Технология. Конспект лекций для студентов 4го и 5го курсов фтс в апк по специальности 174 06 03 Ремонтнообслуживающее производство в сельском хозяйстве
 Скачать 1.92 Mb.
|
|
Тема 4 Технологические рекомендации по восстановлению алюминиевых и чугунных деталей План: 4.1 Технологические особенности сварки деталей из алюминиевых сплавов. 4.2 Технология ручной дуговой и газовой сварки алюминиевых деталей. 4.3 Технология аргонодуговой сварки алюминиевых деталей. 4.4. Технология сварки чугунных деталей с применением самозащитой проволоки ПАНЧ-11. 4.1 Технологические особенности сварки деталей из алюминиевых сплавов Алюминий (Тпл = 658 ˚С) и его сплавы относятся к трудно свариваемым материалам. Основными причинами трудной свариваемости алюминия и его сплавов являются: − образование окиси алюминия (Al2O3) на свариваемой поверхности. Окись алюминия является тугоплавкой. Температура ее плавления составляет 2030–2050 ˚С. Она тяжелее основного металла. Окись алюминия в виде твердых частиц погружается на дно жидкой ванны и препятствует сплавлению; − алюминий в расплавляемом состоянии значительно поглощает водород и при затвердевании образуются поры; − при нагревании алюминий и его сплавы не изменяют своего цвета, что затрудняет определение момента начала плавления; − при температуре 400–450 ˚С алюминий очень сильно теряет свою прочность и легко разрушается от действия собственной массы. Эти особенности необходимо учитывать при дуговой, газовой и аргоно-дуговой сварке. 4.2 Технология ручной дуговой и газовой сварки алюминиевых деталей Для изготовления деталей сельскохозяйственной техники наиболее часто применяют литейные сплавы алюминия. К ним относятся сплавы системы: Al-Si. Сплавы Аl с Si называются силуминами. Содержание в них кремния составляет от 4 до 13% . К ним относятся сплавы: АЛ9 (6–8% Si), АЛ4 (8–10,5% Si), АЛ2 (10–13% Si). Из этих сплавов изготавливают блоки цилиндров, картеры, корпуса компрессоров. К жаропрочным сплавам относятся: АЛ1 (1,25–1,75% Mg и 3,75–4,5 % Сu); АЛ21 (0,8–1,3% Mg и 4,6–6% Си); АЛ33 (5,5–6,2% Сu). Их используют для изготовления головок цилиндров и других деталей, работающих при температуре 275–300 ˚С. Наиболее распространенными при устранении дефектов являются способы дуговой и газовой сварки деталей. Дуговую сварку выполняют специальными или угольными электродами. Сварку угольными электродами ведут на постоянном токе прямой полярности. При этом способе сварки основной и присадочный материалы расплавляют дугой между неплавящимся электродом и деталью. Неплавящимся электродом является угольный или графитовый стержень Ø 10–18 мм и дли- ной 200–300 мм. Перед сваркой деталь нагревают до 250–300 ˚С. Оксидную пленку удаляют с помощью флюса АФ-4А. Детали толщиной до 2 мм сваривают без присадочного материала и разделки кромок. Детали толщиной свыше 2 мм сваривают с разделкой кромки. Сварку специальными электродами выполняют короткой дугой при обратной полярности. Ток составляет не более 40 А на 1 мм диаметра электрода. Скорость сварки составляет 0,4–0,6 м/мин напряжение холостого хода рекомендуется 60–70 В. Такими параметрами обладают следующие источники питания дуги: ВДГ-601; ВДУ-504. Применяют электроды ОЗА-1 или ОЗА-2. Электроды ОЗА-1 рекомендуются для сварки алюминия. Алюминиевые сплавы сваривают электродами ОЗА-2. Диаметр электродов 4–6 мм. Рекомендуется предварительно осуществлять местный нагрев детали. Температура нагрева 250–350 ˚С. Газовую сварку рекомендуется осуществлять с применением флюса АФ-4А. Флюс предназначен для растворения оксидной пленки Al2O3. Перед сваркой деталь очищают. Место сварки тщательно зачищают металлической щеткой. Затем протирают ацетоном (обезжиривают). Деталь нагревают до 250–350 ˚С. По кромкам трещин насыпают флюс. Восстановительным пламенем нагревают место сварки и присадочный пруток. После сварки остатки флюса удаляют промывкой горячей водой. При газовой сварке алюминиевых сплавов используют ацетилен. Допускается применять бутановую смесь. Для сварки деталей из алюминиевых сплавов с толщиной стенки до 5 мм применяют левый способ сварки, при толщине более 5 мм — правый. 