Ремонт деталей сваркой и наплавкой » СтудИзба

Эксплуатация и ремонт машин и оборудования НиГ промыслов.

Лекция 10.

6.             Ремонт деталей сваркой и наплавкой.

Сваркой называется процесс неразъемного соединения деталей или их отдельных частей вследствие действия сил молекулярного сцепления. При сварке металлов, за исключением холодной сварки, производят местный нагрев соединяемых частей до перехода их в пластическое или расплавленное состояние. Металл шва должен обладать одинаковыми свойствами с основными металлом. Это определяет подбор присадочного материала и режима сварки. На ремпредприятиях нефтегазовой промышленности для ремонта стальных деталей в основном применяют ручную электродуговую и реже ручную газовую сварку. Оборудование, используемое при ремонте деталей сваркой, такое же как и при сварке новых деталей.

Наплавка – процесс нанесения расплавленного металла необходимого состава не поверхность детали, нагретой до температуры плавления. Наплавку применяют для восстановления размеров детали и придания заданных свойств её поверхности путем правильного выбора химического состава и структуры наплавленного металла. Наплавка является разновидностью сварки. однако отличие в том, что при наплавке процесс используется для наращивания на основной металл слоя металла или сплава со свойствами, иногда отличающимися от свойств основного металла. В этой связи к процессу наплавки предъявляются следующие основные требования:

1)   Доля основного металла (детали) в наплавленном слое должна быть минимальна.

2)   Для сохранения прочности ремонтируемой детали процесс наплавки не должен изменять её исходного химического состава, структуры и напряженного состояния.

3)   Наплавленный слой должен обладать достаточно высокой прочностью сцепления с основным металлом.

На практике это решают путем соответствующего выбора технических режимов наплавки, стараясь обеспечить достаточную прочность соединения основного и наплавленного металлов и в то же время в минимальной степени изменить их исходное состояние.

Виды наплавки: ручная и механизированная.Ручная – газовая, электродуговая, аргонно-дуговая. Механизированная – под слоем флюса, в среде защитных газов, вибродуговая, плазменно-дуговая, электрошлаковая, индукционная, наплавка трением.

Наибольшее распространение получили ручная газовая и электродуговая наплавки, автоматическая и полуавтоматическая наплавки электрической дугой под слоем флюса и вибродуговая наплавка.

Выбор наплавляемого материала производят с учетом материала ремонтируемой детали, её форм, размеров, технических требований, условий работы и применяемого вида наплавки. Широко применяется стальная сварочная проволока. Углеродистая и легированная  проволоки для восстановления размеров изношенных деталей. Высокохромистые – обеспечивают высокую износостойкость и коррозионную стойкость наплавленного слоя. Широко применяют наплавку перочинной проволокой при наплавке высоколегированных и высокоуглеродистых сплавов.  Порошковые проволоки широко используют  при наплавке в углеродистом газе и под слоем флюса.

Для ручной газовой электродуговой наплавки используются металлические электроды. регулирование химического состава и свойств наплавленного слоя осуществляется через покрытие или через электродный стержень или комбинированным методом. Для предотвращения появления деформаций и трещин при наплавке применяют предварительный нагрев детали (200-400⁰С) и другие технологические приемы.

6.1  Ручная газовая сварка и наплавка.

При ручной газовой сварке и наплавке расплавление основного и присадочного материала осуществляется теплом, выделяющимся в процессе сгорания газов (пропанбутановых смесей, ацетилена и др.) в среде кислорода. Качество шва и наплавленного слоя в значительной степени зависит от состава присадочного материала. При сварке следует применять присадочные материалы близкие по химическому составу к материалу ремонтируемой детали. Для защиты металла шва от окисления, а так же для удаления окислов образующихся при сварке применяют флюсы в виде порошка или пасты. Нагрев основного и присадочного металлов при газовой наплавке легко регулируется, что позволяет избежать нежелательного глубокого проплавления основного  металла и смешивания его с наплавочным материалом. Толщина наплавляемого слоя обычно колеблется от 2,5 до 4 мм. К недостаткам газовой наплавки следует отнести неравномерность толщины наплавленного слоя.

Сварка чугунных деталей является сложным процессом, что связано с большим содержанием  углерода и кремния в чугуне, неоднородностью его структуры и чувствительностью к температурным изменениям. Сварку деталей из чугуна производят с подогревом и без подогрева. При сварке с подогревом деталь нагревают до 650 — 700⁰С для предупреждения отбеливания чугуна и возникновения остаточных напряжений. При сварке вследствие выгорания углерода и кремния происходит отбеливание чугуна и для получения качественного сварного шва в присадочных материалах должно быть 3 — 3,6 % углерода, 3 – 4 % кремния, 0,5 – 0,8 % марганца.

Особенность сварки деталей из алюминия и его сплавов определяется их свойствами:

1)             Низкой (600⁰С) температурой плавления и большой жидкотекучестью.

2)             Высокой теплопроводностью.

3)             Способностью окислятся на воздухе с образованием тугоплавкой окисной пленки с температурой плавления 2050⁰ С.

4)             Высокой растворимостью водорода в расплавленном алюминии, приводящей к пористости.

Для борьбы с этими явлениями применяют специальные флюсы и технологии сварки.

4.2         Ручная электродуговая сварка и наплавка.

При электродуговой сварке и наплавке источником тепла для расплавления металлов является электрическая сварочная дуга, возникающая между электродом и свариваемым металлом. качество сварного шва и наплавленного слоя определяется диаметром электрода, характеристикой тока, маркой электрода, скоростью сварки, положением шва в пространстве.

При ручной электродуговой сварке и наплавке чаще всего используются металлические электроды, представляющие собой металлический стержень со слоем покрытия, предназначенного для стабилизации дуги горения, защиты расплавленного металла от кислорода и азота воздуха, легирования наплавленного металла. В состав электродных покрытий входят следующие компоненты: стабилизирующие, шлакообразующие, газообразующие, раскисляющие, легирующие и связующие. Электроды изготавливают Ø 1,6-12 мм и длиной 225 – 450 мм. В зависимости от химического состава ремонтируемой детали и требований предъявляемых к сварному шву или наплавленному слою. Для сварки и наплавки применяют типовые электроды определенного назначения. Для наплавки изношенных поверхностей применяют электроды обеспечивающие получение слоя необходимой твердости и высокой износостойкости. Диаметр электрода выбирается в зависимости от толщины наплавляемого слоя и размеров шва. Величина сварочного тока выбирается в зависимости от электрода:

I_СВ=(20+4d_ЭЛ) d_ЭЛ

I_СВ – сварочный ток величина силы;

d_ЭЛ – диаметр электрода.

Ручную электродуговую сварку и наплавку целесообразно применять при небольшом объеме работ, а также в трудоемких местах. К преимуществам ручной электродуговой сварки и наплавки относится простота и удобство процесса.

Недостатки – низкая производительность, низкая стабильность дуги и невысокое качество.

4.3         Электрическая электродуговая наплавка под слоем флюса.

При указанном виде наплавки электрическая дуга горит под слоем флюса, подаваемого в зону наплавки. В зоне горения дуги оплавляются поверхность детали, электрод и прилегающий слой флюса. Электродная проволока по мере оплавления автоматически подается в зону дуги одновременно с флюсом. При плавлении флюса образуется газовая оболочка, защищающая расплавленный металл от взаимодействия с окружающим воздухом и выгорания легирующих элементов. Флюсовое покрытие способствует сохранению тепла дуги и препятствует разбрызгиванию жидкого металла. Шлаковая корка, образующаяся при остывании, снижает скорость охлаждения наплавленного металла, что создает благоприятные условия для формирования шва. Этим способом можно наплавлять разные поверхности в несколько слоев. Толщина слоя наплавки практически не ограничена. Для питания дуги используется постоянный ток обратной полярности. Наплавку можно производить как на универсальном оборудовании так и на специализированных установках. Для получения требуемых свойств наплавленного металла необходимо вводить в него легирующие элементы.

Преимуществами автоматической наплавки под слоем флюса перед ручной электродуговой являются:

1)   Высокая производительность процесса.

2)   Высокое качество наплавленного слоя.

3)   Возможность регулирования свойств наплавленного слоя.

4)   Наличие закрытой дуги, что улучшает условия труда.

5)   Лучшее использование эл. энергии и материала проволоки.

Автоматическую наплавку целесообразно применять при ремонте большого числа однотипных деталей,  когда требуется наплавить значительный слой металла толщиной 5-40 мм.

4.4         Наплавка в среде защитных газов.

При этом виде наплавки защитный газ, подаваемый в зону наплавки под избыточным давлением, изолирует сварочную дугу и плавильное пространство от кислорода и азота воздуха. наплавку углеродных, легированных сталей и чугуна производят в среде углекислого газа; для высоколегированных сталей применяют аргон. Для наплавки в среде защитных газов применяется серийное оборудование используется постоянный ток. Этот метод применяют, когда затруднена или невозможна подача флюса и удаление шлаковой корки, например при наплавке мелких деталей, внутренних поверхностей и деталей сложной формы. Преимущества: высокая производительность и простота ведения и управления процессом. Недостатки6 сложность работы на открытом воздухе из-за срыва струи углекислого газа под действием ветра и окислительная способность углекислого газа.

4.5         Вибродуговая наплавка.

Автоматическая вибродуговая наплавка основана на использовании тепла кратковременной электрической дуги, возникающей в момент разрыва цепи между вибрирующим электродом и наплавляемой поверхностью. Отличительной особенностью этого вида наплавки является возможность получения наплавленного слоя малой толщины 0,3 – 0,25 мм, охлаждение поверхности наплавки в результате прерывистого характера процесса, что снижает нагрев детали и остаточные напряжения в ней.

Качество наплавленного слоя во многом зависит от материала электродной проволоки, которую выбирают в зависимости от требуемых механических свойств наплавленного слоя. автоматическую вибродуговую наплавку применяют для наращивания изношенных наружных и внутренних цилиндрических поверхностей (шеек валов, штоков, замков бурильных труб и других деталей). К преимуществам  вибродуговой наплавки относятся: возможность получения тонких и прочных покрытий, малая глубина зоны термического влияния, небольшой нагрев детали и незначительное выгорание легирующих элементов электродной проволоки.

4.6               Наплавка металлов трением.

Сущность процесса наплавки металлов трением заключается в плавлении наносимого металла за счет теплоты трения и соединения его с деталью при повышенных температуре и давлении. Наносимый металл или сплав, в гранулированном состоянии, плавится в закрытом пространстве за счет трения о наплавляемую деталь или специальный инструмент. Трение обеспечивается вращением наплавляемой детали или инструмента относительно массы наносимого сплава или металла.

Основным условием для обеспечения плавления наносимого металла или сплава является изготовление инструмента (с помощью которого осуществляется трение) из материала с более высокой температурой плавления по сравнению с температурой плавления наносимого материала. Во избежании прилипания металла или сплава к рабочей поверхности инструмента его изготавливают из соответствующего материала. Основные технологические параметры процесса наплавки трением – это окружная скорость и давление на поверхности трения. Величины этих параметров определяются физическими характеристиками основного и наплавляемого материалов, в особенности коэффициентом трения и температурой плавления материала, а также материала детали и инструмента. Оптимальные значения параметров V=2,5-6 м/с, Р=2-6 кг/мм². наплавка трением отличается от существующих методов наплавки полезным использованием теплового эффекта трения, отсутствием расплавлением основного и перегрева наплавляемого металлов, отсутствием их перемешивания, образованием металлического соединения между жидким и твердым металлами в условиях всестороннего сжатия и возможностью эффективного использования отходов механической обработки.

Преимущества: стабильность химического состава и сохранение исходных механических свойств в наплавленном слое; получение надежного соединения основного и наплавляемого металлов возможность наплавки комбинированным составом для получения заданных свойств в наплавленном слое; высокая экономичность процесса.

Недостатки: невозможность нанесения металлов более тугоплавких, чем основной металл; ограниченные размеры наплавляемых поверхностей; необходимость изготовления специальных приспособлений для наплавке деталей каждого типа. Процесс наплавки трением целесообразно применять для ремонта изношенных и изготовления биметаллических деталей, а также для поверхностного упрочнения деталей.

7.  Ремонт деталей металлизацией.

Процесс металлизации заключается в нанесении расплавленного металла на специально подготовленную поверхность детали распылением его струёй воздуха или газа. Частицы расплавленного металла, ударяясь о поверхность детали, заполняют предварительно созданные на поверхности неровности, в результате чего происходит их механическое закрепление, а так же возникает молекулярное схватывание между наплавляемым и основным металлом. В результате закалки, окисления и наклепа частиц напыляемого металла твердость материала покрытия повышается. Различают газовую, электродуговую, высокочастотную, тигельную и плазменную металлизацию. Напыляемый материал применяется в виде проволоки, ленты или порошка. Наибольшее применение на ремпредприятиях получила электродуговая металлизация. Две электрически изолированные друг от друга электродные проволоки, к которым подведен электрический ток, перемещаются механизмом подачи. При их пересечении возникает ток, и проволоки расплавляются. Струя сжатого воздуха распыляет расплавленный металл на мельчайшие частицы и при скорости 75-200 м/с они наносятся на подготовленную поверхность детали, создавая напыленный слой. Для электродуговой металлизации выпускают стационарные и ручные металлизаторы.

Преимущество электрометаллизации – производительность.

Недостатки: выгорание легирующих элементов, окисление напыляемого металла, низкие механические свойства напыляемого слоя и большие потери металла при напылении.

При газовой металлизации проволоку напыляемого металла расплавляют ацетиленокислородным пламенем, а распыление осуществляется сжатым воздухом или инертным газом. Газовая металлизация обеспечивает получение покрытий высокого качества из-за меньшего выгорания легирующих элементов. Недостаток : необходимость горючего газа, большая стоимость покрытия. Газовая металлизация широко используется для напыления тугоплавких сплавов и металлов, например, титана.

Одним из прогрессивных методов является плазменно-дуговая металлизация. При пропускании эл.тока большой плотности через газовую среду, находящуюся под повышенным давлением, газ ионизируется. Наряду с положительно и отрицательно заряженными ионами в газе содержатся электроны и нейтральные атомы. Такое состояние вещества называется плазмой. Плазма обладает высокой электрической проводимостью  и образует вокруг себя магнитное поле, которое заставляет частицы плазмы сжиматься и двигаться узким пучком. Плазменная струя служит интенсивным источником тепла, температура её достигает 15000⁰С.

Схема плазменного металлизатора: между вольфрамовым электродом и соплом горелки создается дуговой разряд, в зону дуги подается инертный газ, который ионизируясь выходит из сопла виде плазменной струи. В зону плазменной струи непрерывно подается напыляемый материал, расплавленные частицы которого увлекаются плазменной струей и с высокой (900 м/с) скоростью напыляются на поверхность детали.

Плазменная металлизация применяется для напыления тугоплавких металлов и соединений ( вольфрам, окиси алюминия, карбиды, бориды и т.д. ).

Преимущества: предотвращается окисление напыляемых металлов; процесс производителен; достигается прочное сцепление напыляемого слоя с металлом детали.

Недостатки: высокая хрупкость напыленного слоя.

После металлизации производят механическую и термическую обработку детали для получения необходимых параметров восстанавливаемой поверхности.

8.  Ремонт деталей гальваническим наращиванием.

Гальваническое наращивание металла на поверхность основано на процессе электролиза. Под действием постоянного электрического тока положительно заряженные ионы движутся к катоду, в качестве которого используется восстанавливаемая деталь, на которой выделяется металл и водород. Электролиз металлов может осуществляться с растворимыми и нерастворимыми анодами. Растворимые изготавливают из губчатого железа, меди или никеля в зависимости от вида электролитического процесса; нерастворимые из свинца, платины и других металлов. В комплект оборудования для гальванического наращивания входят: источник постоянного тока, ванны с химически стойкими облицовками, специальные контактные подвесные приспособления, нагревательные устройства, вентиляционное оборудование.

Для восстановления размеров изношенных поверхностей наибольшее применение находят электролитическое хромирование, осталивание, меднение и твердое никелирование.

