Восстановление сваркой

Восстановление сваркой

Сваркой и наплавкой восстанавливают более половины всех ремонтируемых деталей автомобилей. При помощи сварки завариваются также трещины и изломы на раме и платформе, ставятся заплаты, различные накладки и усилительные косынки, восстанавливаются картеры агрегатов. Поврежденная или изношенная резьба на поворотных цапфах и других деталях восстанавливается заваркой с последующим нарезанием новой резьбы. Таким же способом восстанавливают внутренние резьбы. Восстановление деталей наплавкой заключается в том, что изношенные рабочие поверхности наплавляют так, чтобы их можно было обработать под номинальные или ремонтные размеры. При ремонте автомобилей. применяются автоматическая и полуавтоматическая наплавка и сварка под слоем флюса или в среде углекислого газа.

При автоматической наплавке зажигание дуги, подача электродной проволоки и перемещение дуги вдоль шва ‘механизированы. При более простой — полуавтоматической наплавке или сварке дуга вдоль шва перемещается вручную.Полуавтоматическую сварку или наплавку целесообразно применять при коротких сварочных швах и наплавках, когда автоматическая сварка нерациональна.

Преимуществами автоматической и полуавтоматической сварки и наплавки по сравнению с ручной являются более высокая производительность и лучшее качество. Повышение качества наплавленного слоя или сварного шва под слоем флюса достигается тем, что расплавленный флюс предохраняет свариваемый или наплавляемый металл от воздействия кислорода и азота окружающего воздуха. Наплавкой под слоем флюса ремонтируют распределительные и шлицевые валы, ободы колес автомобилей БелАЗ, головку сошки рулевого управления и другие детали. Для круговой и продольной наплавки изношенных деталей применяют специальные установки.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Наплавку цилиндрических поверхностей деталей осуществляют на-токарных станках. Деталь устанавливают в центрах, а сварочную головку — на суппорте токарного станка. Для сообщения необходимой скорости вращения на станке устанавливается понижающий редуктор. Электродная проволока диаметром 1—2 мм подается из наплавочной головки роликами через токопроводящий мундштук в зону сварочной дуги. Одновременно в зону сварки из бункера через шланг и мундштук самотеком поступает сухой флюс. От пламени электрической дуги вместе с электродной проволокой и металлом восстанавливаемого вала плавится и флюс, образуя над поверхностью шва защитную шлаковую корку.

Наряду со сваркой и наплавкой под слоем флюса при ремонте автомобилей применяется злектродуговая полуавтоматическая сварка и наплавка в среде углекислого газа. При этом способеэлектрическая дуга и расплавленная ванночка металла изолированы от воздуха потоком углекислого газа. Электродная проволока подается в зону сварки или наплавки через специальную горелку, к которой подводятся сварочный ток и углекислый газ. Последний поступает в горелку из баллонов, оттесняет воздух и таким образом предохраняет расплавленный металл от воздействия воздуха. Сварка в среде углекислого газа применяется для сварки тонкого листового металла и наплавки деталей из углеродистых и малолегированных сталей малого диаметра. Таким методом производится восстановление крестовин, шкворней подвески, пальцев, фланцев карданных валов, крышек цилиндров подвески, головок реактивных штанг, фланцев и шестерен главной передачи и других деталей.

Для восстановления деталей малого диаметра при незначительном износе может применяться автоматическая вибродуговая (электроимпульсна) наплавка. Этим методом целесообразно наплавлять слой металла толщиной 0,9—1,5 мм. Наплавочную головку закрепляют на суппорте токарного станка, а ремонтируемую деталь — в центрах. Электродная проволока, подаваемая роликами из кассеты через вибрирующий мундштук к вращающейся детали, постоянно вибрирует и, соприкасаясь с деталью под действием электрических разрядов от источника тока, оплавляется. Для охлаждения детали насосом к месту контакта непрерывно подается жидкость. Вибрация мундштука достигается при помощи электромагнитного вибратора. При толщине слоя наплавки 0,5—0,7 мм этот способ является более .производительным, чем другие способы наплавки. Его применяют для восстановления стальных деталей с малыми износами.

Технологический процесс восстановления деталей сваркой и наплавкой состоит из трех этапов: подготовки к сварке (наплавке), сварки (наплавки) и термообработки для снятия внутренних напряжений и улучшения свойств детали.

Подготовка к сварке (наплавке) состоит в разделке кромок свариваемых деталей и тщательной очистке свариваемых поверхностей от грязи, масел, ржавчины, окалины. Разделку кромок производят механическими способами или при помощи кислородной резки металла. В последнем случае требуется тщательная зачистка кромок от окалины на всю длину.

При подготовке деталей цилиндрической формы (пальцы, оси, валы) к наплавке, при наличии на их поверхностях задиров, мелких поверхностных трещин, эксцентрического износа, расслоений (если износ не превышает 1 мм) производится токарная обработка. Толщина снимаемого при этом слоя 1,5—2 мм.

При подготовке к восстановлению изношенных или поврежденных резьбовых поверхностей их первоначально освобождают (путем токарной обработки) от старой резьбы, которая препятствует хорошему сцеплению металла. После этого поверхность, подлежащую наплавке, обжигают газовой горелкой для удаления следов масла. Отверстия, пазы, канавки, которые при наплавке необходимо сохранить,- заделывают медными, графитовыми или угольными вставками.