4.3 Технология аргонодуговой сварки алюминиевых деталей При аргонодуговой сварке алюминиевых деталей дуга горит между деталью и вольфрамовым электродом. В зону дуги подается аргон под определенным давлением. Аргон предохраняет расплавленный и присадочный металл от окисления. Технологический процесс восстановления алюминиевых деталей включает следующие операции: — подготовку дефектной поверхности и присадочной проволоки; — сварку; — механическую обработку сварных швов; — контрольную. Поверхность детали и присадочный материал перед сваркой рекомендуется подвергнуть очистке. Необходимо удалить масло, загрязнения и оксидную пленку. После очистки присадочный материал промывают в холодной воде и просушивают при температуре 60–100 ˚С. Сварку выполняют установками переменного тока УДГ-301, УДГ-501, или постоянного тока ТИР-630. Применяется неплавящийся вольфрамовый электрод. Сварочную дугу возбуждают на графитовой пластине и после достаточного накала переносят на деталь. Режимы выбирают в зависимости от толщины стенки свариваемой детали. Выбирают диаметр вольфрамового электрода и ток. Чем меньше толщина стенки, тем меньше диаметр электрода и ток. В целом, к технологическим параметрам сварочных режимов относят: толщину свариваемого металла; диаметр вольфрамового электрода; диаметр присадочной поволоки; расход защитного газа; ток сварочный; скорость сварки. Режим сварки при толщине стенки 4–6 мм рекомендуется соблюдать в следующих интервалах: — диаметр вольфрамового электрода 4–5 мм; — диаметр присадочной поволоки 3–4 мм; — расход аргона 7–10 л/мин; — ток 170–230А; — скорость наплавки 0,3–0,5 м/мин. Особые требования предъявляются к технике сварки. Угол между присадочным материалом и вольфрамовым электродом должен составлять примерно 90˚ (прямой). Ось электрода (вольфрамового) должна быть наклонена в сторону на угол 20–60˚. Сварку стенок толщиной до 10 мм обычно ведут справа налево (левым способом). Детали до 3 мм заваривают, не разделывая кромки. Детали толщиной свыше 3 мм заваривают, разделывая кромки под углом 70–90˚.    70–90˚ более 3 мм          4.4 Технология сварки чугунных деталей с применением самозащитной проволоки ПАНЧ-11 или ПАНЧ-12 Дуговая сварка самозащитной проволокой сплошного сечения на никелевой основе ПАНЧ-11 или ПАНЧ-12, разработанной ИЭС им. Е.О. Патона, предназначена для сварки сложных деталей в труднодоступных местах во всех пространственных положениях. Сварку ведут в 1–2 прохода. Применяют для восстановления блоков цилиндров, головок цилиндров, картеров пусковых двигателей, а также тонкостенных изделий (5–10 мм) из серого, ковкого и высокопрочного чугуна при их ремонте. Сварка осуществляется открытой дугой без дополнительной защиты газом или флюсом. Разбрызгивание металла незначительное. Глубина проплавления основного металла 1,5–2 мм. Сплавление с основой хорошее. Технологическими параметрами сварки проволокой ПАНЧ-11 являются: − скорость подачи проволоки, рекомендуемая в пределах 1,8–2 м/мин; − скорость сварки (наплавки) 0,08 м/мин. При сварке чугунных деталей необходимо: − определить границы повреждений (рис. 3.6, 3.7, 3.8); − засверлить сверлом Ø 3–4 мм насквозь на удалении 5–10 мм от видимого конца трещины (рис. 3.6, 3.7, 3.8); − зачистить с обеих сторон трещину на расстоянии 20–25 мм до металлического блеска (рис. 3.8); − произвести разделку трещины при толщине стенки более 5 мм (рис. 3.8); − разметить трещину на участки длиной 25–30 мм; − установить последовательность нанесения сварных валиков по участкам (рис. 3.6); − произвести заварку трещины по концам; − проковать сварной валик и охладить до плюс 50–60 ˚С; − нанести очередной валик согласно принятой схеме, проковать и охладить до температуры плюс 50–60 ˚С; − произвести контроль качества сварных швов. Сварка осуществляется с применением источников питания постоянного тока. Применяются выпрямители ВДУ-501, ВДУ-301, ВС-300 и т.