Подгонка деталей развертыванием

Эту операцию проводят для окончательной подгонки отверстий во втулках после их запрессовки, в результате которой уменьшается их внутренний диаметр.

Прогонка резьб - это ремонтная операция, позволяющая восстановить детали резьбовых соединений. Резьбу на гайках и в нарезанных отверстиях прогоняют метчиками, а на болтах и винтах – плашками.

Клепка конструкций. Поврежденные заклепки удаляют срубанием их головок и последующим выбиванием заклепок бородком и молоткам. Новые заклепки ставят обычным путем.

Склеивание. Применяют для восстановления работоспособности различных разрушенных деталей, накладки заплат, восстановления неподвижных посадок, замазки трещин.

Клеи позволяют соединить между собой в любом сочетании самые различные материалы: пластмассы, металлы, дерево, стекло, кожу, резину и др.

При склеивании сильно нагруженных соединений рекомендуется применять пропитанные эпоксидными смолами и отвердителями стеклотканями. Применяют клеи: карбипольные, эпоксидные, БФ, фенольно-формальдегидные.

8.8

Ремонт пайкой

Пайка – это процесс неразъемного соединения мет.деталей, находящихся в твердом состоянии путем заполнения пространства между ними расплавленным присадочным мет.сплавом, наз.припоем.
При помощи пайки можно заделывать небольшие трещины и мелкие пробоины. Ее применяют для ремонта трубопроводов, радиаторов, баков, электросоединений и др других деталей.

При соединении пайкой стальных деталей зазор между нами э.б.>0.04…0.1мм, а при пайке цветных металлов – 0.15мм. Перед пайкой поверхность деталей очищают до мет.блеска при помощи спец.средств, называемых флюсами. Пропой изготовляют из сплавов цветных металлов, обладающих высокой сплавляемостью и диффузией.

Припои бывают мягкие и твердые.

Мягкие припои представляют собой сплавы олова, свинца, сурьмы. Олово придает припоям прочность, свинец- эластичность, сурьма – жидкотекучесть.

Температура плавления мягких припоев около 400°С, прочность полученных соединений на разрыв составляет 1,0…1,1Мпа.

Их применяют для ремонта деталей, не требующих высокой прочности. Величина зазоров не должна превышать 25…75 мкм.

При пайке мягкими припоями используют следующие флюсы: при обработке стали и бронзы – хлористый цинк и фосфорную кислоту; чугуна – канифоль и соляную кислоту; цветных металлов – канифоль и нашатырь; свинца - стеарин.

Для нагрева деталей и пропоя применяют паяльники, паяльные лампы.

Твердые припои состоят из серебряных, медно-никелевых и медно-цинковых композиций с t плавления от 500 до 1000° С и прочностью полученных соединений на разрыв до 5 МПа.

Серебряные и медно-никелевые припои применяют для ремонта электрических систем, а медно – цинковые – для ремонта деталей подверженных ударным и знакопеременным нагрузкам, например, чугунных картеров, масляных и топливных трубопроводов.

Применение серебреных и медно- никелевых припоев при ремонте стр.машин ограничено вследствие их дороговизны.

Следует иметь в виду, что Аl и его сплавы плохо поддаются пайке, т.к. на его поверхности образуется тугоплавкая пленка окислов Аl, препядствующая соединению припоя с деталью. Удалять окисную пленку лучше всего скребками, ультразвуком или абразивным паяльников.

Для пайки Аl рекомендуется спец.припой, состоящий из 25…30% меди, 4…7% кремния и АЕ, остальное цинк. Флюс приготовляют из 25…30% хлорного лития, 8…12% фтористого калия, 8…16% хлористого цинка и 40…50% KCl.

Преимущества ремонта пайкой.

1) Малая t нагрева соединения деталей, позволяющая сохранить структуру их материала, хим.состав и мех.свойства без изменений

2) Простота последующей обработки

3) Создание точных размеров и формы детали

4) Высокая прочность соединения

5) Большая производительность

6) Дешевизна процесса

Ремонт сваркой, наплавкой

Сваркой восстанавливаются около 50% неисправных деталей. Это один из наиболее распространенных методов ремонта.

Сварку применяют для заделки трещин, пробоин, отколов и др механических повреждений деталей, наплавку – для восстановления размеров изношенных поверхностей деталей и увеличение из износостойкости.

