Способы восстановления деталей

Деталь устанавливают  в патроне или центрах специально переоборудованного токарного станка, а наплавочный аппарат на его суппорте. Электродная проволока подаётся из кассеты роликами подающего механизма наплавочного аппарата в зону горения электрической дуги. Движение электрода вдоль сварочного шва достигается за счёт вращения детали. Перемещение электрода по длине наплавляемой поверхности обеспечивается за счёт продольного движения суппорта станка. Наплавка производится винтовыми валиками с взаимным их перекрытием на одну треть. Флюс в зону горения дуги поступает из бункера.

При автоматической наплавке эл. дуга горит не на открытом воздухе, а под слоем расплавленного флюса. Выделяющееся при плавлении электрода, (эл. дуга горит) основного металла и флюса газы образуют над сварочной ванной свод, ограниченный сверху жидкими шлаками, а снизу расплавленным металлом. В зоне сварки всегда избыточное давление газов, которое препятствует доступу воздуха к расплавленному металлу.

Принципиальная схема

Автоматической

электродуговой наплавки

деталей под слоем флюса:

                1. наплавочный аппарат;

                2. кассета с проволокой;

                3. бункер с флюсом;

               4. электродная проволока;

               5. наплавляемая деталь.

 

 

 

 

 

Наплавка металла под  флюсом обеспечивает наиболее высокое  качество наплавленного металла, т.к. сварочная дуга и ванна жидкого металла полностью защищены от вредного влияния кислорода и азота воздуха, а медленное охлаждение способствует наиболее полному удалению из наплавленного металла газов и шлаковых включений. Медленное охлаждение наплавленного металла обеспечивает так же более благоприятные условия для наиболее полного протекания диффузных процессов и, следовательно, легирования металла через проволоку и флюс. Применяют два вида флюсов: плавленые (АН - 348А, АН - 20, АН - 30) и керамические (АНК - 18, АНК - 19).

При наплавке автомобильных деталей применяют проволоку Ø 1,6 - 2,5мм. в зависимости от диаметре наплавляемой детали, следующих марок св. 08, св. 5, Нп - 65,

Нп -30 хгса.

Наплавку под флюсом применяют при восстановлении коленчатых валов двигателей, шлицевых поверхностей на различных валах, полуосей и др. деталей ремонтируемых автомобилей.

3. Эффектным способом защиты расплавленного металла от кислорода воздуха и азота при сварке является применение защитных газов. Наибольшее применение получили автоматическая и полуавтомотическая сварка и наплавка в среде углекислого газа и аргонно - дуговая сварка. При сварке и наплавке защита металла от окисления осуществляется струёй углекислого газа, который надежно изолирует зону наплавки от окружающей среды и обеспечивает получение наплавленного металла высокого качества с минимальным количеством пор и окислов.

Однако в процессе наплавки часть углекислого газа попадает в зону горения эл. дуги и подвергается диссоциации: 2ССЬ- 2СО + Ch. Образующийся при этом кислород может вызвать окисление металла. Для того чтобы исключить появление окислов при наплавке и сварке деталей в среде углекислого газа, применяют электродную проволоку с повышенным содержанием раскисляющих элементов (кремния и марганца).

При автоматической наплавке в среде углекислого газа используют сварочные автоматы, применяемые при наплавке под слоем флюса, но на них устанавливают специальный мундштук с горелкой для подачи газа. При наплавке используют токарный станок, в патроне которого устанавливают деталь, а на суппорте крепят наплавочную головку. Подача углекислого газа в зону наплавки осуществляется по схеме: баллон с углекислым газом - подогреватель - осушитель - понижающий редуктор - расходомер - горелка.

При выходе из баллона газ за счёт резкого расширения переохлаждается. Чтобы подогреть, его пропускают через электрический подогреватель. Содержащуюся в углекислом газе воду удаляют с помощью осушителя, который представляет собой патрон, наполненный обезвоженным медным купоросом или силикогелем. Давление газа понижают с помощью кислородного редуктора, а расход его контролируют ротаметром.

           Принципиальная схема установки для электродуговой наплавки в среде углекислого газа:

1. кассета с проволокой;
2. наплавочный аппарат;
3. ротаметр;
4. редуктор;
5. осушитель;
6. подогреватель;
7. баллон с углекислым газом;
8. деталь

 

Наплавка в среде углекислого газа по сравнению с автоматической наплавкой под флюсом имеет следующие достоинства:

• меньший нагрев детали;
• возможность сварки и наплавки при любом пространственном положении 
  детали;
• более высокую производительность процесса по площади покрытия в ед. 
  времени (на 20.. .30%);
• возможность наплавки детали диаметром менее 40 мм;
• отсутствие трудоёмкой операции по удалению шлаковой корки. 
  Недостатки этого способа наплавки:
• повышенное разбрызгивание металла;
• необходимость применения легированной электродной проволоки для получения наплавленного металла с требуемыми свойствами.

Аргонно - дуговая сварка, эл. дуга горит между неплавящимся вольфрамовым электродом и деталью.

В зону сварки подаётся защитный газ - аргон, который, окружая сварочную дугу, создаёт зону сосредоточенного нагрева детали. Присадочный материал вводится в сварочную дугу в виде проволоки так же, как при газовой сварке. Аргон надёжно защищает расплавленный металл от окисления кислородом воздуха. Наплавленный металл получается плотным, без пор и раковин.

Аргонно - дуговую сварку осуществляют с помощью специальных установок, наибольшее распространение получили установки, работающие на переменном токе. Для закрепления вольфрамового электрода, подвода к нему сварочного тока и подачи в зону горения дуги аргона применяются специальные горелки, рассчитанные на величину тока от 200 до 400 А.