п. Для сварки используют полуавтоматы ПДГ-301, А-825, А-547У и др. Механические свойства металла следующие: в = 500 МПа, т = 300 МПа, = 20%, НВ 160–180, прочность сварных соединений не менее 95% прочности основного металла. Контрольные вопросы Изложите технологию газовой сварки деталей из алюминиевых сплавов. Изложите технологию дуговой сварки деталей из алюминиевых сплавов. Изложите технологию аргонодуговой сварки деталей из алюминиевых сплавов. Изложите технологию сварки чугунных деталей с применением проволоки ПАНЧ-11 или ПАНЧ-12. Приведите схему одного из вариантов последовательности и направления заварки трещины с применением проволоки ПАНЧ-11. Приведите схему односторонней разделки трещины при толщине стенки до 10 мм. Приведите схему двухсторонней разделки трещины при толщине стенки более 10 мм. Приведите схему варианта разделки трещины для усиленного шва с применением проволоки ПАНЧ-11. Литература 1. Восстановление деталей машин : справочник / Под ред. В. П. Иванова. — Москва : Машиностроение, 2003. — 672 с. 2. Восстановление деталей из алюминия и его сплавов сваркой : метод. указания к лаб. раб. — Минск : УО БГАТУ, 2000. — 18 с. 3. Восстановление чугунных деталей сваркой : метод. указания к лаб. раб. — Минск : УО БГАТУ, 2000. — 20 с. Тема 5 Применение наплавочных способов и материалов при восстановлении и упрочнении деталей План: 5.1 Технологические рекомендации по восстановлению и упрочнению деталей наплавочными способами. 5.2 Технологические способы наплавки и их свойства. 5.3 Сущность, область применения и технология наплавки деталей. 5.4 Виды наплавочных материалов и их назначение. 5.1 Технологические рекомендации по восстановлению и упрочнению деталей наплавочными способами Наплавочные способы позволяют получить на поверхностях деталей покрытия любой толщины, необходимого химического состава, с различными служебными свойствами: износостойкостью, жаропрочностью, кислотостойкостью. Наплавка покрытий — это процесс нанесения покрытия из расплавленного материала на разогретую до температуры плавления поверхность восстанавливаемой детали. В ремонтном производстве наплавку покрытий применяют для проведения работ по восстановлению размеров, формы и расположения изношенных элементов детали. Задача, решаемая при наплавке покрытий, получить покрытие без пор, необходимой толщины, прочно соединенное с поверхностью детали, нужного химического состава и с заданной структурой. Перед наплавкой наплавочные материалы (электроды) очищают и прокаливают. Поверхности деталей предварительно обрабатывают и при необходимости нагревают. Наплавочные материалы прокаливают при следующей температуре: − электроды с высокорутиловым покрытием — 80–120 ˚С; − электроды с карбонатно-рутиловым покрытием — 200–250 ˚С; − электроды с графитсодержащим покрытием — 150–200 ˚С; − электроды с покрытием основного типа — 300–350 ˚С; − порошковые проволоки, содержащие керамический флюс — 250–300 ˚С; − порошковые проволоки, содержащие плавленый флюс — 250–400 ˚С. Для прокаливания используют нагревательные печи типа СНОЛ-1. Детали перед наплавкой очищают. Удалению подлежат ржавчина, масло, влага, пыль. Ржавчину удаляют дисковым или ленточным инструментом. Может применяться дробеструйная обработка. С помощью предварительной обработки удаляют микротрещины, следы изнашивания и т.