В ремонтной практике основное распространение получила предложенная русскими учеными Н.Г. Славяновым и Н.Н. Бернадосом электросварка, являющаяся наиболее простой и требующая более низкой квалификации рабочих, чем другие виды сварки.

Электросварку можно проводить как на постоянном, так и на переменном токе.
при сварке на постоянном токе сварку ведут с прямой и обратной полярностью
В первом случае (+) – деталь, а (-) – электрод; во втором – наоборот. Следует иметь в виду, что при сварке с обратной полярностью деталь меньше нагревается, а следовательно и меньше деформируется, однако производительность при этом падает.

К достоинствам ремонта эл.сваркой относятся

- широкая номенклатура восстанавливаемых деталей

- надежность сварных соединений и швов

- простота организации, дешевизна и простота оборудования

- высокая производительность и универсальность, обеспечивающая возможность восстановления самых разных дефектов.

К недостаткам относятся:

- изменение структуры металла в зоне термического влияния, приводящие к снижению усталостной прочности и разрушению первоначальной темрообработки.

- возникновение местных напряжения в сварном шве и, как следствие, появление трещин и коробление

- трудность соединения высоколегированных и высокоуглеродистых сталей

- выгорание легирующих составляющих стали и присадочного металла.

Дуговая сварка и наплавка

Сущность дуговой сварки состоит в том, что кромки детали и конец электрода разогреваются мощным источником тепла – электрической дугой, возникающей между электродом и свариваемыми деталями.

Жидкий металл, перемешиваясь, заполняет стык свариваемых деталях и после остывания образуется шов.

Для защиты жидкого металла от вредного воздействия окружающей среды электроды покрывают в защитных средах(углекислый газ, аргон, азот или их комбинации). Когда защитной средой является сыпучая смесь(флюсы), процесс над сваркой под слоем флюса

8.11

Электрическая дуга представляет собой мощный электро разряд в сильно ионизированной смеси газов и паров, образовавшихся из свариваемого металла и метриала электрода и защитной среды. 1- катодное пятно ; 2- катодная зона; 3- столб дуги ; 4-анодное пятно; 5- анодная зона.

Форма и размеры электрической дуги определяются силой тока, материалом и диаметром электрода, составом и добавлением газов.

Источники питания сварочной дуги.

Для дуговой сварки и наплавки используют источники переменного или постоянного тока.

Источники переменного тока – сварочные трансформаторы . Сварочный ток регулируют изменением расстояния между вторичной и первичной обмотками или переключением числа витков вторичной обмотки.

Для ручной сварки, наплавки и резки металлов используют трансформаторы ТС-300, ТС-500, ТД-300, ТД-500, ОСТА-350 и др.(число обозначает силу сварочного тока в А)

Источники постоянного тока делятся на сварочные выпрямители (ВДГ-301, ВДГ-302 и др) и сварочные преобразователи и агрегаты (ПСО-300, ПС-500 и др.) состоящие из электрического двигателя переменного тока и генератора постоянного тока.

Плавление, перенос металла и формирования шва.

Эффективная тепловая мощность электрической дуги рассчитывается по формуле , ВТ

Где -напряжение дуги, В; - сила сварочного тока, А; - эффективный кпд процесса плавления.

Величина представляет собой отношение эффективной тепловой мощности к полной тепловой мощности дуги. Она зависит от способа сварки и составляет : при наплавке открытой дугой уголковым электродом 0.5…0.6, при наплавке электродами с качественными покрытиями 0.6 …0.8 , при дуговой наплавке по 0.8…0.9.

8,12

Количество расплавленного электрода в 2 определяется по формуле , где -коэффициент расплавления , Г/А с ; - свободный ток, А; - длительность наплавки , Г/Ас.

Во время наплавки наблюдается потери электродного металла на угар и разбрызгивание , .

Расплавленный металл всегда переносится с электрода не основной металл, а не наоборот, что объясняется воздействием на расплавленный металл электромагнитных сил, направленного движения газов и поверхностного натяжения, а при сварке в нижнем положении - наличием определённой массы расплавленного металла. Расплавленный металл переносится в электрода в виде капель с частотой от 30 до 60 в секунду.

Расплавление основного металла и перемешивание его с расплавленным электродным металлом происходит в передней части сварочной ванны, а в тыльной ее части , удалённой от источника тепла, происходит процесс кристаллизации с образованием сварочного шва. Форма сварочной ванны в значительной мере зависит от сил расширяющихся газов, которые оттесняют жидкий металл к задней части ванны.

