Сварка и наплавка деталей из чугуна. Многие корпусные детали автомобильной техники изготавливают из серого, ковкого и высокопрочного чугуна. Так, из серого чугуна изготавливают блоки цилиндров, картера коробок передач и раздаточных коробок, корпуса насосов и другие детали. Из ковкого чугуна - ступицы колес, картера редукторов ведущих мостов, рулевых механизмов и т.д. Коленчатые, распределительные и др. детали изготавливают из высокопрочного чугуна.
Характерными дефектами этих деталей являются трещины, пробоины, отколы, повреждение резьбы в отверстиях, износ рабочей поверхности. Они устраняются в основном сваркой и наплавкой.
Наличие в чугуне значительного содержания углерода и низкая его вязкость вызывают определенные трудности при восстановлении деталей из этого материала:
- отбеливание шва в результате быстрого охлаждения наплавленного металла;
- возникновение больших внутренних напряжений и трещин в зоне сварки;
- возникновение пор и раковин;
- высокой жидкотекучестью чугуна в расплавленном состоянии.
Во избежание появления трещин и отбеливания чугуна при сварке применяют следующие технологические меры:
- выбор оптимальных температурных режимов;
- снижение внутренних напряжений в зоне сварки;
- правильный выбор способа сварки.
Для получения качественного шва необходимо правильно подготовить под сварку (наплавку) дефектное место детали – поверхность в зоне трещины очистить до блеска, концы трещины при толщине детали более 5 мм засверлить сверлом диаметром 3…4 мм.
Сварка чугунных деталей может выполняться без подогрева (холодным способом), с местным или общим подогревом и горячим способом, предусматривающим нагрев детали (в печи или другим способом) до температуры 650…680 0С. Горячий способ обеспечивает высокое качество сварки, но он сложен и применяется главным образом при восстановлении сложных корпусных деталей на авторемонтных предприятиях. Холодный способ проще и широко применяется для восстановления деталей.
|
|
Электродуговая сварка чугунных деталей производится постоянным током обратной полярности (деталь соединяется с отрицательным полюсом сварочного генератора, а электрод – с положительным), короткими участками, обратноступенчатым способом.
Заварку трещин в тонкостенных деталях ведут предельно короткой дугой участками длиной 30…40 мм от середины трещины к концам, не допуская нагрева детали более 70 0С. Если трещина имеет разветвления, то сначала завариваются они, а затем основная.
При сварке толстостенных деталей накладывается несколько слоев. Перед наложением каждого последующего валика необходимо с предыдущего удалить шлак и окалину.
Неглубокие отверстия завариваются с одной стороны, глубокие с двух. При этом под отверстие устанавливают подкладку из меди или стали 08.
Швы, требующие герметичности, проковываются или замазываются эпоксидными пастами.
Газовую сварку чугуна цветными сплавами без подогрева детали выполняют в сочетании с дуговой сваркой и широко применяют в ремонтном производстве для сварки трещин на обрабатываемых поверхностях корпусных деталей. Присадочный материал – латунь Л62. Температура плавления латуни ниже температуры плавления чугуна (880…950 0С), поэтому ее можно применять для сварки, не доводя чугун до плавления и не вызывая в нем особенных структурных изменений и внутренних напряжений. Использование этого процесса позволяет получать сварочные швы плотные, легко поддающиеся обработке.
|
|
Обработка швов ведется напильниками или абразивными кругами с использованием механизированного инструмента.
Сварка и наплавка деталей из алюминиевых сплавов. Блоки цилиндров, картера сцеплений, головки блоков, впускные трубопроводы, корпуса масляных насосов и другие детали машин изготавливают из алюминиевых сплавов АЛ4 и АЛ9.
Характерными дефектами этих деталей являются трещины, отколы, пробоины, раковины. Сложность их сварки обуславливается следующими причинами:
- алюминиевые сплавы обладают большой теплопроводностью, теплоемкостью и скрытой теплотой плавления;
- низкая удельная плотность и температура плавления алюминия по сравнению с тугоплавкой пленкой, образующейся на поверхности шва;
- высокий коэффициент линейного расширения;
- высокий коэффициент усадки;
- повышенная склонность к образованию пор, вызываемых выделением водорода, требует предварительного подогрева детали до 100…130 0С;
- алюминиевые сплавы при плавлении не меняют цвета, что затрудняет определение начала плавления металла, результатом чего может быть проваливание стенки детали под силой тяжести расплавленного металла.
Для восстановления деталей из алюминиевых сплавов в подвижных ремонтных мастерских войскового звена применяют газовую и электродуговую сварку, а на авторемонтных предприятиях кроме этого применяют аргонодуговую и другие способы сварки.
|
|
Газовая сварка деталей из алюминиевых сплавов ведется строго нейтральным пламенем.
Подготовка деталей к сварке включает механическую обработку трещины (зачистка, разделка), химическое обезжиривание ацетоном и каустической содой, промывку водой, осветление 20 % раствором азотной кислоты и повторную промывку водой.
Сварка ведется непрерывно, без отрыва пламени от сварочной ванны, концом присадочной проволоки размешивается расплавленный металл. После сварки деталь медленно охлаждают, сварочный шов освобождают от шлака и промывают горячей водой от остатков неиспользованного флюса.
Электродуговая сварка алюминиевых деталей осуществляется постоянным током при обратной полярности. Катод, присоединенный к детали, способствует разрушению окисной пленки. На катоде возникает ярко светящиеся и кипящее на поверхности катодное пятно, в котором окисная пленка алюминия быстро разрушается и оттесняется к краям пятна. Кроме того, сварка обратной полярностью позволяет увеличить скорость процесса и уменьшить коробление детали.
Для сварки используют электроды ОЗА-2, изготовленные из проволоки Cв-АК5 с покрытием, в состав которого входит флюс АФ-4А. Это покрытие очень гигроскопично, поэтому электроды перед применением необходимо просушить при 200…300 0С в течение 1,0…1,5 ч.
В процессе сварки электрод устанавливается перпендикулярно шву и перемещается без поперечных колебаний со скоростью 0,4…0,6 м/мин. Длина дуги не должна быть больше диаметра электрода. В связи с трудностью повторного зажигания дуги из-за образования шлака сварка ведется непрерывно. Повторное зажигание дуги производится за кратером.