Введение
Строительство является одной из важнейших отраслей материального производства, формирующей среду обитания и деятельности людей. В строительстве Республики Беларусь занято более 500 тыс. человек.
Конечной строительной продукцией являются полностью завершенные строительством предприятия, пусковые комплексы и объекты, подготовленные к выпуску продукции и оказанию услуг.
Развитие строительного комплекса республики увеличивает потребность во многих видах строительных материалов и изделий.
К основным критериям, которым должны отвечать современные строительные материалы, относятся:
· минимальное изъятие природных ресурсов и максимальное использование продуктов (отходов) других отраслей при производстве стройматериалов.;
· более высокие по сравнению с ныне применяемыми материалами прочность и долговечность;
· экономичность;
· высокие эстетические и архитектурные качества, сочетаемость с другими видами материалов;
· экологическая безопасность при производстве и эксплуатации;
· возможность вторичной переработки для строительных или иных нужд.
Стремительный рост объемов применения в строительстве неоднократно используемых, материалов связано с экологическими причинами.
Таким архитектурно-привлекательным и экологически благоприятным материалом является бетон — наиболее используемый в мире строительный материал. Это объясняется его прочностью, долговечностью и огнестойкостью. В бетоне основную массу материалов составляют заполнители, являющиеся обычно местными материалами и отходами промышленных производств, не требующими дальних перевозок. Из бетона можно сравнительно простыми технологическими методами изготовить конструкции и изделия практически любой формы и размеров. Кроме высоких строительно-технических качеств бетон выгодно отличается экологической безопасностью для окружающей среды. В последнее время эти факторы при выборе стройматериалов для массового строительства становятся определяющими.
Производство бетона не дает вредных отходов и может быть полностью безотходным. Сам бетон после исчерпания срока службы может вновь перерабатываться для строительных целей. Для устойчивого развития современной цивилизации, учитывающей интересы грядущих поколений, бетону предстоит сыграть роль экологического компенсатора многих издержек технического прогресса.
В Республике Беларусь преобладает применение сборного железобетона. Популярность сборного железобетона объясняется следующими обстоятельствами. Первое - в условиях стационарного производства намного легче обеспечить стабильное качество продукции через организацию пооперационного контроля; второе - современные полимерные материалы, применяемые для изготовления форм, позволяют существенно разнообразить виды изделий и варианты их архитектурной отделки; третье - применение химических добавок в бетон позволяет сократить или совсем отказаться от вибрирования бетонной смеси в целях ее уплотнения, а также от последующей температурной (как правило, паровой) обработки. Подбор составов бетона, конструкции форм позволяют в настоящее время получать высокоточные изделия с допусками в доли миллиметра.
Технология строительства из монолитного железобетона в последние годы сделала огромный шаг вперед. В монолитном железобетоне за последнее десятилетие построены выдающиеся сооружения с рекордными техническими показателями.
Современные бетоны насчитывают десятки наименований. Это особопрочные, пористые, гидроизолирующие и многие другие бетоны. По некоторым показателям они приблизились к природному камню и даже металлу.
Перспективно применение легких бетонов.
За последние годы технический уровень возведения бетонных и железобетонных конструкций значительно возрос. Широко применяется многооборачиваемая опалубка. Бетонные работы максимально механизируются. На наших стройках широко применяются бетоносмесители и бетоносмесительные установки различной производительности, мощные автобетоносмесители и автобетоновозы, бетононасосы и пневмонагнетатели, конвейеры и краны для доставки и подачи бетонной смеси, различные типы вибраторов для уплотнения бетонной смеси и другие машины и оборудование.
При производстве бетонных работ необходимы квалифицированные рабочие кадры, способные наиболее полно использовать современные прогрессивные технологии бетона, оснастку, инструменты и механизмы. В новых условиях существенно возросли требования к квалификации и мастерству бетонщика - представителя наиболее массовой строительной профессии (на бетонных работах занято до 20% строительных рабочих).
Бетонщик призван грамотно использовать профессиональные знания, чтобы выполнять бетонные работы с применением современных технологий, оборудования и механизмов.
1. Назначение общестроительных работ.