На форму сварочной ванны и шва большое влияние оказывают напряжение дуги , скорость наплавки, наклон и диаметр электрода, их число.

Внутренние напряжения и основные дефекты в швах.

В процессе сварки или наплавки наблюдается неравномерный нагрев и охлаждение шва и около шовной зоны, что приводит к появлению в шве (валике) остаточных напряжений растяжения. Трещины могут зародиться как в интервале температур кристаллизации металла (горячие трещины), что для углеродистых сталей соответствует 1200-1350 °С , так и при t˂400°С (холодные трещины).

8.13

Образование горячих трещин связано м действием растягивающих напряжений, которые вызывают упругопластических деформаций при затвердевании шва.

Для уменьшения влияния сварочных напряжений производят предварительный подогрев основного металла и назначают рациональный режим сварки и порядок наложения отдельных участков шва. Температура подогрева может изменяться от 150 до 700 °С и зависит от химического состава наплавляемого металла и конструкции детали.

Полезными химическими элементами, повышающими прочность сварного шва и уменьшающего возможность образования горячих трещин, являются Вредными примесями в металле шва являются: C, Si, Р, S, .

Холодные трещины бывают заколочные и хрупкие . Заколочные трещины возникают в средне- и высокоуглеродистых сталях на границе сплавления шва с основным металлом в результате того, что при образовании мартенсита объем металла увеличивается, вызывая напряжение сжатия, а усадка шва при его остывании вызывает напряжения сжатия. Перепад напряжений и является причиной образования заколоченных трещин.

Для предупреждения образования заколоченных трещин следует уменьшить силу сварочного тока и увеличить скорость наплавки. Для предупреждения образования хрупких трещин применяют предварительный подогрев детали и медленное охлаждение после наплавки.

Одним из распространённых дефектов сварки(наплавки) является пористость шва, что объясняется возникновением в жидком металле пузырьков газов (СО2, СО, Н2 и др.) Пузырьки возникают на границе между твёрдым и жидким металлом. С целью уменьшения вероятности образования пор применяют ряд технологических способов: замедление процесса кристаллизации сварочной ванны, что облегчает выделение пузырьков газов; раскисления ванны , что задерживает реакцию образования окиси углерода или водяного пара; уменьшение содержания в сварочной ванне водорода и азота путем защиты дуги от окружающего воздуха; перевод водорода и азота в сварочной ванне в соединения, переходящие в шлак;

8,14

Или удаления их пузырьками нерастворимых газов, применение при сварке постоянного тока обратной полярности, что сжимает растворение протоков водорода в капле расплава; снижение мощности сварной дуги.

Газовая сварка и наплавка

Металл здесь расплавляется теплом , выделяемым при сгорании горячего газа( ацетилена, пропан-бутана, металла и др.) в кислороде. В ремонтном производстве наибольшее распространение полу помощи которых выполняют: сварку черных и цветных металлов и сплавов , наплавку твердых сплавов, резку металлов, поверхностную заколку, пайку твердыми припоями, сварку пластмасс.

Ацетилено-кислородное пламя состоит из 3-х зон: ядра, восстановительной зоны и фокела. Наиболее высокая t (3200°С) развивается в восстановительной зоне.

При газовой сварке и наплавке присадочный и основной металл окисляется. Выгорают Mn, Siи др. элементы. Азот также вступает в химические соединения с расплавленным металлом, образуя нитриды(Fe2N, FeN, MnN, SiN), которые повышают хрупкость и твердость наплавленного металла. Для уменьшения влияния кислорода, азота и водорода на качество наплавляемого металла применяют фмосы.

Фмосы бывают химически действующие и действующие как физические растворители. Фмосы первой группы образуют с оксидами металлов легкоплавкие химические соединения, всплывающие на поверхность в виде шлака(фмосы на основе технической бури). Фмосы второй группы растворяют оксиды металлов и образуют шлаки (фмосы, имеющие в составе NaCl, KCl, NaF)

Режим газовой сварки и наплавки – определяется следующими факторами:

1. Способом сварки

2. Видом пламени

3. Мощность пламени

4. Диаметром присадочного прутка

5. Углом наклона горелки

Существует правый и левый способ сварки

Левый

Правый

8.15

Правый способ сварки обеспечивает более концентрированный ввод тепла, поэтому он применяется для сварки металлов толщиной >4 мм. Левый способ предупреждает прожог металла и целесообразен для б<4 мм.