п. Предварительный нагрев изделий непосредственно перед наплавкой служит предотвращению растрескивания наплавленного покрытия. Нагрев ведется горелками или токами высокой частоты (высокочастотный нагрев). При выборе способа нанесения металлопокрытия следует учитывать технологические особенности наплавочных методов. К их числу следует отнести: − окисление металла; − поглощение азота; − выгорание легирующих примесей; − нагрев материала детали выше температуры фазовых превращений; − нарушение термообработки материала детали; − коробление детали, трещины и отколы. Эти процессы обусловливают отличие металла шва от основного металла, появление зоны термического влияния. При этом необходимо учитывать также сварочные свойства металла. Обоснование выбора наплавочного способа и материала относится к числу самых сложных вопросов. При выборе способа и наплавочного материала рекомендуется учитывать: − условия работы детали (давление на рабочую поверхность, скорость относительного перемещения, ударные нагрузки и их уровень); − материал детали, химический состав, физико-механические свойства, свариваемость; − геометрические размеры и конфигурацию поверхности детали; − величину и характер износа деталей, возможность многократного использования металлопокрытий с заданными служебными свойствами; − характер производства (индивидуальное, серийное, массовое); − возможность создания более совершенной конструкции детали. Считается, что химический состав и структурное состояние наплавленного покрытия предопределяют ресурс восстанавливаемого или упрочняемого изделия. 5.2 Технологические способы наплавки и их свойства К числу наплавочных способов, наиболее часто применяемых при восстановлении и упрочнении деталей основных сопряжений тракторов, автомобилей, комбайнов и других сельхозмашин, относятся: − наплавка под флюсом; − наплавка в защитных газах; − наплавка порошковыми проволоками; − наплавка вибрирующим электродом в жидкости; − плазменная наплавка; − электроконтактная наплавка (лент, порошков); − наплавка электродными лентами; − электрошлаковая наплавка; − заливка жидким металлом; − широкослойная наплавка по присадочной ленте; − наплавка намораживанием (диффузионное намораживание); − индукционная наплавка; − дуговая точечная наплавка; − ручная аргонодуговая наплавка; − стыко-шлаковая наплавка. Свойства технологических способов, определяющих качество восстановления деталей, можно разделить на 4 группы: технические; экономические; эргономические; экологические (безопасность и защита среды). К техническим свойствам технологических способов относятся: надежность, точность, стабильность, уровень механизации и автоматизации, контролепригодность, управляемость, полнота восстановления параметров, унификация и стандартизация, патентная чистота. К экономическим свойствам технологических способов относятся: производительность, номенклатура, распространенность, кратность восстановления детали, трудоемкость, себестоимость работ, энергоемкость. К эргономическим свойствам технологических способов относятся: удобство выполнения операций, гигиеничность. К экологическим свойствам технологических способов относятся: токсичность, шумность, взрывоопасность, загрязнение окружающей среды. Основные показатели отдельных наплавочных способов приведены в табл. 3.2. Таблица 3.2 Показатели технологических методов наплавки
Технологическому расчету и обоснованию при использовании электродуговых методов наплавки подлежат: диаметр электрода, плотность тока и ток, производительность. Они выполняются в следующей последовательности: 1. В зависимости от толщины стенки детали или толщины покрытий назначают диаметр электрода (dэ). Обычно он составляет 1,6–2,5 мм. 2. Принимают плотность тока (i) в А/мм2. Она рекомендуется при ручной дуговой наплавке 10–30 А/мм2; при автоматической наплавке под флюсом 100–200 А /мм2; при наплавке в среде защитного газа > 200 А/мм2. 