Детали, которые должны после наплавки проходить механическую обработку, после наплавки подвергают отжигу в горне или печи.

Для предохранения деталей от нагрева и коробления наплавку ведут с погружением шестерни в воду, оставляя на поверхности только наплавляемый участок.

Сварку деталей из серого чугуна ведут с общим нагревом до температуры 600-650 °С. При снижении температуры ниже 350 °С сварка прекращается и деталь подвергается повторному нагреву. Разделка кромок при этом производится выжиганием металла газовой горелкой.

Детали из алюминиевых сплавов сваривают и наплавляют в несколько проходов. Для их сварки и наплавки применяют алюминиевые электроды или сварочную проволоку из алюминиевых сплавов. Сварку ведут с общим или местным подогревом (до 250— 300 °С) детали.

Восстановление деталей сваркой и наплавкой

По статистике при восстановлении деталей в 60% случаев используется сварка и наплавка. Сваркой устраняют механические повреждения. Наплавкой восстанавливают изношенные поверхности деталей.

Сущность восстановления сваркой и наплавкой

Оба метода основаны на тепловом воздействии, отличаются только настройки используемого оборудования. Наплавка ― это нанесение на поверхность деталей слоя из сплава основного и присадочного металла. Наплавкой восстанавливают не только геометрические размеры, но также наносят покрытия для повышения жаростойкости, прочности, износоустойчивости и т. д. Процедура выполнятся на поверхности любой формы― от плоской до конической и сферической.

Сварка ― это процесс создания соединения металлических элементов методом плавления или давления. Этим способом заделывают трещины, сколы, отверстия от пробоин, крепят отломившиеся элементы. С такими повреждениями рам, поддонов, кузовов, обоих мостов постоянно сталкиваются при ремонте автомобилей. Сварку также применяют совместно с другими восстановительными процедурами.

Для качественного восстановления деталей сваркой и наплавкой необходимо:

  • не допускать сильного смешивания основного металла с наносимым;
  • плавить основной металл на минимальную глубину;
  • не делать больших припусков на последующую обработку;
  • принимать меры по снижению остаточных напряжений и деформации.

Подготовка деталей

Перед восстановлением детали сваркой или наплавкой с поверхности удаляют ржавчину, окалину, грязь металлической щеткой или пескоструйной обработкой до блеска. Обезжиривание выполняют растворителем или нагревом поверхности до 300⁰C. На кромках закрепляемых элементов снимают фаски. У трещин разделывают края под углом 120 — 140⁰, на концах сверлят отверстия диаметром 3 — 4 мм. Глухие трещины углубляют насквозь, чтобы газы при сварке не образовывали поры.

С деталей, которые уже восстанавливались, сначала удаляют остатки нанесенного ранее слоя. Затем проводят процедуру очистки. Если износ не больше 1 мм, с места восстановления снимают слой на глубину 0,5 — 1 мм шлифовальным кругом или резцом. Это обеспечит однородность структуры нанесенного сплава.

Электродуговая сварка и наплавка

Это самая распространенная технология восстановления в промышленности и на дому. Она легко выполняется на обычном сварочном оборудовании. Работу выполняют плавящимися покрытыми электродами и неплавящимися с присадочной проволокой.

Качество конечного результата определяется параметрами электродов. Для ремонта сваркой площадь поперечного сечения стержней выбирают в зависимости от размера повреждения, толщины металла. Для создания слоя с заданными параметрами выбирают марки электродов с легирующими присадками. Они могут содержаться в металле и обмазке стержней.

Наплавку на детали из низкоуглеродистых сталей, которые не подвергались термической обработке, проводят сварочными электродами. Форму изделий из закаленной легированной, высокоуглеродистой стали восстанавливают наплавочными электродами с присадками или стержнями из твердых сплавов. Ими же наносят слои на режущие кромки инструмента для обработки металла.

Для предотвращения деформирования, детали из высокоуглеродистой легированной стали предварительно нагревают до 300⁰C.

После окончания работы проводят отпуск для снятия внутренних напряжений в сварочных швах. Для низкоуглеродистой, низколегированной стали предварительный нагрев не требуется.

На цилиндрическую поверхность валики накладывают тремя способами:

  • в виде спиралей;
  • в форме замкнутых окружностей;
  • параллельно оси вращения.

На плоские поверхности наплавляют рядом расположенные широкие валики либо узкие с перекрытием 0,3 — 0,5 по ширине. На место большого износа сначала накладывают слой из низколегированной стали. Наплавку и сварку элементов небольшой толщины выполняют на постоянном токе обратной полярности. Толстостенные детали сваривают переменным или постоянным током с прямой полярностью.

Восстановление деталей в среде защитных газов

Этим способом восстанавливают детали наплавкой и сваркой толщиной от 0,6 мм и валов диаметром до 5 см. Поступающий под давлением к месту сварки газ защищает расплавленный металл от соприкосновения с воздухом. Самые качественные швы получаются в среде аргона или гелия, однако из-за их высокой цены чаще пользуются углекислым газом. В среде азота восстанавливают детали из меди.

При нагреве до высокой температуры из углекислого газа выделяется кислород, который способствует выгоранию углерода, марганца, кремния. Поэтому для работы со сталью применяют сварочную или присадочную проволоку с высоким содержанием этих элементов. Выбор диаметра в диапазоне 0,5 — 2,5 мм зависит от толщины деталей. Наплавку на нержавеющую сталь проводят проволокой из нержавейки, желательно той же марки.

