|
|
быков тех. рем.. Учебник для средних специальных учебных заведений ж д. трансп. М. Желдориздат, 2001. 559с. ил
5 в зону дуги /. Защитный газ (углекислый, аргон и др.) или смесь газов подается через сопло 2,предохраняя сварочную ванну от воздействия окружающей среды.
Электрическая дуга горит под слоем флюса/, под который высыпается из бункера по трубе-/ и предохраняет расплавленный металл шва от действия кислорода и азота воздуха. Электродвигатель 1 через редуктор б приводит во вращение подающий ролик5. Электродная проволока (лента) из бухты 7 проходит между подающим и прижимным 2 роликами со скоростью, соответствующей скорости ее плавления. Одновременно с этим вся установка движется вдоль кромок свариваемых деталей.
   I Полуавтоматическая дуговая сварка под флюсомЭлектрошлаковая сваркаАвтоматическаямногоэлектроднаянаплавкаНаплавка пластинчатым электродомЭлектродная проволока из бухты / механизмом 2 подается в держатель 4 по длинному гибкому шлангу 3. Держатель, снабженный бункером 5 для флюса, передвигают вдоль шва вручную.Свариваемые листы большой толщины (свыше 50 мм) располагаются вертикально. В зону сварки автоматически подаются сварочная проволока I и флюс 2. Дуга горит только в начале процесса, затем под толстым слоем расплавленного флюса гаснет, и тепло, выделяющееся при прохождении тока через шлак и флюс, обеспечивает расплавление флюса, проволоки и кромок свариваемого металла 4. Сварочная головка может перемещаться по свариваемым листам снизу вверх вместе с охлаждаемыми ползунами 5 и 3, которые формируют шов.Несколько электродных проволок 3, расположенных на некотором расстоянии одна от другой, подаются параллельно к наплавляемой детали /, образуя общую зону горения дуги 5. Все электроды имеют общий токопровод 4. Принцип основан на явлении автоматически перемещающейся (бегающей) дуги. Наплавка ведется под флюсом 2 или в углекислом газе.На поверхность наплавляемой детали / насыпают слой флюса 2 и кладут пластинчатый электрод 3 из малоуглеродистой листовой стали, один конец которого крепят к держателю 4. Для возбуждения электрической дуги по кромке элсктпопа насыпают стальные
1
|
2
|
3
|
Вибродуговая наплавка
Газовая сварка Газопрессовая сварка
|
опилки или мелкую стружку Я.
Дуга горит между основным металлом и пластинчатым электродом.
Легирование наплавленного металла осуществляют специальной присадкой 7. Флюс удерживается приспособлением 9 и прижимается графитным бруском 6, заключенным в металлическую оправку 5.
К детали 7 и электроду 4 подводится напряжение от источника питания постоянного или переменного тока. При подводе электрода к детали подающими роликами 5 происходит короткое замыкание электрической цени и образуется перемычка из жидкого металла.
При отводе электрода такая перемычка разрывается и возникает дуговой разряд электродного металла. Для охлаждения детали и защиты сварочной ванны от окружающей среды через сопла 2 и 3 подастся охлаждающая жидкость. Источником тепла является высокотемпературное пламя, образующееся при сгорании смеси газа с кислородом в горелке 4. Кромки свариваемых деталей 7 расплавляются пламенем 3. Одновременно расплавляется конец присадочной проволоки 2.
Свариваемые детали зажимают в захватах газопрессовой машины и центрируют.
Стыкуемые части предварительно нагревают до пластичного состояния, затем задерживают пламя в плоскости стыка и доводят металл до оплавления. Прилагают усилие Р, вследствие чего расплавленный металл выдавливается из стыка, и детали свариваются.
|
12345 234
|
1
|
2
|
3
|
Контактная сварка
|
При контактной сварке (стыковой, точечной и др.) детали / и 2 нагреваются вследствие выделения тепла в зоне контакта 4 при пропускании через них электрического тока от трансформатора 5 через токопроводы 3.
|
Г^5
|
выпускаемого промышленностью электрического и механического оборудования, инструмента и аппаратуры. Состояние средств технического оснащения сварочного производства ежегодно проверяет комиссия, состав которой утверждает руководитель каждого предприятия. Рабочие места для выполнения сварочных работ при ремонте вагонов и контейнеров должны быть оборудованы в соответствии с действующими на железнодорожном транспорте санитарными и противопожарными нормами. Одно из основных требований — свободный доступ к сварочному посту.
