Сварка применяется как способ неразъемного соединения деталей, а также для восстановления изношенных деталей.
Перед ее началом места сварки детали и прилегающие зоны очищают от масла и грязи. Замасленные детали вываривают в растворе каустической соды, после чего промывают теплой водой. Место под сварной шов зачищают стальной щеткой, напильником, абразивным кругом, пескоструйным аппаратом или промывают растворителями.
Кромки в месте шва разделывают. Детали из стали сваривают в основном электродуговой сваркой металлическими электродами. Электроды для ручной дуговой сварки представляют собой металлические стержни диаметром 1,6... 12 мм и длиной 225...400 мм. Чугунные детали сваривают двумя способами: электро- и газовой сваркой. Различают холодную и горячую сварку. Холодной называется сварка электрической дугой, при которой деталь предварительно не подогревается. Если процесс осуществляется, когда деталь подогрета до 600...650°С, то такая сварка называется горячей.
Сварка чугунных деталей затруднена тем, что углерод частично выгорает и образует углекислый газ, растворяющийся в наплавленном металле. Часть газа из-за низкой температуры плавления и быстрого перехода чугуна из жидкого состояния в твердое остается в металле. По этой причине сварной шов получается пористым и нестойким к воздействию нагрузки.
При заварке трещин в чугунных деталях стальными электродами в ряде случаев прибегают к установке шпилек в шахматном порядке, ввертывая их в резьбовые отверстия, выполненные по длине трещин.
Наплавка применяется для восстановления детали путем наращивания на нее металла за счет расплавления присадочного материала газовой сваркой или электросваркой.
|
При наплавке большого количества металла на небольшой участок для предотвращения нагрева всей детали ее погружают в водяную ванну для охлаждения.
В качестве наплавочных материалов применяют литые и порошковые твердые сплавы, содержащие карбиды марганца, хрома, вольфрама, титана и пр. Наплавка износостойкими сплавами повышает срок службы изделий в 3...4 раза. / Перед наплавкой поверхность тщательно очищают от грязи, / ржавчины и окалины металлической щеткой, напильником, шлифовальным кругом или с помощью пескоструйного аппарата. После этого поверхность обезжиривают раствором каустической соды и тщательно промывают.
Наплавочные материалы наносятся на изделия тонкими слоями во избежание образования трещин. Толщина наплавленного слоя должна быть не более 2 мм. Детали, подвергающиеся наплавке, предварительно нагревают на 350...500°С и медленно охлаждают после окончания наплавки.
Наибольшее распространение получила электродуговая наплавка. Она обеспечивает хорошее качество наплавленного металла, экономична и позволяет автоматизировать процесс.
В ремонтном деле применяется наплавка литыми (стеллит и сормайт) или зернообразными (сталинит и вакар) твердыми сплавами.
Стеллиты — твердые сплавы на кобальтовой (иногда никелевой) основе. Стеллиты обладают красностойкостью и устойчивостью против коррозии при высоком давлении газов и паров.
Сормайты представляют собой группу литых высокоуглеродистых и высокохромистых железистых сплавов, содержащих также никель и кремний и отличающихся большой твердостью, низкой коррозионной стойкостью.
|
Стеллит и сормайт применяют для наплавки в виде круглых электродов диаметром 3... 7 мм и длиной 300... 400 мм. Общая толщина наплавленного слоя колеблется в пределах 0,5...5 мм.
Наплавка зернообразными сплавами. Зернообразные наплавочные сплавы (вокар, сталинит) представляют собой смесь различных металлов (марганец, вольфрам, хром, железо и др.) с углеродсодержащими веществами (нефтяной кокс, сахар, патока).
Наплавка выполняется в следующей последовательности. Поверхность детали зачищают до металлического блеска и насыпают на нее тонкий слой (0,2...0,3 мм) флюса (прокаленную буру), а поверх него слой зернообразного сплава высотой 3... 5 мм и шириной 40...60 мм. Включают сварочный агрегат и подводят угольный электрод на край насыпанной шихты. Не прерывая дуги, электрод перемещают зигзагообразными движениями по всей ширине слоя шихты со скоростью, обеспечивающей расплавление шихты и сплавление ее с основным металлом.
При наплавке в несколько слоев наплавленный участок зачищают металлической щеткой, затем на его поверхность насыпают слой шихты без флюса и наплавляют следующий слой.
Вибродуговая наплавка. Этот метод позволяет наращивать слой до 4 мм. Его сущность заключается в том, что в процессе наплавки электрод приводится в колебательный процесс частотой 50... 100 колебаний в секунду. Во время наплавки в зону дуги подается охлаждающая жидкость (5 %-ный раствор кальцинированной соды), которая повышает скорость охлаждения наплавленного и основного металла. Места, не подлежащие наплавке, защищаются медными или графитовыми вставками (шпоночные пазы и отверстия) или закрываются мокрым асбестом.
|
Восстановление валов, фланцев и других деталей типа тел вращения вибродуговой наплавкой возможно на токарном станке.