Восстановление в среде углекислого газа выполняют на постоянном токе обратной полярности. Чтобы процесс протекал стабильно, выбирают сварочное оборудование с жесткими характеристиками. Автоматической наплавкой восстанавливают детали диаметром от 10 мм из низкоуглеродистых сортов стали.

Подачу проволоки настраивают так, чтобы не возникали короткие замыкания или обрывы дуги. Скорость наплавки определяется по толщине создаваемого слоя. Валики накладывают с шагом 2,5 — 3,5 мм.

Сварка и наплавка под слоем флюса

Восстановление этим способом проводят электрической дугой, которая горит под расплавленным флюсом. Таким образом, создается эластичная оболочка, защищающая расплавленный металл от соприкосновения с воздухом. Флюсы также поддерживают стабильность горения дуги, раскисляют, легируют, рафинируют наплавляемый металл.

Для сварки и наплавки применяют два вида флюсов:

  1. Керамические, состоящие из металлических и неметаллических компонентов, что позволяет проводить легирование в большом диапазоне.
  2. Плавленые не содержат металлических компонентов, поэтому возможности легирования ограничены десятыми долями процента. По сравнению с керамическими видами эти флюсы дешевле, лучше защищают, со швов легче отделяется шлак. Плавлеными флюсами с высоким содержанием кремния пользуются при нанесении слоев из углеродистых, низколегированных сортов стали.

Наплавку металла под флюсом проводят сварочной проволокой без покрытия. Диаметр (1 — 6 мм) определяют по толщине создаваемого слоя, формы валиков, габаритов деталей. Чтобы увеличить производительность, восстановление ведут ленточными электродами шириной до 10 см или одновременно двумя проволоками с подачей разными механизмами.

Восстановление выполняют на постоянном токе с обратной полярностью. На круглых деталях валики располагают с шагом 2 — 6 диаметра проволоки. Для уменьшения деформации на плоской поверхности наплавку ведут через валик или поочередно на разных участках.

Другие способы восстановления

Также популярны альтернативные методы восстановления:

  1. Вибродуговая наплавка отличается от обычной электросварки тем, что электрод кроме поступательного движения совершает перпендикулярные колебания частотой 90 — 100 кол/сек. В ходе процесса металл переносится мелкими каплями в сварочную ванну небольшого размера. Этим достигается незначительная глубина проплава, высокая прочность сцепления материала электрода с металлом детали.
  2. Пламенная наплавка проводится за счет нагрева основного металла и присадочной проволоки струей ионизированного газа, направляемой в рабочую зону соплом горелки.
  3. Электроконтактную наплавку выполняют методом пластической деформацией после нагрева металла детали и присадочного материала импульсным током. Отличается высокой производительностью (до 150 см²/мин), незначительным термическим воздействием, малым проплавлением.
Читайте также:  Влияние дорожных условий на износ деталей ЦПГ

Перспективными считают способы наплавки (сварки), прошедшие экспериментальную проверку:

  • электронно-лучевая;
  • высокочастотным током;
  • лазерная;
  • пропиткой композиционных сплавов;
  • взрывом;
  • самораспространяющимся высокотемпературным синтезом.

Особенности восстановления деталей из чугуна

Сложность восстановления чугунных деталей связана с тем, что при быстром остывании шов становится чрезмерно хрупким, так как в металле остается много углерода. Поскольку у материалов деталей и швов коэффициенты усадки разные, во время и после окончания сварки образуются трещины. При высокой температуре углерод и кремний выгорают с образованием шлака и газов, которые при быстром остывании остаются внутри швов в виде пор, включений.

Для получения прочных однородных швов восстановление выполняют методом горячей сварки. Деталь предварительно медленно нагревают до 650 — 700⁰C в течение 1,5 — 2 часов в печи. Затем переносят в термос, чтобы температура во время работы не упала ниже отметки 500⁰C. Сварку или нанесение слоя ведут через люк. После окончания восстановления деталь отжигают при 600 — 650⁰C в печи или термосе. Инструкция рекомендует снижать температуру со скоростью 50 — 100⁰C/час.

Если ремонт выполняют газовой горелкой, в качестве присадочного материала применяют стержни из чугуна.

Электросварку проводят чугунными электродами с покрытием, в состав которого входит до 50% графита. Из-за низкой производительности, сложности оборудования, этим способом пользуются редко.

Восстановление холодной сваркой выполняют без предварительного нагрева. Поэтому принимают меры для предотвращения деформирования и образования дефектов. Газовой горелкой чугун плавят медленно, но без перегрева. Электросварку проводят постоянным током обратной полярности, диаметр электродов 3 — 4 мм. Валики при наплавке накладывают вразброс участками по 40 — 50 мм. Прежде чем начать следующий, предыдущий шов охлаждают до 50 — 60⁰C.

В зависимости от решаемых задач для холодной сварки применяют присадочные стержни и электроды:

  • чугунные;
  • стальные;
  • комбинированные;
  • пучковые;
  • монелевые;
  • медно-стальные.

При восстановлении деталей, следует учитывать, что независимо от метода наплавки, нанесенный металл будет неоднороден по механическим параметрам, структуре, химическому составу. Поэтому если деталь работает в условиях больших нагрузок, рекомендуется заменить ее новой.