3. Рассчитывают сварочный ток:  (3.23)4. Уточняют часовую производительность:  , г/ч, (3.24)где αн — коэффициент наплавки, г/А·ч. Численные значения коэффициента наплавки равны: при ручной наплавке электродами с тонкослойной обмазкой 7,8–8,5; с толстослойной — 10–14; под флюсом — 15–20, вибродуговой — 8–10, в среде СО2 — 12–14. Средний расход электроэнергии на 1кг наплавленного металла при ручной дуговой наплавке на переменном токе составляет 3,5–4,5 кВт·ч, на постоянном токе 7–8 кВт·ч. Анализируются геометрические характеристики наплавленного валика и уточняется доля основного металла в металлопокрытии. Рассмотрим схему, поясняющую геометрические характеристики наплавленного валика ленточным электродом под флюсом на плоскую поверхность (рис. 3.9, а) и с применением электродной проволоки (рис. 3.9, б).                               Вв     So Sн  основной металл Sн      а)    Sн  основной металл    б) Рис 3.9 Геометрические характеристики сварочного валика: Вв — ширина, мм; hп — глубина проплавления, мм; c — высота, мм; So — площадь проплавления основного металла, мм2; SH— площадь сечения наплавленной части валика, мм2 При однослойном покрытии доля основного металла в наплавленном (γ) определяется отношением:  (3.25) 5.3 Сущность, область применения и технология наплавки деталей Наплавка в среде углекислого газа (НСУГ). Сущность способа состоит в том, что при НСУГ дуга между электродом и наплавляемой поверхностью горит в струе СО2, который защищает расплавленный металл от воздействия кислорода и азота. НСУГ применяют для наращивания валов диаметром 10 мм и более. Толщина наплавляемого слоя составляет 0,8–4,0 мм. Наплавка осуществляется на постоянном токе обратной полярности. Наплавочный пост комплектуется либо установкой типа УД-209, УД-609.04, УД-609.06 в комплекте с источником питания, либо токарным станком в комплекте с наплавочной головкой и источником питания. На ремонтных предприятиях применяют наплавочные головки типа АБС; А-384; А-409; ОКС-1252М и др. Они монтируются на суппорте токарного станка. В качестве источников тока рекомендуется ВС-200, ВС-300, ВС-400, ПСГ-350 и др. Производительность НСУГ составляет 1,5–8 кг/ч, удельная трудоемкость — 14–21 ч/м2, удельная энергоемкость — 250 кВт·ч/м2, площадь оборудования рабочего места составляет 12–14 м2. Твердость наплавленного металла в зависимости от марки и типа электродной проволоки 200–300 НВ. После наплавки с целью повышения твердости может производиться упрочнение закалкой с нагревом ТВЧ или электромеханической обработкой. Наплавка под флюсом (НПФ). Сущность способа заключается в том, что электрическая дуга между электродом и поверхностью детали горит под слоем сухого и гранулированного флюса, (как правило, марки АН-348А). Этот способ применяют, как правило, для наплавки наружных поверхностей цилиндрических деталей, при их диаметре более 50 мм. Толщина наплавляемого слоя более 3 мм. Может осуществляться одно- и многослойная наплавка. НПФ ведется как на постоянном, так и на переменном токе. Наплавочный пост состоит: из специальной установки типа УД 609.03 с источником питания или токарного станка для вращения заготовки, источника тока и наплавочной головки. В качестве источника тока рекомендуются преобразователи ПСГ-500; выпрямители ВС-300, ВДУ-504, ВС-600, ВДГ-301; трансформаторы ТСД-500, ТСД-1000 и др. Для НПФ применяют наплавочные головки типа А-580, ОКС-1031Б и др. Они монтируются на суппорте токарного станка или специальной установки. В настоящее время разработаны и применяются многоэлектродные наплавочные головки типа АМН-3. Известны примеры НПФ с использованием ленточных электродов. Производительность НПФ одним электродом находится в пределах 2–15 кг/ч или 0,033 м2/ч, многоэлектродной — 5–30 кг/ч, или 0,060 м2/ч, электродной лентой — 5–30 кг/ч или 0,060 м2/ч. Удельная трудоемкость восстановления с использованием НПФ составляет 21–24 ч/м2. Удельная энергоемкость НПФ равна 290 кВт·ч/м2. Площадь, занимаемая оборудованием, составляет 12–14 м2. Твердость наплавляемого слоя может обеспечиваться в пределах 20–60 НRСв зависимости от применяемых наплавочных металлов (электродов и состава флюса). Электрошлаковая наплавка (ЭШН). Сущность процесса ЭШН состоит в том, что в пространстве, образованном плоскостью наплавляемого изделия и формирующим кристаллизатором, создается ванна расплавленного шлака, в которую подается электродная проволока. Ток, проходя через расплавленный шлак между электродом и деталью, нагревает, шлаковую ванну (флюс АН-22, АН-348А) до температуры свыше 2000 К. Электродный и основной металлы оплавляются, образуя металлическую ванну, при затвердевании которой создается наплавленный слой.  