Металлизацией называется процесс нанесения расплавленного металла на поверхность детали путем напыления. Сущность процесса состоит в том, что расплавленный в специальном приборе — металлизаторе — металл подхватывается струей воздуха или газа, распыляется и мельчайшими частицами переносится на предварительно подготовленную поверхность детали. Давление струи воздуха составляет 0,6 МН/м2, скорость переноса частиц — 100...250 м/с; размеры частиц — 10...20 мкм. Металлизация широко применяется в ремонтной практике, так как позволяет получить покрытие толщиной до 8 мм. Прочность сцепления наплавленного металла с основной деталью в значительной степени зависит от подготовительных операций. Поверхность очищается от масла и грязи; пескоструйными аппаратами с кварцевым песком (размеры частиц 1...2 мм) удаляется окисная пленка. Для придания детали правильной геометрической формы ее обрабатывают. Поверхность детали должна быть шероховатой для лучшего сцепления частиц напыленного металла.
Гальваническое покрытие — это нанесение металла на поверхность детали электролитическим способом в целях ее восстановления. В электролитическую ванну вводят два электрода. Деталь, расположенная на специальных подвесках, обычно является отрицательным электродом — катодом, а положительным электродом — анодом — является пластинка того металла, который наносится на деталь. При пропускании постоянного тока через электролит на поверхности детали осаждается необходимый металл.
Технологическая последовательность при хромировании: промывка, очистка и сушка деталей; определение шероховатости поверхности деталей, которая должна соответствовать Ra = 0,1... 0,4 мкм; установка деталей на подвеске; обезжиривание; промывка деталей в горячей воде; изоляция нехромируемых участков деталей целлулоидом; зачистка хромируемой поверхности тонкой шкуркой или обезжиривание венской известью; промывка деталей в холодной воде; удаление окислов для обеспечения плотности сцепления хрома с поверхностью деталей; хромирование; промывка деталей в дистиллированной воде (для сбора раствора хромового ангидрида); промывка деталей в проточной воде; снятие деталей и удаление изоляции; промывка в горячей воде и сушка; контроль качества покрытия; контроль размеров хромированных деталей в целях определения припуска на механическую обработку.
После хромирования детали шлифуют, хонингуют, полируют и т.п.
Осталивание (железнение ) — эффективный метод гальванического наращивания слоя железа. Производительность этого метода в 15...20 раз выше, чем хромирования. Осталиванием можно нанести слой толщиной до 3 мм. Недостатком осталивания является возникновение трещин на поверхности покрытия, если оно выполнено с твердостью свыше HRC3 38...40. Износостойкость таких деталей после ремонта на 25... 30 % ниже этого показателя для новых или хромированных.
Технологическая последовательность осталивания: очистка поверхностей от масла и других загрязнений; дефектация деталей — замеряются рабочие поверхности деталей, определяются толщина и площадь покрытия, необходимость в предварительной механической обработке (шлифовании) для устранения овальности, рисок, задиров и т.д.; промывка в органическом растворителе; установка деталей на подвесные приспособления; изоляция поверхностей, не подлежащих осталиванию; обезжиривание дета лей; промывка в холодной проточной воде; анодное травление детали в ванне с хлористым электролитом; промывка в холодной проточной воде; анодная обработка деталей в 48 %-ном растворе ортофосфорной кислоты; промывка деталей в холодной проточной воде, затем в горячей; перенос деталей в ванну осталивания и выдержка без тока (15...20 с); осталивание; контроль качества покрытия деталей; контроль размеров восстановленных поверхностей деталей для определения припуска на механическую обработку.
Химико-термическое упрочнение. Сущность этой обработки заключается в том, что при повышении температуры происходит диффузия атомов вещества, окружающего стальную деталь, в ее поверхностные слои, в результате чего изменяются химический состав и свойства поверхностных слоев. Химико-термическое упрочнение осуществляется следующими способами.
Цементация — процесс насыщения поверхностного слоя стальной детали углеродом. Этой операции подвергаются стальные детали с содержанием углерода до 0,3 %. После цементации детали закаливают для получения требуемой твердости (до HRC3 60) цементированной поверхности, причем сердцевина детали остается вязкой. Глубина слоя цементации обычно не превышает 1,2 мм.
Азотирование — процесс насыщения азотом поверхностного слоя (до 0,5 мм) легированных сталей (38ХМЮА, 35Х10А и др.). Повышается твердость поверхностного слоя (до HRC3 80), износостойкость и коррозионная стойкость.
Термическое упрочнение — поверхностная закалка углеродистой стали марок 40, 45, 50, низколегированной хромистой и марганцовистой сталей и серого чугуна. Нагревание поверхности детали до температуры закалки (800...950°С) производят газокислородным пламенем с помощью инжекторной горелки (газопламенная закалка) и токами высокой частоты (ТВЧ). Охлаждение производится в воде или масле.