Восстановление сваркой

Название: Краткий курс по ремонту автомобильной техники – Писковой И.Е.

Рейтинг:

4.5. Восстановление деталей сваркой

Сварка и наплавка являются самыми распространенными способами восстановления деталей. Сваркой называется процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемьми частями при их местном или общем нагреве, а также при пластическом деформировании или совместном действии того и другого.

Наплавка является разновидностью сварки и заключается в том, что на поверхности детали наносят слой расплавленного металла, предназначенного для восстановления формы и размеров детали, а также получения требуемых свойств поверхности детали. При войсковом ремонте используются следующие виды сварки:

– газовая (ацитилено-кислородная) сварка и резка;

– электродуговая ручная сварка;

– сварка трением (детали 0 до 10 мм);

4.5.1. Ручная газовая сварка применяется для сварки деталей из тонкой листовой стали, чугуна, алюминиевых сплавов, наплавки чугунных деталей чугуном или латунью, наплавки небольших по размерам деталей сталью или сормайтом, пайки твердыми припоями. Преимущества газовой сварки:

– широкий диапазон восстанавливаемых деталей;

– возможность сварки тонколистовых деталей;

– сравнительная простота процесса сварки. Недостатки:

– сравнительно большая зона термического влияния (20-30 мм, при электродуговой – 2-5 мм);

– зависимость от обеспечения кислородом;

– зависимость качества сварки и наплавки от квалификации сварщика.

4.5.2. Ручная электродуговая сварка применяется для восстановления крупногабаритных деталей с трещинами, раковинами от коррозии, деталей сложной конфигурации, а также для восстановления формы и размеров

– простота и универсальность сварки;

– широкий диапазон восстанавливаемых деталей;

– потребность в электродах специального назначения для сварки и наплавки деталей из различных материалов;

– сравнительно низкая производительность по сравнению с

4.5.3. Сварка трением.

Этот новый способ сварки заключается в следующем: детали,

подлежащие сварке, располагаются соосно, одну из деталей приводят во вращение, а вторую поджимают к первой прессом. При сближении с торцом деталей, в момент соприкосновения, происходит непосредственное преобразование механической энергии в тепловую, за счет которой и осуществляется сварка. При достижении сварочной температуры

вращающуюся деталь мгновенно останавливают. Процесс сварки завершается естественным охлаждением.

Сваривать можно различные сплавы и металлы: сталь, медь, латунь,

алюминий и др., а также разнородные металлы в любых сочетаниях. На ремонтных предприятиях сварку трением применяют при восстановлении различных тяг, штоков, труб и других подобных деталей. Режим сварки зависит от размеров и материалов деталей. Например: ст. З при диаметре деталей 10 мм, скорость вращения 2000-3000 об/мин, удельное давление 9-6 кг/мм2, продолжительность процесса 8-10 сек.

В войсковых ремонтных мастерских сварку трением деталей производят с использованием токарно-винторезного станка ИТ-1, установленного в ремотно-механической мастерской (МРМ-М1).

4.5.4. Кузнечная сварка.

При необходимости в ВРМ может выполняться кузнечная сварка деталей с использованием кузнечного оборудования. Качество сварки зависит от квалификации специалиста и может выполняться при крайней необходимости.

4.5.5. Сварка стальных деталей.

Детали автомобилей и гусеничных тягачей изготавливаются из малоуглеродистой, среднеуглеродистой, легированной сталей. Ремонт их

может производиться как газовой, так и электродуговой сваркой. Предпочтительнее является электродуговая сварка, поскольку нагрев металла и величина деформации при газовой сварке больше, чем при

Углеродистые стали с низким содержанием углерода свариваются хорошо.

Удовлетворительно свариваются стали со средним содержанием углерода

(0,25-0,40%). С повышением содержания углерода сверх 0,45% свариваемость стали ухудшается. (С увеличением углерода в стали температура ее плавления понижается и сталь легче пережечь). Кроме того, при сварке этих сталей больше образуется пор и окислов. При сварке и наварке деталей из малоуглеродистой и среднеуглеродистой сталей в качестве электродной проволоки и присадочных материалов рекомендуются марки сварочной проволоки СВ-08, СВ-08А, СВ-25, СВ-

15Г. При наварке и сварке легированных сталей электродную проволоку и присадочный материал рекомендуется брать того же состава, что и

основной металл, или подобрать проволоку из легированных сталей.

Для получения наплавленного металла с высокими механическими свойствами сварку ведут электродами с толстыми покрытиями. При газовой сварке и наплавке стальных деталей флюсы не применяются.

Наряду со сваркой стальных деталей большое распространение в ремонтном деле имеет наплавка изношенных рабочих поверхностей

деталей. Для восстановления ответственных деталей, рабочая поверхность которых должна обладать высокой твердостью и износостойкостью, применяются специальные электроды со стержнями из малоуглеродистой стали с легирующими покрытиями. Для получения твердой и износостойкой поверхности изношенных деталей без последующей термической обработки может быть наплавлен твердый сплав – сор-майт.