Производить сварку на подвижном составе, находящемся на приемоотправочных и сортировочных путях станций, запрещается.
При сварочных работах на вагонах и контейнерах обратный провод от источника питания надо присоединять в непосредственной близости от места сварки так, чтобы электрическая цепь не замыкалась через буксы, автосцепки, редукторы и другие разъемные соединения. Место присоединения обратного провода к изделию во всех случаях должно быть предварительно зачищено до металлического блеска, а сам провод надежно и плотно присоединен с помощью специального зажима (рис. 2.7, а), струбцины (рис. 2.7, б), скобы или другого подобного приспособления. При сварке на тележках с роликовыми подшипниками запрещается использовать рельсы в качестве обратного провода.
К выполнению сварочных работ допускаются сварщики, у которых имеется удостоверение установленного образца. Особо ответственные работы разрешается выполнять только высококвалифицированным специалистам.
Запрещается проверять возбуждение дуги прикасанием электрода или электрододержателя к металлическим частям вагона или контей-
Рис. 2.7. Зажим обратного провода (а) и струбцина для его присоединения к детали (б):
I — провод; 2 — губки; 3,3 — зажимной винт;
4 — скоба
нера, особенно к колесным парам, буксам, редукторам, а также к деталям, не подвергающимся ремонту сваркой. Нельзя также производить сварку на корпусах редукторов подвагонных генераторов или букс с роликовыми подшипниками без их демонтажа.
Подготовка деталей к сварке
Перед сваркой или наплавкой поверхность заготовки детали или сборочные единицы вагона (контейнера) очищают от окалины, ржавчины, краски, грязи, масла и т.п. Для очистки детали от окалины, подготовки для кромок под сварку, применяют стальные щетки, электрические или пневматические ручные шлифовальные машинки. При зачистке швов от шлака, застывших капель и брызг металла используют пневматические молотки. Допускается газопламенная очистка швов с помощью многопламенных ацетиленокислородных горелок. Остатки окислов и сгоревшей краски затем очищают механической щеткой.
Удаление дефектных швов, разделку трещин и формирование скосов на кромках элементов, изготовленных из углеродистых и низколегированных сталей, выполняют рубкой или строжкой, дуговой, воздушно-дуговой или кислородной резкой. При дуговой резке применяют специальные электроды марки ОЗР-2 или АНР-2М. Режимы резки этими электродами приведены в табл. 2.2.
Особенностью применения воздушно-дуговой резки является необходимость последующего удаления науглероженного слоя при использовании угольного (графитового) электрода. Науглероженный слой следует удалять на глубину не менее 0,5 мм в случае применения кислородной резки; кромки зачищают от шлака, натеков и капель металла.
На изделиях, изготовленных из нержавеющей и двухслойных сталей или из алюминиевых сплавов, все работы по удалению дефектных
Положение вала
|
Ток, А, при диаметре электрода, мм
|
ОЗР-2
|
АНР-2М
|
4
|
5
|
4
|
5
|
Нижнее
Вертикальное
Потолочное
|
180-260 180-290 180-260
|
250-350
250-350
250-350
|
150-340
130-320
150-300
|
170-370
150-350
170-330
|
швов, разделке трещин и подготовке скосов кромок должны выполняться только механическим способом. Трещины разделывают на всю глубину залегания до целого металла, а по длине — на 15-20 мм от начала и конца. Конструктивные элементы подготовленных кромок свариваемых деталей и размеры выполненных швов должны соответствовать ГОСТ 5264—80 и 11534—75 для ручной дуговой сварки, ГОСТ 14771-76 для дуговой сварки в защитных газах, ГОСТ 8713-79 и 11533-75 для дуговой сварки под флюсом. Требования к конструктивным элементам швов сварных соединений для дуговой сварки алюминия и алюминиевых сплавов указаны в ГОСТ 14806-80, для соединений из двухслойной коррозионностойкой стали — в ГОСТ 16098-80, для электрозаклепочных соединений — в ГОСТ 14776-79, для соединений при контактной сварке — в ГОСТ 15878-79, при электрошлаковой сварке — в ГОСТ 15164-78.