Хромированиеприменяют для восстановления размеров деталей и получения декоративных, коррозиостойких и износостойких покрытий. Электролитический хром обладает высокой коррозионной стойкостью, низким коэффициентом трения, высокой твердостью, жаростойкостью, высоким пределом текучести. При тщательной подготовке поверхности прочность сцепления хрома со сталью, чугуном, медью и латунью достигает при сдвиге 30кгс/мм². однако стали с высоким содержанием вольфрама и кобальта, а также высокоуглеродистые стали и высококремниевые чугуны хромировать нельзя, вследствие низкой прочности сцепления. Прочность сцепления резко снижается с увеличением толщины покрытия в связи с ростом остаточных напряжений. После хромирования снимается также усталостная прочность деталей вследствие значительной величины остаточных напряжений в покрытии. Усталостная прочность углеродистых сталей в результате хромирования снижается на 25-40%.

Электрохимическое осаждение хрома отличается от других процессов, как по составу электролита, так и по условиям протекания процесса. Осаждение хрома осуществляется в электролите, содержащем хромовый ангидрид с добавкой серной кислоты.

При хромировании применяют нерастворимые аноды из свинца или сплава свинца с сурьмой. Концентрацию хромового ангидрида в электролите можно изменять в широких пределах, распространение получили горячие электролиты с концентрацией CrO₃  от 150 до 350 г/л. Условно хромовые покрытия разделяют на три вида: молочные, блестящие и матовые.

Блестящие покрытия отличаются высокой твердостью, высокой износостойкостью и хрупкостью, имеют на поверхности мелкую сетку трещин.

Молочные – более мягкие и вязкие. Без трещин. По сравнению с блестящими имеют большую износостойкость.

Матовые имеют повышенную твердость и хрупкость, низкую износостойкость, трещины на поверхности.

Для повышения износостойкости применяют пористое хромирование. Оно отличается от твердого дополнительной анодной обработкой (дехромирование) после наращивания хромового покрытия. В результате на покрытии образуется сеть углубленных трещин обеспечивающих большую маслоемкость при работе. Контроль хромового покрытия осуществляется путем наружного осмотра с простукиванием медным молотом.

Преимущества:

§  Высокая прочность сцепления покрытия с основным металлом.

§  Возможность получения покрытия с высокой износостойкостью, с химической тепловой стойкостью.

Недостатки : длительность, сложность, трудоемкость технологического процесса, высокая стоимость.

Хромирование применяют при ремонте штоков насосов, гильз цилиндров ДВС и насосов, гнёзд подшипников, шеек валов и других деталей.

Электролитическое осталивание. При прохождении постоянного тока низкого напряжения через раствор солей железа происходит осаждение на катоде (ремонтируемой детали) электролитического железа. Прочность и твердость осажденного слоя приближаются к аналогичным свойствам среднеуглеродистой стали, поэтому процесс получил название осталивание.

Для осталивания применяют горячие и холодные электролиты. В зависимости от состава электролита и режима осталивания получают мягкие покрытия с твердостью (НВ 120-220) и твердые покрытия с твердостью (НВ 250-600). Прочность сцепления на отрыв покрытия со сталью, медью и чугуном достигает 15 МПа, благодаря чему восстановленная деталь надежно работает при больших нагрузках. Прочность сцепления покрытия с металлом зависит от предварительной подготовки наращиваемой поверхности.

Преимущества:

§  Недефицитность и дешевизна исходных материалов.

§  Выход металла на тонну 75-95%.

§  Скорость осаждения металла и толщина покрытия значительно выше, чем при хромировании. Для твердых покрытий толщина 1-1,2 мм, для мягких 2-3 мм.

§  Механическую обработку покрытия после осталивания производят при обычных процессах резания.

§  Процесс устойчив и может быть автоматизирован.

Недостатки:

§  Высокая коррозионная активность электролита.

§  Сложность технологического процесса.

§  Необходимость частой фильтрации электролита.

Осталивание применяют для наращивания изношенных поверхностей гнезд подшипников, шеек валов, наружных поверхностей бронзовых втулок и т.д.

Меднение. Для меднения деталей применяют два типа электролитов: сернокислые и цианистые, последние токсичны и применяются редко. Аноды при медении применяют растворимые – медные пластины, катодом является ремонтируемая деталь.

На ремпредприятиях меднение применяют при восстановлении размеров бронзовых втулок, вкладышей подшипников, для облегчения приработки трущихся поверхностей и т.п.

Твердое никелирование. Электролитический процесс осаждения никеля называется твердым никелированием. Гальванически осажденный никель порист и имеет пониженную пластичность. Твердость никелированных покрытий составляет 30-60МПа. В зависимости от содержания в электролите получают матовые и блестящие осадки. Процесс ведется при температуре электролита 75-95⁰С. Применяются растворимые аноды из никеля. Вследствие невысокой твердости и малой износостойкости никелирование применяют для восстановления размеров в неподвижных сопряжениях, например, для восстановления посадочных поверхностей деталей под подшипники.

9.  Ремонт деталей с применением клеевых соединений.

Склеивание металлов основано на способности некоторых неметаллических материалов образовывать достаточно прочные связи с металлом. Клей для металлов приготавливают на основе термореактивных и термопластичных полимеров. Клей на основе термореактивных полимеров позволяет получить прочные и теплостойкие соединения. Клей на основе термопластичных полимеров позволяет получать менее прочные и с более низкой теплостойкостью соединения.

По внешнему виду клеи для металлов разделяют на жидкие, пастообразные, пленочные и порошкообразные. Они могут быть одно и много консистентными. Выбор клея в каждом конкретном случае должен определятся конструкцией склеиваемого узла, условиями эксплуатации и производительными возможностями предприятия. Физико-механические свойства клеевых соединений металлов зависят от технологии склеивания:

§  Подготовки металлических поверхностей.

§  Приготовления клеевого состава.

§  Технологии нанесения клея на поверхность.

§  Процесса отвердения клея.

Значительное влияние на прочность клеевого соединения оказывают конструктивные факторы и в частности форма и размеры клеевого соединения. На ремпредприятиях склеивание применяют для следующих работ:

§  Соединение частей разрушенных деталей.

§  Заделка трещин, свищей и раковин.

§  Посадка втулок и гнезд взамен запрессовки, приварки и пайки.

§  Восстановление и упрочнение прессовых насадок подшипников.

§  Фиксация сменных деталей.

§  Наложение заплат.

§  Герметизация неплотностей в резьбовых, фланцевых и сварных соединениях.

§  Наклеивание фрикционных накладок.

На практике ремонта бурового и НП оборудования клеи используют для ремонтов резервуаров, трубопроводов и арматуры, насосного и компрессорного оборудования, ДВС. Применение клеевых соединений упрощает технологический процесс ремонта, ускоряет его, снижает стоимость ремонта

Недостатки клеевых соединений:

§  Невысокая температура эксплуатации (до 300⁰С).

§  Низкая прочность при неравномерном отрыве.

§  Склонность к старению при воздействии различных внешних факторов.

Литература:

1)        Авербух и др. «Ремонт и монтаж бурового и НП оборудования» Недра, 1976.

способы и методы восстановления, особенности, технологический процесс

Технологии сварки и наплавки позволяют эффективно восстанавливать металлические детали, обеспечивая высокую степень надежности и долговечности изделия.

 

Это подтверждается и практикой использования данных методов при выполнении ремонтных операций в самых разных областях – от починки автомобилей до производства металлопроката. В общем объеме работ по ремонту металлических конструкций восстановление деталей сваркой и наплавкой занимает порядка 60-70%. Наиболее распространена починка стальных блоков цилиндров, моторных валов, картеров, цепных звеньев, лопаток и т. д.

Сварка и наплавка в ремонтно-восстановительных работах

Оба способа основываются на методах термического воздействия с разными параметрами работы подключаемого оборудования. Под сваркой понимается процесс формирования межатомных связей, которые могут использоваться для соединения разных элементов детали, заделки технологических зазоров и устранения мелких дефектов на поверхности. Энергетический потенциал для сварочного процесса обеспечивается за счет общего или местного нагрева заготовки.

К типовым операциям данного рода можно отнести закрепление добавочных или отломанных частей пластин, венцов и втулок. Кроме ремонта изделий с простыми геометрическими формами, возможны и более сложные восстановительные задачи, но в составе с другими технологическими операциями. Например, восстановление резьбы сваркой будет дополняться процедурами механической правки и проточки. К тому же в подобных работах следует соблюдать требования к перегревам вспомогательного инструмента наподобие плашек, которые непосредственно участвуют в коррекции резьбы.

Что касается наплавки, то этот способ подразумевает нанесение дополнительного металлического покрытия на восстанавливаемую поверхность. Новый технологический слой может быть полезен при ремонте изношенных деталей или усиления поверхности в области трения.

Применяемое оборудование

При сварочных работах обязательно используется источник тока, оснастка для удержания детали и направления дуги. Чаще применяют сварочный преобразователь, в состав которого входит двигатель с генератором постоянного тока от 70 до 800 А. Также могут задействоваться выпрямители с трансформаторами тока и пускорегулирующей установкой. Если говорить о расходниках и вспомогательных устройствах, то восстановление деталей сваркой и наплавкой выполняется с подключением удерживающих мундштуков, электродов и систем охлаждения. При наплавке также задействуют деформирующие головки с суппортами и подъемниками, допускающими возможность крепления на станках (токарных или винторезных). Для удаления лишних металлических кромок и слоев применяются специальные резцы.

Требования к подготовке детали

И при сварке, и в процессе наплавки качество выполнения операции в немалой степени будет определяться изначальным состоянием заготовки. Поверхности детали должны быть зачищены от ржавчины, окалины, грязи и жира. В ином случае повышается риск сохранения непроваров, трещин и шлаковых включений. Особое внимание следует уделить обезжириванию от заводских и консервационных масел. Эту процедуру выполняют в горячем растворе, после чего изделие омывается и сушится. Перед восстановлением деталей способом сварки рекомендуется выполнять и пескоструйную обработку, что повышает качество ремонта. Для таких задач используют методы абразивной обработки с подключением компрессорного оборудования, шлифовальных дисков и резцов. Незначительные следы коррозийного поражения можно удалить и ручными металлическими щетками.

Какие электроды используются при восстановлении?

После подготовки основного рабочего оборудования и заготовки можно приступать к выбору электродов. Подбор зависит от вида металла, характера дефекта и требований к слою наплавки. Как правило, в распространенных случаях обломов и трещин используют обычные сварочные электроды с сопротивлением разрыву порядка 4 МПа. Для работы с углеродистыми сталями рекомендуется применять расходники, стержни которых выполнены из проволоки марки Св-08 толщиной 1,5-12 мм. Не стоит игнорировать и характеристики покрытия. Высокий стабилизирующий эффект при восстановлении деталей сваркой и наплавкой обеспечит меловая обмазка электрода типа Э-34. Она будет способствовать устойчивому процессу горения дуги, что позволит сформировать плотный и ровный шов.

Также сегодня используются нестандартные электродные расходники наподобие ленточных и трубчатых порошковых элементов. Обычно они представляют собой свернутые металлические ленты толщиной до 0,8 мм, поверхность которых наполнена различными порошкообразными легирующими смесями на основе ферромарганца, сталинита и др. К таким электродам стоит обращаться, если планируется наделять ремонтируемый участок дополнительными эксплуатационными свойствами.

Ручной дуговой метод сварки и наплавки

При восстановлении поврежденных сварных швов, заделке трещин и запайке герметичных корпусов можно применять ручной метод с графитовыми, угольными или вольфрамовыми электродами. В ходе работы берется пучок стержней с обмазкой и скрепляется проволокой. Окончания необходимо предварительно сварить и вставить в подготовленный держатель. В ходе работы электроды сформируют так называемую блуждающую дугу с широким полем действия. Чем больше площадь поврежденного участка, тем крупнее должен быть пучок. Главная сложность процесса сварки таким способом заключается в необходимости подключения трехфазной сети, поскольку та же наплавка пучком из 5-6 электродов должна производиться на повышенном токе. Таким методом ремонтируют детали из легированных и низколегированных сталей средней и большой толщины.

Метод автоматической наплавки под флюсом

Автоматический процесс наплавки отличается тем, что подача электрода с перемещениями самой дуги по рабочей поверхности полностью механизируются. Флюс, в свою очередь, обеспечивает изоляцию целевой зоны от вредного воздействия кислорода. Метод задействуется для восстановления поверхностей плоских и цилиндрических деталей с глубиной износа до 15 мм. По мере увеличения размера дефекта может применяться несколько слоев наплавки, но в этом случае потребуется ожидание полимеризации каждого предыдущего пласта. Данная технология восстановления деталей сваркой и наплавкой требует подключения источников тока в виде преобразователя или выпрямителя с токарно-винторезным станком. В рабочей зоне формируется покрытие флюса толщиной 1-4 мм, после чего автоматом направляется электродная проволока с дугой. К основным достоинствам этого метода относительно ручной сварки можно отнести минимальные потери металла в результате разбрызгивания. Ручной метод дает в несколько раз больше огарков и угара.

Метод вибродуговой наплавки

В данном случае применяются плавкие электроды, которые в процессе горения дуги вибрируют с короткими замыканиями. Операции подачи и перемещения расходных материалов также автоматизированы. Несмотря на внешнюю сложность процесса, метод довольно простой и не требует применения специальной оснастки. Более того, в конечном счете можно ожидать исключения деформации детали с сохранением твердости без термической обработки. Однако есть и ограничения. Так, вибрационные способы восстановления деталей сваркой и наплавкой подходят для заготовок с диаметром не менее 8 мм или толщиной от 0,5 до 3,5 мм. Теоретически вибродуговая наплавка может выполняться в разных защитных средах с газом или флюсом, но на практике чаще задействуют жидкостную изоляцию – например, кальцинированный раствор соды.

Сварка и наплавка в газовых защитных средах

Этот метод предусматривает подготовку специального баллона со сжатой газовой смесью. Могут использоваться аргоновые и углекислотные газы, направляемые в зону сварки под высоким давлением. Задача смеси также сводится к защитной функции изоляции заготовки от негативного воздействия азота и кислорода в воздухе. Наиболее качественные соединения сваркой в газовых средах получаются при использовании вольфрамовых электродов с отдельным вводом в рабочую зону присадочных материалов. Наплавка осуществляется под постоянным током с обратной полярностью. Процесс может быть механизирован, если применяется электродная проволока, но операции с газоэлектрическими горелками обычно выполняют вручную.

Полуавтоматические способы сварки и наплавки

Оптимальный метод для работы с алюминием и различными сплавами цветмета. Благодаря гибкой настройке параметров оборудования и возможностям использования разных защитных сред оператор может получить при небольшой силе тока качественный шов на заготовке толщиной до 12 мм. Полуавтоматический метод восстановления деталей сваркой производится с помощью вольфрамовых электродов толщиной 0,8-6 мм. Напряжение при этом может варьироваться от 20 до 25 В, а сила тока укладывается в 120 А.

Альтернативная технология восстановления под давлением

Кроме термических способов сварки и наплавки, также применяется широкая группа контактных или холодных методов изменения структуры металлических заготовок.статочных напряжений. При сварке таких сталей не допускаются поры, непровары, шлаковые включения. Переход от изделия к поверхности наплавленного слоя должен быть плавным. Многослойную наплавку следует вести так, чтобы при наложении последующего слоя предыдущий не успевал охладиться до температуры менее 200 °С. Стали, легко подвергающиеся закалке, предварительно подогревают до температуры 200… 250°С.

Среднеуглеродистые и низколегированные стали сваривают и наплавляют преимущественно электродами типа Э-42 или Э-46. Наилучшие результаты при сварке конструкционных сталей дают электроды типа Э-42А. Быстроизнашивающиеся поверхности деталей, работающих в абразивной среде, а также деталей, имеющих высокую твердость, рекомендуется наплавлять электродами типа Т-590, Т-620, 13кН. Они позволяют без термической обработку получать твердость металла шва до HRC 56 .. . 62.

Режимы сварки и наплавки среднеуглеродистых и низколегированных сталей приведены в таблице 2. Цементованные поверхности деталей с высокой твердостью рекомендуется восстанавливать электродами 03H-400 и ЦЧ-4. Твердость наплавленного слоя при этом без термической обработки достигает HRC 45 … 55.