Строительные работыпредставляют собой совокупность отдельных взаимосвязанных рабочих процессов, характер которых зависит от вида сооружений или конструкций, применяемых материалов, способов производства.
Совокупность производственных процессов, выполняемых непосредственно на строительной площадке, включая строительно-монтажные и специальные работы в подготовительный и основной периоды строительства, принято называть строительным производством. Результатом строительно-монтажных работ являются возведенные конструкции (части) зданий и сооружений или готовые к эксплуатации здания и сооружения.
Строительный процесс — это совокупность операций, результатом выполнения которых является продукция в виде конструктивного элемента или части его (например, кирпичной кладки, штукатурки и т.п.). Простые процессы выполняют рабочие одной профессии, сложные — одновременно рабочие различных профессий. Например, звено каменщиков выполняет простой процесс — ведет кладку, а комплексная бригада, состоящая не только из каменщиков, но и рабочих других профессий, выполняет сложный (комплексный) строительный процесс — возводит кирпичные стены здания.
Операция — простейшая организационно неделимая и технологически однородная работа, не дающая законченной продукции, но необходимая для ее получения, например раскладка кирпича на стене. Рабочим-строителям приходится выполнять ряд операций последовательно одну за другой или даже совмещать их в один непрерывный процесс, чтобы выполнить какой-либо вид работ. Например, строительный процесс по наклеиванию одного слоя рубероидной гидроизоляции состоит из следующих рабочих операций: очистки изолируемой поверхности, обмазки этой поверхности мастикой, расстилания рубероида и разглаживания его с тщательным прижиманием к изолируемой поверхности.
В зависимости от назначения строительные процессы разделяют на основные, вспомогательные и транспортные.
К основным относятся процессы, в результате выполнения которых создаются части сооружений или конструкций, т. е. создается строительная продукция.
К вспомогательным относятся процессы, с помощью которых не создается строительная продукция, но они необходимы для выполнения основных процессов, например крепление стенок траншей или котлованов при производстве земляных работ, устройство подмостей для штукатуров или каменщиков при производстве штукатурных или каменных работ.
К транспортным процессам относятся работы по перемещению материалов и готовых деталей к строящемуся объекту и к рабочему месту. Транспортные процессы, выполняемые при заготовке материалов и деталей на рабочих местах, называются также заготовительными.
Рабочие операции и строительные процессы могут быть механизированными и ручными. Так, рыть траншеи можно экскаватором (механизированный процесс) и вручную; наносить мастичную изоляцию на изолируемую поверхность — вручную кистями и механизированным способом — напылением с помощью компрессора и форсунки.
К механизированным работам в строительстве относятся работы, выполняемые как с частичной, так и с комплексной механизацией. При этом к комплексно-механизированным работам относят работы, которые выполняются комплектом машин, механизмов и установок, обеспечивающих механизацию всех тяжелых и трудоемких процессов и подобранных таким образом, чтобы в результате их совместной работы достигалась наивысшая для современного уровня техники производительность труда. Например, рытье котлована экскаватором с погрузкой грунта в автосамосвалы и последующим перемещением грунта автосамосвалами, планировка грунта бульдозерами или уплотнение его катками есть комплексно-механизированный процесс.
Коренное повышение технического и экономического уровня строительного производства, достижение наивысшей производительности труда возможно лишь при осуществлении строительства индустриальными методами, путем всемерного повышения уровня его индустриализации.
Под индустриализацией строительства следует понимать организацию строительного производства с применением комплексно-механизированных процессов возведения зданий и сооружений и прогрессивных методов строительства, с широким использованием сборных конструкций, в том числе укрупненных с высокой заводской готовностью.
2. Применяемые материалы и основные требования к ним.
Материалы для наплавки.
Наплавочная проволока.
По ГОСТу стальная наплавочная проволока изготовляется диаметром от 0,3 до 8 мм. Стандартом предусмотрена углеродистая проволока 9 марок (Нп-25, Нп-30, Нп-35, Нп-40, Нп-45, Нп-50, Нп-65, Нп-80, Нп-85); легированная проволока 11 марок (Нп-40Г, Нп-50Г, Нп-65Г, Нп-ЗОХГСА и др.) и высоколегированная проволока 10 марок (Нп-20Х14, Нп-ЗОХ13 и др.).