2. Газовое пламя в зависимости от соотношения расходов кислорода и ацетилена различают 3 видов: нейтральное =1…1.125), восстановительное ( ) и окислительное ( ).

Нейтральным пламенем выполняют сварку и наплавку деталей из сталей с С < 0.5%, цветных металлов и Al сплавов

Восстановительное (с избытком ацетилена) пламя применяют при наплавке твердых сплавов и при сварке крупных деталей и деталей из высокоуглеродистых (С > 0.5%) и легированных сталей. Втаком пламени избыток углерода во второй зоне частично переходит в металл, задерживается выгорание кремния и уменьшается возможность отбеливания чугуна.

Окислительное пламя используют для резки металлов, нагрева деталей при закалке и сварки латунных деталей

3. Мощность пламени зависит от номера наконечника горелки и характеризуется расходом ацетилена : A=KS , дм³/ч
Где K - коэф-т, характеризующий материал свариваемой детали, способ сварки и тип соединения в дм³/ч на 1 мм толщины детали (для стали K=100…120 дм³/ч, для чугуна K=110…140, для Al K=60…100)
S-толщина детали , мм

Номер наконечника сварочной горелки выбирают в зависимости от расхода ацетилена.

4. Диаметр присадочного прутка выбирают в зависимости от толщины свариваемой детали при S=1…2 мм сварку можно выполнять без присадочного прутка. При S=2..3 мм, d=2 мм, при S=3…10 мм, d=3…4 мм, при S=10…15 мм, d=4…6 мм, при S=15 мм и > , d=6…8 мм.

5. Угол наклона горелки зависит от толщины свариваемой детали: при S=0…5 мм α=10^о, при S=5…7 мм α=40^о, при S=15 мм и > , α=80^о. С α тепловое воздействие пламени на процесс сварки .

8.16

Сварка деталей

С повышением содержания углерода и легирующий примесей свариваемость стали ухудшается. Для определения при ремонте качества сварного шва следует вычислить в св. стали полное эквивалентное содержание углерода C_э по формуле:

Где C, Mn, Ni, C2, Mo, V- %-ое содержание элементов , - толщина свариваемого металла, мм.

Стали по своей способности к свариваемости подразделяются на след.группы:

К 1 группе относятся стали, обладающие хорошей свариваемостью как при помощи электро- ,так и газосварки. К ним относятся стали низколегирвоанные и с небольшим содержанием углерода (C_Э <=0.25%)

Ко 2 группе принадлежат стали, у которых содержание C_Э коеблется от 0,25 до 0,35%. Они обладают удовлетворительной свариваемостью.

К 3 группе – ограниченно свариваемых относятся стали с содержанием C_Э от 0,35 до 0,45% .

4 группу составляют высоколегирвоанные (C_Э>0,45%) стали, обладающие плохой свариваемостью. При сварке их предварительно нагревают до ^oС

Перед сваркой детали очищают до появления металлического блеска в зоне сварки, проводят горячее обезжиривание при помощи щелочных растворов , удаляют нефтепродукты из пор и трещин нагревом деталей до 250…300 ^оС и выдержкой при этой температуры в течение 1 ч.

Концы завариваемой трещины сверлят сверлом диаметром 4…5 мм и ее края разделывают под углом 60…90^о с V-образной подготовкой при толщине металла от 5 до 12 мм и X-образной, при толщине свыше 12 мм.

8.17

Ручные способы сварки и наплавки

Эти способы используют при сварке швов незначительной длины и при наплавке небольших поверхностей, т.е. в тех случаях, когда применение механизированных способов неэффективно.

Дуговая сварка и наплавка стальных деталей

На качество сварки и наплавки деталей большое влияние оказывает правильный выбор электрода и режима работы.

Для конструкционных, низкоуглеродистых и низколегированных сталей применяют электроды Э-34, Э-38, Э-42, Э-42А, Э-46 (Э-электрод сварочный, цифры-предел прочности при растяжении кгс/см², А-шов имеет повышенные пластические свойства) :

для наплавки поверхностей – электроды ЭН-18Г4-35, ЭН-20Г4-40 и др. (ЭН-электрод наплавочный, 18,20-%-е содержание углерода в сотых долях , Г4-содержание легирующих элементов , 35,40-твердость наплавленного слоя в HRC без термообработки)

Для сварочных работ стержнями электродов обычно является низкоуглеродистая проволока Св-0,8, Св-0,8Га и др.