После удаления дефектных швов, разделки трещин и подготовки кромок обязательно зачищают поверхность ремонтируемого участка до металлического блеска на расстоянии не менее 20 мм по обе стороны от границ разделанных кромок.
Металлические конструкции вагонов и контейнеров в местах, подлежащих ремонту, а также прокат, предназначенный для изготовления отдельных элементов конструкций, при наличии искривлений и деформаций более допустимых предварительно выправляют. Правку осуществляют в холодном или горячем состоянии с применением устройств, обеспечивающих плавность приложения нагрузки. Горячую правку стальных деталей производят при температуре 900—1100°С и заканчивают при температуре не ниже 750°С. Холодную правку необходимо производить такими способами, чтобы не появлялись трещины и надрывы в металле. На подготовленных к сварке кромках ответственных элементов вагонов, вставок и накладок, выполненных с применением газоплазменной резки, на гильотинных ножницах или штампах не должно быть острых мест, выступов и неровностей. Кромки прокатных профилей разрешается оставлять без дополнительной обработки. При этом необходимо обеспечить плавность перехода от обработанного места к необработанному.
При постановке вставок и усиливающих накладок применяют фиксаторы (струбцины, болты) и различные специальные приспособления. Сборочно-сварочные кондукторы должны обладать достаточной жесткостью, обеспечивать свободный доступ к местам сварки и удобство наложения швов, исключать появление деформаций. Размеры и места наложения швов-прихваток обычно оговорены в картах технологических процессов. Прихватки очищают от шлака и брызг и, если в них обнаружены трещины, наплывы и другие дефекты, их удаляют. Все прихватки, как правило, должны быть заново переварены в процессе наложения основных швов. Соединяя встык листы разной толщины, следует обеспечить плавность перехода — на листе большей толщины сделать скос с одной или двух сторон до толщины более тонкого листа. Длину скоса L (рис. 2.8) определяют в зависимости от разности толщины свариваемых листов.
На кромках не делают скосов, если разность толщины листов не превышает указанных ниже величин:
для стальных листов при дуговой сварке:
толщина тонкого листа, мм до 3; 4-8; 9-11; 12-25; более 25
допустимая наибольшая разность
по толщине, мм 0,7; 0,6; 0,4; 5; 7
для стальных листов при автоматической и полуавтоматической сварке под флюсом
тонкого листа, мм 2-3; 4-30; 32-40; более 40
допустимая наибольшая разность по
толщине, мм 1; 2; 4; 6
для листов из алюминия и алюминиевых сплавов при дуговой сварке
толщина тонкого листа, мм 0,8-4; 5-10; 12-25; 26-54
допустимая наибольшая разность по толщине, мм 0,5; 1,2; 2 3
При сварке швов стыковых соединений деталей, у которых разность толщины не превышает указанных величин, кромки подготавливают так же, как для деталей одинаковой толщины. В этом случае конструктивные элементы подготовленных кромок и размеры шва принимают по большей толщине свариваемых деталей. При стыковом соединении элементов разной ширины на более широком выполняют скосы с уклоном 1:5 (рис. 2.9).
Рис. 2.8. Скос кромок толстых листов стыковых соединений
Рис. 2.9. Скосы концов более широких листов (а) и уголков (б)
Электроды и режимы выполнения дуговой сварки
Для ручной дуговой сварки деталей и конструкций вагонов и контейнеров применяют определенные электроды. Ниже указано назначение наиболее широко применяющихся электродов.
Если марки электродов в технологической документации не оговорены, разрешается применять электроды любых марок, предусмотренных для сварки металла, из которого изготовлена данная деталь. Чтобы не было дефектов сварки, необходимо электроды предварительно просушить при температуре 200°С в течении 40-60 мин. Электроды для свари различных марок сталей указанны в табл. 2.3.
Режимы сварки выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла и типа шва (однослойный, многослойный). Диаметр покрытых электродов определяют по толщине свариваемого элемента:
толщина свариваемого
элемента, мм 2,1-5,0; 5,1-10,06; 10,1-20,0; более 20,0;
диаметр электрода, мм 2,5-4,0; 4,0-5,0; 5,0-6,0; 6,0-8,0.