Таблица 2. Режимы сварки и наплавки среднеуглеродистых и низколегированных сталей

Толщина свариваемого металла, мм	Диаметр электрода, мм	Сила сварочного тока, А
2…4	3…4	75…125
4…6	4.,.5	150…200
6…10	5…6	200…400

Детали сельскохозяйственной техники, работающие в условиях абразивного изнашивания, часто изготавливают из высокомарганцовистой стали Г-13, содержащей 1,5% углерода и 13% марганца. При нагревании этой стали выше температуры 1200 °С и медленном охлаждении в результате образования карбидов марганца она становится хрупкой, появляются трещины. Сварку и наплавку этих сталей рекомендуется производить широкими валиками и короткими участками с охлаждением водой. Для сварки высокомарганцовистых сталей применяют электроды ОЗЛ-4 со стержнем из проволоки Св-10Х20Н15 или ЦЛ-2М, ЦЛ-2АЛ со стержнем из проволоки Св-04Х19Н9, для наплавки применяют электроды ОМГ-Н со стержнем из проволоки 08НЗ. Сварку веду’г на постоянном токе обратной полярности и плотности 10… 12А/мм

2 сечения электрода.

Рис. 1. Определение границ трещин.

В качестве оборудования для ручной сварки и наплавки в условиях ремонтных предприятий применяют: сварочные трансформаторы типов СТН, ТСК, ТД, ТС, СТШ, ТС-300, ТС-500, ТСМ-500 с конденсаторами ТСК-300, ТСК-500, с подвижным шунтом СТШ-300, СТШ-500; сварочные преобразователи ПСО-ЗОО-З, ПС-500, ПСО-500, ПСУ-300, ПСУ-500; сварочные селеновые выпрямители ВСС-120А, ВСС-300-3, универсальные ВСУ-300, ВСУ-500, специальные ВКСМ-1000-1, ВДМ-1601, ВДМ-3001. Для сварки в полевых условиях применяются передвижные сварочные агрегаты (с двигателем внутреннего сгорания) АСБ-300-4, АСБ-300-7.

Сварка чугунных деталей. Большинство корпусных, базовых и других деталей сельскохозяйственной техники изготавливают из серого чугуна СЧ18-36. Наибольшее распространение при устранении дефектов (трещин, пробоин, отколов) получила сварка.

Серый чугун — трудносвариваемый материал. Трудность процесса сварки серого чугуна обусловлена его химическим составом, структурой и особыми механическими свойствами. Кроме того, чугунные детали, бывшие в эксплуатации, содержат в порах большое количество посторонних материалов, особенно масла, проникающего на значительную глубину, что ухудшает условия сварки. Сварка чугунных деталей может осуществляться как холодным, так и горячим способом.

Холодная сварка чугуна находит все более широкое применение на ремонтных предприятиях. При холодной сварке чугуна применяют либо специальные сварочные материалы, либо специальные приемы сварки (например, метод отжигающих валиков).

Для механизированной сварки корпусных деталей из чугуна любых марок получила распространение созданная Институтом электросварки им. Е. О. Патона самозащитная проволока ПАНЧ-11, с помощью которой можно высококачественно устранять различные дефекты корпусных деталей. Используя ПАНЧ-11, можно ремонтировать отверстия под штифты и болты крепления с сорванной резьбой, вести сварку серого, ковкого и высокопрочного чугуна и их комбинации, в том числе и со сталью.

Рис. 2. Разделка сквозных трещин.

Трещины, пробоины и другие дефекты заваривают в такой последовательности. Моют чугунную корпусную деталь, устанавливают ее в кантователь или на стол, зачищают поверхность до металлического блеска по обе стороны трещины на ширину 10…20 мм, определяют границы трещины (рис. 1). Зачистка производится электрической шлифовальной машиной, шлифовальным кругом ПП110X40X10 или пневмошлифовальной машиной ИП2009Л с шлифовальным кругом ПП110X20X20. Определив Границы трещины, иа расстоянии 6… 10 мм от видимого конца в НАПрвплшии ее развития сверлят сквозные отверстия диаметром 3…4 мм, применим сверлильную электрическую машину, патрон 10-2а или сверлильную пневматическую машину ИП-1011, сверлильный патрон П-18, сверло 4 мм. После зачистки поверхностей разделывают трещины, причем сквозные трещины в тонких стенках— с одной стороны, в толстых — с двух сторон (рис. 2). Трещину в перемычках между отверстиями обрабатывают с двух сторон по всей ее высоте. Несквозные трещины разделывают до целого металла. Разделку трещин выполняют фрезерованием и использованием ручной сверлильной пневматической машины ИП-1011, сверлильного патрона П-18, фрезы концевой 4. При разделке прорезным камнем применяется пневмошлифовальная машина ИП-2009А.

Для получения усиленного сварного шва при сварке наиболее ответственных участков детали применяют более сложную форму разделки дефекта (рис. 3).

При наличии пробоин зачищают от коррозии поверхность по всему периметру пробоины, запиливают острые кромки и вырезают накладку по форме пробоины из стали 3 толщиной 2 … 3 мм с таким расчетом, чтобы кромки пробоины были перекрыты на 10 … 15 мм.

Рис. 4. Последовательность заварки трещины; Рис. 3. Разделка трещин для усиленного шва: а — сверление отверстий на концах трещины; б — сверление отверстий вдоль трещины и продольная разделка; в — поперечная разделка трещины.

Все подготовительные операции выполняют без применения охлаждающей жидкости. Заварку трещин на стенках чугунных деталей и в перемычках между отверстиями самозащитной проволокой ПАНЧ-11 производят открытой дугой на постоянном токе прямой полярности. Вылет электрода должен составлять 15… 20 мм. При сварке самозащитной проволокой ПАНЧ-11 рекомендуется применять следующие наиболее оптимальные режимы: диаметр проволоки 1,2 мм, сварочный ток 80… 180 А, напряжение дуги 14… 18 В, скорость подачи проволоки 110 … 120 м/ч, скорость сварки 4 … 5 м/ч.

Трещины заваривают участками, длиной 30 … 50 мм с проковкой и охлаждением каждого участка до температуры 50…60°С двумя способами по схеме, изображенной на рисунке 4. Заварка трещин со сложной формой разделки также производится участками длиной 30 *.. 50 мм с проковкой и охлаждением до температуры 50…60°С в порядке, указанном на рисунке 5. Заплаты приваривают вразброс участками длиной 30 … 50 мм по контуру заплаты. Каждый следующий участок начинают заваривать после проковки и охлаждения предыдущего до температуры 50…60°С. Для сварки используют полуавтоматы типа ПДПГ-500, ПДГ-300,. ПДГ-301, А-547, А-825М и другие в комплекте с выпрямителем ВС-300 или аналогичными.

Рис. 5. Порядок заварки трещины со сложной формой разделки.

Механические свойства металла сварного шва следующие: предел прочности на разрыв до 500 МН/м2, предел текучести до 300 МН/м2, удлинение до 20%, твердость НВ 160 .. . 180. На узком участке околошовной зоны наблюдается повышение твердости до НВ 280… 310. Прочность сварных соединений на разрыв не ниже 95% прочности основного металла.

Положительные результаты позволяет получать при заварке трещин, в том числе и в перемычках между отверстиями, полуавтоматическая сварка в среде аргона А проволокой МНЖКТ-5-1-02-02 диаметром 1,0… 1,2 мм. Сваривают током обратной полярности 80… 120 А, при напряжении 20 … 25 В, с последующей проковкой при скорости подачи проволоки 7… 11 м/мин. Расход аргона — 6 … 9 л/мин. Сварку можно производить с помощью полуавтоматов А-547У, А-825М, ПДГ-301 или установки типа УДГ. Сварные соединения высокого качества при холодной свар: ке чугуна получают за счет применения специальных электродов МНЧ-2, изготовленных из монельметалла (70% никеля и 26% меди, остальное — железо и марганец). Такое сварное соединение не имеет пор и раковин, пластично, отсутствует зона отбела. Поэтому электродами МНЧ-2 можно устранять почти все дефекты: трещины, износы поверхностей отверстий, сколы. Однако твердость шва в этом случае ниже твердости металла.

Получили распространение при сварке чугуна также медножелезные электроды ОЗЧ-2, изготовленные из медного стержня с фтористо-калиевым покрытием, в которое добавляют 50% железного порошка. Они дешевле электродов МНЧ-2, но в процессе сварки наблюдается наиболее выраженный отбел в околошовной зоне. С целью получения наплавленного слоя с требуемым качеством и экономией дорогостоящего материала можно применять комбинированную сварку электродами различных марок. При этом первый слой на кромках трещины наносят проволокой ПАНЧ-11, электродами МНЧ-2 или ОЗЧ-2, а последующие слои — стальными электродами ЦЧ-ЗА, ЦЧ-4, УОНИ-13/45. Можно также первый слой наложить электродами МНЧ-2, второй—электродами ОЗЧ-2. Такие сочетания позволяют получить наплавленный слой с требуемой твёрдостью. При заварке трещин упомянутыми выше электродами рекомендуется применять следующую силу сварочного тока (для диаметра электрода 4 мм): для электродов ЦЧ-ЗА, ЦЧ-4 — 90 … 120 А; ОЗЧ-2 — 120 … 140 А; УОНИ-13/45 — 130 … 150 А; МНЧ-2—110 … 130 А.

При сварке методом наложения отжигающих валиков трещины предварительно зачищают. С кромок трещины снимают фаски (для толстых наружных стенок деталей) и ведут сварку стальными электродами марок УОНИ-13/45 или ОММ-5 диаметром 4 мм короткими участками длиной 30 … 60 мм вразброс с перерывами для охлаждения, чтобы уменьшить внутренние напряжения, которые могут привести к растрескиванию сварного шва. Стальные электроды для сварки рекомендуется выбирать с содержанием в них углерода не выше 0,1%.

Сварной шов по химическому составу представляет собой высокоуглеродистую сталь, механические свойства шва близки к механическим свойствам чугуна. Вследствие высокой температуры в зоне сварки и быстрого охлаждения в зоне сплавления образуются хрупкие ледебуритная и мартенситная структуры, обладающие высокой твердостью.

Холодную сварку чугуна стальными электродами следует применять в крайних случаях, когда отсутствуют специальные сварочные материалы, описанные выше.

Горячая сварка чугуна начинается с того, что детали ппгревают до температуры 600… 650 °С в нагревательных печах, затем в специальных термосах заваривают трещины, пробоины, сколы и другие дефекты электродуговой или газовой сваркой. Присадочный материал — чугунные прутки марки А того же химического состава, что и детали.

При сварке применяют специальный флюс ФСЧ-1. Можно также применять в качестве флюса техническую буру или 50%-ную смесь углекислых калия и натрия. Охлаждение детали ниже 500 °С не допускается. После заварки трещин и пробоин чугунную деталь вновь помещают в печь и вместе с ней охлаждают со скоростью 50… 100 °С в час для нормализации и снятия внутренних напряжений.

После горячей сварки сварной шов имеет достаточно однородные структуру и химический состав, на линии сплавления отсутствуют хрупкие структуры отбеленного чугуна, соединение имеет высокую механическую прочность.

Высокая трудоемкость и тяжелые условия труда сварщика ограничивают применение этого способа. Несмотря на это, учитывая высокое качество соединения, в отдельных случаях, особенно при ремонте тонкостенных корпусных деталей, этот способ незаменим.

При ремонте чугунных деталей можно применять пайко-свар-ку, исключающую отбел в зоне сварного соединения. Для этого применяют латунные припои JIOK59-1-03, JIOMHA-49-1-10-02 и JIK-62-05. Наряду с латунными применяют также цинковый Ц1 и медно-цинковые ПМЦ-36, ПМЦ-48, ПМЦ-54 припои, однако механические свойства сварных соединений с использованием цинковых и медно-цинковых припоев ниже латунных. При сварке и наплавке чугунных деталей медными сплавами медь проникает в свариваемый чугун на глубину до 0,5 мм и повышает тем самым механическую прочность соединения, достигая прочности соединения на разрыв свыше 200 МН/м2.

Пайко-сварка ведется при температуре 700 … 750 °С. Такое снижение рабочей температуры получено за счет применения специальных поверхностно-активных флюсов ФПСН-1 и ФПСН-2. Активное флюсование обеспечивает высокую смачиваемость чугуна припоем.

Применяют также флюсы ФНЧ-1 , ФСЧ-2, МАФ-1, ЗП-19, АНП-2, АН-ШТ-1, АН-ШТ-2, № 209 и № 284.

Ремонт деталей сваркой — Энциклопедия по машиностроению XXL

Ремонт деталей сваркой и пайкой производят при температуре окружающего воздуха не ниже +5° С.  [c.280]

Ремонт деталей сваркой, наплавкой и электроискровым способом  [c.268]

Ремонт деталей сваркой и наплавкой применяется наиболее широко. Этим способом ремонтируется свыше 50% восстанавливаемых деталей. В авторемонтном производстве внедряются высокопроизводительные механизированные способы сварки и наплавки. К ним относятся автоматическая и полуавтоматическая сварка и наплавка под слоем флюса, полуавтоматическая сварка в защитной среде углекислого газа и др.  [c.268]

Несколько расширен раздел Ремонт деталей сваркой в связ)) с большим внедрением сварки при ремонте дизелей. Описаны многочисленные сварные швы, которые могут найти применение при ремонте дизелей и трубопроводов.  [c.4]

РЕМОНТ ДЕТАЛЕЙ СВАРКОЙ  [c.78]

Ремонт деталей сваркой состоит из следующих основных операций подготовка поверхностей, сварка, слесарная или механическая обработка и при необходимости термическая обработка детали после сварки. Во избежание дальнейшего распространения трещины в детали перед сваркой по концам трещины сверлят отверстия диаметром 4—5 мм. При толщине детали до 5 мм поверхность основного металла вдоль трещины зачищают до блеска на ширину 10—15 мм с каждой стороны и сваривают без разделки кромок. При толщине детали от  [c.202]

Чугун относится к категории плохо сваривающихся сплавов. Его сваривают при исправлении дефектов в отливках и ремонте деталей. Дуговая сварка чугуна чугунными электродами и с покры-  [c.233]

За последние годы указанный способ получил также некоторое применение при сварке труб, ремонте крупных деталей, сварке стержней, проводов и т. д. Соединяемые стыки перед сваркой формуются.  [c.64]

В ряде случаев представляется целесообразным использовать для сварных изделий из перлитных и хромистых сталей режим полной термической обработки закалку с последующим отпуском. При этом обеспечивается наиболее высокая однородность сварного соединения. Данный вид термической обработки может применяться для отливок, подвергаемых крупным заваркам в целях ремонта. На сварку отливка поступает в отожженном состоянии, а после сварки деталь проходит полную термообработку по режиму для основного металла.  [c.92]

Сварка чугуна имеет большое значение в народном хозяйстве, она используется, например, при заварке дефектов литья, при ремонте деталей автотракторной промышленности, подвижного состава железных дорог, оборудования машиностроительных заводов.  [c.128]

ВОССТАНОВЛЕНИЕ И РЕМОНТ ИЗНОШЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ СВАРКОЙ  [c.178]

Характерной особенностью наплавки в среде углекислого газа является простота процесса в сочетании с высокой производительностью, маневренностью и универсальностью. Для ремонта деталей проточного тракта наиболее рациональной является полуавтоматическая наплавка в среде углекислого газа проволокой диаметром 1,2—1,6 мм с использованием шланговых полуавтоматов, предназначенных для сварки в среде защитных газов.  [c.70]

РЕМОНТ КОНСТРУКЦИЙ И ДЕТАЛЕЙ СВАРКОЙ И ПАЙКОЙ  [c.312]

Чугун относится к категории плохо свариваемых сплавов. Его сваривают при исправлении дефектов в отливках и ремонте деталей. Дуговая сварка чугуна чугунными электродами с покрытиями не обеспечивает хорошего качества сварных соединений. Металл шва получает структуру белого чугуна, а з. т. в. закаливается. 0 затрудняет механическую обработку сварных соединений и может привести к образованию трещин.  [c.277]

Сварку таких чугунов без предварительного нафева деталей применяют для исправления мелких дефектов отливок и при ремонте деталей и изделий с выполнением швов как до термической обработки отливок, так и после нее.  [c.365]

РЕМОНТ ДЕТАЛЕЙ МЕТОДАМИ СВАРКИ  [c.277]

При решении вопроса о ремонте тех или иных деталей сваркой (наплавкой) необходимо учитывать свариваемость металла, из которого эти детали изготовлены, т. е. его способность давать при сварке доброкачественные сварные соединения.  [c.132]