Обычно наплавка проволокой выполняется под флюсом на автоматах, шланговых полуавтоматах и электродами с основным покрытием.
Техника наплавки предусматривает наложение ниточных валиков с перекрытием предыдущего валика на 1/3 ширины или валиков с поперечными колебаниями электрода.
Покрытые электроды. ГОСТ предусматривает 44 типа электродов, обеспечивающих твердость наплавленного слоя от 20 до 66 НRС.
Некоторые типы электродов для наплавки: Э-10Г2 (электрод, среднее содержание углерода в наплавленном металле 0,10%, в наплавленном металле содержится из легирующих элементов марганец порядка 2%);
Э-16Г2ХМ (электрод, среднее содержание углерода в наплавленном металле 0,16%, марганца около 2%, хрома до 1 % и молибдена до 1%);
Э-15Х28Н10СЗ-М2ГТ (электрод, углерода в наплавленном металле порядка 0,15%, хрома до 28%, никеля около 10%, силициума 3%, молибдена 2%, марганца до 1 % и титана до 1 %).
Распространение получили покрытые электроды для наплавки марок, например, ОЗН-250У (относится к типу Э-10Г2) и расшифровывается так: «опытный» завод (электродный) для наплавки, средняя твердость наплавленного металла 250 НВ, предназначен для наплавки деталей, испытывающих ударные нагрузки (оси, валы и др.). Применяются электроды ОЗН-ЗООУ, ОЗН-350У, ОЗН-400У.
Для наплавки штампов употребляют покрытые электроды серии ОЗШ (опытного завода для штампов), например марок ОЗШ-1 (наплавка штампов для горячей штамповки), ОЗШ-3 или ОЗШ-4 (для холодной штамповки).
Наплавка на металлорежущий инструмент выполняется покрытыми электродами марок, например, ОЗИ-4 (опытного завода, для инструмента, модель 4), ОЗИ-5 и др. Если покрытые электроды для наплавки инструмента предложены в ЦНИИТмаше, то они названы, например, ЦИ-1М, ЦИ-2У и др.
Порошковая проволока и лента. Для полуавтоматической и автоматической наплавки под флюсом и в газе применяют порошковые проволоку и ленту, а также спеченную ленту. Порошковую проволоку для наплавки изготовляют из мягкой металлической оболочки, заполненной смесью ферросплавов, карбидов, боридов и др.
Спеченную ленту на железной основе изготовляют по ГОСТу методом порошковой металлургии путем холодной прокатки и спекания. Она обладает повышенным электросопротивлением, что повышает производительность наплавки до 30% по сравнению с холоднокатаной лентой аналогичного состава. Обычно порошковая лента не подвергается волочению по сравнению с порошковой проволокой.
Порошковой проволокой можно наплавлять изделия открытой дугой, в защитном газе и под флюсом. Например, для наплавки высокомарганцовистых сталей пользуются порошковой проволокой марки ПП-АН 105, для наплавки высокохромистых сталей открытой дугой — порошковой проволокой марки ПП-АН 170 и т. д. Промышленностью выпускаются порошковые ленты, например, марок ПЛ-АН 101, ПЛ-АН 111 -универсальные, предназначенные для наплавки как открытой дугой, так и под флюсом.
Спеченные ленты маркируются, например, ЛС-5Х4ВЗФС (лента спеченная, дающая наплавленный металл химического состава (%): углерода — 0,5, хрома — 4, ванадия — 3, вольфрама — менее 1 и силициума — менее 1).
При дуговой наплавке порошковой проволокой применяют токи меньшей величины, чем для сварки. В этом случае глубина проплавления металла изделия снижается и наплавляемый металл меньше перемешивается с основным, в результате чего твердость наплавленного металла возрастает.