В качестве неплавящегося  электрода используют прутки лантанированного вольфрама диаметром 4... 10 мм. Величину тока устанавливают в зависимости от диаметра электрода.

Преимуществами аргонно - дуговой сварки являются:

• высокое качество сварного шва (отсутствие пор и раковин);
• высокая производительность процесса (в 3.. 4 раза выше, чем при газовой);
• небольшая зона термического влияния;
• снижение потерь энергии дуги на световое излучение, т.к. аргон 
  задерживает ультрафиолетовые лучи.

Недостатки:

• высокая стоимость процесса;
• дефицитность аргона.

Аргонно - дуговая сварка нашла широкое применение при  сварке деталей

из алюминиевых сплавов и  титана.

 

4. Наплавка деталей вибрирующим электродом с применением охлаждающей жидкости была впервые предложена в 1948 году Г.П. Клековкиным. Основным преимуществом этого процесса наплавки является небольшой нагрев деталей (около 100 С), малая зона термического влияния и возможность получения наплавленного металла с требуемой твердостью и износостойкостью без дополнительной термической обработки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема установки для вибродуговой наплавки:

1. насос;
2. бак с охлаждающей жидкостью;
3. деталь, подлежащая наплавке;
4. мундштук;
5. механизм подачи проволоки;
6. кассета с проволокой;
7. электромагнитный вибратор;
8. реостат;
9. дроссель низкой частоты.

Деталь 3, подлежащая наплавке, устанавливаются в патроне или  центрах токарного станка.

На суппорте станка монтируется  наплавочная головка, состоящая из механизма 5 подачи проволоки с кассетой 6, электромагнитного вибратора 7 с мундштуком 4. Вибратор колеблет конец электрода с частотой переменного тока и обеспечивает замыкание и размыкание сварочной цепи. Питание установки осуществляется от источника тока напряжением 12 или 24 В. Последовательно с ним включён дроссель низкой частоты 9, который призван стабилизировать величину сварочного тока. Реостат 8 служит для регулирования силы тока в цепи. В зону наплавки при помощи насоса 1 из бака 2 подаётся охлаждающая жидкость.

Сущность процесса вибродуговой наплавки заключается в периодическом  замыкании и размыкании находящихся  под током электродной проволоки  и поверхности детали. Каждый цикл вибрации проволоки включает в себя четыре последовательно протекающих процесса:

• короткое замыкание;
• отрыв электрода от детали;
• электрический разряд;
• холостой ход.

При отрыве электрода от детали на её поверхности остаётся частичка приварившегося металла.

Вибродуговую наплавку используют при восстановлении деталей  из стали, ковкого и серого чугуна, при наращивании изношенных наружных и внутренних поверхностей, а так же резьбовых поверхностей и шлиц.

Наплавку производят с  охлаждением струёй жидкости (5% раствор  кальцинированной соды), без охлаждения и в среде углекислого газа.

 

Восстановления деталей пайкой

 

1.Пайкой называется процесс получения неразъёмных соединений деталей в твёрдом состоянии при помощи расплавленного сплава, называемого припоем.

Пайку применяют при восстановлении радиаторов, топливных и масленых баков, трубопроводов, приборов эл. оборудования и др. деталей, а так же при восстановлении размеров деталей путём постановки ленты или навивки проволоки с последующей их припайкой к поверхности детали.

Припои, применяют как чистые металлы, так и их сплавы.

Требования к припоям:

• температура плавления припоя должна быть ниже температура плавления металла спаиваемых деталей;
• при температуре пайки припой должен хорошо смачивать спаиваемые поверхности и заполнять соединительные зазоры;
• припой должен обеспечивать получение соединений с требуемыми 
  свойствами по механической прочности, противокоррозийной стойкости, 
  электропроводности и т.п.
• коэффициент термического расширения припоя и спаиваемых материалов 
  должны быть близкими по своей величине.

Низкотемпературные припои    - tпл С < 450 с;

Высокотемпературные       - tпл  С > 450 с.

Наиболее часто применяемыми припоями при ремонте автомобилей

являются:

• оловянно-свинцовые;
• медно-цинковые;
• серебряные;
• алюминиевые.

Оловянно-свинцовые припои относятся к низкотемпературным , температура плавления не более 280 с. Они обладают достаточно высокой противокоррозийной стойкостью и высокими технологическими свойствами, прочность пайки по пределу прочности на разрыв не превышает 50..80МПа.

Низкотемпературные

 

Марка припоя	Химический состав, % (по массе)			Температура С
	Олово	Сурьма	Свинец	Начала  плавления	Полного расплавления
ПОС - 90	89-91	0,1-0,15	j	183	220
ПОС-61	60-62	0,5 - 0,8		183	196
ПОС - 40	39-41	0,5 - 0,8	остальное	183	238
ПОС -10	9-10			268	299
ПОССу-18-2	17-18	1,5-2,0		183	277

 

Медно-цинковые припои относятся к высокотемпературным, 1плс 825-905 с, Содержат 36-65% меди, остальное цинк, обеспечивают прочность пайки до 300.. .350МПа,имеют высокие противокоррозийные свойства. Недостаток-возможность испарения цинка, пары интенсивно окисляются, что вредно для здоровья работающих.

Применяются при пайке  стальных и чугунных деталей, а также  из меди и её сплавов, ПМЦ - 54, Л - 63 и ЛОК - 62 - 06 - 04.

Серебряные припои, применяются только в тех случаях, когда шов должен обладать большой механической прочностью, повышенной стойкостью против коррозии и когда место пайки не должно снижать электропроводимости детали. Они дороже, представляют собой сплав серебра с медью и цинком (серебра от 10 до 70%), прочность пайки от 150 - 450 МПа.