Электроды различают с тонким покрытием (0,15…0,3)d ,мм на сторону и с толстым (0,25…0,35)d, где d-диаметр электрода, мм.

Тонкие покрытия, соятоящие из смести 80-85% мела и 20…15% стекла, способствуют устойчивому горению дуги. Применяют для сварки малоответственных деталей.

Толстые покрытия позволяют получить наплавленный металл с высокими мех. свойствами, они являются защитно-легирующими. В их состав входят след. компоненты: газообразующие(крахмал, древесная мука и др.), защищающие расплав металла от воздействия воздуха; шлакообразующие(кварцевый песок, полевой шпат и др.); раскисляющие(ферромарганец, ферросилиций и др.); легирующие(феррохром, ферромарганец и др.); связующие(жидкое стекло).

8.18

Электроды с толстыми покрытиями применяют для сварки и наплавки ответственных стальных деталей. Наиболее распространены электроды марок УОНИ-13/45, УОНИ-13/55 и др. (марка электрода определяется хим. составом покрытия)

Основное покрытие этих электродов фтористо-кальциевое след. состава в %: мрамор 53…54, плавиковый шпат- 15…18; кварцевый песок-9; ферромарганец-2…5, ферросилиций-3…5; ферротитан-12…15,жидкого стекла добавляют 10…15% к сумме компонентов.

Электроды УОНИ-13 выпускают диаметром 2-5 мм с толщиной покрытия от 0,6 до 1,2 мм в зависимости от диаметра электрода.

Наплавку выполняют постоянным током обратной полярности.

Диаметра электрода (2…6 мм) зависит от толщины восстанавливаемой детали, типа шва и его положения. При вертикальном и потолочном швах диаметр электрода не > 4 мм.

Необходимая сила сварочного тока м.б. определена по формуле , А
где dэ-диаметр электрода ,мм ; - опытные коэф-ты (при ручной сварке )

На качество свариваемого шва значительное влияние оказывает длина дуги. Она обычно составляет 0,5…1,2 диаметра электрода и зависит от условий сварки и марки электрода.

При чрезмерно большой дуге в св.шве возрастает содержание азота и кислорода и увеличивается разбрызгивание металла.

При короткой дуге плохо формируется св. шов.

Для получения при наплавке износостойкого покрытия на деталях из низко- и среднеуглеродистой и низколегированной сталей применяют электроды марок 03Н-300, и3Н-350, 03Н-400 (число означает твердость наплавленного слоя по НБ). Они имеют стержень из легированной проволоки соответственно ЭН-15Г3-25, ЭН-18Г4-35 и ЭН-20Г4-40.

8.19

Покрытие электродов пористо-кольцевое. При диаметре электрода 4 мм. Сила тока 170…220А, а при диаметре 5мм – 210…240А.

Хорошая износостойкость деталей, работающих с безударной нагрузкой, обеспечивается наплавкой электродом Т-590, а деталей, работающих с умеренной ударной нагрузкой-электродом Т-620. Они изготовляются из Св-о, 8А с обмазкой, имеющей легирующие элементы.

Электродом Т-590 можно наплавлять ножи бульдозеров, скреперов, ковши экскаваторов, работающие в песчаных и лёгких грунтах.

Электродами Т-620- дробящие плиты камнедробилок, зубья ковшей экскаваторов, ножи бульдозеров, скреперов.
Учитывая повышенную хрупкость слоев наплавленных электродами Т-590 и Т-620, и склонность к образованию трещин, их используют для наплавки верхних слоёв деталей, подвергающихся абразивному изнашиванию.

При диаметре электрода 4мм. Сила тока 200…220А, при d=5мм. -250…270А.

При ручной дуговой сварке основное время рассчитывается по формуле t₀=60FLY/K_HI

Где F-площадь поп. сечения шва см²;

L-длина шва, см; Y-плотность наплавленного металла г/см³; K_H-коэф. Наплавки, г/А*г; I-сила тока,А.

Для уменьшения внутренних напряжений и деформаций наиболее эффективным способом является предварительный подогрев детали до 200…300⁰С с последующим медленным охлаждением.

ГАЗОВАЯ СВАРКА И НАПЛАВКА СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ

Применяют главным образом для соединения листов толщиной <2мм.(кабины, баки, трубки и тд), т.к. газовое пламя не даёт прожига тонкого листа.
По производительности газовая сварка в 3…5 раз ниже дуговой и даёт значительные остаточные деформации . Материал присадочного прутка выбирают однородным по составу с основным металлом.