Флюсы. Для наплавки пользуются как плавлеными флюсами (марки АН-60, ОСЦ-45, Ан-15М и др.), так и неплавлеными, керамическими флюсами. Например, наплавку проволокой Св-08 колес мостовых кранов, опорных катков, роликов, натяжных колес гусеничных тракторов ведут с флюсом АНК-18. Флюс АНК-19 применяют для наплавки рабочих поверхностей бульдозеров, скреперов и грейдеров. Керамические флюсы; позволяют получать наплавленный металл повышенной износостойкости при использовании низкоуглеродистой сварочной проволоки.
Литые прутки для наплавки. Для наплавки в аргоне или газокислородным пламенем выпускают литые прутки диаметром 6 — 8 мм, длиной до 500 мм. Литые прутки также идут на изготовление покрытых электродов для ручной дуговой наплавки, например марки ГН-1 со стержнем из сплава сормайт (для ремонта и изготовления быстроизнашивающихся деталей горячих центробежных насосов, деталей засыпных аппаратов доменных печей, арматуры для нефтепродуктов); марки ЦН-2 со стержнем из стеллита марки ВЗК (для наплавки арматуры котлов высоких параметров).
Зернистые (порошкообразные) сплавы. Сталинит приготовляется перемешиванием порошков углеродистого феррохрома, ферромарганца и нефтяного кокса с чугунной стружкой. Эту смесь используют для наплавки ножей бульдозеров, козырьков ковшей экскаваторов и др. Твердость наплавки сталинитом составляет не менее 52 НЯС
Вокар — зернистая смесь измельченного вольфрама и продукта прокалки сахара (углерода) применяется для наплавки бурового инструмента. Твердость первого слоя 50 — 58 НRС и второго слоя 61-63 НRС.
Сплав висхом (Всесоюзный научно-исследовательский институт сельскохозяйственного машиностроения) составляется из феррохрома, ферромарганца, чугунной стружки и графита. Твердость наплавки 250-320 НВ.
Боридная порошковая смесь БХ (50% боридов хрома и 50% железного порошка) создает твердость 68 НКС.
Карбидно-боридная порошковая смесь КБХ (5% карбида хрома, 5% борида хрома, 60% феррохрома, 30% железного порошка) нашла большее применение, чем смесь БХ.
Материалы для бетонных работ
Для производства бетонных работ применяются строительные бетоны представляющие собой искусственный каменный материал, полученный в результате твердения смеси вяжущего, заполнителей (песка и щебня) и воды. Показатели бетона зависят от материала и качества компонентов, их соотношения, тщательности приготовления смеси (перемешивание, уплотнение) и условий твердения (температура, влажность, время).
Главные характеристики бетонов — плотность и прочность.
По плотности они делятся на особо тяжелые — более 2500, тяжелые 2000—2500, нормальные 1800-2000, легкие 500-1800 и особо легкие—до 500. Прочность на сжатие зависит от плотности бетона и распределяется почти пропорционально ей; особо тяжелый бетон имеет марки 400—1000, тяжелые бетоны М100—600, нормальные М50—400, легкие М25—200 и особо легкие (пористые и ячеистые) М4—100. Марки морозостойкости у бетонов примерно те же, что и у растворов.
По виду вяжущего чаще всего используют цементные (на цементах разных видов), цементно-известковые и силикатные (на известково-песчаном вяжущем).
Цементные бетоны (обычный и тяжелый) имеют жесткую малоподвижную консистенцию. Цементно-известковые бетоны более пластичны и лучше укладываются в форму. Независимо от вида вяжущего любые бетоны (кроме легких и ячеистых) имеют комбинированный заполнитель, состоящий из мелкой и крупной фракций. В тяжелых и обычных бетонах это чаще всего песок и щебень (гравий).
Для качественного бетона применяют чистый речной или, что предпочтительнее, горный кварцевый песок. Для бетона невысоких марок (до 400) можно брать песок из других горных пород (известняк, доломит, песчаник). Не допускаются посторонние примеси (пыль, глина, органические частицы). Используют песок с крупностью зерен до 5мм, причем его лучше разделить на две фракции: до 1,5мм и 1,6—5 мм.
