Відновлення металів зварюванням і наплавленням
Завантажити конспект в форматі “docx” ви можете в кінці опису.
У виробництві для відновлення повної працездатності зношених деталей використовуються різні технологічні способи. При виборі способу відновлення поряд з технічними можливостями підприємства необхідно враховувати економічні фактори. Деталь доцільно відновлювати тільки тим способом, при якому забезпечується її надійна робота до чергового ремонту вагона, а вартість відновлення буде нижче вартості нової деталі. Найбільш поширеним способом відновлення деталей є зварювання і наплавлення. Зварювання, це процес отримання нероз’ємного з’єднання металевих виробів місцевим оплавленням або пластичним деформуванням. Зварювання при ремонті металевих деталей використовується для заварки тріщин, приварювання накладок, наплавлення поверхні. Наплавлення є різновидом зварювання і полягає в тому, що на поверхню деталі наносять шар розплавленого металу для відновлення її розмірів і форми. При ремонті застосовують два способи зварювання – електродугове і газове. Для зварювання і наплавлення зношених поверхонь деталей широко застосовуються ручне дугове електрозварювання, автоматична і напівавтоматична під шаром флюсу та в середовищі захисних газів, порошковими дротами, вібродугова в середовищі рідини, плазмово-дугова, зварювання електрозаклепками і контактне зварювання. Ручне електродугове зварювання виконується в основному сталевими електродами. Електроди, що застосовуються для зварювання і наплавлення, класифікують за призначенням, технологічними особливостями, типу покриття і способу нанесення покриття. Широко застосовуються сталеві електроди з зварювального дроту діаметром від 0,3 до 12 мм з товщиною обмазки 0,1 – 0,3 мм. Режим електродугового зварювання визначається діаметром і маркою електрода, величиною зварювального струму, положенням шва в просторі і полярністю струму в разі застосування постійного струму. Діаметр електрода вибирається в залежності від товщини зварюваного металу, кількості шарів шва і положення шва в просторі. Марка електрода підбирається в залежності від марки металу, що зварюється. Ручне зварювання має низьку продуктивність, а якість зварних з’єднань залежить від кваліфікації зварника. Автоматична і напівавтоматична зварка під шаром флюсу застосовується для зварних з’єднань при нижньому положенні шва. Глибина провару і ширина шва залежать від сили струму і напруги дуги. При автоматичному зварюванні застосовується електродний дріт діаметром від 1,8 до 6 мм, струм від 150 до 1500 А і напруга дуги 26-46 В. Зі збільшенням швидкості зварювання зменшуються глибина провару і ширина шва. Склад флюсу впливає на ширину і глибину шва, а також на чистоту його поверхні. Введення флюсу при автоматичного і напівавтоматичного зварювання покращує якість зварного з’єднання за рахунок надійного захисту шва від впливу кисню та азоту навколишнього повітря, сприяє однорідності хімічного складу металу шва, поліпшенню форми шва, збереженню сталості його розмірів і ліквідації непроварів. За призначенням флюси поділяють на три основні групи: для зварювання вуглецевих сталей; для зварювання легованих сталей; для зварювання кольорових металів і сплавів. Найбільш широке застосування при автоматичному зварюванні і наплавленні вуглецевих і низьколегованих сталей отримали висококремністі марганцевисті плавлені флюси марок АН-348-А і ОСЦ-45. При автоматичному і напівавтоматичному зварюванні продуктивність процесу підвищується в 3 – 6 разів у порівнянні з ручним електродуговим зварюванням обмазаними електродами. Зменшується також витрата електроенергії і електродного металу за рахунок зменшення його частки в металі шва з 70% при зварюванні покритим електродом до 35% при зварюванні під флюсом; за рахунок зменшення витрат на чад, розбризкування і недогарки. Вібродугова наплавка є найбільш продуктивним способом нарощування поверхні деталі при відновленні. При вібродуговій наплавці деталі менше нагріваються, менше деформуються, ніж при електродуговій наплавці. Сутність вібродугового наплавлення полягає в тому, що відновлювану деталь закріплюють у центрах токарного верстата, пристосованого для цих цілей. Негативний полюс генератора постійного струму з’єднують з деталлю що ремонтують, позитивний полюс – з електродом. При включенні генератора між деталлю і електродом утворюється дуга, під дією якої плавиться основний метал і метал електрода. Під час наплавлення деталь обертається із заданою швидкістю, а електродний дріт у міру розплавлення безперервно подається до відновлюваної поверхні. У процесі наплавлення електрод вібрує з частотою 50 – 100 коливань в секунду, що досягається за допомогою вібратора. Вібродуговим наплавленням відновлюють зовнішні поверхні шийок валів, втулок, шпонкових і шліцьових з’єднань. Контактне зварювання металів здійснюється за рахунок тепла, що виділяється при проходженні електричного струму в місці контакту зварюваних деталей, які в процесі зварювання стискаються і витримуються під зусиллям стиснення до утворення зварного з’єднання. Цей вид зварювання один з найбільш продуктивних. Існує кілька видів контактного зварювання: стикове, точкове, роликове, рельєфне. Стикове зварювання застосовується для з’єднання елементів суцільного перерізу завтовшки до 20 мм і труб діаметром до 25 мм. Точкове зварювання застосовується для одностороннього або двостороннього з’єднання в нахлест або з відбортовкою тонколистових деталей товщиною до 5 мм. Роликове зварювання в нахлест і з відбортовкою застосовується для отримання щільних і міцних швів у виробах з маловуглецевих і нержавіючих сталей. Газове (киснево-ацетиленове) зварювання виробляється за допомогою зварювального пальника, до якого підводиться кисень, ацетилен або пропан-бутанова суміш. Цей спосіб застосовують при отриманні виробів з легких сплавів і конструкційних сталей всіх марок. Для підвищення плавкості зварюємого металу і захисту його поверхні від окислення присадний дріт обмазують різними флюсами. Полум’я палаючих газів має температуру 3100- 3300°С і дуже важко уникнути перегріву і прожога металів що зварюються, тому зварювання газовим пальником можуть виконувати тільки зварювальники високої кваліфікації. Переваги газового зварювання – простота обладнання та інструменту, можливість зварювання деталей різної товщини і виконання зварювальних робіт при різних зовнішніх умовах, а також незалежність від джерел електроенергії. До недоліків газового зварювання слід віднести малу продуктивність, великі деформації вироби і необхідність у висококваліфікованих зварювальниках. Газопресове зварювання застосовується для з’єднання деталей встик і виконується на газопресових верстатах. Підігнані стики затискають на верстаті, нагрівають ацетилено-кисневим полум’ям за допомогою багатополуменевого пальника, а потім під зусиллям стиснення зварюють.