При ремонте деталей тормозного оборудования применяется сварка (кузнечная, автогенная, электродуговая), механическая обработка, хромирование, а также притирка пастами или порошками.  [c.14]

При ремонте автомобилей обязательно восстанавливают посадки (зазоры и натяги) в сопряжениях. Посадки в сопряжениях можно восстанавливать изменением или восстановлением номинальных размеров деталей. В первом случае требуемый зазор или натяг в сопряжении обеспечивается обработкой деталей под ремонтный размер или постановкой дополнительных деталей (компенсаторов), а во втором — за счет восстановления номинальных размеров деталей сваркой и наплавкой, осаждением электролитических и химических (хромовых, стальных, никель-фосфорных, железо-никелевых и др.) покрытий, пластическим перераспределением металла с нерабочих поверхностей на рабочие, металлизацией, полимерными и клеевыми композициями, электрофизическими методами.  [c.185]

Наибольшее применение получили ремонт деталей сваркой под ремонтный размер, постановкой дополнл-тельных ремонтных деталей и давлением. Хромирование и металлизация, требующие специального оборудования и применения сложного технологического процесса, применяют только для ограниченной номенклатуры деталей.  [c.16]

Во всех случаях, когда техническими условиями допускается ремонт деталей сваркой, заваркой, приваркой, сварной шов не должен иметь шлаковых включений, непроваренных участков, пористости и трещин.  [c.7]

Во всех случаях ремонта деталей сваркой и наплавкой сварной шов не должен иметь шлаковых включений, непровареиных участков, подрезов и других дефектов После сварки шов зачистить Наплывы металла устранить, чтобы они не мешали установке сопрягаемых деталей  [c.23]

При изготовлении и ремонте деталей, узлов и металлоконструкций оборудования широко применяют соединения деталей сваркой. Наиболее распространены изготовленные ручной или автоматической (полуавтоматической) сваркой из углёродистой или низколегированной стали следующие виды сварных соединений стыковые, тавровые, угловые и внахлестку с различной подготовкой кромок свариваемых деталей. Толщина свариваемых деталей от 4 до 50 мм.  [c.56]

Самый быстрый и надежный способ ремонта треснувших или лопнувших деталей — сварка. Но если деталь сделана из плохо сваривающегося материала, ее приходится заменять. И дело не только в ее цене. На изготовление нового многотонного маховика или корпуса паровой турбины, на монтаж и демонтаж уходит иногда по полгода, а то и целый год. Убытки от простоя машины за это время многократно перекрывают стоимость самой заменяемой детали. Американская ремонтная фирма из Питсбурга разработала способ механической сшивки треснувших деталей, удовлетворяющий самым строгим прочностным требованиям. Деталь поперек трещины рассверливают так, чтобы отверстия частично наезжали друг на друга. Затем в образовавшуюся полость заклепочным молотком плотно запрессовывают гребенку из прочной хромоникелевой стали. Чтобы соединение хорошо работало и на сжатие, выдерживало знакопеременные нагрузки, трещину дополнительно засверливают вдоль оси и в образовавшиеся отверстия забивают стальные конические пробки, создающие сильный натяг. Если от шва требуется герметичность, оставшиеся щели замазывают герметиком . Этот же метод освоен недавно в ГДР, где организован даже специальный технический центр по новому виду работ. Немецкие инженеры считают механическую сшивку незаменимым способом так-  [c.46]

Поврелсдение деталей будет иметь место при недопустимом нагреве. Не следует применять сварки при ремонте деталей ротора и других ответст1ве1Нных частей турбины.  [c.29]

Этот метод, разработа нный в последнее время, находит все более широкое. применение в промышленности благодаря своей универсальности, простоте и высокой производительности. Сущность этого способа наплавки заключается в том, что в качестве сварочной проволоки применяется трубка из низкоуглеродистой стали, внутрь которой запрессована порошкообразная шихта, состоя-ящая из смеси легирующих, шлакообразующих, газозащитных и других компонентов. Это позволяет производить сварку и наплавку открытой дугой без дополнительной защиты зоны сварки. Возможность сварки открытой дугой значительно упрощает технологический процесс наплавки и делает его весьма перспективным во многих случаях, в том числе и при ремонте деталей проточного тракта гидротурбин.  [c.97]

Ремонт тонкостенных деталей горячего тракта. При ремонте деталей из сплава ЭИ602 аргоно-дуговая сварка может быть заменена электродуговой сваркой, а для деталей из сплава ЭИ435 и стали Я1Т может быть применена также и аце-тилено-кислородная сварка.  [c.280]

Если при ремонте деталь, имевшая до сварки предел прочности ниже 150 кПсм , подвергалась электродуговой сварке, то последующей термической обработке ее не подвергают.  [c.318]

Если при ремонте деталь, имевшая до сварки предел прочности выше 70 кПмм , подвергалась газовой сварке, то деталь подвергают термической обработке (закалке и отпуску).  [c.318]

Сварку только остальными электродами типа Э42 и Э42А (предпочтительно марки УОНИ-13/45) применяют при ремонте мелких и крупных деталей, когда не требуется механическая обработка сварных соединений и не предъявляются требования к их прочности. Сварочный процесс ведется на минимальных токовых режимах, отдельными участками с перерывами на охлаждение основного металла. На поверхность наплавленного металла рекомендуется наплавлять отжигающий валик без выхода его на чугунную деталь. Форму шва рекомендуется выполнять с выпуклостью увеличенной ширины при ремонте деталей с толщиной стенки  [c.363]

По степени свободы взаимного перемещения деталей различаются неподвижные, неразъемные соединения, в которых одна сопрягаемая деталь неподвижна относительно другой в течение всего времени работы маханизма соединения деталей сваркой, клепкой, клеем, соединения с гарантированным натягом разборка первых двух видов этих соединений не производится, а третьего и четвертого может производиться только при необходимости неподвижные, разъемные соединения, отличающиеся от предыдущих тем, что в них возможно перемещение одной детали относительно другой при регулировке и возможна разборка соединения при ремонте (например, крепежные резьбовые, шлицевые, шпоночные, клиновые и штифтовые соединения)  [c.21]

Восстановление деталей должно базироваться на групповой маршрутной технологии. При этом следует применять только те способы, которые гарантируют надежную работу деталей до очередного кпвитального ремонта (автоматическая сварка и наплавка под слоем флюса и в среде нейтрального газа, электролитические и химические покрытия). Способы восстановления, которые заведомо снижают срок службы сопряжений и не обеспечивают заданной долговечности работы автомобилей, необходимо исключить из ремонтной практики. В первую очередь это относится к ответственным и труднодоступным для ремонта деталям.  [c.93]

---

Как спасти деталь и увеличить ее «жизненный» срокО технологиях ремонта и восстановления деталей на российском рынке

Многие отечественные предприятия – владельцы спецтехники с каждым годом все активнее ищут возможности восстановления изношенных деталей и узлов вместо того, чтобы приобретать новые для замены. Сегодня активно применяется вибродуговая, плазменная, лазерная наплавка, а также наплавка в среде защитных газов. В зависимости от объемов ремонтных работ одни предприятия организовывают собственные участки по восстановлению запчастей, другие (и таких большинство) обращаются в специализированные фирмы, в частности в те, которые профессионально выполняют сварочные работы с помощью ручной дуговой сварки или сварки под слоем флюса.

Упрочнение наплавкой

Рабочие орудия землеройного, дорожно-строительного оборудования, буровой и горной техники, дробильно-сортировочных комплексов и т. п. эксплуатируются в условиях, вызывающих, как правило, повышенный износ трущихся поверхностей. Увеличить ресурс деталей можно с помощью наплавки на поверхности, испытывающие повышенные нагрузки, слоя материала с заданными свойствами, учитывающими те или иные особенности эксплуатации.

Наплавка представляет собой нанесение слоя расплавленного металла со специальными свойствами на ремонтируемую поверхность детали. Как правило, наплавленный слой в результате физико-химических процессов оказывается связан с основным металлом очень прочно. Для массивных и дорогостоящих комплектующих спецтехники ремонт наплавкой часто является единственным выходом, если сложно изыскать средства на приобретение новой детали или она редко бывает в продаже. Используя малозатратный и в то же время очень эффективный метод ремонта наплавкой с последующей механической обработкой, владелец спецтехники не только восстанавливает первоначальные геометрические размеры прежде дефектной детали, но и улучшает механические свойства поверхностей трения, поскольку нанесенный твердый слой, безусловно, будет препятствовать интенсивному износу, приведшему к данному ремонту. Экономисты подсчитали, что стоимость ремонта деталей наплавкой с последующей обработкой составляет не более 25–75% от стоимости новых аналогичных деталей.

Компания из Санкт-Петербурга ООО «ПолиТехСервис» специализируется на сварочном ремонте деталей спецтехники, навесного оборудования и рабочих орудий спецмашин. Используя метод ручной дуговой наплавки электродами, а также наплавку под слоем флюса, специалисты «ПолиТехСервиса» ремонтируют ковши, рыхлители, отвалы, вилы и другие подобные инструменты. Слесари и сварщики компании берутся за восстановление рамных конструкций, таких как изношенные стрелы, рукояти, колонны, опоры, ходовые тележки и манипуляторы. Предприятие имеет большой опыт ремонта навесных агрегатов: гидромолотов, бетоноломов, грейферных перегружателей, виброуплотнителей и т. п. С помощью сварки надежно устраняются трещины, дефекты сварочных швов, завариваются изломы.

Но особенно преуспели специалисты «ПолиТехСервиса» в упрочнении с помощью наплавки таких деталей, как зубья ковшей, буровые коронки, ножи для ковшей землеройной техники, била, поверхности отвалов и различных захватов, ковшей, щек дробилок и т. д. Причем технологии, используемые «ПолиТехСервисом», таковы, что сварочные работы могут выполняться прямо на объекте заказчика и внешнего электропитания для сварочного и слесарного оборудования не требуется. Все, что нужно для наплавки защитных слоев на упрочняемые поверхности в полевых условиях, у специалистов «ПолиТехСервиса» находится при себе.

То, что вчера меняли на новое, сегодня наплавляют

Известная в Санкт-Петербурге компания ООО «АСТ» развивает разные виды деятельности, но приоритетным вектором является ремонт спецтехники и восстановление деталей. Компания имеет сегодня уже опыт работы не только с отечественными машинами, но и с оборудованием таких известных брендов, как Caterpillar, JCB, New Holland, Hidromek, Terex, Shaanxi.

Среди методов восстановления деталей машин компания использует все ту же наплавку. С помощью наплавки электродами или порошковой проволокой наплавляется поверхность детали, имеющая выработку, а затем с помощью механической обработки восстанавливается утраченная геометрия. За счет того, что при наплавке на ремонтируемую поверхность могут наноситься сплавы металлов с различными свойствами, в итоге ремонтируемая поверхность может получить либо повышенную твердость, либо износостойкость. Наплавкой можно улучшить коррозионную стойкость ремонтной поверхности, а также ее жаростойкость либо антифрикционность и т. д. Таким образом, можно говорить о том, что наплавка является эффективным способом не только восстановления деталей машин, но и средством увеличения срока их эксплуатации. Причем специалисты «АСТ» наплавляют поверхности любой формы: плоские, цилиндрические, конические и даже сферические. Для этого применяют качественные наплавочные материалы, специализированное, современное, надежное оборудование, а также уникальные и проверенные технологии. Например, плазменную наплавку.

В последнее время все большее распространение получают плазменные технологии. Базовым оборудованием для плазменной наплавки является вращатель, чаще всего это токарный станок и сварочный выпрямитель. Для восстановления различных деталей разработаны различные типы плазматронов, отличающиеся надежностью, долговечностью и простотой обслуживания.

Однако восстановление деталей – это сложный технологический процесс, требующий не только специализированного оборудования, но и многолетнего профессионального опыта. Комбинации из различных порошков или порошка и проволоки позволяют изменять эксплуатационные свойства наплавленных слоев. Плазменная наплавка дает возможность наносить слои толщиной от 0,3 до 5 мм, и это позволяет восстанавливать детали с большим износом. Номенклатура восстанавливаемых деталей разнообразна: гусеничные пальцы, оси балансиров, шкворни, детали гидронасосов, валы роторов электродвигателей, крестовины и другие детали. Незначительная глубина плавления основного металла, до 0,5 мм, его незначительное, до 5%, содержание в наплавленном слое обеспечивают сохранение практически всех исходных свойств наплавляемого материала. К тому же технология плазменной наплавки позволяет повысить усталостную прочность предельно изношенных коленчатых валов дизельных двигателей с 60 до 83 и даже до 92% от прочности новых, износостойкость же наплавленных слоев практически такая же, как и у новой детали. Таким образом, обработанные на токарном, а затем круглошлифовальном станке коленчатые валы, восстановленные плазменной наплавкой, успешно работают в условиях больших знакопеременных и динамических нагрузок.

Методом наплавки восстанавливает посадочные отверстия деталей спецтехники и предприятие из Кронштадта ООО «Спецтехника 78». Специалисты компании наплавляют отверстия, получившие значительные дефекты в результате износа, в среде защитного газа, а затем растачивают до чертежного размера, используя оборудование итальянской компании Sir Meccanica S.p.A., а именно расточно-наплавочные комплексы WS1 и WS2 plus. Ремонтные итальянские комплексы позволяют выполнять ремонт не только на производственной базе, но и на объектах, где непосредственно находится техника, требующая участия специалистов «Спецтехники 78». Среди клиентов компании предприятия, использующие землеройную, коммунальную, строительную технику. Обращаются в «Спецтехнику 78» и владельцы нефте- и газодобывающего оборудования, грузоподъемных устройств и сельхозтехники.

С помощью установок Sir Meccanica S.p.A. быстро и качественно, при необходимости буквально «в поле», можно восстановить посадку под центральную цапфу экскаватора, отремонтировать изношенные со­единения стрелы и колонны, довести до чертежных размеров отверстия ходовой рамы, отверстия креплений гидроцилиндров, восстановить отверстия в стрелах, рукоятях и ковшах экскаваторов и вообще отремонтировать и восстановить любые соосные отверстия практически в любых металлоконструкциях.

С помощью конструкционной сварки в среде защитного газа, кроме реставрации корпусных деталей, устранения сколов и ремонта посадочных мест сочленений, ремонта навесного оборудования и усиления ковшей, клиент может заказать нанесение на быстроизнашиваемые поверхности слоя твердосплавного металла.

Надо отметить, что технологии, используемые в «Спецтехнике 78», позволяют ремонтировать детали из чугуна, низколегированных сталей, а также из углеродистых, инструментальных, марганцовистых, нержавеющих, жаростойких сталей. Кроме того, отработаны методы восстановления комплектующих из цветных металлов, алюминиевых и медных сплавов, бронзы и т. д. Те детали и узлы, которые эксплуатирующие организации ранее считали неремонтопригодными, сегодня благодаря расточно-наплавочным мобильным комплексам Sir Meccanica успешно восстанавливаются. При этом заказчики не только получают солидную материальную выгоду, не тратя средства на приобретение новой детали, но и, как правило, затрачивают на восстановительные мероприятия намного меньше времени, которое ушло бы на поиски, доставку и монтаж нового компонента.

В «Плазме-плюс» методы восстановления тоже сварочные

Воронежское предприятие ООО «Плазма-плюс» при восстановлении деталей спецтехники действует по трем направлениям. Если внутренний посадочный диаметр, требующий ремонта, превышает 60 мм, либо вал, нуждающийся в наплавке, имеет диаметр более 5 мм, или же требуется наплавить плоскость, то на предприятии эти задачи решают с помощью электродуговой сварки-наплавки или газотермического напыления. Сотрудники «Плазмы-плюс» имеют большой опыт в восстановлении деталей, им приходилось ремонтировать оборудование практически из всех сфер экономики, начиная от коммунальных машин и заканчивая авиакосмическими аппаратами. Поэтому при наплавке в зависимости от поставленной задачи используется либо метод наплавки вибрирующим электродом, либо метод горения дуги в среде защитного газа фогон, либо будет применяться наплавка под слоем флюса, или наплавка самозащитной порошковой проволокой.

Иногда механикам приходится менять деталь, масса которой составляет несколько сотен килограммов, только из-за износа шейки или посадочного места с выработкой глубиной несколько миллиметров. «Плазма-плюс» ремонтирует такие детали вращения, диаметр которых не превышает 1700 мм, а длина не более 7000 мм. Причем наплавляемый слой можно нанести практически любой. Для автоматизации наплавочных работ порошковой проволокой на предприятии используются установки УД-209, УД-209М и более современная У-653. Сварка-наплавка детали в защищенной от воздуха зоне позволяет избежать таких негативных последствий, как образование окалины, выгорание легирующих элементов и т. д.

