Восстановление деталей сваркой и наплавкой (общие сведения)

Сварка и наплавка являются основными способами восстановления деталей широко применяемыми в авторемонтном производстве.

Наибольшее применение получила сварка и наплавка плавящимися электродами. Газовая ацетилено-кислородная сварка применяется при ремонте кузовов, заварке трещин в чугунных деталях и т.п. Для наплавки ацетилено-кислородная сварка не получила распространения.

При сварке и наплавке деталей давление дуги сопровождается большим выделением теплоты. Деталь подвергается быстрому местному нагреву. Количество теплоты в калориях введённое в секунду времени в металлическую детали (эффективная тепловая мощность дуги) может быть определено:

Q-полная тепловая мощность дуги (кал/с)

0,24-коэф. перевода электрической величины в тепловую

Uд-действительное напряжение

-эффективный КПД процесса нагрева

Количество теплоты в калориях введённое в 1 см длины однопроходного шва (полная энергия сварки (кол/см/) определяется отношением:

Vc-скорость сварки см/с

Погонную энергию можно определить по площади сечения наплавляемого валика F выражаемой в мм².

Согласно теории распространения энергии при сварке принимают, что дуга в процессе сварки сохраняет мощность постоянной и может оставаться неподвижной или принимают дугу за источник теплоты быстродвижущийся прямолинейно с постоянной скоростью , а изделие за полубесконечное тело.

Температура любой точки поверхности массивной детали, которую можно считать за полубесконечное тело при воздействии на неё источника теплоты может быть определено по формуле:

1. 2. ,

Где -коэф. теплопроводности (кол/ )

R-расстояние до точки от источника тепла (см)

a-коэф. температуропроводности (см²/с)

х-проекция рассматриваемой точки по оси Ох

Согласно теории теплоты при сварке в случае наплавки валика на деталь скорость охлаждения можно определить:

Tmin- температура наименьшей устойчивости аустетита после при распаде в изотермических условиях. Для различных сталей 450-650 , а для большинства 550

T₀-температура детали ( )

Vn-скорость наплавки

От режима наплавки в большей мере зависит наплавления и зона термического влияния, а от температуры детали и режимов наплавки скорость охлаждения наплавленного металла. Т.е. основные показатели, определяющие прочность и износостойкость детали.

Производительность наплавки плавящимся электродом можно оценить по количеству расплавляемого металла за время горения дуги или за ед. времени:

(гр/ч)

-коэф. плавления электродного металла. Показывает количество электродного металла расплавляемого током в 1А в еденицу времени (г/Ач)

-основное время наплавки

Количество расплавленного на деталь металла будет меньше количества расплавленного т.к. часть электродного металла во время наплавки теряется на испарение и разбрызгивание.

- коэф. наплавки. Показывает сколько металла с плавящегося электрода под действием сварочного тока в 1А перейдёт на основной металл в еденицу времени.

Коэф. потерь электродного металла:

При ручной наплавке электродом с толстым покрытием

Автоматически под флюсом

В углекислом газе

На закаливаемость и прокаливаемость сталей основное влияние оказывает углерод. Влияние легирующих элементов учитывается пересчётом и содержанием в стали в эквивалент.колич. углерода по формуле:

Поправка по толщине экв-ту углерода находится по формуле

h-толщина наплавляемой детали

Полный эквивалент углерода

Необходимая температура подогрева детали для минимизации самозакаливания :

.