Крупным заполнителем бетона служит гравий или щебень горных пород, причем щебень почти всегда предпочтительнее — однородность бетона, а, следовательно, его плотность и прочность получаются выше. Крупность кусков щебня или гравия выбирают в зависимости от толщины изделия или конструкции, где он будет использован. Их размер должен быть не больше половины самой тонкой части конструкции (скажем, толщины плиты). При размере кусков заполнителя до 40мм оптимальное соотношение крупной (20—40), средней (10—20) и мелкой (до 10мм) фракций примерно 40-60, 20-30 и 15-20% соответственно. Отсев (отбор) фракций по крупности производят на сите с крупными ячейками указанных или близких к ним размеров.
Качество воды для приготовления бетонных растворов также имеет значение. Она должна соответствовать стандарту питьевой и не иметь посторонних примесей, особенно кислот, щелочей, масел и сахаров. Нельзя применять болотные и плохо очищенные сточные воды. Допускается использование озерной, речной и морской воды, если ее соленость не выше 2%. Водоцементное отношение (ВЦ) в большинстве случаев не должно превышать 0,5—0,6.
3. Характеристика применяемого оборудования и механизмов.
Наплавочные работы выполняются обычным сварочным оборудованием, таким как сварочный трансформатор, который преобразует переменный ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения той же частоты и служит для питания сварочной дуги.
Трансформатор имеет стальной сердечник (магнитопровод) и две изолированные обмотки. Обмотка, подключенная к сети, называется первичной, а обмотка, подключенная к электрододержателю и свариваемому изделию — вторичной. Для надежного зажигания дуги вторичное напряжение сварочных трансформаторов должно быть не менее 60 — 65 В; напряжение дуги при ручной сварке обычно не превышает 20 — 30 В.
Одним из наиболее распространенных источников переменного тока является сварочный трансформатор типа ТД-401У2. Расшифровка условного обозначения: Т — трансформатор, Д — дуговой, 4 — условное обозначение номинального сварочного тока, 01 — регистрационный номер, У2 — климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150 — 69.
В нижней части сердечника находится первичная обмотка, состоящая из двух катушек, расположенных на двух стержнях. Катушки первичной обмотки закреплены неподвижно. Вторичная обмотка, также состоящая из двух катушек, расположена на значительном расстоянии от первичной. Катушки как первичной, так и вторичной обмоток соединены параллельно. Вторичная обмотка — подвижная и может перемещаться по сердечнику с помощью винта и рукоятки, находящейся на крышке кожуха трансформатора.
Сварочный ток регулируют изменением расстояния между первичной и вторичной обмотками. При вращении рукоятки по часовой стрелке вторичная обмотка приближается к первичной, магнитный поток рассеяния и индуктивное сопротивление уменьшаются, сварочный ток возрастает. При вращении рукоятки против часовой стрелки вторичная обмотка удаляется от первичной, магнитный поток рассеяния растет (индуктивное сопротивление увеличивается) и сварочный ток уменьшается. Пределы регулирования сварочного тока 65 — 460 А.
Последовательное соединение катушек первичной и вторичной обмоток позволяет получать малые сварочные токи с пределами регулирования 40—180 А. Диапазоны тока переключают выведенной на крышку рукояткой. Однотипными являются трансформаторы ТД-307У2, ТД-503У2 и другие серии ТД.
Также для наплавки могут, используются генераторы, и преобразователи которые являются источниками постоянного тока, как и выпрямители.
Генераторы преобразуют механическую энергию в электрическую.
Сварочный генератор состоит из статора с магнитными полюсами и якоря с обмоткой и коллекторами. При работе генератора якорь вращается в магнитном поле, создаваемом полюсами статора. Обмотка якоря пересекает магнитные силовые линии полюсов генератора, и в её витках возникает переменный ток, который с помощью коллектора преобразуется в постоянный. К коллектору прижаты угольные щетки, через которые постоянный ток подводится к выходным зажимам.
Сварочный генератор является составной частью сварочных преобразователей и агрегатов.
Сварочные выпрямители служат для преобразования переменного тока в постоянный, предназначены для питания сварочной дуги. С этой целью в выпрямителях используют полупроводниковые (селеновые, кремниевые или германиевые) выпрямительные элементы. Сварочный выпрямитель состоит из понижающего трехфазного трансформатора с подвижными катушками, выпрямительного блока с охлаждающим вентилятором, пускорегулирующей и защитной аппаратурой, смонтированных в общем корпусе.