Освоенное предприятием газотермическое напыление отличается от других видов напыления тем, что напыляться могут не только сплавы или оксиды, но и карбиды, бориды, различные композитные материалы. Соответственно в зависимости от напыляемого вещества газотермические покрытия делят на жаростойкие, коррозионностойкие и специальные. Газотермическое покрытие имеет замечательную особенность: оно не снижает усталостной прочности, а иногда даже повышает ее, в то время как любые наплавки снижают этот параметр у детали на 15–20%. Поэтому коленчатые валы, работающие при знакопеременных нагрузках, на воронежском предприятии подвергают только газотермическому напылению.

Но для восстановления деталей в ООО «Плазма-плюс» используют не только сварку и напыление. Предприятие активно развивает ремонтно-восстановительные технологии с участием композитных материалов. Корпуса насосов, посадочные места под подшипники в редукторах, задиры на штоках – сегодня эти дефекты «Плазма-плюс» предлагает ремонтировать с помощью композитных материалов холодного отвердения.

Оборудование и материалы производим сами или почти сами

Рассматривая набирающие все большую популярность процессы восстановления деталей спецтехники методами наплавки и напыления, не можем не порадоваться, что у нас сего­дня есть мощные отечественные производители технологического оборудования.

ООО «Производственная фирма «Технап» (г. Москва) уже более 15 лет изготавливает специальное механизированное и автоматизированное оборудование для предприятий, занимающихся восстановлением деталей сваркой, наплавкой и напылением. Это вращатели для нанесения покрытий на наружные и внутренние диаметры деталей, дробеструйные камеры, автоматические системы для нанесения антикоррозионных покрытий на плоские и профильные конструкции методом газового напыления. Сегодня только на РЖД работает 540 участков по ремонту подвижного состава, оснащенных механизированными и автоматизированными сварочно-наплавочными комплексами «Технап».

ЗАО «НПО «Техноплазма» (Московская обл.) также производит широкий ассортимент оборудования для восстановления и ремонта деталей машин антифрикционными коррозионно-стойкими, жаростойкими, износостойкими материалами. «Техноплазма» предлагает апробированные в производстве плазмотроны, аргонодуговые горелки и горелки для сварки плавящимся электродом.

Надо также отметить, что во всем мире наблюдается снижение объемов производства покрытых электродов – это следствие все меньшего применения ручной сварки. Растут объемы механизированной и автоматизированной сварки и наплавки порошковой проволокой. Компании Lincoln Electric, Hobart, ESAB, S.A.F. Oerlicon, Thyssen Bőhler, Kobelko, Elga и др. производят и поставляют на наш рынок десятки марок порошковых проволок для сварки в углекислом газе и в смеси газов (Ar + СО₂), под флюсом, а также самозащитные.

Наше производство несколько отстает, однако перспективы очевидны. ООО «Интерпро» (Орловская обл.) производит сварочную и наплавочную порошковую проволоку. Предприятие образовано в 2012 г. и оснащено новейшим европейским оборудованием. Такого оборудования нет на других предприятиях России и в странах СНГ. Освоено производство наиболее популярных марок порошковых проволок для сварки и наплавки. Сего­дня реализуется три вида порошковой проволоки: для наплавки под флюсом, в среде защитных газов и открытой дугой на воздухе.

«Судиславский завод сварочных материалов» (Костромская обл.) в 2011 г. ввел в эксплуатацию новейший цех по выпуску сварочной проволоки мощностью 6 тыс. т проволоки в год. Омедненная и полированная проволока с графитовым покрытием различного диаметра производится на оборудовании немецкой компании Koch и итальянской компании WWM.

В 2000 г. было образовано ЗАО «ЭСАБ-СВЭЛ» (г. Санкт-Петербург) – дочернее предприятие в России одного из мировых лидеров в области производства сварочных материалов шведской компании ESAB. Сегодня завод «ЭСАБ-СВЭЛ» выпускает как отечественные марки электродов, так и фирменные сварочные материалы ESAB марки OK. Важно отметить, что ESAB был первым иностранным производителем сварочных материалов, открывшим собственное производство в России. Проволока российского производства изготавливается также на заводе «ЭСАБ-Тюмень» по программе импортозамещения.

 

Статистика свидетельствует, что за период с момента приобретения усредненной модели спецтехники до ее капитального ремонта менее 20% всех деталей полностью вырабатывают свой ресурс. Это в основном поршни, кольца, подшипники, уплотнительные материалы и т. д. Около трети всех деталей машины при капитальном ремонте не нуждаются в каком-либо ремонте. А вот остальные детали (а их почти половина) могут и должны использоваться повторно. Это огромный резерв нашей экономики, и его нужно использовать.

Ремонт деталей сваркой и наплавкой

Основные виды сварки и наплавки. В настоящее время при ремонте используются следующие основные виды сварки и наплавки деталей: 1) ручная электродуговая сварка и наплавка: 2) газовая сварка и резка металлов; 3) автоматическая наплавка под слоем флюса; 4) сварка и наплавка в среде защитных газов и пара; 5) электроимпульсная наплавка.

Ручная электродуговая сварка и наплавка осуществляются угольным или графитовым электродом (способ Бенардоса) и металлическими электродами (способ Славянова). Электродуговой сваркой можно ремонтировать детали как в стационарных, так и в полевых условиях. Сварка применяется для заварки трещин, восстановления сварных швов в рамах и корпусах, соединения деталей, обеспечивающего их взаимную неподвижность, соединения двух частей поврежденной детали и других работ. Технологический процесс ремонта деталей сваркой состоит из следующих операций: подготовки поверхностей детали к сварке, термической обработки детали после сварки и слесарной или механической обработки.

Подготовку трещин под заварку производят сверлением отверстий диаметром 4—5 мм по концам трещины, зачисткой до блеска металлической щеткой или наждаком поверхности около трещины на ширину 15—20 мм с каждой стороны и расфасовкой трещины зубилом или коротким сверлом. При толщине стенки до 55 мм расфасовку можно не производить, а ограничиться только зачисткой поверхности.

Газовую сварку применяют при ремонте ответственных чугунных деталей, тонкостенных деталей, деталей из цветных металлов, а также при наплавке деталей твердыми сплавами.

Преимуществом газовой сварки перед электродуговой является возможность широко регулировать температуру нагрева детали и нагревать независимо от нее присадочный материал при сварке тонких листов, регулируя характер пламени и оказывая

влияние на процесс сварки. Наиболее сложными для ремонта сваркой являются чугунные детали. Для них используют три способа сварки: 1) с общим нагревом детали, или горячую сварку; 2) с местным нагревом, или полугорячую сварку; 3) без подогрева детали, или холодную сварку.

Горячая сварка чугуна производится ацетиленово — кислородным пламенем при малой толщине стенок и электрической дугой чугунным или стальным электродом со специальным покрытием.

Автоматическая сварка и наплавка под слоем флюса позволяют восстанавливать детали индустриальным способом большими электроимпульсной (вибродуговой) наплавки металла партиями. Автоматическая наплавка под флюсом производится электродуговым способом плавящимся металлическим электродом. Электрическая дуга горит между изделием и электродом, к которым подведен ток. Дуга расплавляет проволоку и металл изделия. Для защиты расплавленного металла от вредного действия воздуха, а также для сохранения тепла дуги и предупреждения разбрызгивания металла служит сыпучий флюс. Расплавленный флюс выполняет роль электродного покрытия, надежно закрывая место сварки. Схема процесса наплавки круглого изделия показана на рис. 21.3. Наплавка под флюсом осуществляется сварочными автоматами разных марок. Этим способом ремонтируют коленчатые и распределительные валы, оси, шлицевые валы, ролики, ступицы и др.

Рис. 21.3. Схема наращивания слоев детали круглого сечения автоматической наплавкой под слоем флюса: а —смещение электрода от центра наплавляемой детали: 1 — зона горения дуги; 2 — электродная проволока; 3 — слой флюса; 4 и 5 — ванны; 6 — шлаковая корка; 7 — наплавленный слой; 8 — деталь

Рис. 21.4. Схема установки

Для ремонта деталей из тонкого листа (защитных кожухов, бункеров, кабин) применяется полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа. При этом виде сварки защита расплавленного металла от вредного действия кислорода и азота осуществляется струей углекислого газа, которая при выходе из сопла газоэлектрической горелки оттесняет от зоны сварки воздух.

Электроимпульсная автоматическая наплавка металла в охлаждающей жидкости позволяет наплавлять закаленные детали без последующей термической обработки и правки. В электроимпульсной установке к наплавляемой поверхности вращающейся детали 6 (рис. 21.4) роликами 2 с кассеты 3 через вибрирующий мундштук 4 подается с частотой 100 колебаний в секунду электродная проволока 5. Вследствие этого между проволокой и деталью происходят замыкания и размыкания электрической сварочной цепи. В периоды соприкосновения электрода с деталью от источника тока 1 через контакт проходят мощные испульсы тока короткого замыкания, под действием которых к детали привариваются частицы металла, и одновременно в катушке самоиндукции накапливается энергия магнитного поля. Расплавление металла происходит в основном под действием импульсных разрядов исчезающего магнитного поля в периоды отрыва проволоки.

Ремонт детален металлизацией. Сущность процесса металлизации состоит в расплавлении металла и распылении его сжатым воздухом или инертным газом на мелкие частицы, которые, двигаясь с большой скоростью, попадают на заранее подготовленную поверхность обрабатываемой детали, образуя на ней металлическое покрытие. Для нанесения покрытий служат металлизационные аппараты. По способу расплавления подводимого металла их делят на три типа: электродуговые, газовые и высокочастотные. Схема распыления металла электродуговым металлизатором показана на рис. 21.5. В корпусе 5 установлен механизм аппарата. К приемным трубкам 8 подводится проволока 6, защищенная изолирующими шлангами. Пройдя между верхними и нижними подающими рифлеными роликами 7, проволока поступает в распылительную камеру аппарата. Ролики подачи приводятся в движение воздушной турбинкой или электродвигателем. Далее проволока 6 попадает в наконечники 3, которые направляют ее навстречу друг другу и через контактные трубки подводят к проволоке ток от трансформатора. При замыкании проволоки зажигается электрическая дуга 2. По трубке 4 подводится сжатый воздух, который распыляет расплавленный металл и направляет его на подготовленную поверхность детали 1.

Рис. 21.5. Схема распыления металла аппаратом для электрометаллизации

При подготовке деталей к металлизации необходимо: очистить поверхность детали от жиров, окислов, ржавчины, влаги и грязи, так как качественное сцепление слоя получается тогда, когда поверхность абсолютно чистая; придать правильную геометрическую форму изношенной детали; сделать поверхность шероховатой для обеспечения надлежащей степени сцепления металлизированного слоя с основным металлом; изолировать места, не подлежащие покрытию.

Рис. 21.6. Схема процесса хромирования

Детали обезжиривают в растворах каустической и кальцинированной соды и придают им шероховатость, применяя обработку дробью, анодно-механическую, электроискровую, пескоструйную обработку или нарезку «рваной» резьбы. «Рваную» резьбу нарезают резцом, передний угол которого равен 0°, а угол при вершине — около 60°.

После металлизации детали обрабатываются на токарных станках резцами с пластинками из твердых сплавов, а при очень высокой твердости — шлифованием или анодно-механической обработкой. Механическая обработка покрытия является одновременно проверкой его качества: если слой не выкрошился, качество сцепления считается удовлетворительным, и деталь может быть пущена в эксплуатацию. При этом детали, работающие в условиях трения скольжения, после механической обработки пропитывают маслом при температуре 40—50 °С в течение 5—6 ч.

Прогрессивным методом распыливания является высокочастотная металлизация, для которой используются специальные распылительные головки. Круглые детали металлизируются на токарных станках, а плоские — в специальных металлизационных камерах.

Ремонт деталей электролитическим наращиванием. Некоторые детали строительных машин восстанавливают наращиванием различных металлов электролитическим способом. Наиболее часто применяемыми видами наращивания являются хромирование (гладкое и пористое), осталивание, меднение и цинкование.

Благодаря высоким физико-механическим свойствам покрытий эти способы получили широкое распространение на машиностроительных, металлообрабатывающих заводах и ремонтных предприятиях.

Процесс нанесения на поверхность металлических изделий тонких слоев другого металла из раствора его соли производят с помощью электрического тока.

Растворы включаются в электрическую цепь с помощью электродов— анода и катода (рис. 21.6). При прохождении тока через раствор, называемый электролитом, возникает электролиз, который вызывает отложение на аноде кислотных остатков и неметаллов, а на катоде — металлов и водорода.

Количественно процесс электролиза выражается формулой

где m — масса металла, осажденного на катоде, г; С — электрохимический эквивалент, г/А*ч; I — сила тока, А; T0 — время осаждения металла, ч.

При прохождении одного и того же тока через разные электролиты выделяется количество вещества, прямо пропорциональное эквивалентным массам. Эквивалентная масса равна атомной массе, деленной на валентность. При постоянных значениях электрохимического эквивалента и времени осаждения металла эквивалентная масса будет зависеть от силы тока.

Сила тока, отнесенная к единице поверхности катода (или анода), называется плотностью тока, т. е.

где Dк — плотность тока на катоде; I — сила тока, A; S — поверхность катода, м2*10-2. Количество фактически осажденного металла меньше количества металла, подсчитанного по теоретической формуле.

Отношение количества фактически полученного вещества к теоретически вычисленному количеству вещества (%) называется выходом по току

где n — выход по току; mф — масса фактически полученного вещества; F — количество электричества, необходимое для превращения на электроде одного грамм-эквивалента вещества, lF=26,8A*ч; I — сила тока, А; С — эквивалентная масса вещества, полученная на электроде.

При осаждении меди n = 94—99 %, цинка n = 75—85, хрома n = 12-19 %.

Продолжительность осаждения металла

где T0 — время осаждения (электролиза) металла; v — плотность металла; V — объем металла, определяемый расчетом; С —электрохимический эквивалент, S — поверхность катода; Dк — плотность тока на катоде; n — выход по току.

Необходимые значения для расчета некоторых видов покрытий приведены в табл. 21.1.

Хромирование деталей (покрытие хромом) осуществляется в сернокислом электролите (рис. 21.6). В ванну заливают электролит 4, через который посредством электродов пропускают постоянный электрический ток от специального низковольтного источника 1. Электрод, присоединенный к положительному полюсу источника тока, называется анодом, а к отрицательному полюсу — катодом. Деталь 3 помещают на катоде, а на аноде — пластинку 2, изготовленную из сплава свинца и сурьмы. При прохождении электрического тока через раствор электролит подвергается электролизу. Положительно заряженные ионы (катионы) в виде атомов металла и водорода направляются к катоду. Отрицательно заряженные ионы (анионы) в виде кислотных остатков и гидроксильной группы направляются к аноду. Достигнув электродов, ионы отдают им свои заряды, а вместе с тем теряют и свои характерные свойства, превращаясь в нейтральные атомы.

Табл. 21.1. Свойства некоторых металлов

Наименование покрытия	Эквивалентная масса	Электрохимический эквивалент, г/А * ч	Плотность, кг/дм3	Температура, °С		Твердость покрытий по Бринеллю
				плавления	кипения
Хром	8,67	0,323	7,10	1565	1800	400—969
Железо	6,98	0,694	7,86	1529	2450	150—350
Никель	29,30	1,095	8,80	1452	2340	125—560
Медь	63,57	2,372	8,93	1083	2360	50—300

В процессах с нерастворимыми анодами (хромирование) на катоде, которым является наращиваемая деталь, осаждается металл (хром), получаемый за счет диссоциации электролита, содержащего соли хрома и периодически добавляемого в электролит хромового ангидрида.

В процессах с растворимыми анодами (осталивание, меднение и цинкование) осаждаемый на детали металл получается дополнительно за счет растворения анода из этих металлов.

Электролитическое осталивание является таким процессом электролиза, при котором при пропускании постоянного тока через водный раствор соли железа на катоде (детали) в результате разряда ионов железа осаждается слой железа. Одновременно с этим растворяется металл анодов, посылая свои ионы в раствор взамен израсходованных на образование осадка.