Рис. 3.10 Схема электрошлаковой наплавки: 1 — кристаллизатор; 2 — шлаковая ванна; 3 — электрод; 4 — индуктор; 5 — дозатор легирующих добавок; 6 — крупногабаритные диски; 7 — восстанавливающая деталь; 8 — оправка; 9 — наплавленный слой При ЭШН опорных катков процесс осуществляется при следующих режимах: напряжение 36–40 В; ток 800–900 А; скорость подачи проволоки 3–3,5 м/мин; число электродов 2; диаметр электродной проволоки 3 мм; материал электродной проволоки Св-08; скорость подачи проволоки 50–85 м/мин. Для ЭШН можно использовать автомат А-1416. В качестве источника питания применяют серийный сварочный трансформатор ТДФЖ-2002. При ЭШН производительность составляет 16,0–30,0 кг/ч, расход электроэнергии — 2,5 кВт·ч/кг, потери электродного материала — 1,5–2%, доля основного металла в наплавленном 10–20%. Заливка жидким металлом. Сущность способа заливки жидким металлом заключается в том, что жидкий металл наливают на изношенную поверхность детали, нагретой до 1373–1423 К и помещенной в металлический кокиль. Способ включает: очитку изношенной поверхности; покрытие этой поверхности лаком № 302 толщиной слоя 0,5–0,8 мм; естественную сушку в течение суток; предварительный нагрев заготовки до 1223–1323 К и установку в металлический кокиль; выплавку присадочного сплава; заливку жидкого сплава в зазор между изношенной поверхностью и стенкой металлического кокиля. Для плавки металла и предварительного подогрева заготовки применяются высокочастотные установки. Перемещение заготовки осуществляют специальные установки и манипуляторы. Например, при восстановлении опорных катков гусеничных тракторов используют установку УНК-6-4. В качестве присадочного сплава используют серый чугун СЧ 15, СЧ 18, СЧ 21. Способ заливки жидким металлом разработан ИПЛ АН Украины и ИЭС им. Е.О. Патона. Индукционная наплавка (ИН). Сущность этого способа заключается в использовании индукционного нагрева (т.в.ч.). Присадочный металл предварительно наносят на поверхность изделия. Затем помещают в индуктор. Изделие нагревается в высокочастотном поле до определенной температуры, необходимой для расплавления присадочного сплава. Наплавляют плоские детали: лемехи, ножи бульдозеров, лапы культиваторов, полевые доски и т.п. Толщина наплавляемого слоя составляет 0,3–2,5 мм. Для ИН используют высокочастотные установки типа ВЧГ — 100/0,066 (100 кВт, 66 кГц). В качестве наплавочных материалов используют сплавы ПС-15-30; ПС-14-60;ПС-14-80 (30,60 и 80% феррохром). Производительность ИН составляет до 20 кг/ч. Площадь на 1 наплавочный пост равна 36 м2. Твердость наплавленного слоя может обеспечиваться в пределах 45–60 НRСэ в зависимости от применяемых наплавочных материалов. Газопорошковая наплавка (ГПН). Технология ГПН включает: подготовку наплавляемой поверхности; наплавку; механическую обработку. Наплавляемая поверхность нагревается пламенем горелки до 350–400 ˚С (623–673 К). На нагретую поверхность детали наплавочной горелкой за один проход наносят тонкий слой порошка. Затем производят локальный нагрев покрытия до его оплавления. В образовавшуюся жидкую ванну подается горелкой очередная доза порошка. Таким образом, чередуя подачу порошка и его оплавление, производят наплавку покрытия требуемой толщины. Для ГПН применяются наплавочные горелки типа ГН-2. В комплект наплавочного поста входят: стол сварщика; горелка наплавочная ГН-2; стеллаж; редуктор кислородный (ДКП-1-65); редуктор пропановый (ДПП-1-65); шланг кислородный 12 мм; шланг пропановый 12 мм; баллон кислородный; баллон