Сварочный преобразователь. Постоянный непульсирующий ток получают с помощью коллекторных машинных генераторов, выпускаемых в виде сварочных преобразователей или агрегатов. Сварочный преобразователь состоит из генератора постоянного тока и электродвигателя переменного тока, размещённых обычно в общем корпусе и на общем валу. Электродвигатель преобразует энергию переменного тока в механическую, а сварочный генератор преобразует механическую энергию в электрическую постоянного тока, питающего сварочную дугу.
Основной операцией в технологическом процессе бетона является приготовление бетонной смеси. Она обычно выполняется на бетонных узлах (заводах) и может производиться в отдельно стоящих бетоносмесителях.
Перемешивают бетонные смеси в бетоносмесителях, где происходит равномерное распределение всех составляющих и получается однородная усредненная смесь. Цементное тесто обволакивает зерна заполнителей. Пыль и глина, которые могут быть на поверхности заполнителей, в результате трения срываются, что улучшает контакт зерен с продуктами гидратации цемента.
Применяют бетоносмесители периодического и непрерывного действия. Чаще всего — периодического (цикличные). По способу перемешивания бетоносмесители подразделяются на гравитационные и принудительного смешивания. В гравитационных смесителях составляющие бетонной смеси помещаются во вращающийся барабан с лопастями. Поднимаясь на определенную высоту, материалы падают, сталкиваются и перемешиваются. Применяют их для приготовления подвижных смесей. В бетоносмесителях принудительного действия материалы смешиваются вращающимися лопастями, насаженными на вал, что обеспечивает высокое качество перемешивания всех составляющих. Их применяют для приготовления малоподвижных и жестких бетонных смесей.
Цикличные смесители выпускают с объемом готового замеса 65, 165, 330, 500, 800, 1000, 2000 и 3000литров.
4. Применяемые инструменты и приспособления
Инструменты для сварочных работ
При сварочных работах используются:
Щитки – для защиты лица и глаз сварщика от воздействия лучей сварочной дуги и брызг расплавленного металла. В щиток вставляют тёмное защитное, стекло-светофильтр.
Электрододержатели – один из основных инструментов сварщика, способствуют повышению производительности и качества сварки, а также обеспечивают безопасные условия труда сварщика.
Они должны:
- Обеспечивать быстрое и надёжное закрепление электрода в удобном для сварки положении.
- Быть лёгким (не более 0,5кг).
- Иметь надёжную изоляцию.
- Не нагреваться в процессе работы.
- Иметь надёжный контакт с присоединяемым сварочным проводом.
Сварочные провода служат для подвода тока от источника, питания к свариваемому изделию и электрододержателю. Применяются провода с различной изоляцией марок ПРГ,ПРГД, ПРГДО.
Не маловажную роль играет спецодежда электросварщика состоящая: куртка, брюки, рукавиц изготовленных из брезента с огнестойкой пропиткой. Одежда и обувь не должны иметь складок, открытых карманов, чтобы не могли попасть капли расплавленного металла. Брюки надо одевать навыпуск, а куртку- поверх, карманы закрывать клапанами. Обувь должна быть на резиновой подошве.
К вспомогательным инструментам сварщика относятся:
Стальная щётка – для очистки кромок свариваемого металла от ржавчины и загрязнений, а также для зачистки швов после сварки.
Молоток – для отбивки шлака и клеймения швов.
Зубило – для вырубки дефективных мест сварного шва.
Шаблоны – для проверки размеров и формы шва.
Инструменты для бетонных работ
При производстве бетонных работ используются:
Лопата – необходима для подачи и разравнивания бетона.
Глубинные вибраторы –для внутреннего виброуплотнения бетонной смеси.
Поверхностные (площадочные) вибраторы – для уплотнения бетонной смеси при устройстве бетонных подготовок под полы, площадок, перекрытий, проездов, дорожек и других тонких горизонтальных конструкций.
Виброрейки - – для уплотнения бетонной смеси при устройстве бетонных полов, площадок, перекрытий, дорожек и других тонких горизонтальных конструкций.