Для электролитического осталивания применяют преимущественно растворы хлористого железа. Детали с большими износами и требующие приработки трущихся поверхностей восстанавливают электролитом в составе: хлористое железо 650—700 г/л, соляная кислота 0,8—1,0 г/л. Для получения покрытий с повышенными механическими свойствами и твердостью 500—550 НВ рекомендуется: хлористое железо — 450—500 г/л, хлористый натрий 100 г/л, хлористый марганец 10 г/л.

Процесс осталивания является более экономичным по сравнению с хромированием. При этом покрытия получаются более толстыми (2—3 мм и более), что весьма важно при восстановлении деталей с большими износами.

Меднение используется для восстановления изношенных бронзовых втулок (после обжатия) по наружному диаметру, а также для защиты элементов деталей при цементации.

Меднение деталей из сплавов меди производится в кислых ваннах, при этом электролит состоит из медного купороса (200— 250 г/л), серной кислоты (50—75 г/л) и воды.

Во время электролиза в медной ванне происходит осаждение меди на катоде и растворение медного анода.

Стальные детали нельзя омеднять в кислотной ванне, так как осадки обладают низкой сцепляемостью с основным металлом детали. Поэтому стальные детали сначала покрывают тонким слоем меди в пирофосфорных электролитах, а затем переносят в кислую ванну. Пирофосфорный электролит состоит из сернокислой меди (35 г/л), натрия пирофосфорнокислого (140 г/л), натрия фосфорнокислого двузамещенного (95 г/л) и воды.

Цинкование применяется для предохранения деталей машин от коррозии. Его производят в щелочных (цинкатных) электролитах из сернокислого цинка (215 г/л), сернокислого алюминия (30 г/л), алюминиевых квасцов (45—50 г/л) и декстрина (10 г/л). При этом кислотность электролита должна составлять 3,8—4,4, температура электролита комнатная. Аноды изготовляют из элекролитического цинка с примесью 0,3 % ртути и 0,5 % алюминия.

Химическое никелирование используется при ремонте деталей с небольшим износом для защиты от коррозии и повышения износостойкости.

При химическом никелировании на поверхности детали осаждается никельфосфорный слой, и в отличие от электролитических процессов электрический ток не применяется. Деталь после предварительной подготовки погружают в горячий раствор, состоящий из соли никеля (хлористый никель NiCl3’6h30— 21 г/л), восстановителя (гипофосфит натрия Na2h3’P02h30— 24 г/л) и комплек-сообразователя или буфера (уксуснокислый натрий Nah3C202— Юг/л).

Во время химического никелирования никель восстанавливается гипофосфитом из раствора его солей. После выдержки в течение 4—5 ч и разгрузки каждой партии деталей из ванны составные элементы раствора пополняют.

Покрытия, получаемые при химическом никелировании, содержат 3—12 % фосфора и обладают более высокими антикоррозийными и антифрикционными свойствами, чем никелевые покрытия.

Никельфосфорное покрытие может быть нанесено на детали, изготовленные из стали (плунжеры топливных насосов и гидравлических приводов) или медных и алюминиевых сплавов. При нагреве стальных деталей, покрытых никельфосфорным слоем, на 380—480 гр С микротвердость и прочность сцепления значительно повышаются и становятся близкими к подобным показателям хромового покрытия.

Восстановление деталей наплавкой и сваркой —

Восстановление деталей наплавкой и сваркой – это технологический процесс устранения путем сварки и наплавки недопустимых дефектов образовавшихся в процессе эксплуатации оборудования. Ремонтную сварку можно выделить в самостоятельный производственный процесс, проводимый с целью восстановления конструкций, узлов, деталей, поврежденных под действием эксплуатационных нагрузок и факторов или по иным причинам.

Решение о возможности и целесообразности выполнения ремонтных работ с помощью сварки и наплавки принимается с учетом всех требований, указанных в документации на проектирование, изготовление и эксплуатации ремонтируемой конструкции.

Способы восстановления деталей наплавкой и сваркой

Восстановление эксплуатационных повреждений можно выполнить различными способами сварки:

• автоматическая сварка под флюсом сплошной или порошковой проволокой
• механизированная электродуговая сварка в среде защитных газов сплошной или порошковой проволокой
• аргонодуговая автоматическая и механизированная сварка с присадочной проволокой
• плазменная сварка и плазменное напыление
• ручная электродуговая сварка покрытым электродом.

ООО «Сервис Тяжелых Машин» выполняет следующие варианты наплавки в г. Тюмень

• механизированная электродуговая сварка в среде защитных газов сплошной или порошковой проволокой 
• аргонодуговая автоматическая и механизированная сварка с присадочной проволокой 
• ручная электродуговая сварка покрытым электродом. 

ООО «Сервис Тяжелых Машин»  производим  наплавку специальными сплавами и восстановительный ремонт деталей общепромышленного назначения:

• все существующие размеры колёс крановых и колёсных пар
• валки правильных машин и прокатных станов,
• оси, валы,  пальцы дорожно-строительных машин

Производим ремонт любых тел вращения, наружных и внутренних поверхностей, отверстий, а также восстановление деталей произвольной и плоской формы,

ООО «Сервис Тяжелых Машин» внедрило в производство  — инновационный высокопроизводительный процесс  TIG COLD WIRE, основанный на традиционной технологии аргонодуговой сварки неплавящимся электродом в защитном газе (TIG) с автоматизированной подачей присадочной проволоки.

Процесс сварки основан на принципе сварки неплавящимся электродом в среде защитного газа, именуемого коротко — TIG. В этом процессе дуга горит между неплавящимся вольфрамовым электродом и металлической заготовкой в бескислородной и безреагентной газовой атмосфере. Поток тока нагревает электрод, в результате чего происходит поток электронов. Это уменьшает комплексное сопротивление, создавая мягкую широкую дугу. Инертный защитный газовый экран означает, что в жидкой сварочной ванне нет химических реакций. Это позволяет пользователям получать идеальный внешний вид сварного шва без цветов побежалости и без брызг, а также качество наружной поверхности с равномерным формированием геометрии сварного шва. Сварка TIG подходит для различных сплавов и применений, включая сложные металлы, такие как титан.

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ МЕТОДА СВАРКИ TIG

Преимущества:

• Высокая универсальность метода
• Может использоваться для самых различных материалов
• Может использоваться для выполнения сварочных швов во всех положениях
• Мощная, устойчивая дуга
• Высокое качество наплавки
• Гладкие и ровные сварные швы
• Отсутствие разбрызгивания металла
• Отсутствие шлака
• В некоторых случаях не требуется присадочного металла
• Высокая скорость сварки при работе с материалами с толщиной до 3 – 4 мм (механизированная сварка горячей проволокой)

 ИМПУЛЬС TIG

Так как предустановленная сила тока не всегда идеально соответствует условиям работы в течение всего процесса сварки, часто используется пульсирующий сварочный ток. Например, при сварке труб в стесненных условиях необходимо частое изменение силы тока. Если достигается слишком высокая температура, появляется опасность вытекания жидкого металла из сварочной ванны. При слишком низкой температуре не происходит достаточного расплавления материала детали.

Относительно низкий сварочный ток (базовый ток I_G) увеличивается по круто восходящей линии до значительно большей величины (величины тока импульса I₁) и снова падает по истечении предустановленного периода (рабочего цикла) до величины базового тока I_G. Этот процесс повторяется снова и снова.

Во время сварки небольшие участки в зоне сварки быстро расплавляются и затвердевают. При использовании этого метода значительно легче управлять процессом наплавления сварного шва.

Этот метод также используется при сварке тонколистового металла. Каждая точка расплавления перекрывает следующую, таким образом, формируется аккуратный и ровный шов.

Когда используется импульсный метод TIG при ручной сварке, сварочный пруток прилагается на каждом пике силы тока (это возможно только в диапазоне самой низкой частоте 0,25 – 5 Гц). Более высокая частота импульсов используется обычно при автоматической сварке и служит, в основном, для стабилизации сварочной дуги.

Исправление неисправных рабочих мест и изношенных компонентов

Пайка — это универсальный процесс, используемый во многих отраслях для постоянного соединения материалов. Ремонтная пайка является неотъемлемой частью отрасли и обычно выполняется по одной из двух причин: для пайки запчастей на месте до их передачи клиентам и для ремонта паяных компонентов, изношенных в процессе эксплуатации.

Первый включает внутренние программы обеспечения качества, предназначенные для выявления дефектов пайки до того, как они появятся на рынке.К последним относятся паяные компоненты, изношенные в результате коррозии, эрозии или усталости (термической и / или механической) при циклической эксплуатации, что приводит к появлению трещин, ямок или эрозии поверхностей.

Ремонт пайкой на месте

Иногда ремонт пайкой необходимо выполнять, когда дефектные детали обнаруживаются после первоначального процесса соединения, но до их отправки заказчику. Это наиболее подходящее время для выявления дефектов.

Недопустимо полагаться на то, что заказчик выполнит проверку деталей на предмет дефектов пайки после получения деталей.Внутренний процесс проверки должен быть надежным и достаточно тщательным, чтобы выявить любые дефекты пайки перед отправкой деталей. Это достигается, прежде всего, визуальным осмотром, потому что это самый простой в использовании метод контроля. Затем, при необходимости, могут быть выполнены одна или несколько процедур неразрушающего контроля (NDT), таких как давление или ультразвуковой контроль или радиографический контроль. Использование проникающего контроля для проверки паяных соединений не рекомендуется, поскольку оно неэффективно для этих соединений и должно использоваться только для сварных швов плавлением.

Тремя основными причинами внутренних дефектов пайки являются плохая подгонка деталей, плохая конструкция соединения и усадочные трещины. Неудовлетворительные дефекты монтажа и усадочные трещины могут быть устранены при правильном понимании того, как это делать. Однако дефекты, вызванные плохой конструкцией соединения, могут привести к тщетным попыткам ремонта, результаты которых в лучшем случае могут быть сомнительными. Поэтому, если есть подозрение, что плохая конструкция соединения вызвала дефект пайки, лучше всего изменить конструкцию детали с использованием рекомендаций по проектированию, подробно обсуждаемых в Справочнике по пайке Американского общества сварки.

Плохая подгонка деталей. Некоторые люди ошибочно полагают, что пайка присадочного металла (BFM) позволит перекрыть зазоры практически любого размера. Фактически, хорошая практика пайки требует зазора от 0,001 до 0,005 дюйма в стыке при температуре пайки.

Этот автор видел стыки, в которых зазоры во много раз превышали размер, а некоторые даже приближались к 0,030 дюйма и более. Эти большие зазоры в стыках могут быть вызваны небрежностью, плохой производственной практикой или просто неправильным пониманием того, что требуется для хорошей пайки.BFM редко могут заполнить такие широкие зазоры в первый раз в течение цикла пайки, и тогда общий метод ремонта состоит в том, чтобы отправить детали через цикл пайки во второй или даже третий раз, пока в соединение не будет залито достаточно BFM для перекрытия зазор, чтобы он, наконец, прошел визуальный осмотр.

Многие спецификации по пайке допускают эти многократные проходы через операции пайки для заполнения зазоров пайки. Это не только плохая практика, но и пустая трата времени и денег, потому что клиенты редко платят за несколько прогонов в течение цикла пайки.

Рисунок 1: Сохранение зазоров для пайки от 0,001 до 0,005 дюйма позволяет устранить многие проблемы с пайкой.

Ответ заключается в том, чтобы гарантировать, что детали имеют надлежащую посадку и зазор на начальном этапе, чтобы применяемый BFM полностью заполнил соединение в первый раз в течение цикла пайки без необходимости повторного запуска деталей. Сохраняя зазоры для пайки от 0,001 до 0,005 дюйма (см. , рисунок 1, ), можно устранить многие проблемы с пайкой.

Усадочные трещины. Иногда детали, которые выглядят правильно припаянными, все еще показывают трещины в стыке после пайки при визуальном осмотре. Это происходит, когда между двумя соединяемыми металлами существует большая разница в степени теплового расширения. Затем, когда детали охлаждаются от температуры пайки, и две составляющие детали пытаются вернуться к своим размерам при комнатной температуре, на BFM оказывается большая нагрузка. Поскольку реально ни одна BFM не может растянуться более чем на 50 процентов, она может быть разорвана, когда паяный узел охлаждается, и два основных металла сжимаются с разной скоростью.

Это происходит в трубчатых узлах, когда материал с более высоким расширением является внутренним элементом узла (как показано на рис. 2 ), потому что внутренний элемент хочет оторваться от внешнего элемента при охлаждении, буквально растягивая соединение отдельно. Чтобы устранить эту проблему на начальном этапе, материал с более высоким расширением должен быть сделан наружным элементом трубчатой ​​конструкции, чтобы соединение приходилось на сжатие при охлаждении.

Рис. 2: Поскольку BFM реально не может растягиваться более чем на 50 процентов, он может разорваться, когда паяный узел охлаждается и два основных металла сжимаются с разной скоростью.В трубчатых сборках это наблюдается, когда материал с большим расширением является внутренним элементом сборки, как показано.

Если ситуация требует, чтобы материал с более высоким расширением был внутренним элементом, и в результате происходит растрескивание, можно отремонтировать трещины, нанеся на них легкоплавкий BFM и перепаяв узел в нижней части. температура, необходимая для плавления этой второй BFM. Поскольку первая BFM не будет переплавляться, трещины могут быть залечены этим методом, если детали перед повторной пайкой были очень чистыми и трещины не были загрязнены.Такой способ ремонта подойдет только в том случае, если трещины обнаружены при визуальном осмотре деталей. Если трещины обнаруживаются только после того, как был проведен проникающий контроль, их будет практически невозможно отремонтировать, потому что пенетрантные соединения не могут быть должным образом удалены из трещин.

Ремонт изношенных деталей

Даже когда правильный BFM выбран с учетом условий конечного использования, очень тяжелых условий эксплуатации (таких как высокая температура, циклическое изменение температуры, удары, вибрация и, следовательно, усталость) и агрессивных сред по-прежнему может повредить паяные узлы, что приведет к ситуациям, в которых необходимы периодические процедуры ремонта пайкой.

Рисунок 3: Пайка может восстановить поврежденную поверхность, на которой в процессе эксплуатации образовались поверхностные трещины, при соблюдении определенных процедур.

На рисунке 3 показано поперечное сечение того, как может выглядеть поврежденная поверхность, на которой в процессе эксплуатации образовались поверхностные трещины. Пайка может довольно хорошо исправить это состояние при соблюдении определенных процедур. К ним относятся надлежащая очистка, подготовка поверхности и нанесение BFM.Затем в тепловом цикле плавится и течет BFM, и, наконец, деталь проверяется.

Очистка и подготовка поверхности. Чрезвычайно важны тщательная очистка и подготовка поверхности. Очистка может быть не слишком сложной на внешних поверхностях детали, но может быть очень сложной на внутренних поверхностях глубокой и тонкой поверхностной трещины. Сначала необходимо удалить масло, жир и грязь с помощью подходящих методов обезжиривания на основе воды или растворителя, а затем обработать поверхностные оксиды.Эта последовательность никогда не должна быть отменена.

Некоторые поверхностные масла, консистентные смазки и остатки топлива настолько стойкие (например, синтетические смазочные материалы на основе силикона, которым позволяют высохнуть на деталях), что их необходимо сжигать при высоких температурах. Необходимо следить за тем, чтобы печь для пайки не загрязнялась в результате выгорания. Некоторые коммерческие печи производятся только для сжигания таких маслянистых поверхностных загрязнений.

Затем поверхностные оксиды могут быть удалены в ваннах для кислотного травления, дробеструйной очистке поверхностей или нагревании в печи с водородной или фторидной атмосферой.После кислотного травления всегда следует ополаскивать чистой водой. Травильный раствор должен соответствовать очищаемым основным металлам. Поставщик недрагоценных металлов может предоставить рекомендации по этому поводу.

Пескоструйная очистка может эффективно удалить поверхностные оксиды, но следует избегать деформации поверхности в результате струйной обработки. Доступно много продуктов для пескоструйной очистки, но неметаллические или оксидные материалы никогда не должны использоваться для пескоструйной пайки поверхностей. Все абразивно-струйные средства оставляют на деталях какие-то поверхностные остатки, которые ухудшают паяемость поверхности.Неметаллические материалы оставляют пустоты в паяном соединении, а оксидные материалы (крошка из оксида алюминия) могут сделать поверхность полностью непаяемой.