Наплавка может быть произведена ацитилено-кислородным пламенем

использовании в качестве присадочного материала стержней сормайта N 1

или N 2, или электродуговым способом, электродами из тех же стержней,

покрытых обмазкой. Твердость наплавки сормайтом N 1 Нбр = 48-52, а сормайтом N 2 Нбр = 39-45 без термической обоаботки и Нбр = 60-62 после обработки. Если деталь сильно изношена, то перед наплавкой твердым сплавом ее сначала наплавляют малоуглеродистой сварочной проволокой до получения требуемого профиля. Перед наплавкой поверхность детали зачищают до металлического блеска напильником или абразивным камнем. При газовой наплавке пламя применяют с небольшим избытком ацетилена. Для лучшего оплавления наплавленного слоя с основным металлом применяют флюс – буру.

Во избежание неравномерного нагрева детали при наплавке и возможной последующей деформации, наложение валиков на изношенные шейки валов производится последовательно с двух сторон.

Для предупреждения нагрева участков детали, прилегающих к

наплавляемой поверхности, их изолируют мокрым асбестом, а наплавку некоторых деталей производят с погружением детали в водяные ванны. В последнем случае над поверхностью воды оставляют лишь места, подлежащие наплавке. Наплавка деталей с погружением их в ванну с водой дает значительное снижение температуры нагрева детали и предохраняет ее от деформации.

4.5.6. Сварка деталей из чугуна.

Для деталей автомобилей применяются серый и ковкий чугуны. (Корпус агрегатов, блоки цилиндров, кронштейны).

Сварка деталей из серого чугуна весьма распространена в ремонте автомобилей и гусеничных тягачей. Чугун сваривают газовой и электродуговой сваркой. В процессе сварки чугуна, не обладающего почти

никакой вязкостью, в деталях возникают внутренние напряжения вследствие высокого местного нагрева и быстрого охлаждения. Результатом возникших напряжений могут быть трещины по шву, а иногда и в основном металле. Кроме того, быстрое охлаждение ведет к отбеливанию чугуна. Во

избежание этого сварку чугунных деталей сложной конфигурации

производят горячим способом (с подогревом) и последующим медленным охлаждением.

Холодным способом сваривают только небольшие по габаритам и

несложные по конфигурации детали. Эти простые детали могут свободно во все стороны расширяться, и в этом случае сварка холодньм способом вполне приемлема. Сварка чугуна холодным (без подогрева) способом чаще выполняется с помощью электрической дуги. Она применяется для заварки трещин и отверстий с поврежденной резьбой, приварки обломов и устранения других дефектов в небольших деталях простой конфигурации (шкивы и др.). Холодной электродуговой сваркой, применяя специальный медножелезный электрод, можно заваривать мелкие трещины на стенках водяной рубашки блока и головки блока. Холодная электродуговая сварка позволяет восстанавливать детали из серого чугуна при войсковом ремонте. Ковкий чугун чаще заваривают с помощью газового пламени. В качестве присадочного материала при этом применяют бронзу и латунь.

Использование при сварке ковкого чугуна палочек из серого чугуна приводит к образованию в сварочном шве зоны отбеленного чугуна,

которую можно устранить только вторичным томлением детали.

Сварку ковкого чугуна бронзой правильнее называть твердой пайкой,

так как свариваемый металл ковкого чугуна не доводится до температуры плавления. В процесса сварки не следует перемешивать расплавленный металл, а сварочную горелку

нужно держать от места плавления присадочного прутка на таком

расстоянии, чтобы не перегревать выше 950°С, так как при этой температуре начинается растворение углерода отжига, что приводит к образованию отбеленной зоны в ковком чугуне. Флюсом при этом служит бура 100% или смесь из буры 50% и борной кислоты 50%.

Электрической дуговой сваркой ведется ковкий чугун постоянным током с обратной полярностью.

4.5.7. Сварка деталей из алюминиевых сплавов.

Газовая сварка алюминиевых деталей производится с предварительным нагревом до 200-3 00°С. В качестве присадочного

материала применяют прутки из такого же сплава, что и деталь.

При электродуговой сварке металлическими электродами необходимость в общем нагреве алюминиевой детали исключается. Сварка при этом ведется

постоянным током с обратной полярностью. Электроды изготавливают из алюминиевой проволоки или силумина и покрывают толстой специальной обмазкой (того же состава, что и флюсы).

Электродуговая сварка металлическим электродом дает хорошие

результаты и начинает вытеснять газовую сварку.

После сварки щеткой промыть шов теплой водой, чтобы удалить остатки флюса или шлака, усиливающие коррозию металла.

Ввиду того, что в войсковых ремонтных мастерских не возможен

предварительный нагрев детали до температуры 200-400°С, ручная сварка производится в основном холодным способом.

4.5.8. Сварочное оборудование, применяемое при войсковом ремонте.

Для газовой сварки в составе ПАРМ-ЗМ1 имеется газовый генератор

Читайте также:  Грузоперевозки Екатеринбург

САМ-1,58 и кислородные баллоны.

Для электродуговой – в МТО-АТ-М1 – УДЗ-103У2,

– в ПАРМ-ЗМ1 и ПАРМ-1М1 – УД3103У2 и электросварочный агрегат 6120 (АДБ-309).

Восстановление деталей способом сварки и наплавки

Качество сварного соединения определяется свариваемостью металлов.

Свариваемость – способность металлов образовывать сварное соединение, свойства которого близки к свойствам основного металла. Условно стали подразделяют на хорошо свариваемые, удовлетворительно, ограниченно и плохо свариваемые.