8.20

Перед сваркой шов предварительно прогревают горелкой до t=650..700⁰C.

Основное время при ацетилено-кислородно й сварке t₀=FLY/K_H, мин.

НАПЛАВКА ДЕТАЛЕЙ ТВЁРДЫМИ СПЛАВАМИ

Из группы твёрдых сплавов наиболее рапространены сормайт и сталинит.

Сормайты применяют в виде стержневых электродов d=5..7мм. двух марок: №1(ЦС-1) и №2(ЦС-2).

Сормайты можно наплавлять газовым пламенем или дуговой наплавкой на постоянном и переменном токе. При наплавке постоянным током применяют обратную полярность. Для газовой наплавки используют флюс ( прокалённая бура 50% ,двууглекислая сода 47% и кремнезем 3%).

Сормайт №1 после наплавки имеет твёрдость HRC 48…52 и последующей термообработке не подлежит. Сормайт №1 отличается меньшей вязкостью и прочностью и м.б. применён при восстановлении деталей, работающих при спокойной нагрузке.
Сормайт №2 после наплавки и отжига хорошо обрабатывается резанием, а после закалки и отпуска приобретает твёрдость HRC 58…62.

Сормайт №2 используют для наплавки деталей, работающих при ударных нагрузках.

Толщина наплавленного слоя м.б. 2,5…4мм.

Сталинит (в виде порошкообразной смеси) применяют для наплавки рабочих органов СДМ (ножи бульдозеров, ковши, щёки дробилок и др.) . Наплавку сталинитом выполняют 4 способами:

1.Угольным или гранитовым электродом на постоянном или переменном токе.

После очистки и обезжиривания на поверхность детали насыпают тонкий(0,2…0,3 мм) слой флюса (буры), а затем шихту сталинита слоем 3…5 мм..

Твёрдость наплавленного слоя достигает HRC 53. Высокое содержание углерода в наплавленном слое способствует образованию неглубоких трещин и пор.

Применяя смесь сталинита с карбидом бора (до 3%), получается наплавленный слой с более высокой прочностью.

8.21

2. Шихту сталинита наплавляют стальным электродом. Наплавленный слой получается более вязким ,но менее износостойким.

3. Сталинит вводят в состав обмазки стальных электродов.

4. Сталинит вводят в состав шихты специальных пустотелых электродов.

УСТРАНЕНИЕ ДЕФЕКТОВ В ДЕТАЛЯХ ИЗ ЧУГУНА

При ремонте чугунных деталей применяют дуговую и газовую сварку и наплавку, газопорошковую наплавку и пайку.

Выбор способа восстановления зависит от конфигурации детали, расположения в детали дефекта, характера нагрузки воспринимаемой деталью и требований к обрабатываемой восстановленного участка.

У деталей из чугуна сваркой заделывают трещины и отверстия, присоединяют отколотые части детали, наплавляют износостойкие покрытия.

Ремонт чугунных деталей представляет некоторые трудности, т.к. чугун имеет значительное содержание углерода, низкую вязкость и свободный углерод в структуре.

При быстром охлаждении чугуна возможно образование в околошовной зоне твёрдых закалочных структур.

При расплавлении чугуна произойти местных переход гранита в цементит; в результате этого в данном месте металл получает структуру белого чугуна.

В закалённых и отбеленных чугунах металл твёрд и хрупок.

Разница в коэф-тах мин. расширения серого и белого чугуна приводит к образованию внутренних напряжений и появлению трещин.

Кроме этого, вследствие выгорания Cu и Si сварной шов получается пористым и загрязненным шлаковыми включениями, т.к. быстрый переход чугуна из жидкого в твёрдое состояние не позволяет образовавшимся газам и шлакам полностью выделится из металла.

8.22

Следует так же иметь в виду возможность плохого сплавления присадочного металла с основным в связи с насыщенностью чугуна газами. Такой чугун может быть в деталях, работавших в машине длительное время при t= 400⁰С и выше.

Отмеченные трудности при ремонте деталей из чугуна потребовали разработки специальных технологических приёмов сварки, которые можно разделять на 2 группы: горячая и холодная сварко группа.

ГРОРЯЧАЯ СВАРКА ЧУГУНА.

Уменьшить отрицательное влияние внутренних напряжений и предупредить закалку околошовной зоны можно путём предварительного подогрева крупногабаритных деталей и медленного охлаждения их после сварки.

При горячей сварке деталь предварительно медленно нагревают в печи до t 550…600⁰C в течении 0,5 ч.