Нагревание в атмосфере сухого водорода (точка росы -60 градусов по Фаренгейту или при сушке) примерно до 2000 градусов может быть эффективным для очистки многих деталей. Однако, если оксиды чрезвычайно трудно удалить и они содержатся в глубоких трещинах (например, в аэрокосмических лопастях и лопастях), то лучший способ их очистить — это промышленная фторид-ионная атмосфера (обычно известная как f-очистка), которая может удалить очень прочные слои оксида алюминия и титана.Только после того, как поверхности будут полностью очищены от всех загрязнений, следует предпринимать любые попытки повторной пайки узлов.

Применение BFM. Для ремонта трещин на изношенных поверхностях часто необходимо запаивать зазоры шириной 0,030 дюйма или более. Это чрезвычайно сложно, используя только BFM, и часто также требуются специальные составы для заполнения зазоров (GFC), которые могут быть упакованы непосредственно в трещину перед нанесением BFM или заранее смешаны с пастой BFM.

Эти GFC не предназначены для плавления.Они заполняют пространство в щели или трещине. Затем BFM обтекает GFC в стыке, и они фиксируются на месте в зазоре. GFC обычно представляют собой порошки основных металлов из суперсплавов, таких как сплав INCONEL® или HASTELLOY®, но также могут быть порошками из обычной нержавеющей стали или даже из углеродистой стали.

Рисунок 4: Заблаговременная упаковка GFC в трещину наиболее желательна, потому что в зазор может быть уложено больше GFC (50 процентов или более объема зазора), чем при использовании GFC. предварительно смешанный с пастой BFM.

GFC следует выбирать в соответствии с ремонтируемым основным металлом с учетом коррозионных условий, которые могут возникнуть при эксплуатации. Как показано на рис. 4 , заблаговременная упаковка GFC в трещину наиболее желательна, поскольку в зазор может быть уложено больше GFC (50 процентов или более объема зазора), чем при предварительном смешивании GFC с пастой BFM. (Обычно при добавлении пасты BFM возможно не более 20 процентов по массе.)

Затем поверх GFC наносится достаточное количество BFM, чтобы при нагревании стыка во время ремонта BFM был плавятся и обтекают частицы GFC в соединении, образуя прочное соединение только за один цикл ремонта вместо двух или трех циклов, которые могут потребоваться, если GFC не использовался.Отремонтированный зазор или трещина также будет намного прочнее, чем большие зазоры, отремонтированные без GFC.

Цикл нагрева. Для надлежащего ремонта деталей, BFM должен расплавиться и полностью заполнить зазор, который необходимо отремонтировать, без излишка BFM, потому что избыток BFM просто будет стекать по внешней стороне детали под действием силы тяжести и потребует дополнительной очистки. В некоторых случаях он может испортить детали, попав в критические области, такие как резьба или специальные изнашиваемые поверхности.

Поскольку BFM течет к наиболее горячим поверхностям, используемый метод нагрева должен быть таким, чтобы внутренняя часть трещин втягивала BFM в соединение за счет капиллярного действия, прежде чем BFM вспыхнет над горячими внешними поверхностями ремонтируемой детали.Для этого может потребоваться нагревать поверхности с трещинами с нижней стороны детали, чтобы протянуть BFM вниз через трещину к источнику тепла; при пайке в печи может потребоваться маскировка или специальные методы нанесения BFM.

Инспекция. Самый важный метод контроля сразу после пайки — визуальный. Можно многое сказать о полноте покрытия пайкой — все трещины заполнены и все поверхности хорошо смачиваются BFM.

Для проверки целостности внутренней части соединения очень эффективны испытания под давлением гелием и масс-спектрометром с последующим гидростатическим испытанием воздухом для выявления утечек.Если требуются дополнительные тесты, может быть проведен рентгенографический или ультразвуковой контроль. Пайка — важный способ ремонта компонентов для выездного обслуживания, и когда процесс понятен и выполняется должным образом, отремонтированные узлы должны выглядеть и работать так же хорошо, как и новые детали.

Ремонт деталей автомобилей сваркой под флюсом

Ремонт деталей автомобилей сваркой под флюсом

Важность ремонта автомобильных запчастей заключается в ремонте старых и ненужных деталей, сокращении потребления новых деталей, тем самым экономя сырье, энергию и рабочую силу для производства деталей.
Повреждения автомобильных деталей в основном включают четыре типа: деформация, разрушение, коррозия и износ. Первые три типа повреждений обычно устраняют холодной обработкой, горячей обработкой или склеиванием. Если общая деформация деталей может быть подвергнута холодному или горячему прессованию после исправления для механического ремонта; детали вала можно сломать инкрустацией, сваркой, ковкой и другими методами ремонта; Трещины водяной рубашки блока цилиндров можно отремонтировать сваркой, клепанием или клеем. Износ деталей — наиболее частое повреждение.Детали, износ которых не превышает указанного ремонтного размера, обрабатываются в соответствии с ремонтным размером. Детали, изношенные сверх ремонтного размера, ремонтируются с помощью наплавки, напыления, гальваники и других процессов металлического покрытия и клеевых методов.
Автоматическая наплавка — установка деталей на наплавочный станок и их разворот на бок. Обычно для автоматической наплавки используются три технологии: вибрационная наплавка, сварка с защитой от углекислого газа и дуговая сварка под флюсом.
Сварка под флюсом также известна как сварка слоем флюса.Диаметр проволоки 1,4 ~ 1,6 мм. Нанесите флюс на сварной шов и сварите под флюсом. Дуга не подвергается воздействию, флюс может эффективно предотвращать попадание воздуха в ванну расплава и имеет функцию сохранения тепла, что может замедлить затвердевание металла в ванне расплава. Преимущества дуговой сварки под флюсом — компактный сварочный слой, отсутствие трещин, газовых отверстий, балласта и так далее, но детали после сварки деформируются большие, подходят для ремонта деталей вала диаметром более 50 мм.
Feilong Jiangli имеет много видов автозапчастей. Добро пожаловать в гости.

Ремонтная сварка и поверхностная сварка, часть 1

Многие коммерческие сварщики сегодня задействованы в процессе технического обслуживания и ремонта сварки, а не в какой-либо другой сфере сварочной промышленности. Другими словами, существует серьезная потребность в сварщиках, выполняющих различные операции, которые могут выполнять различные ремонтные и ремонтные работы. Фактически, здесь следует упомянуть, что раньше сварочные процессы использовались для ремонта различных элементов.

Как известно дугосварщикам, успех ремонта зависит от подготовки, которая выполняется перед фактическим выполнением работы. Хороший сварщик должен учитывать все факторы перед началом процесса сварки.

Как правило, многопроцессорный сварочный аппарат выполняет подробный анализ, проверяя выполненный ремонт и срок службы отремонтированной детали. Сварщики штангой могут использовать этот подробный метод для анализа сварочных работ, которые необходимо выполнить. Четыре основных момента, которые должен учитывать сварщик с несколькими процессами, включают:

— Проведение очень подробного осмотра деталей, которые необходимо отремонтировать.
— Получение информации о технических характеристиках и дизайне.
— Проверка материалов, которые использовались до сих пор.
— Список фактов, почему определенная часть вышла из строя.

С некоторым сварочным оборудованием ремонтная сварка невозможна или может выполняться только с предварительного разрешения. Например, некоторые контейнеры и часть транспортного оборудования нельзя ремонтировать сваркой. К ним относятся автомобильные колеса, рамы грузовиков, баллоны со сжатым газом и т. Д. Многопроцессорные сварочные аппараты могут ремонтировать это оборудование только в том случае, если это заранее одобрено страховыми компаниями.

По некоторым позициям аппараты плазменной резки не утверждаются. Для других они получат письменную процедуру, касающуюся сварки, которой они должны следовать. Определенное внимание требуется при ремонте сваркой сосудов под давлением и котлов. Как правило, ремонт сваркой ограничивается сталями, которые, как известно, имеют сварочный характер.

Металлургия и сварка 101: Основы наплавки и другой сварки для ремонта строительного оборудования — Часть 3

Продолжение интервью с Томасом Дж.Блэк, менеджер по наплавке и высоколегированной продукции в компании Lincoln Electric в Кливленде, Огайо,

Что такое наплавка?

Черный: Наплавка твердым сплавом — это нанесение износостойкого слоя на поверхность, которая должна подвергаться износу, с целью продления срока службы этой поверхности. Это процесс нанесения износостойкого слоя или рисунка гребней с помощью одного из различных способов сварки.

Почему при наплавке наплавкой, например, внутренней или внешней поверхности ковша погрузчика или экскаватора не принято покрывать всю поверхность сварочным материалом? Почему сварщики обычно создают какой-то узор сетки, состоящий из 0?«Гребни» высотой 125 дюймов?

Черный: Предлагаемый вами подход, заключающийся в нанесении полного покрытия из упрочняющего материала на поверхность ковша, будет наиболее эффективным средством защиты поверхности. Но это делается редко из-за затрат и времени. Вместо того, чтобы наносить сплошное покрытие, гораздо экономичнее как упрочняющего материала, так и времени сварщика нанести сетку из приподнятых гребней или другого геометрического рисунка. Использование сетки вместо сплошного слоя также снижает вес.Типичная линия решетки для наплавки, которую может проложить сварщик, будет иметь два валика (0,25 дюйма) в ширину и один валик (0,125 дюйма) в высоту.

При работе с более мягким материалом, например, с суглинистой почвой, цель должна состоять в том, чтобы создать сетку из гребней для наплавки, которые будут захватывать почву на поверхности стали, образуя слой прилипшей земли, который защитит сталь. поверхность от дальнейшего истирания. Лучше всего это сделать, уложив серию параллельных гребней на расстоянии 2 дюйма или меньше друг от друга, расположенных под углом 90 ° друг к другу.

В других случаях, например, при работе на более каменистых почвах, цель состоит не в том, чтобы удерживать почву на поверхности (каменистость почвы затрудняет это), а в том, чтобы защитить нижележащую сталь от истирания, вызванного движением каменистой почвы. непосредственно над стальной поверхностью. Это можно сделать, наложив узор из гребней наплавки в направлении потока, например, рельсов, или даже узор из «точек» наплавки — всего, что предотвратит прямой контакт каменистого грунта со стальной поверхностью; Фактически почва скользит по вершинам гребней, не контактируя напрямую со стальной поверхностью.

Многие сварщики строительного оборудования, похоже, используют сварочный стержень под названием E7018 для широкого спектра сварочных работ. Является ли E7018 универсальным средством для решения широкого круга сварочных задач?

Черный: Определенно нет! Сварочные прутки класса E7018 — не панацея для всех видов ремонта при сварке. Многие сварщики используют E7018 не потому, что это подходящий сплав для конкретной задачи, а потому, что он дешев. И это серьезная ошибка, потому что это означает, что сварка продержится недолго.Следовательно, строительное оборудование будет страдать из-за дальнейшего простоя, что может быть очень дорогостоящим.

E7018 — сварочный сплав, подходящий для соединения некоторых металлов вместе; например, приварка распорки к стреле экскаватора. Но сварщики злоупотребляют этим материалом, потому что он дешевый. Часто они используют его в качестве материала для наращивания, который служит основой для упрочняющего сплава, который впоследствии укладывается поверх него. И иногда они используют E7018 для самого наплавочного материала.

Такая сварка недолговечна и не будет иметь такой прочности, какой должна быть. Это связано с тем, что E7018 — относительно мягкий материал, непригодный для применений, требующих высокой стойкости к истиранию и высокой устойчивости к сжимающим нагрузкам.

При наплавке ковша экскаватора, бульдозерного отвала или канатного шкива многие сварщики часто выбирают и неправильный наплавочный материал, и неправильный наплавочный материал. Это ваше утверждение?

Черный: Да! E7018 не следует использовать в наплавке в качестве материала для наращивания, поскольку он имеет предел прочности на растяжение всего 70 000 фунтов на квадратный дюйм и предел текучести всего 58 000 фунтов на квадратный дюйм, в то время как самые мягкие легальные сплавы для налипания имеют предел прочности на разрыв 100 000 фунтов на квадратный дюйм и, как правило, 150 000 фунтов на квадратный дюйм. и предел текучести 98 000 фунтов на квадратный дюйм.

В итоге, по крайней мере, половина сварщиков в строительной отрасли неправильно выполняет наплавку ковшей погрузчиков и экскаваторов, лопастей бульдозеров, шкивов и других компонентов строительной техники. Они используют сварочный пруток или проволоку типа E7018 для создания нароста, когда этот материал слишком мягкий и слишком слабый для применения.

И даже если они выбирают подходящий наплавочный материал, они часто выбирают неподходящий материал для наплавки.Иногда в качестве наплавочного слоя используют E7018, который слишком мягкий и непрочный. Это связано с тем, что они не учитывают специфические условия износа этого компонента строительного оборудования и выбирают продукт по твердости.

Пожалуйста, дайте некоторые рекомендации относительно того, как сварщики должны выбирать подходящую катанку или проволоку для наплавки различных компонентов строительного оборудования.

Черный: Чаще всего специалист по ремонту спрашивает себя: «Какова среда износа для конкретного компонента строительного оборудования, который я собираюсь наплавить?» Износ металла по металлу; например, трос, намотанный на шкив или на металлический барабан? Износ металла по металлу плюс удар? Сильный удар, например, от молотка? Истирание металла о землю плюс удары, такие как поверхности кузова самосвала, ковш экскаватора и зубья ковша, бульдозерный отвал? Или сильное истирание металла о землю плюс удары, такие как ковш экскаватора и зубья ковша, бульдозерный отвал или скребок, используемый в особенно абразивных почвах, требующих твердосплавного материала из карбида вольфрама?

Какой конкретный налипатель для какого применения? В некоторых случаях один и тот же материал может использоваться как для наплавки, так и для наплавки.В большинстве случаев требуется наплавочный материал с твердостью по Роквеллу 20-35 Rc. И это также будет минимальный диапазон твердости, необходимый для любого наплавочного материала.

Наплавочный материал при нанесении металла по металлу должен иметь твердость по Роквеллу в диапазоне 38-58 Rc. Если, например, это связано с зацеплением маленькой металлической шестерни с большой, следует сделать поверхность более крупной и дорогой шестерни более твердой, чем поверхность меньшей шестерни; Таким образом, весь износ будет приходиться на меньшую и менее дорогую передачу.

При наплавке, где наблюдается умеренное истирание и удары между металлом и землей, в качестве материалов для наплавки часто используются сплавы аустенита и карбида хрома с диапазоном твердости 28-53 Rc. Для более сильного истирания металла о землю и ударов можно использовать сплавы аустенита и карбида хрома с более высоким диапазоном твердости (49-59 Rc). А для применений с сильным истиранием с небольшим ударом можно использовать сплавы карбида хрома, содержащие до 5,5% углерода и 30% хрома, с твердостью от 55 до 70 Rc.В наиболее сильно истираемых областях — наплавке зубьев ковша, лопастей и скребков на абразивных почвах — в качестве наплавочного материала будет использоваться сплав карбида вольфрама.

Во многих случаях сварщики используют материал для сварки металл-металл в тех случаях, когда требуется материал с хорошей стойкостью к истиранию — и результаты недолговечны из-за низкой стойкости к истиранию материалов металл-металл.

Для ударных нагрузок, таких как дробилки для горных пород и валки, используемые в дробилках, упрочняющий материал должен быть изготовлен из марганца Гадфилда, стального сплава, содержащего 14% марганца.

При наплавке ковша погрузчика или экскаватора относительно мягкий сплав отлично подойдет для обработки мягких суглинистых почв. С другой стороны, песчаные почвы требуют использования упрочняющего материала с высокой стойкостью к истиранию.

Повторюсь: сварщики часто выбирают неправильный материал для наплавки. Например, они могут выбрать материал, который был разработан для износа металл-металл, тогда как им следует выбирать материал, который имеет отличную стойкость к истиранию в среде металл-земля.Они делают это, потому что не понимают, что существует широкий спектр сварочных материалов, и каждый из них предназначен для использования в определенной среде износа. Они должны: (1) определить среду износа и (2) выбрать наиболее подходящий сварочный стержень или проволоку для этой среды износа.

