Заляева Г.О. Диагностика, ремонт, монтаж, сервисное обслуживание оборудования

Подождите немного. Документ загружается.

32%; вибродуговая наплавка 12%; наплавка в среде углеки-

слого газа 20%; наплавка порошковой проволокой без флюсо-

вой или газовой защиты 10%; плазменная наплавка 1,5%;

электроконтактное напекание 6%. Сравнительная стоимость

различных способов наплавки приведена в Приложении А

табл.П2.

При наплавке деталей круглого сечения типа «вал» при-

меняется следующий технологический процесс:

1) поверхность детали тщательно очищают от загрязне-

ний (ржавчины, масла, грязи, краски и т.д.) либо обтачивают

и подвергают визуальному осмотру либо с применением

цветной дефектоскопии;

2) подогревают деталь до температуры, выбранной в за-

висимости от содержания углерода в металле (см. табл. 6)

Таблица 6

Температура предварительного подогрева детали

при наплавке

Содержание углерода, % Температура подогрева,

До 0,20 100

0,21 – 0,30 101 – 150

0,31 – 0,45 151 - 250

3) производят наплавку либо по образующей (ручная ду-

говая и полуавтоматическая), либо по винтовой (полуавтома-

тическая или автоматическая). Для уменьшения коробления

детали при наплавке по образующей необходимо наплавлять

отдельные валики или группы валиков в строго определенной

последовательности, начиная наплавку на двух или четырех

равноудаленных образующих вала. В случае большой протя-

женности наплавляемой части L при ручной сварке рекомен-

дуется эту часть детали по всей длине разбить на участки l не

более 400 мм каждый и наплавлять по очередности, указан-

ной на рис. 1 арабскими цифрами. При наплавке по спирали

деталь нагревается равномерно по окружности, поэтому ее

деформация менее вероятна, чем при наплавке по образую-

щей. При наплавке по спирали необходимо обеспечить пере-

крытие валиков примерно на 40 %.

4) в процессе наплавки не следует быстро обрывать дугу

по окончания плавления каждого штучного электрода, так как

поверхность кратера будет иметь много мелких усадочных

трещин.

5) После наплавки производят отжиг или нормализацию

детали.

а – L

/D =4 - 6; б - L

= 2 – 3; в - L

≤2;

Рис. 1.Последовательность положения валиков при наплавке поверхности

деталей круглого сечения:

- длина наплавки; L

- диаметр вала;

римские цифры – равноудаленные образующие вала;

арабские цифры – последовательно наплавляемые валики

Термическая обработка деталей до и после сварки

Для уменьшения скорости остывания шва и уменьшения

опасности появления закалочных структур в сварном шве и

зонах термического влияния применяют предварительный

подогрев кромок изделия или всего изделия до температур

100 – 250

С.

Сопутствующий подогрев осуществляется на изделиях

большой массы и протяженности швов в тех случаях, когда

количество тепла, передаваемое дугой изделию, не обеспечи-

вает поддержания нужного теплового состояния.

Последующий подогрев применяют для уменьшения ско-

рости остывания сваренного изделия и сварного соединения.

Температура подогрева в этом случае может изменяться в

очень широких пределах в зависимости от химического со-

става сталей, применяемых электродов и видов сварки и т.д.

В процессе сварки, особенно наплавки, и при неравно-

мерном охлаждении в структуре основного металла появляет-

ся неоднородность. Кроме того, возникают внутренние на-

пряжения, которые отрицательно могут сказаться на работо-

способности конструкции в процессе ее эксплуатации.

Режимы термообработки выбирают в зависимости от хи-

мического состава основного металла и металла шва, толщи-

ны и конфигурации свариваемых изделий, требований, предъ-

являемых к сварным конструкциям, исходя из условий экс-

плуатации.

Термическая обработка может быть как общей (всего из-

делия), так и местной, т.е. только сварного соединения. При

местной термической обработке сосудов и трубопроводов не-

обходимо обеспечить ширину зоны равномерного разогрева

не менее

RS25,1 по каждую сторону от шва, где R – сред-

ний радиус конструкции, а S – толщина стенки (в мм).

При местной термической обработке необходимо стре-

миться к уменьшению перепада температур по сечению обра-

батываемого изделия, так как в противном случае могут воз-

никнуть дополнительные остаточные напряжения. С этой це-

лью целесообразно производить термоизоляцию.

Автоматическая наплавка под слоем флюса

Автоматическая наплавка под слоем флюса наиболее рас-

пространена, особенно на небольших предприятиях пищевой

промышленности, не имеющих, как правило, достаточно ос-

нащенных ремонтных участков.

Для наплавки применяют устанавливаемые на токарных

станках или специальных установках головки типов А-580;

ОКС-1031Б; ОКС-1252М.

Автоматическая наплавка эффективна в случаях, когда

нужно наплавить слой толщиной более 3 мм и нежелательно

глубокое проплавление, так как оно увеличивает деформацию

детали.