Значение сварного тока для углеродистых и низколегированных сталей подбирают в зависимости от диаметра и марки электрода по данным спецификации завода-изготовителя (табл. 2.4).
При наложении ручной дуговой сваркой многослойных швов первый слой в корне шва выполняют электродами диаметром не более 4 мм. Сварку вертикальных швов ведут электродами диаметром не более 5 мм, потолочных — диаметром 3-4 мм. Сварку двухслойных сталей, применяемых в вагоностроении для изготовления котлов спе-
Тип или марка электрода
|
Назначение
|
Э42, Э47 Э46А, Э50А Э42А, Э46А, Э50А ЭбОА
ОЗН-250У, ОЗН-ЗООУ ОЗН-350У, ОЗН-400У ЦЛ-11, ОЗЛ-7, ОЗЛ-8, ОЗЛ-Пруток Б «Комсомолец»-101 ОЗА-1, ОЗА-З
|
Сварка низкоуглеродистых сталей
Сварка среднеуглеродистых сталей
Сварка низкоуглеродистых сталей
Сварка легированных сталей повышенной прочности
Наплавка поверхностей из сталей повышенной твердости
Наплавка поверхностей из сталей повышенной твердости
Сварка нержавеющих сталей
Сварка и наплавка чугунных деталей
Сварка с наплавом меди и сплавов на медной основе
Сварка и наплавка аллюминия и аллюминиевых сплавов
|
Таблица 2.4
Группа стали
|
Марка стали
|
ГОСТ или ТУ
|
Электроды для ручной дуговой сварки
|
1
|
БСт1, ВСт1, БСт2, ВСтЗ
|
380-71
|
Э46А
|
|
|
380-71
|
Э42, Э46, Э50
|
|
|
|
Э42
|
|
15Л, 20Л, 20ФЛ
|
1050-74
|
Э50А
|
|
08, 10, 15, 20
|
1050-74
|
|
11
|
09Г2, 09Г2Д, 10Г2Б, 10Г2БД,
|
19281-73
|
|
|
09Г2С, 09Г2СД, 10Г2С1
|
|
Э42А, Э46А, Э50А
|
|
10ХСНД, 10ХНДП
|
19282-73
|
|
га
|
12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т
|
5632-72
|
Э-08Х20Н9Г2Б
|
|
06ХН28МДТ, 10Х17Н 13М2Т
|
5632-72
|
Э-09Х19Н11ГЗМ2Б
|
|
20К+10Х17Н13М2Т
|
10885-75
|
Э-09Х19Н11ГЗМ2Ф
|
|
ВСтЭ+12Х18Н10Т,
|
|
|
|
ВСтЗ+08ХН28МЦТ
|
|
|
IV
|
БСт, ВСт4
|
380-71
|
|
|
25-30
|
1050-74
|
|
|
25Л, 20ГЛ, 21ФЛ
|
|
Э42А, Э46А, Э50А
|
|
20ГФЛ
|
ТУЗ-751-73
|
|
|
18ГХТ
|
4543-71
|
|
V
|
БСт5, ВСт5
|
380-71
|
Э46А,Э50А
|
|
35.40,45
|
1050-74
|
|
VI
|
55С2, 60С2
|
14959-79
|
Э50А
|
|
38ХС
|
4543-71
|
|
циальных цистерн, осуществляют без термической обработки, по специальной технологии, которая заключается в том, что каждый слой металла сваривают предназначенным для него электродом, а переходную зону — специальным. В первую очередь заваривают основной слой согласно требованиям, предъявляемым к сварке низкоуглеродистых сталей. Сварку основного слоя металла ведут так, чтобы обеспечить полный провар и не проплавить слой высоколегированной стали (плакирующий слой). После сварки углеродистого слоя вырубают корень шва, находящийся в переходной зоне от углеродистой стали к высоколегированной, первый слой в корне выполняют специальными электродами в зависимости от марки двухслойной стали. Последующие слои можно накладывать, как при сварке нержавеющих сталей.