Общая цель при восстановлении строительного оборудования или нанесении твердого покрытия на критически важные компоненты строительного оборудования — минимизировать время простоя оборудования в будущем. Слишком много специалистов по техническому обслуживанию уделяют внимание стоимости сварочных стержней или сварочной проволоки, выбирая материалы из сплавов скорее из-за их низкой стоимости, чем из-за их пригодности.Такой подход составляет ложную экономию. Стоимость сварочных материалов не так уж и важна. Но что может стоить очень дорого, так это простои оборудования; простая в эксплуатации единичная единица оборудования часто обходится подрядчику в тысячи долларов в день. А когда наплавка выполняется с использованием более дешевых и неподходящих сварочных сплавов, определенным результатом будет то, что ремонт при сварке выйдет из строя раньше, чем при правильном выполнении, что приведет к дорогостоящим простоям.

MIG Сварка и наплавка металлов

Во-первых, вы, возможно, захотите узнать, что такое наплавка? Наплавка — это процесс восстановления и / или защиты металлов путем добавления металлических сплавов или керамики.Эти материалы можно наносить на металл в виде порошка или твердого вещества. Наплавка может показаться ненужной и трудоемкой задачей, если вы хотите просто взять пистолет и сварить, но у нее есть некоторые реальные преимущества. Наплавка детали металлическим сплавом или другим материалом может:

• Сохранить определенные размеры

• Увеличить срок службы детали (за счет использования низколегированных материалов и покрытия дорогостоящим сплавом только тех участков, где может возникнуть значительный износ)

Есть много веских причин для поверхностной обработки металлов.Поверхности изнашиваются из-за истирания, усталости, химической или атмосферной коррозии, а также переноса или адгезии металла. Опорные поверхности, поверхности для дробления металлических горных пород и землеройное оборудование являются примерами машин, компоненты которых изнашиваются очень быстро.

Металлические поверхности можно восстанавливать, добавляя металлы и металлические сплавы. Эти материалы наносятся либо твердым покрытием, либо термическим напылением. Существуют различные методы наплавки. Один из таких методов осуществляется с материалами, заключенными в полую металлическую проволоку, с использованием процесса дуговой сварки флюсовым сердечником (FCAW).Термическое напыление выполняется с использованием твердого тела или порошка металлических или неметаллических материалов и обычно применяется с помощью процесса плазменной дуги.

Подготовка основного металла перед наплавкой очень важна. Основной металл необходимо очистить или предварительно нагреть, в зависимости от типа металла. Предварительный нагрев можно выполнить с помощью большой духовки, горелки или другого источника тепла. Очистить металл можно с помощью растворителей, кислот или пескоструйной обработки.

Это может вызвать вопрос: Какие металлы более подходят для предварительного нагрева, а не для очистки?

Все сводится к сплавам.Посмотрите на такие металлы, как углеродистая сталь или алюминиевый сплав. В случае углеродистой стали вы, скорее всего, найдете ржавчину. С алюминиевым сплавом? Накопление оксидов. И то, и другое можно просто очистить, протерев мягким чистящим средством, или вы можете использовать механический процесс, например пескоструйную очистку.

Но, в зависимости от сплава, предварительный нагрев может быть лучше. Например, чугун — это то, что нужно предварительно нагреть. Это толстый, хрупкий металл, свойства которого необходимо медленно изменять, чтобы с ним можно было эффективно сваривать.Фактически, любой более толстый материал необходимо предварительно нагреть до определенной температуры, чтобы облегчить сварку. Кроме того, если вы свариваете два чрезвычайно твердых сплава, их необходимо предварительно нагреть. Примером этого может быть инконель, который представляет собой суперсплав с высокой концентрацией никель-хром.

Одним из способов определения твердости материалов является шкала Роквелла и шкала Бринелля. Метод Роквелла позволяет тестировать черные металлы, а метод Бринелля обычно измеряет твердость цветных металлов.Чем выше значение на обеих шкалах, тем тверже материал. Например, закаленная инструментальная сталь будет показывать 60 по шкале Роквелла и 600 по шкале Бринелля.

Сегодня наплавка играет огромную роль на промышленном рынке. Без этого процесса пришлось бы заменять большие, дорогие, не подлежащие ремонту детали. По мере роста стоимости оборудования все больше отраслей, в которых используются изнашиваемые детали, ремонтируют их с использованием твердой наплавки или процесса термической дуги. Ведущие производители также наносят твердые покрытия для увеличения срока службы детали.

Сварка никелевых сплавов — часть 1

Никель — относительно простой металл. Он имеет гранецентрированную кубическую форму и не претерпевает фазовых изменений при охлаждении от точки плавления до комнатной температуры; похож на нержавеющую сталь. Следовательно, никель и его сплавы не могут быть упрочнены закалкой, поэтому скорость охлаждения менее важна, чем, скажем, с углеродистой сталью, и предварительный нагрев, если температура окружающей среды выше 5 ° C, требуется редко. Никель и его сплавы используются в очень широком диапазоне применений — от высокотемпературного окисления и сопротивления ползучести до агрессивных коррозионных сред и криогенных применений при очень низких температурах.Никель можно использовать в коммерчески чистой форме, но чаще его комбинируют с другими элементами для получения двух семейств сплавов — сплавов, упрочненных твердым раствором, и сплавов с дисперсионным упрочнением. Типичные составы некоторых из наиболее распространенных сплавов приведены в таблице .

Табл. Типичный состав и свойства некоторых наиболее распространенных сплавов

Обозначение сплава	Тип сплава	Типичный химический состав%								Механические свойства
		Ni	Кр	Пн	Fe	Nb	Al	Ti	прочие	0.Прочность 2%, МПа	ОТС, МПа	Эл,%
Сплав 200	CP	99,2	–	–	0,2	–	–	–	Mn 0,3	148	452	45
Монель ® 400	SS	68	–	–	1,75	–	–	–	Cu 33	235	562	38
Монель ® K500	PH	65	–	–	1.25	–	2,95	0,55	Cu 32	795	1100	18
Сплав 600	SS	75	15,5	–	8,5	–	–	–	–	305	670	40
Сплав 617	SS	46	22	9	0,75	–	1.25	0,45	Co 12,5 B 0,004	345	725	60
Сплав 625	SS	64	22	8	2,75	3,65	0,25	0,25	–	472	920	45
Сплав 718	PH	52	19	3	Рем	5,2	0.5	0,95	–	1100	1420	18
Сплав 800	SS	32	22	–	42	–	0,45	0,45	–	290	605	42
Сплав 825	SS	42	21,5	3	28	–	0,1	0.9	Cu 2,25	330	715	39
Сплав C276	SS	55	15,5	16	5,5	–	–	–	Вт 3,75	345	795	60
Нимоник ® PE16	PH	44	16,7	3,3	29	–	1.2	1,2	B 0,004 Zr 0,03	450	825	28

Для сварки никеля и его сплавов можно использовать все обычные сварочные процессы. Доступны подходящие сварочные материалы. Как упоминалось выше, никель и его сплавы во многих отношениях аналогичны аустенитным нержавеющим сталям; Процедуры сварки также аналогичны. Однако никель имеет меньший коэффициент теплового расширения, чем у нержавеющей стали, поэтому меры по контролю деформации и деформации аналогичны мерам для углеродистой стали.

Наиболее серьезной проблемой растрескивания никелевых сплавов является горячее растрескивание либо в металле сварного шва, либо вблизи линии плавления в ЗТВ, причем последнее встречается чаще. Основным источником этой проблемы является сера, но также вносят свой вклад фосфор, свинец, висмут и бор. Как металл шва, так и растрескивание в зоне термического влияния обычно являются результатом загрязнения консистентной смазкой, маслом, грязью и т. Д., Оставшимися после ненадлежащей очистки; избыток серы в исходном металле или присадочном металле сварного шва, вызывающий проблему, случается редко.Перед сваркой необходима механическая обработка или интенсивная очистка проволочной щеткой из нержавеющей стали с последующим тщательным обезжириванием подходящим растворителем, причем сварка должна выполняться в течение примерно восьми часов, чтобы снизить риск загрязнения. Любая термообработка должна проводиться на бессернистом топливе или в электрических печах. Компоненты, которые находились в эксплуатации и требуют ремонта сварного шва, могут нуждаться в шлифовании или механической обработке перед обезжириванием, чтобы удалить любые загрязнения, которые внедрились в поверхность в зоне ремонта сварного шва или рядом с ней.Помните, что если механическая очистка проволочной щеткой выполняется ПОСЛЕ операции обезжиривания или во время сварки, сжатый воздух от пневматических инструментов содержит как влагу, так и масло, поэтому очищенные поверхности могут быть повторно загрязнены.

Пористость может быть проблемой никелевых сплавов, главным виновником которых является азот. Всего лишь 0,025% азота образует поры в затвердевающем металле сварного шва. Легкие сквозняки могут нарушить газовую защиту, и произойдет атмосферное загрязнение, что приведет к пористости.Необходимо позаботиться о том, чтобы зона сварки была достаточно защищена, и это особенно важно при сварке на месте. В процессах с защитой от газа чистота газа и эффективность газовой защиты должны быть как можно лучше. Газовые шланги следует регулярно проверять на предмет повреждений и утечек, а при сварке TIG следует использовать керамический кожух максимально большого размера вместе с газовой линзой. Само собой разумеется, что продувка корня газом необходима при нанесении корневого шва TIG.

Было обнаружено, что небольшое количество водорода (до 10%), добавленное в защитный газ аргон, уменьшает проблему. Начальная и конечная пористость являются проблемой при сварке стержневыми электродами. Начало сварки должно выполняться обратной сваркой поверх положения зажигания дуги, переплавляя любую пористость, образовавшуюся из-за плохой газовой защиты в начале сварки. Также необходимо проявлять осторожность на конце сварного шва, уменьшив длину дуги и немного увеличив скорость движения, чтобы уменьшить размер сварочной ванны.

Кислород также является причиной пористости при определенных обстоятельствах, когда он соединяется с углеродом в сварочной ванне с образованием монооксида углерода.Производители расходных материалов обычно решают эту проблему, обеспечивая присутствие в присадочном металле достаточного количества раскислителей (в первую очередь марганца, алюминия и титана).

Одной из часто встречающихся особенностей никелевых сплавов является образование на поверхности сварочной ванны вязкой и прилипшей пены. Это может быть трудно удалить, и это может привести к включениям и отсутствию сплавления между проходами, если его не удалить перед нанесением следующего прохода. Для удаления этого слоя часто недостаточно чистки проволочной щеткой, и тогда возникает необходимость шлифовать поверхность сварного шва.

Сварочная ванна, помимо этой поверхностной пленки, также является вялой и не течет свободно, как в случае углеродистой или нержавеющей стали. Это может привести к образованию бугристого и очень выпуклого сварного шва и плохой стыковке подошвы, если сварщик не будет манипулировать сварочной ванной, чтобы избежать таких дефектов. Хотя можно использовать стрингеры, небольшое переплетение, чтобы помочь металлу сварного шва смачивать боковые стенки препарирования, является полезным. Кроме того, подготовка к сварке должна быть достаточно широкой, чтобы сварщик мог контролировать и направлять сварочную ванну; для V-образных стыковых швов рекомендуется угол наклона от 70 до 80 °.

U-образная препаровка с включенным углом от 30 до 40 ° приемлема и, хотя и дороже в обработке, чем V-образная, может быть в целом дешевле, поскольку количество необходимой присадочной проволоки может быть уменьшено в зависимости от толщины материала. Добавление водорода к защитному газу (до 10% H в аргоне) при сварке TIG также оказалось полезным для снижения поверхностного натяжения сварочной ванны.

Еще одной характеристикой никелевых сплавов является то, что степень проплавления меньше, чем у углеродистой или нержавеющей стали.Увеличение сварочного тока не приведет к увеличению проплавления. Это означает, что толщина поверхности корня односторонних сварных швов с полным проплавлением должна быть меньше, чем у нержавеющей стали. При стыковой сварке TIG с нулевым зазором рекомендуется, чтобы толщина корневой поверхности не превышала 1,5 мм. Съемные подкладки очень полезны для контроля формы корневых валиков. Они могут быть изготовлены из меди, нержавеющей стали или никелевого сплава. Следует избегать использования подкладочных лент из углеродистой или низколегированной стали.

Хотя свариваемость никеля и его сплавов в целом хорошая, состав, металлургическая структура и его термообработка и / или история эксплуатации — все это влияет на его реакцию на сварку. Кованые мелкозернистые детали имеют лучшую свариваемость, чем литые, поскольку они часто имеют значительную сегрегацию. Крупные зерна могут привести к микротрещинам в ЗТВ, поэтому следует избегать высоких тепловложений. Все сплавы лучше всего сваривать в отожженном состоянии или в состоянии обработки на твердый раствор, и это особенно относится к дисперсионно-твердеющим сплавам, таким как Inconel 718.

Дальнейшие меры предосторожности, которые необходимо предпринять при обычных сварочных процессах, и рекомендации по сварке определенных сплавов будут рассмотрены в Части 2.

Ремонт текстурированных форм с помощью лазерной сварки ⋆ Alpha Laser U.S.

Текстурирование широко используется при литье пластмассовых деталей. Это разница между идеально гладкой частью (также известной как «полированная») и той, которая имеет текстурированную поверхность (более грубую) по тактильным причинам или по внешнему виду.

Примерами текстурированных пластиковых деталей могут быть ваша компьютерная мышь, чехол для вашего компьютера, приборная панель вашего автомобиля, его руль, подлокотники на ваших автомобильных дверях или офисном кресле, кувшины для молока, колпачки для косметических продуктов, ручка вашего пистолета, кожух для медицинского оборудования и многое другое.Фактурные пластиковые детали есть везде.

Формы для этих текстурированных деталей очень дороги в производстве. Текстура внутри формы обычно травится кислотой (кислота наносится непосредственно на поверхность) или травится лазером (процесс, аналогичный гравировке). Если текстурированная поверхность формы повреждена, это изменение очень очевидно в детали, производимой формой, даже если повреждение составляет всего несколько тысячных долей дюйма. А фактурные формы легко повредить — даже неправильный метчик отвертки может повредить поверхность.

Детали поврежденной формы выброшены, так как дефекты очевидны. В этом случае у производителя есть выбор: либо уничтожить весь компонент, либо сделать другой (чрезвычайно дорогое), либо отремонтировать форму, что может быть выполнено традиционной сваркой TIG или лазерной сваркой.

Сварка TIG и лазерная сварка при ремонте текстурированной формы

Ремонт формы очень сложен и требует высокого уровня навыков, но это намного дешевле, чем ее разбить и создать новую с нуля.В некоторых случаях необходимо отполировать текстуру, отремонтировать форму, а затем применить новую текстуру.

Сварка

TIG часто применяется при ремонте текстурированных форм, но сварка TIG создает проблемы. Во-первых, сварщик должен согласовать твердость основного металла пресс-формы со сплавом, используемым для сварки. Затем свариваемая поверхность подвергается термообработке до 3 раз и механической обработке. Во время сварки TIG и отпуска твердость основного металла может изменяться в зависимости от приложенного тепла — например, основной металл изменяется до 440, а нанесенный металл сварного шва — 420.Хотя это изменение не будет видно невооруженным глазом, это проблема кислоты, используемой для текстурирования. Даже если твердость металлов немного отличается, при применении кислоты для восстановления текстуры формы разница будет видна в отформованной детали, поскольку кислота влияет на разные твердости с разной скоростью.

При ремонте формы с помощью лазерной сварки это намного точнее. Лазерный техник может корректировать сварной шов по ходу работы и имитировать текстурирование. У них нет визуальных ограничений (дуга и сварочный экран), присущих сварке TIG.Кроме того, твердость основного металла не изменяется, поскольку лазер выделяет тепло в сильно сфокусированной области, а не за ее пределами. Естественно, это не надежный процесс, требующий огромных технических навыков со стороны специалиста по лазерной технике. Сварка TIG из-за высокого тепловложения может фактически изменить структуру металла и вызвать изменения твердости не только на поверхности, но и под сварным швом в зоне термического влияния (HAZ). Кроме того, при лазерной сварке закалка происходит с гораздо более измеримой скоростью, что позволяет опытным специалистам по лазерной сварке точно знать, насколько твердым должен быть свариваемый материал.

Например, производитель пришел к нам с пресс-формой для двери под дерево. Многие двери, продаваемые в домашних торговых центрах, сделаны из пластика, имитация текстуры древесины придается текстурированной форме.