зуба, считая по дуге начальной окружности. В малоответственных передачах износ зубьев допускается до 30% толщины зуба, в передачах ответственных механизмов значительно ниже (например, для механизмов подъема груза износ не должен превышать 15%: толщины зуба,- а у зубчатых колес механизмов подъема кранов, транспортирующих жидкий и горячий металл — до 10%').

Шестерни с цементированными зубьями следует заменять при износе слоя цементации свыше 80 %1 его толщины, а также при растрескивании, выкрашивании или отлущивании цементированного слоя.

При поломке зубьев, но не более двух подряд в не особо ответственных передачах (например, механизмы передвижения кранов) допускается восстановление их, которое производится следующим способом: поломанные зубья вырубают до основания, по ширине зуба просверливают два-три отверстия и в них нарезают резьбу, изготовляют шпильки и туго ввертывают их в подготовленные отверстия, приваривают шпильки к шестерне и электросваркой наплавляют металл, придавая ему форму зуба, на зуборезном, фрезерном или строгальном станке или путем опиливания вручную придают наплавленному металлу форму зуба, после чего восстановленный профиль проверяют сцеплением с сопряженной деталью и по шаблону.

43. Классификация способов очистки. Струйная, погружная и специальные способы очистки. Применяемое оборудование.