Главным фактором, влияющим на глубину проплавления,

является сила тока:

где h – глубина проплавления, мм;

K – коэффициент;

I – сила тока, А;

– скорость наплавки, мм/мин;

U – напряжение, В.

Рис. 2. Схема автоматической наплавки:

1 – наплавляемая деталь; 2 – оболочки жидкости флюса;

3 – эластичная оболочка; 4 – бункер с флюсом; 5 – мундштук;

6 – электрод; 7 - электрическая дуга; 8 – шлаковая корка;

9 – наплавленный металл; а – смещение с зенита

Качество наплавленного металла и его износостойкость

зависят от марки электродной проволоки, флюса и режима

наплавки. Режимы наплавки выбирают в зависимости от диа-

метра по табл. 7.

Выбор сварочной и наплавочной проволоки можно ориен-

тировочно осуществить, руководствуясь сведениями табл. 8.

Твердость и относительная износостойкость наплавленно-

го металла в зависимости от марки электродной проволоки и

флюса приведены в табл. 9.

Таблица 7

Зависимость режима наплавки от диаметра

восстановленной детали

Диаметр, мм

Смещение с зенита,

мм

Шаг наплавки, мм

Сила

тока,

Скорость, м/ч

детали

Электродной

проволоки

подачи элек-

тродной про-

волоки

наплавки

50 – 60 1,6 2 – 4 3 140 – 150 75 – 80 16 - 24

61 – 75 1,6 3 – 4 3,5 170 – 180 110 – 115 15 - 28

76 – 100 2 5 – 7 4,5 180 – 200 125 – 130 16 – 32

101 - 200 2–3 8 – 10 5,6 220 – 250 163 – 170 16 – 32

201 – 300 2-3 10–15 6,7 250 – 280 180 – 190 16 - 36

Таблица 8

Сварочная и наплавочная проволоки, применяемые при восстановлении деталей

Марка

проволоки

Химический состав, % (массовая доля) Диаметр прово-

локи, мм

Рекомендуемые

флюсы и защит-

ные газы

Твердость

после

наплавки,

HRC

Восста-

навли-

ваемые

детали

C Mn Si Cu Ni

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Проволока стальная сварочная (ГОСТ 2246-70)

Cв-08 0,1 0,35-0,6 0,03 0,15 0,3 1;1,2;1,4;1,6;1,8;2

АН-348А

АН-60

АН-К-18

Из низкоуглеродистых и низколе-

гированных сталей

Св-08а 0,1 0,35-0,6 0,03 0,12 0,25 1;1,2;1,6;2;2,5

АН-348А

АН-60

АНК-18

Св-10Г2 0,12 1,5-1,9 0,06

0,2

0,3 1;1,2;1,6;2;2,5 АН-348А 21

Св-08ГС 0,1 1,4-1,7 0,6-0,85 0,25 1;1,2;1,4;1,4;1,6;2;2,5 АН-348А 20

Св-08Г2С 0,11 1,802,1 0,7-0,95 0,25 1;1,2;1,4;1,8;2

АН-348А

АН-60

АНК-18

Св-12ГС 0,14

0,8-1,1

0,6-0,9

0,3

1;1,2;1,4;1,6;2 АН-348А 22

СВ-18ХГС 0,22 0,9-1,2 0,8-1,1 1;1,2;1,4;1,6;2;2,5

АН-348А в среде-

углекислого газа

Проволока стальная наплавочная (ГОСТ 10543-82)

Нп-30 0,27-0,35 0,5-0,8 0,17-0,37 0,25 0,3 1,6; 2 АН-348А

16 - 22 Оси,

валы

Окончание табл. 8

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Нп-40

0,35-

0,45

1,6; 2 17 - 23

Нп-50 0,45-0,55

0,5-0,8 0,17-0,37 0,25 0,3

1,6; 2

АН-348А

18 - 24

Поддержи-

вающие

ролики,

натяжные

колеса

Нп-65 0,6-0,7 1;1,2;1,4;1,6:1,8;2 22 – 30

Нп-80

0,75-

0,85

0,5-0,8

0,17-0,37

0,25

0,3

1;1,2;1,4;1,6;1,8;2

АН-348А

30-34

Коленча-

тые валы,

крестови-

ны кар-

данных

передач

Нп-65Г 0,6-0,7 0,9-1,2 0,3 1;1,2;1,4;1,6;2 25 - 32

Нп-30ХГСА 0,27-0,35 0,8-1,1 0,9-1,2 0,8-11

0,4

1;1,2;1,4;1,6;1,8;2 30-34

Шестерни

Нп-40Х2Г2М 0,35-0,43 1,8-2,3 0,4-0,7 1,8-2,3 2; 2,6 35 - 40

Нп-50ХФА

0,46-0,54 0,5-0,8 0,17-0,37 0,8-1,1 1;1,2;1,6;1,8;2 37-45

Нп-Х20Н80Т

До

0,12

0,7 0,8 19-23 Основа 1;1,2;1,4;1,6;1,8

АН-348А

18-22

Клапаны

двигателей

Нп-40Х13 0,35-0,45 0,8 0,8 10-12 0,6 1;1,2;1,4;1,6;1,8;2 40 - 45

Опорные

катки

Примечание. В проволоке марок Нп-40Х2Г2М и Нп-50ХФА содержится соответственно 0,8 – 1,2% Мо и 0,1-0,2

% Мо.