Наружные вибраторы – для уплотнения бетонной смеси при бетонировании вертикальных конструкций незначительной толщины, для побуждения выгрузки сыпучих и вязких материалов из бункеров и бадей на них устанавливают.
Металлические и деревянные ручные трамбовки – для уплотнения бетонной смеси при бетонировании вертикальных конструкций незначительной толщины.
Шуровки – используются в местах, недоступных для уплотнения вибраторами.
5. Технологическая последовательность выполнения работ
1. Наплавка металла.
Назначение наплавки. Наплавка - это процесс нанесения посредством сварки плавлением слоя металла на поверхность изделия. Наплавку применяют для изготовления новых и восстановления изношенных деталей машин и оборудования путем нанесения на их рабочие поверхности металлических покрытий, обладающих необходимым комплексом свойств: износостойкостью, термостойкостью, кислотостойкостью и др. Наплавкой на поверхности детали можно получить слой нужной толщины, любого химического состава с разнообразными свойствами. С помощью наплавки создают биметаллические изделия, которые выгодно сочетают свойства наплавленного и основного металлов.
Наплавка деталей и восстановление изношенных деталей путем наплавки - эффективный и экономичный метод продления срока службы деталей и машин. В большинстве случаев процессы наплавки основаны на применении дуговой сварки плавящимся электродом.
Наплавка твердых сплавов применяется для получения износостойких поверхностей деталей дробильного, цементного и металлургического оборудования, рабочих частей землеобрабатывающих машин, бурового и режущего инструментов, опорных валков прокатных станов, кузнечно-прессового оборудования, бандажей вагонных колес, железнодорожных рельсов.
Наплавляемые детали разнообразны по массе, форме, материалам и условиям работы. Это вызвало необходимость разработки разных способов наплавки.
Наплавка покрытыми электродами. Ручная дуговая наплавка применяется в тех случаях, когда использование механизированных способов невозможно или нецелесообразно. Для получения минимальной глубины проплавления основного металла электрод наклоняют в сторону, обратную направлению наплавки. Наплавку выполняют электродами диаметром 2-6 мм постоянным током 80-300А обратной полярности («плюс» на электроде). Производительность процесса 0,8-3 кг/ч,
К преимуществам ручной дуговой наплавки относятся использование обычного сварочного оборудования и возможность наплавки деталей сложной конфигурации; к недостаткам - низкая производительность и тяжелые условия труда. При ручной наплавке требуется высокая квалификация сварщика, так как процесс необходимо вести на минимальном токе и напряжении с целью уменьшения доли основного металла в наплавленном. Однако при этом должно обеспечиваться сплавление наплавленного и основного металлов.
Основные параметры режима ручной наплавки: сила сварочного тока, напряжение на дуге и скорость наплавки. Тип электрода выбирают в зависимости от сплава металла, который необходимо наплавить, а диаметр - от толщины и формы изделия, пространственного положения наплавляемой поверхности.
ГОСТ устанавливает 44 типа покрытых металлических электродов для наплавки. Химический состав электродного стержня оказывает значительное влияние на химический состав наплавленного металла и его механические свойства.
Особенности техники наплавки
Основными особенностями наплавки являются: незначительное перемешивание наплавляемого слоя с основным металлом (для обеспечения заданного химического состава слоя и предотвращения трещин); малая зона термического влияния; минимальные деформации и напряжения. Все это обеспечивается за счет уменьшения глубины проплавления путем регулирования параметров режима, а также использования различных технологических приемов.
Основными элементами режима дуговой наплавки являются: сила сварочного тока, напряжение и скорость перемещения дуги, вылет и число электродов, шаг наплавки, а также смещение электрода с зенита при наплавке тел вращения.
Тип электрода выбирают в зависимости от сплава металла, который необходимо наплавлять. Диаметр электрода зависит от толщины и формы изделия, пространственного положения наплавляемой поверхности.
Для получения минимальной глубины проплавления основного металла электрод наклоняют в сторону, обратную направлению наплавки.