При дуговой сварке меди соблюдают следующие условия: детали с толщиной стенок до 6 мм разрешается сваривать без скоса кромок и предварительного подогрева; на стенках толщиной более 6 мм выполняют V-образную разделку кромок под углом 60-70°С; при сварке деталей с толщиной стенок 6-10 мм необходим предварительный их подогрев до 250°С, с толщиной стенок более 10 мм соответственно — до 350-450°С; перед сваркой кромки надо тщательно очистить от налета окислов, масла и т.п. При подварке шва с противоположной стороны обязательно производить вырубку корня шва с полным удалением шлака, непроваров, пор и т.п.; валики сварного шва следует накладывать быстрыми возвратно-поступательными движениями руки. Дуговую наплавку бронзовых деталей выполняют только бронзовыми электродами.
Для ручной дуговой сварки деталей контейнеров, кузовов вагонов, котлов цистерн и изделий внутреннего оборудования пассажирских и рефрижераторных вагонов, изготовленных из алюминиевых сплавов, применяют покрытые электроды. Так, для сварки алюминиевых сплавов АДО, АД1 предназначены электроды марки ОЗА-1, для литейных алюминиево-кремниевых сплавов (силумины) — марки ОЗА-2. Сварку выполняют постоянным током обратной полярности.
С целью удаления тугоплавкой окисной пленки с поверхности детали из алюминиевого сплава и предупреждения дефектов в сварных швах перед сваркой обязательно следует провести химическую очистку сварочной проволоки, заготовок и небольших по габаритным размерам деталей или механическую очистку и обезжиривание свариваемых кромок крупных деталей. Химическую очистку поверхности производят травлением или химическим полированием. Перед травлением необходимо удалить с деталей и сварочной проволоки краску, жировые пятна и другие загрязнения чистой обтирочной ветошью, смоченной в растворителе — бензине или техническом ацетоне. Механическую очистку деталей осуществляют металлическими проволочными щетками (диаметр проволоки из нержавеющей стали не более 0,1 мм, высота «ворса» не менее 10 мм). Щетки должны быть чистыми и обезжирены растворителями. Зачищать поверхности под сварку абразивными материалами, пескоструйной и дробеструйной обработкой, шлифовальной шкуркой не разрешается.
Наиболее предпочтителен способ сварки алюминия и его сплавов неплавящимся (вольфрамовым) электродом в среде инертного газа (аргона). В качестве электродов применяют вольфрамовые прутки или проволоку диаметром 2-6 мм марки BJI (лантанированные). Допускается использовать вольфрам марок ВИ и ВЧ. Присадочный металл и проволоку для плавящегося электрода выбирают в зависимости от марки сплава свариваемой детали: для алюминиево-марганцевых сплавов типа АМц-проволоку, близкую им по химическому составу; для алюминиево-магниевых сплавов типа АМг-проволоку этой же марки, но с увеличенным на 1-1,5% содержанием магния для компенсации его угара и повышения прочности шва (например, для сварки сплавов АМгЗ и АМг5 надо применять соответственно проволоку СвАМг5 и СвАМгб).
Дуговую сварку вольфрамовым электродом ведут переменным током на установках типов УД Г-300, УДГ-500 в следующем режиме: расход аргона 6-15 л/мин, напряжение на дуге 15-20 В, сварочный ток согласно данным табл. 2.5.
Ручную дуговую сварку вольфрамовым электродом в среде аргона применяют при ремонте холодильного оборудования рефрижераторного подвижного состава.
Полуавтоматическую сварку и наплавку порошковой проволокой (как самозащитной, так и с дополнительной защитной зоной сварки) применяют при проведении сварочных и наплавочных работ. Приме-
Таблица 2.5
Диаметр электрода, мм
|
Положение шва
|
Сварочный ток, А,
|
2-4
|
Нижнее
|
40-50
|
50-60
|
60-70
|
4-6
|
Вертикальное
|
35-45
|
45-50
|
50-60
|
8
|
Потолочное
|
30-40
|
40-45
|
45-55
|
нение этого способа определяется в каждом конкретном случае экономической эффективностью.
Автоматическая многоэлектродная наплавка применяется для восстановления поверхности со значительным износом и ведется под флюсом для деталей плоской формы и в углекислом газе для деталей цилиндрической формы.