Таблица 9

Твердость и относительная износостойкость наплавленного металла в

зависимости от марок электродной

проволоки и флюса

Марка Твердость по-

крытия

HRC

Коэффициент

относительной

износостойкости

электродной

проволоки

флюса

1 2 3 4

Нп-30ХГСА АН-348А 32 – 36 1,17

Нп-30ХГСА АН-20 31 – 32 1,28

Нп-30ХГСА АН-60 41 – 43,5 1,33

Нп-30ХГСА АН-28 42,5 – 43,5 -

Нп-80 АН-348А 35,5 – 36,5 1,24

Нп-80 АН-60 43,5 – 44,5 1,34

НП-20Х14 АН-28 49 – 51,5 1,66

Нп-25 АН-348А 19 – 29 1,08

Нп-50 АН-348А 30 – 31 1,18

Св-08Г2С АН-348А 22 – 24 1,06

Вибродуговая наплавка

Вибродуговая наплавка – разновидность дуговой наплав-

ки металлическим электродом. Процесс наплавки осуществ-

ляется при вибрации электрода с подачей охлаждающей жид-

кости на наплавленную поверхность. На рис. 3 дана принци-

пиальная схема вибродуговой установки с электромеханиче-

ским вибратором.

На суппорте токарного станка закрепляют наплавочную

головку (ОКС-6569 или ОКС-1252). Для питания дуги ис-

пользуют источники постоянного тока с жесткой внешней

характеристикой.

К наплавляемой поверхности детали, которая вращается

в центрах токарного станка, роликами подающего механизма

из кассеты через вибрирующий мундштук подается электрод-

ная проволока. Из-за колебания мундштука, вызываемого

Рис. 3. Принципиальная схема установки для вибродуговой

наплавки:

1 – двигатель механизма привода подачи проволоки;

2 – кассета для проволоки; 3 – ролики подачи проволоки;

4 – мундштук головки; 5 – наплавляемая деталь;

6 – насос подачи жидкости в зону наплавки; 7 – емкость для жидкости с

отстойником; 8 – шатун механического вибратора; 9 – вольтметр;

10 – амперметр; 11 – катушка индуктивности (дроссель); 12 - генератор;

13 – реостат генератора; 14 - электродвигатель

эксцентриковым механизмом, проволока периодически при-

касается к поверхности детали и расплавляется под действием

импульсных электрических разрядов, поступающих из гене-

ратора. Под действием вибратора мундштук вместе с прово-

локой вибрирует с частотой 110 Гц и амплитудой колебания

до 4 мм. Вибрация электрода во время наплавки обеспечивает

стабильность процесса за счет частых возбуждений дуговых

разрядов и способствует подаче электродной проволоки не-

большими порциями, что обеспечивает лучшее формирование

наплавленных валиков. Благодаря вибрациям процесс наплав-

ки может быть осуществлен при низком напряжении.

Качество соединения наплавленного металла с основным

зависит от нескольких факторов. Основными из них являются

полярность тока; шаг наплавки (подача суппорта станка за

один оборот детали); угол подвода электрода к детали; каче-

ство очистки и подготовки поверхности, подлежащей наплав-

лению; толщина слоя наплавки и т.д.

Структура и твердость наплавленного слоя зависят от хи-

мического состава электродной проволоки и количества ох-

лаждающей жидкости.

Основным показателем прочности наплавленной детали

является сопротивление усталости, которое зависит от сле-

дующих параметров:

- количества охлаждающей жидкости, подаваемой в зону

наплавки;

- шага наплавки;

- скорости наплавки.

Технология вибродуговой наплавки предусматривает вос-

становление деталей с цилиндрическими, коническими на-

ружными и внутренними поверхностями, а также плоскими

поверхностями.

Для наплавки внутренних цилиндрических поверхностей

наплавочную головку размещают на станке так, чтобы плос-

кость мундштука совмещалась с осью детали. Деталь приво-

дят во вращательное движение, головку - в поступательное.

Необходимое поперечное перемещение головки осуществля-

ется вручную.

Для наплавки плоских поверхностей детали устанавлива-

ют в горизонтальной плоскости и закрепляют неподвижно, а

головку перемещают параллельно оси детали.

Толщина однослойной наплавки в зависимости от режи-

мов колеблется в интервале от 0,5 до 3 мм. При многослойной

наплавке можно получить слои любой толщины. Все отвер-

стия и пазы, которые необходимо сохранить, заполняют мед-

ными или графическими вставками так, чтобы они выступали