Свариваемость конструкционных сталей определяется содержанием в них углерода и легирующих элементов. Стали с содержанием углерода до 0,3% свариваются хорошо, от 0,3 до 0,4% – удовлетворительно, больше 0,4% – плохо.

В авторемонтном производстве для сварки конструкционных сталей получила распространение электродуговая сварка. Газовая сварка находит применение только при ремонте деталей из тонколистового материала.

Подготовка деталей к сварке и наплавке

В большинстве случаев детали, поступающие в ремонт, бывают сильно загрязнены, замаслены, покрыты ржавчиной или краской.

Наплавка по плохо подготовленной поверхности приводит к непроварам в сварном соединении, образованию пор, раковин и загрязнению его различными неметаллическими включениями. Для предотвращения образования дефектов в сварном соединении и получения качественного сварного шва детали должны быть тщательно очищены и вымыты.

К основным дефектам деталей из конструкционных сталей относится износ цилиндрических и плоских поверхностей и износ резьбовых соединений. Подготовка цилиндрических и плоских поверхностей сводится к зачистке их до металлического блеска, а резьбовых поверхностей к полному удалению резьбы.

Имеющиеся на восстанавливаемых поверхностях пазы, канавки и отверстия, которые необходимо сохранить, заделывают графитовыми или медными вставками.

Технология наплавки

Наплавка малоуглеродистых и низколегированных (суммарное содержание легирующих элементов не превышает 4-5%) сталей.

Эти стали относятся к группе хорошо сваривающихся сталей. Во время наплавки электрод наклоняют под углом 15-20 град. к вертикали. Характер перемещения электрода поперек наплавляемого валика определяется шириной этого валика. Лучшее качество наплавки получается при ширине валика, равной 2,5 диаметра электрода. Для этого амплитуда поперечного колебательного перемещения электрода должна быть равна 1,5-2 диаметрам электрода. Валики следует накладывать так, чтобы каждый последующий перекрывал предыдущий на 1/2- 1/3 своей ширины.

По высоте наплавленного металла устанавливается из расчета, чтобы припуск на механическую обработку составлял 2-3 мм. Между толщиной слоя наплавленного металла, диаметра электрода, числом слоев наплавки и силой тока рекомендуется выдерживать следующие соотношения:

Толщина наплавляемого слоя, мм.

Диаметр электрода, мм

Сила сварочного тока, А

Непровары и кратеры в наплавленном металле не допускаются, их следует выводить за пределы рабочей наплавляемой поверхности, используя для этой цели приставные планки, втулки и др., или заделывать на наплавленном металле. После окончания сварки с наплавленного металла зачисткой удаляют шлак, брызги металла. Переход от наплавленного металла к основному после механической обработки должен быть плавным и ровным, что увеличивает прочность восстанавливаемой детали.

Способы наплавки и порядок наложения валиков

Валы и оси, имеющие цилиндрическую или коническую форму, наплавляются двумя способами:

первый способ – валики накладываются вдоль оси (продольная наплавка);

второй способ – валики накладываются по окружности (круговая наплавка).

Шейки валов малых диаметров и значительной длины рекомендуется наплавлять по первому способу. На очищенную поверхность шейки наплавляется валик. После этого деталь поворачивают на 180° и на противоположной стороне наплавляется второй валик. Далее, повернув деталь на 90°, наплавляется третий валик, а через 180° четвертый валик.

Затем наплавляется пятый валик, перекрывающий первый, причем перед наложением последующих валиков предыдущие должны быть тщательно очищены от шлака.

При наплавке по окружности деталь должна поворачиваться вокруг своей оси в течение всего процесса наплавки. Для наплавки по этому способу обычно требуется применение приспособлений.

Сварка и наплавка деталей из чугуна

Чугун – широко применяемый конструкционный материал, отличающийся дешевизной, хорошими литейными свойствами и обрабатываемостью. Но пониженная прочность и высокая хрупкость чугуна приводят к выходу из строя изготовленных из него деталей в процессе их эксплуатации. Для устранения дефектов применяют газовую и электродуговую сварку. При правильном выборе способов сварки и их тщательном выполнении, качество восстановленных деталей, как правило, отвечает требованиям эксплуатации.

По физическим свойствам, химическому составу и структуре чугун относится к ограниченно свариваемым сплавам, что обусловлено его низкой пластичностью и склонностью к отбеливанию.

Наиболее радикальным средством предупреждения появления трещин и отбеливания служит подогрев детали перед сваркой и медленное охлаждение ее после сварки. Однако в связи с большой трудоемкостью этого процесса (особенно для крупногабаритных деталей) рекомендуется пользоваться им лишь при невозможности применения холодной сварки.

К технологическим мерам, направленным против появления трещин и отбеливания при холодной сварке, относятся:

  • предупреждение чрезмерного перегрева металла при сварке, достигаемого применением электродов малого диаметра, сваркой на пониженных режимах (малым током) и сваркой вразброс;
  • правильный выбор электрода и метода сварки.