Наплавка пластинчатым электродом применяется для восстановления изношенных тяговых и ударных поверхностей корпуса, автосцепок, а также для наплавки других деталей вагонов. Износостойкая наплавка автосцепок выполняется с применением легирующих присадок.
Вибродуговая наплавка под флюсом применяется для восстановления изношенных поверхностей деталей небольшого размера (валов электродвигателей, шеек коленчатых и распределительных валов и т.д.).
Электродуговая металлизация применяется для восстановления шеек старогодних осей типа РУ и РУ1 с роликовыми подшипниками колесных пар грузовых вагонов.
Контроль качества сварочных работ
Качество выполнения сварочных работ проверяют на всех этапах изготовления сварных конструкций. Порядок контроля указывают в картах технологического процесса. Контролю подвергают основной металл и сварочные материалы, средства технологического оснащения, качество подготовки кромок к сварке, качество сварного соединения, квалификацию сварщиков.
При этом проверяют: основной металл, присадочный материал, заготовки — на отсутствие продуктов коррозии, грязи, масла и краски, наличие сертификатов на металл (при изготовлении металлоконструкций и заготовок);
сварочные материалы — на наличие сертификатов, соответствие качества материалов требованиям сертификатов, соблюдение требований по хранению, транспортировке и термической подготовке, отсутствие дефектов (коррозия, отколы обмазки и др.);
средства технологического оснащения — на соответствие паспортным данным оборудования, приспособлений и инструмента, правильность показаний контрольно-измерительных приборов;
качество подготовки к сварке — на соответствие подготовленных кромок требованиям технической документации, точность расположения свариваемых элементов, правильность выполнения прихваток;
процесс сварки (операционный контроль) — на соблюдение последовательности работ и режимов, предусмотренных технологической документацией;
швы и сварные соединения — на соответствие фактических размеров указанным в технической документации и стандартах.
У сварщиков проверяют наличие типового удостоверения с указанной датой проведенной аттестации, вкладыша к этому удостоверению, талона по технике пожарной безопасности, талона на право выполнения сварочных работ при низких температурах.
Контролировать качество сварных соединений можно внешним осмотром с помощью измерительных инструментов, испытанием на непроницаемость, просвечивание рентгеновскими гамма лучами, ультразвуковым методом, механическими испытаниями, а также способам магнитного контроля. Методы контроля качества сварных соединений должны соответствовать ГОСТ 3242-79. Основные из таких методов, применяемых при ремонте подвижного состава, перечислены ниже.
Наружным осмотром выявляют наплывы, прожоги, не заваренные кратеры, подрезы, наружные трещины шва и около шовной зоны, выплески, непровары корня шва. Таким способом проверяют все сварные соединения. При необходимости используют оптические приборы, обеспечивающие увеличение не более чем в 10 раз.
Обмером с помощью измерительного инструмента и специальных шаблонов проверяют соответствие элементов сварных швов установленным размерам.
Гидравлическому испытанию подвергают изделия, работающие под давлением. Так обнаруживают свищи, прожоги размером не менее 0,001 мм, а также трещины и сквозные непровары. Заполнением водой без создания избыточного давления проверяют после сварки открытые баки, цистерны для выявления таких же дефектов размером не менее 0,5 мм.
Смачивание швов керосином применяют на изделиях, где требуется непроницаемость сварных соединений. При этом можно выявить перечисленные выше дефекты размером не менее 0,1 мм.
Магнитно-порошковому способу контроля подвергают некоторые детали вагона (например, корпус автосцепки, тормозные подвески и др.). Этим способом выявляют трещины шириной не менее 0,1 мм, подрезы, поры и непровары площадью не менее 2 мм2 (каждый из дефектов), которые не обнаруживаются при наружном осмотре или залегают на глубине не более 5 мм от поверхности сварного соединения.
Измерительный инструмент, с помощью которого проверяют геометрию кромок свариваемых изделий и сварных швов, показан на
81
® Технология ремонта вагонов
(рис. 2.10-2.11). Качество сварного соединения оценивают в соответствии с требованиями Инструкции по сварке и наплавке при ремонте вагонов и контейнеров.
 б) г) а — общий вид; б, в, г — положения при обмере швов соединений соответственно таврового, стыкового и внахлестку  |
|
|
Скачать 1.88 Mb.