Для того , чтобы в процессе заварки деталь не охлаждалась ниже 500⁰С, после нагрева её накрывают теплоизоляционным кожухом, а заварку дефектного места ведут через окно в кожухе.

По окончании заварки деталь вновь помещают в печь, нагревают до t 600….650⁰С для снятия внутренних напряжений, а затем медленно охлаждают вместе с печью.

При горячей сварке чаще используют оцетилено-кислородное пламя и реже- дуговую сварку. Лучшее качество обеспечивает газовая сварка в следствие меньшего выгорания углерода.

При газовой сварке следует пользоваться нейтральным пламенем.

Расплавление металла ведут восстановительной зоной пламени.

В качестве присадочного материала применяют чугунных прутки мерок А и Б диаметром 6…8мм.
Прутки марки А принадлежат для горячей сварки чугуна, а марки Б- для сварки с местным подогревом тонкостенных деталей.

8.23

Номер наконечника горелки принимают из расчёта расхода 100..120 л/ч ацетилена на 1 мм толщины свариваемого металла.

Корме марок А и Б для сварки применяют также выбракованные поршневые кольца из серого чугуна. Эти кольца имеют повышенное содержание кремния, который снижает отбеливание чугуна.

При газовой сварке обязательное применение флюса, т.к. t плавления чугуна ниже t плавления его оксидов (соответственно 1200 и 1400⁰С).

Дуговую сварку чугуна применяют для ремонта неответственных деталей, имеющих сравнительно толстые стенки.

При этом используют электроды ОМЧ-1, представляющие собой прутки марок Б со специальным покрытием( мел, полевой лист, жидкое стекло).

Горячая сварка чугуна обеспечивает высокие качества сварного соединения, однако по техническим и экономическим соображениям применяются сравнительно редко и в основном при сварке сложных корпусных деталей.

Более распространена в практике ремонтного производства холодная сварка.

ХОЛОДНАЯ СВАРКА

Её ведут без предварительного подогрева детали, поэтому сварной шов охлаждается быстро.

Это приводит к отбелу чугуна в зоне шва и возникновению в зоне сварки внутренних напряжений и даже трещин.

Чтобы уменьшить влияние этих факторов, применяют, ряд специальных способов сварки.

К ним относятся :-способ наложения т.н. отжигающих валиков обычными электродами из низкоуглеродистой стали;- сварка с помощью специальных электродов.

2.24

Сварка способами отжигающих валиков заключается в следующем.

Сначала накладывают сварной валик длиной 35-50мм электродом Э-34, а затем на этот валик сразу накладывают второй валик.

При этом первый валик больше прогревается и затем остывает с меньшей скоростью, поэтому часть цементита распадается, выделяется графит , а закалённая часть шва частично подогревается нормализации.

Кроме того, верхний валик менее подвержен закалке в результате чего снижается твёрдость всего шва и частично снимаются остаточные напряжения.

В зависимости от толщины детали возможно наложение различного числа валиков: в два слоя, в три слоя, при S>/5мм- применяют многослойную наплавку.

Способом наложения отжигающих валиков заваривают повреждения в стекле картера и опорах коробок передач в корпусах задних мостов, повреждение постелей под вкладыши и крышки коренных подшибников блоков двигателей, повреждение на стенках водяной рубашки и на др. деталях.

При ремонте чугунных деталей с толстыми стенками (>/5мм) с целью увеличения прочности св. соединения применяют различного вида усиливающие шов элементы.(штифты резьбовые в сочетании со стальными анкерами –которые постепенно обваривают).

Сварка деталей из чугуна способом отжигающих валиков доступнее ремонтным предприятиям. Недостаток этого способа- повышенный расход электродов(в 2 раза) и пониженная производительность.

СВАРКА СПЕЦИАЛЬНЫМИ ЭЛЕКТРОДАМИ.

Рекомендуется применять электроды ЦЧ-4 и АНЧ-1.

8.25

Из группы специальных электродов на основе медных сплавов наиболее распространены электроды ОЗЧ-1 и МНЧ-1.

Сварка чугунов электродами из цветных металлов менее экономична, но обеспечивает получение пластичного шва, достаточно прочного и хорошо поддающегося мех. обработке.

ГАЗОПОРОШКОВАЯ СВАРКА.

На нагретую поверхность напыляют тонкий слой порошкообразного сплава. В результате протекания диффузионных процессов между расплавленным порошком и поверхностью основного металла образуется наплавленный слой.