пропановый. ГПН можно наплавлять стальные и чугунные детали различной конфигурации. Производительность ГПН составляет до 1,5 кг/ч. Плазменная наплавка (ПН). ПН основана на использовании теплоты плазменной струи. Существуют различные виды ПН: − с применением присадочного материала в виде порошка; − присадочной проволокой или лентой. Можно наплавлять на плоские детали слой толщиной до 12 мм. Для ПН используется установка типа УПН-303. Для ПН проволоки и порошков предназначена установка УД 609.09. Производительность ПН составляет до 27 кг/ч. Дуговая точечная наплавка (ДТН). Сущность ДТН заключается в нанесении на поверхность изделия локальных, сопряженных между собой на величину 1/5 диаметра, твердосплавных конусов проплавления. ДТН разработана ПО «Одессапочвомаш» и ИЭС им. Е.О. Патона АН Украины. Для наплавки используются установки ДТН для малосерийного производства и установки ДТН челночного типа. Годовая производительность первого типа установок — 50 тыс. плужных лемехов, второго — 750 тыс. рыхлительных стрельчатых лап культиваторов. Технология ДТН является энергосберегающей. Расход электроэнергии в 5 раз меньше, чем при индукционной наплавке. 5.4 Виды наплавочных материалов и их назначение В настоящее время в промышленности используются наплавочные материалы широкой номенклатуры. С их помощью можно получить наплавленный металл широкой гаммы состава и структуры. Выделяются классификации наплавочных сплавов по следующим признакам: химическому составу, структуре, видам изнашивания, назначению и др. Информационными банками о наплавочных материалах и их свойствах являются: 1. ГОСТы 10051–75; 21448–75; 21449–75; 11546–75; 22366–77 и др. 2. Классификация Международного института сварки (МИС); 3. Классификация, предложенная Американским обществом по испытанию материалов (ASTM). При наплавке получили применение следующие виды наплавочных материалов: электроды, наплавочные проволоки, ленты и порошки, наплавочные порошковые смеси и прутки, флюсы. Электроды. Для ручной дуговой наплавки применяются электроды. Их типы определены ГОСТ 10057–75. Стандарт устанавливает 44 типа электродов. В ремонтном производстве получили применение следующие типы электродов: − электроды для наплавки деталей, работающих в условиях интенсивных ударных нагрузок: ОЗН-250У; ОЗН-300У; ОЗН-350У; ОЗН-400У; НР-70. − для наплавки деталей, работающих в условиях преимущественно абразивного изнашивания: Т-620; Т-590; ЭН-ИСТ-01; ЭН-ИСТ-02; ЭН-ИСТ-03; ЭН-ИСТ-04. − для наплавки деталей, работающих в условиях интенсивного абразивного изнашивания с ударными нагрузками: ВСН-6; ЦН-11; ЦН-16. Проволоки сплошного сечения. Выпускаются в соответствии с ГОСТ 2246–80 и ГОСТ 10543–98. ГОСТ 2246–80 предусматривает 77 марок сварочных проволок (Св-08, Св-08А и др.), 30 — легированной проволоки (Св-08Г2С, Св-08ГСМТ и др.). В легированной проволоке суммарное содержание легирующих элементов составляет 2,5–10%, а в высоколегированной — более 10%. ГОСТ 10543–98 предусматривает изготовление специальной наплавочной проволоки типа Нп. Сюда входят 9 марок нелегированной проволоки (Нп-25, Нп-30 и др.), 11 марок легированной (Нп-40Г, Нп-30Х5 и др.) и 11 марок высоколегированной (Нп-20Х14, Нп-Х20Н80Т и др.). Диаметр проволоки составляет от 0,3 до 8 мм (0,3; 0,5; 0,8; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,5 и 8 мм). Порошковые проволоки. Они регламентированы ГОСТ 26101–84. Диаметр проволоки составляет от 2 до 8 мм. Выпускается 23 марки порошковых проволок. Они обозначаются ПП (Порошковая проволока), например, ПП-АН-120; ПП-Нп-90Г13Н4 и др. Порошковые ленты. Применяются для широкослойной наплавки. Порошковые ленты из углеродистых сталей поставляются по ГОСТ 503–71, ГОСТ 1050–74. Для наплавки высоколегированных коррозионностойких сплавов используются ленты по ГОСТ 5632–72. Для наплавки деталей землеройных и строительных машин применяют порошковые ленты: ПЛ-У30Х30Г3ТЮ, ПЛ-У30Х25Н3С3 (ПЛ-АН101), ПЛ-У30Х25Н4С4 (ПЛ-АН102). Гранулированные порошки. Они производятся по ГОСТ 21448–75. Порошки на железной основе применяют для условий абразивного изнашивания. На никелевой основе порошки служат для повышения стойкости в условиях коррозии, эрозии и агрессивных сред. Стандартом регламентированы 5 марок порошков на основе Fe. Это высокохромистые чугуны ПГ-С27 (тип ПН-У40Х28Н2С2ВМ); ПГ-С1 (тип ПН-У30Х28Н4С40); ПГ-УС25 (тип ПН-У50Х38Н); ПГ-ФБХ-6-2 (тип ПН-У45Х35ГСР); ПГ-АН1 (тип ПТ-У25Х30СР). На никелевой основе выпускаются самофлюсующиеся, наплавочные сплавы ПГ-СР (тип ПН-ХН80С2Р2), ПГ-СР3 (тип ПН-ХН80С3Р3), ПГ-СР4 (тип ПН-ХН80С4Р4). Порошковые механические смеси. Промышленностью выпускаются: смесь КБХ, БХ, ФБХ-6-2, УС-25, псевдосплавы ПС-14-80, ПС-14-60, ПС-15-30, ПС-16-50. Они относятся к высоколегированным хромистым чугунам. Прутки на основе железа. Литые прутки на основе железа (ГОСТ 21449–75) бывают 2-х типов. Это ПР-С1 (У30Х28Н4С3) и ПР-С27 (У45Х28Н2СВМ). Они предназначаются для ручной, газовой, электродуговой наплавки неплавящимся (графитовым) электродом. Прутки выпускаются диаметром 6–8 мм. Прутки на основе кобальта. На основе кобальта выпускаются прутки 4-х марок (так называемые стеллиты). Это ПР-В3К; ПР-В3КР; ПР-3В16К; ПР-3В14КБ-1. Наплавленный сплав механически обрабатывается твердосплавным инструментом и шлифованием. Их наплавляют следующими способами: ручным, газовым или электродуговым неплавящимся электродом. Прутки ПР-В3К используются для наплавки клапанов и клапанных гнезд, ножей ножниц, бойков, направляющих шнеков. Прутки ПР-В3КР используются для наплавки зубьев дереворежущих пил и режущего инструмента. Прутками 2-х остальных марок наплавляют опоры скольжения шарошек буровых долот. Литой карбид вольфрама (релит). Выпускается наплавочный материал 2-х видов: «З» — зерновой и «ТЗ» — трубчато-зерновой. Релит «З» или «ТЗ» предназначается для наплавки бурового инструмента. Плавленые флюсы. При наплавке под флюсом необходимо определять сочетания флюсов и электродных проволок. Для ориентировочной оценки и выбора плавленых флюсов предложен показатель химической активности Аф. Различают высокоактивные (Аф > 0,6), активные (Аф = 0,3–0,6), малоактивные (Аф= 0,1–0,3) и пассивные (Аф менее 0,1) флюсы. Высокоактивные флюсы — АН-348А, ОЦС-45М. Их рекомендуется применять в сочетании с низколегированными проволоками. К активным относятся флюсы АН-26, АН-42, АН-8. Их целесообразно применять для наплавки легированных и среднелегированных сталей. Малоактивные флюсы марок ОФ-6, ОФ-10, АН-15М, АН-70, АН-28, АН-30 получили ограниченное применение. Перед употреблением их следует прокаливать при 900 ˚С. Керамические флюсы. Керамические флюсы включают ферросплавы. Температура плавления последних в 1,5–2 раза выше остальных компонентов. Поэтому керамические флюсы получают смешиванием составляющих в заданных пропорциях. Различают мелкозернистые (0,4–2,5 мм) и крупнозернистые (1,6–4,0 мм) флюсы. К числу керамических флюсов относятся: АНК-18, 19, 40; ЖСН- 1, 2, 3, 4, 5. Их применение в сочетании с малоуглеродистой проволокой Св-08 или Св-08А позволяет получить твердость в широком диапазоне: от 16–32 HRCЭ до 50–55 HRCЭ. Контрольные вопросы 1. В чем заключаются технологические рекомендации по восстановлению деталей наплавочными методами? 2. Назовите основные наплавочные способы, применяемые при восстановлении деталей машин. 3. Поясните расчет сварочного тока при восстановлении деталей наплавкой под флюсом электродной проволокой диаметром 1,8 мм. 4. Изложите сущность наплавки в среде углекислого газа. 5. Приведите примеры применения при восстановлении деталей наплавки под флюсом. 6. Изложите технологию газопорошковой наплавки при восстановлении деталей. 7. Перечислите виды наплавочных материалов, используемых при восстановлении деталей. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||