Особенности сварки чугунных деталей

Для получения хорошего качества сварки и наплавки должны быть учтены особенности чугуна:

  • при сварке необходимо предохранять деталь от быстрого охлаждения шва;
  • сварку можно вести только в нижнем положении (т.к. при напеве чугун быстро переходит из твердого состояния в жидкое);
  • окислы чугуна плавятся при 1350-1400°С, а чугун – при 1200-1250°С;
  • в качестве присадочного материала при газовой сварке применяют прутки марки «А» или части деталей изготовленных из серого нелегированного чугуна;
  • сварочное пламя должно быть нормальным или с небольшим избытком ацетилена;

Заварку трещин и приварку заплат ведут по особой методике – “холодный способ”. Сущность которого в том, что деталь подвергается минимальному необходимому нагреву. Для этого сварка ведется током обратной полярности, предельно короткой дугой, электродами 3мм и короткими участками (10-12мм), электродами марки ОЗЧ-1 или МН-4-2.

Подготовка трещин под заварку

Замасленные детали должны быть предварительно промыты или выварены в моечном растворе, затем промыты теплой водой и высушены.

При толщине стенки до 4 мм трещину не разделывают, в этом случае на концах трещины сверлят отверстия 3-4 мм и зачищают поверхность под сварку шириной 15-20мм на сторону.

У разветвленных трещин зачищают все ответвления, трещины не разделывают. В местах крутых изгибов трещин сверлят отверстия диаметром 3-4мм во избежание растрескивания детали.

При толщине стенок более 5мм на концах трещины сверлят отверстия диаметром 4-6мм и трещину разделывают шлифовальным кругом с углом раскрытия, близким к 90°, притупление 2-3 мм.

При толщине стенки более 12мм на концах трещины надо сверлить отверстия диаметром 6мм и по возможности сделать Х-образный скос кромок и двустороннюю разделку.

Разделка сквозной трещины может быть одно- и двусторонней в зависимости от толщины стенок свариваемого участка; несквозную трещину следует разделывать до “здорового” металла Разделывать трещину можно концевой фрезой или шлифовальным кругом.

Порядок наложения сварных швов

Сварку тонкостенных деталей выполнять предельно короткой дугой участками 30-40 мм от середины трещины к концам с проваром корня шва обратноступенчатым методом.

При сварке не допускать местных перегревов. В случае перегрева детали необходимо прервать сварку и дать остыть детали без принудительного охлаждения (рука не должна ощущать ожога). При окончании сварки кратер вывести на шов и проковать шов.

Электроды для сварки и наплавки и режимы

Электроды ОЗЧ-2 представляют собой медную проволоку со специальным покрытием, содержащим железный порошок, и предназначаются для холодной заварки трещин, мест течи, приварки обломанных частей, вставок и других сварочных работ преимущественно на необработанных поверхностях. Электроды ОЗЧ-2 пригодны для сварки в нижнем, вертикальном и полупотолочном положениях на постоянном токе обратной полярности.

Электроды МНЧ-2 представляют собой проволоку из сплава НМЖМЦ (монель) с покрытием специального состава. Они предназначены для сварки и наплавки чугуна без подогрева. Электроды МНЧ-2 пригодны для сварки в нижнем, вертикальном и полупотолочном положениях на постоянном токе обратной полярности.

Газовая сварка металлов

При газовой сварке металл нагревается и расплавляется за счет сгорания газов (водорода, ацетилена) в струе кислорода.

Наибольшее распространение получила ацетилено-кислородная сварка.

Основные фаторы, определяющие режим газовой сварки, это:

  • выбор флюса;
  • выбор материала присадочного прутка;
  • вид пламени;
  • угол наклона горелки.

Флюсы служат для защиты свариваемой детали от насыщения газами и перевода окислов в легко плавкие соединения. Для черных металлов флюсом служат бура или борная кислота.

Б) Выбор материала присадочного прутка.

Материал присадочного прутка при газовой сварке по своим химическим и физико-механическим свойствам должен быть таким же, что и металл детали. Для стальных деталей применяют проволоку СВ-08 или СВ-08 СГ.

В) Выбор способа сварки .

Различают правый и левый способы ведения газовой сварки. При правом способе горелка помещается впереди присадочного прутка. Сварочное пламя направлено на шов, чем обеспечивается защита расплавленного металла от действия окружающего воздуха. Этот способ применяется при сварке деталей толщиной более 5мм.

При левом способе горелка помещается между деталью и присадочным прутком, который помещается впереди горелки. Этот способ не вызывает подогрева шва и применяется для сварки деталей толщиной менее 3мм.

Различают три вида пламени: нормальное, науглероживающее и окислительное.

  • Нормальное пламя – применяется при сварке углеродистой и легированной сталей.
  • Науглероживающее – при сварке чугуна.
  • Окислительное – только при сварке латуни.

Д) угол наклона горелки.

Рассчитывается по зависимости: на каждый миллиметр толщины свариваемой детали -10°.

Оборудование для газовой сварки

При войсковом ремонте армейской автомобильной техники применяется оборудование:

Восстановление сваркой

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.

Читайте также:  Где купить быушный автомобиль

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. В частности, восстановление деталей сваркой под давлением осуществляется с помощью механических агрегатов с пуансонами. В процессе пластической деформации в точках контакта формируется сварное соединение с определенными параметрами. Конфигурация деформирующего эффекта будет зависеть от характеристик пуансона и техники оказания сжатия.