Применяют порошки марки МПЧ след. состава: медь -5…7%, бор-1…1,8%, кремний-0,7….0,95%,

Никель-остальное.

Наплавку осуществляют специальной ацетилено-кислородной горелкой ГАЛ-2-68. Порошок поступает через воронку, закреплённую на стволе горелки. Можно нанести слой до 3мм.

8.26

СВАРКА ДЕТАЛЕЙ ИЗ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ.

Сварка и наплавка деталей из Al и его сплавов затруднена по следующим причинам.

1)при сварке образуется тугоплавки плёнки оксидов AL₂O₃ c t плавления до 2050⁰С , в то время как t плавления Al 660⁰С.

2)Al и его сплавы в расплаве жидтотекучи , а при остывании имеют большой коэф-т усадки и высокий коэф-т мин. расширения.

3) при t 400-500⁰С Al-ые сплавы приобретают повышенную хрупкость, что способствует образованию при сварке трещин.

4) Al-ые сплавы обладают значительной растворимостью в расплавленном металле водорода, что способствует образованию пористого шва.

Детали из Al-ых сплавов соединяют газовой или дуговой сваркой.

При газовой сварке в качестве горючего используют ацетилен. Сварку выполняют нейтральным пламенем. Присадочный материал того же состава, что и основной металл. Для защиты металла от окисления применяют флюс АФ-4А, способствующий удалению окисов. В состав флюса входят в %: хлористый натрий-28, хлористый калий-50, хлористый литий-14 и фтористый натрий-8.

При дуговой сварке чаще всего используют электроды ОЗА-2. Сварку ведут на постоянном токе при обратной полярности. Стержень электрода изготовляют из Al проволоки с покрытием.

Другим способом дуговой сварки является сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в среде защитных газов(аргон) на установках типа УДАР,УДГ.

Присадочным материалом является проволока того же состава, что и основной металл. Сварку этим способом ведут на переменном токе без применения флюса , т.к. аргон хорошо защищает от окисления , шов полученный без пор и оксидов.

Номер наконечника горелки принимают из расхода 100…120 л/ч ацетилена на 1 мм толщины свариваемого металла.

Кроме прутков марок А и Б для сварки применяют также выбракованные поршневые кольца из серого чугуна. Эти кольца имеют повышенное содержание кремния, который снижает отбеливание чугуна.

При газовой сварке чугуна обязательно применения флюса, т.к. t плавления чугуна ниже t плавления его оксидов (соответственно 1200 и 1400°С). Наиболее распространены следующие флюсы:

1) Бура;

2) 50% буры и 50% двууглекислого натрия;

3) 56% буры, 22% углекислого натрия и 22% углекислого калия.

Дуговую сварку чугуна применяют для ремонта неответственных деталей, имеющих сравнительно толстые стенки.

При этом используют электроды ОМЧ-1, представляющие собой прутки марки Б со специальным покрытием (мел, полевой шпат, гранит, ферромарганец, жидкое стекло).

Горячая сварка чугуна обеспечивает высокие качества сварного соединения, однако по техническим и экологическим соображениям применяется сравнительно редко и в основном при сварке сложных корпусных деталей.

Более распространена в практике ремонтного производства холодная сварка.

Холодная сварка

Её ведут без предварительного нагрева детали, поэтому сварной шов охлаждается быстро.

Это приводит к отбелу чугуна в зоне шва и возникновению в зоне сварки больших внутренних напряжений и даже трещин.

Чтобы уменьшить влияние этих факторов, применяют ряд специальных способов сварки.

К ним относятся:

- способ наложения т.н. отжигающих валиков обычными электродами из низкоуглеродистой стали;

- сварка с помощью специальных электродов.

Сварка способом отжигающих валиков заключается в следующем.

Сначала накладывают сварной валик длинной 35-50 мм электродом

Э-34, а затем на этот валик сразу накладывают второй валик.

При этом первый валик больше прогревается и затем остывает с меньшей скоростью, поэтому часть цементита распределяется, выделяется графит, а закаленная часть шва частично подвергается нормализации.

Кроме того, верхний валик менее подвержен закалке, в результате чего снижается твердость всего шва и частично снимаются остаточные напряжения.

В зависимости от толщины детали возможно наложение различного числа валиков: в два слоя, в три слоя, при S ≥ 5 мм – применяют многослойную ….вку.

Способом наложения отжигающих валиков завар