Відновлення деталей зварюванням та наплавленням

Мета роботи

Отримати практичні навички у відновленні деталей зварюванням та наплавленням з подальшою обробкою відновлених поверхонь на металорізальних верстатах

 

Теоретичні відомості

Працездатність деталей, що мають тріщини, відколи, вм'ятини, великі спрацювання відновлюють електричним і газовим зварюванням або наплавленням. Операційні карти на зварювання та наплавлення оформлюють згідно з ГОСТ 3.1406-74 ф 1.1, 3.3.

Зварюванням називають процес утворення нероз'ємного з'єднання шляхом розплавлювання поверхневих шарів з'єднуваних деталей за допомогою встановлення міжатомних зв'язків.

Наплавленням називають процес нанесення на розплавлені поверхневі шари додаткового розплавленого матеріалу шаром від 1 до 40 мм (вібродуговим наплавленням 0,3…3 мм).

Існує понад шістдесят способів зварювання. Їх підрозділяють:

а) за фізичною сутністю процесу (таблиця 8.1);

Таблиця 8.1 – Способи зварювання за фізичною сутністю процесу

б) за видом використовуваних джерел енергії:

електро-, газо-, електронно-променева, ультразвукова (20 кГц);

в) за способом захисту матеріалу:

під флюсом, у захисних газах, вакуумі;

г) за ступенем механізації:

ручна, напівавтоматична, автоматична.

При ручному дуговому зварюванні і наплавленні застосовують металеві електроди при живленні дуги постійним або перемінним струмом. Постійний струм забезпечує стабільність процесу а також два різновиди полярності:

пряма: деталь +, електрод —

обернена: деталь —, електрод +.

Обернена полярність дозволяє зменшити глибину проплавлення деталі й уникнути пропалів при товщині менше 3 мм, тому що на позитивному електроді виділяється тепла на 20 % більше, ніж на негативному. Джерелами постійного току є перетворювачі, випрямлячі та агрегати. Джерела перемінного струму — зварювальні трансформатори.

При зварюванні і наплавленні метал розплавляється за рахунок електричної дуги з температурою до 6000 °С. Ширина термічного впливу при електрозварюванні сягає 2...6 мм.

Використовують плавкі (металеві) електроди і неплавкі (вугільні). Якщо використовують вугільні електроди, то застосовують присадний метал. Вугільні електроди використовують при постійному струмі для зварювання кольорових металів і сплавів (свинець, алюміній) і наплавляють деякі тверді сплави (сормайт).

Діаметр електрода вибирають у залежності від товщини зварюваної деталі і розміщення зварюваного шва в просторі. При зварюванні деталей товщиною до 4 мм діаметр електрода рівняється найменшій товщині деталі. В інших випадках використовують графік (рисунок 8.1).

Рисунок 8.1 – Область застосування діаметрів електродів

Сила зварювального струму при діамегрі 3...6 мм залежить від допустимої густини струму (10...20 А/мм²).

Напруга дуги — 24...26 В

I=md

де m – коефіцієнт (35...60);

d – діаметр електрода, мм.

Силу зварювального струму вибирають у залежності від діаметру електроду (табл.8.2).

 

Таблиця 8.2 – Залежність сили струму від діаметра електрода

 

При зварюванні малими струмами утворюються «не провари», знижується продуктивність зварювання, погіршується стійкість зварювальної дуги. При зварюванні великими струмами утворюються пропали і підрізи кромок основного металу, порушується форма зварних швів і перегріваєгься електрод.

Механічна обробка різанням застосовується як підготовча і заключна обробка при відновленні деталей різними методами і є основою ремонту деталей (гільз циліндрів, колінчастих валів та ін.) способами ремонтних розмірів і заміною частини спрацьованих деталей.

Якість поверхні і точність механічної обробки визначають якість відновлених деталей, а отже, і відремонтованих машин.

На ремонтних підприємствах зустрічаються всі види механічної обробки різанням, що застосовуються на машинобудівних заводах. Але підготовча обробка спрацьованих і заключна обробка деталей мають свої особливості, які значно ускладнюють механічну обробку при їх відновленні в порівнянні з обробкою при виготовленні нових деталей.

До них відносяться:

– труднощі з вибором технологічних баз (поверхонь, ліній, точок, що орієнтують деталь на верстаті), оскільки часто після експлуатації для них характерні спрацювання і пошкодження;

– у процесі відновлення деталей наплавкою та ін. нанесені шари мають високу твердість і низьку оброблюваність різанням через гартування і наявність в них окислів, карбідів, шлакових включень та інших домішок.

У ряді випадків, наприклад, при наварюванні або наплавленні спостерігається нерівномірність товщини наплавленого шару.

Основне завдання, яке ставиться при проектуванні технологічного процесу механічної обробки – виконання вимог робочого (ремонтного) креслення при найменших затратах.