Заключение

На сегодняшний день не существует более действенных способов коррекции дефектов металлической структуры, чем сварка и наплавка. Другое дело, что в данных сегментах наблюдается активное развитие разных методик реализации технологии на практике. Наиболее перспективным направлением можно назвать восстановление деталей сваркой и наплавкой на автоматизированном оборудовании. Механизация выполнения ремонтных операций повышает производительность процесса, его эргономичность и уровень безопасности для сварщика. Параллельно развиваются и методы высокоточной аргонодуговой сварки с подключением газовых защитных сред. О полной автоматизации в этом направлении пока еще рано говорить, но в плане качества результата эта область является передовой.

Восстановление деталей ручной сваркой

При ремонте машин на сварку и наплавку приходится от 40 до 80 % всех восстановленных деталей, из которых доля ручных способов сварки (газовой, дуговой и аргонодуговой) составляет 35…65 % . Такое широкое распространение этих способов обусловлено:

· простотой технологического процесса и применяемого оборудования;

· возможностью восстановления деталей из любых металлов и сплавов;

· высокой производительностью и низкой себестоимостью;

· получением на рабочих поверхностях деталей наращиваемых слоев практически любой толщины и химического состава (антифрикционные, кислотно-стойкие, жаропрочные и т.д.).

Сварку применяют для устранения механических повреждений деталей (пробоин, трещин, обломов), наплавку используют для нанесения на изношенную поверхность детали расплавленного металла в целях восстановления ее размеров и повышения износостойкости.

Сваркой называется процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого.

Наплавка является разновидностью сварки и заключается в том, что на поверхность детали наносят слой расплавленного металла, предназначенного для восстановления формы и размеров детали, а также получения требуемых свойств поверхности детали.

Нагрев до температуры плавления материалов, участвующих при сварке и наплавке, приводит к возникновению вредных процессов, которые оказывают негативное влияние на качество восстанавливаемых деталей. К ним относятся металлургические процессы, структурные изменения, образование внутренних напряжений и деформаций в основном металле деталей.

В процессе сварки и наплавки происходит окисление металла, выгорание легирующих элементов, насыщение наплавленного металла азотом и водородом, разбрызгивание металла.

Соединение наплавленного металла с кислородом воздуха является причиной его окисления и выгорания легирующих элементов (углерода, марганца, кремния и др.). Кроме этого, из воздуха в наплавленный металл проникает азот, который является источником снижения его пластичности и повышения предела прочности. Для защиты от этих отрицательных явлений при сварке и наплавке используют электродные обмазки, флюсы, которые при плавлении образуют шлак, предохраняющий возможный контакт металла с окружающей средой. С этой же целью применяют и защитные газы.

Влага, которая всегда содержится в гигроскопичных электродных обмазках и флюсах, является источником насыщения металла водородом, который способствует повышению пористости наплавленного металла и возникновению в нем значительных внутренних напряжений. Исключить воздействие влаги можно тщательной сушкой электродных обмазок и флюсов.

При сварке и наплавке выделяются углекислый и угарный газы, которые бурно расширяются и являются источником разбрызгивания жидкого металла. Эти потери металла можно уменьшить, если использовать электроды с пониженным содержанием углерода, тщательно очищать детали от окислов или вводить в состав электродных обмазок и флюсов вещества, содержащие раскисляющие элементы (марганец, кремний).

Неравномерный нагрев детали в около шовной зоне (зоне термического влияния) приводит к структурным изменениям в основном металле детали. Механические свойства металла в этой зоне снижаются. Размеры зоны термического влияния зависят от химического состава свариваемого металла, способа сварки и ее режима. Размеры зоны термического влияния для газовой сварки составляют 25…30 мм, а при электродуговой сварке – 3…5 мм. Увеличение сварочного тока и мощности сварочной горелки приводит к расширению зоны термического влияния, а скорости сварки – к уменьшению.

Из-за неравномерного (местного) нагрева и структурных превращений, происходящих в зоне термического влияния, возникают внутренние напряжения – деформации в деталях. Они могут быть значительно снижены путем нагрева деталей перед сваркой и медленного охлаждения после сварки, применения специальных приемов сварки и наплавки.

В технологический процесс восстановления деталей сваркой и наплавкой входят следующие операции: подготовка деталей, выполнение сварочных (наплавочных) работ и последующая их обработка. Объем и характер работ, выполняемых при подготовке деталей к сварке, зависит от вида дефекта. Так, при заварке трещин сверлят отверстия диаметром 4…5 мм на концах трещины для предупреждения возможности ее дальнейшего распространения. Затем обрабатывают поверхность трещины шлифовальным кругом с помощью ручной шлифовальной машины. При толщине стенок детали менее 5 мм можно ограничиться только зачисткой кромок трещины. Если толщина стенок детали более 5 мм, то производят V – образную разделку кромок трещины, а при толщине стенок свыше 12 мм – Х – образную разделку. Подготовка изношенных поверхностей деталей к наплавке заключается в их механической обработке и очистке от загрязнений и окислов.

Порядок сварочных и наплавочных работ зависит от выбранного способа сварки (наплавки). Особое внимание при этом должно быть уделено выбору материала электрода и присадочных прутков, так как от этого зависит качество восстановления детали. Большое внимание необходимо уделять выбору средств защиты металла от окисления и определению параметров режима сварки и наплавки.

Обработка деталей после сварки и наплавки сводится к их очистке от шлака, остатков флюса и механической обработке до требуемых размеров.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Ссылка на основную публикацию