Наплавку обычно ведут постоянным током, обеспечивающим высокую стабильность процесса. Сила сварочного тока при наплавке зависит от скорости подачи электрода. С увеличением скорости подачи возрастает сила сварочного тока, а следовательно, и производительность наплавки. Однако с возрастанием силы сварочного тока увеличивается глубина проплавления и доля основного металла в наплавленном. Кроме того, образуются узкие и высокие валики, ухудшается формирование наплавленного шва. Поэтому сила сварочного тока ограничивается условиями качества наплавки.
При увеличении диаметра электрода уменьшается глубина проплавления и увеличивается ширина наплавленного валика.
Напряжение дуги определяет форму наплавленного валика; при его повышении увеличивается ширина и уменьшается высота валика, возрастает длина дуги и усиливается окисляемость легирующих примесей, особенно углерода.
Для наплавки используют электроды диаметром 3-6 мм. При толщине наплавленного слоя менее 1,5 мм применяют электроды диаметром 3 мм, при большей - диаметром 4-6 мм. Для обеспечения минимального проплавления основного металла при достаточной устойчивости дуги плотность тока должна составлять 11-12 А/мм2.
Наплавка должна производиться без перерыва горения дуги, смена электрода должна быть быстрой, а после повторного возбуждения дуги металл кратера нужно хорошо переварить и только после этого продолжать наплавку.
При наплавке каждый последующий валик должен перекрывать предыдущий валик на величину, равную примерно половине ширины шва.
Схема наплавки валиков при разной величине шага наплавки:
а - большой шаг;
б - малый шаг;
т - шаг наплавки,
е — ширина шва
При большом шаге наплавки доля основного металла в шве велика и необходимая твердость наплавленного слоя не обеспечивается. С уменьшением же шага наплавки уменьшается переход примесей из основного металла в шов и химический состав наплавленного металла становится близким к составу электродной проволоки.
Техника наплавки предусматривает различные приемы ведения работ при наплавке тел вращения, плоских поверхностей и деталей сложной формы. Цель одна - получение качественного наплавленного слоя заданных свойств и минимальная деформация изделия.
Схемы выполнения наплавки:
а - наплавка вала по образующей;
б - наплавка вала по спирали горизонтальным швом на вертикальной плоскости;
в — наплавка вращающегося вала по спирали горизонтальным швом в нижнем положении;
г - наплавка ручьев прокатных валков разных типов.
При наплавке круглых деталей электрод смещают относительно вертикальной оси, проходящей через центр вращения, в сторону, проти-воположную вращению детали. Смещением электрода предотвращают стекание наплавляемого металла и шлака. При наплавке тел вращения это достигается ведением непрерывного процесса по винтовой линии с перекрытием последующим валиком предыдущего. При наплавке по винтовой линии обеспечиваются непрерывность процесса, более высокое качество наплавки и меньшая деформация наплавляемой детали.
Наплавку плоских деталей и поверхностей сложной формы производят с минимальным проплавлением основного металла.
Предварительный подогрев обрабатываемой детали до 200-250 °С уменьшает склонность наплавленного металла к образованию трещин. Для предотвращения образования трещин при наплавке и охлаждении обрабатываемые детали целесообразно подогреть перед наплавкой до 300-600 °С и сохранять такую температуру до завершения наплавки. Затем наплавленные детали следует медленно охладить.
После наплавки обычно производят термообработку. Цель термической обработки деталей после наплавки устранение внутренних напряжений и получение металла с определенными структурой и свойствами. Основными видами термической обработки являются отжиг, нормализация, закалка и отпуск.
2. Основные правила приемки и хранения цемента и заполнителей на складах.
Цемент должен транспортироваться и храниться на складе бетонного завода в условиях, исключающих его распыление, увлажнение и загрязнение различными примесями. Предприятие-изготовитель поставляет цемент партиями массой 300, 1000 или 2000 т в зависимости от его годовой мощности и на каждую партию выдает паспорт, в котором указывает название, марку, состав цемента, массу партии и т.д.
Складирование и хранение цемента необходимо производить по видам, маркам и партиям от различных предприятий раздельно в изолированных специализированных силосных и других складах. Разгрузку и транспортирование цемента следует осуществлять пневмотранспортом. Не допускается хранить цемент во временных амбарных складах, на площадках под навесами и брезентов