Ручная сварка и наплавка
Наиболее часто применяются дуговая и газовая сварка и наплавка. При дуговой сварке диаметр электрода и силу тока выбирают в зависимости от толщины свариваемых деталей (табл. 4.23).
Электроды для ручной дуговой сварки и наплавки обозначаются буквами и цифрами; для сварки – "Э", наплавки – "ЭН" (табл. 4.24). Цифры в обозначении типа электродов для сварки указывают на прочность шва на разрыв, а у электродов для наплавки – твердость наплавленного слоя.
Таблица 4.23
Зависимость диаметра электрода и силы тока от толщины свариваемых деталей
Толщина стальной детали, мм |
Диаметр электрода, мм |
Ток, А |
1...2 |
2...3 |
80...110 |
3...5 |
3...4 |
100...160 |
4...10 |
4...5 |
140...220 |
12...60 |
6...7 |
180...300 |
Таблица 4.24
Электроды для ручной дуговой сварки и наплавки
Электроды |
Твердость поверхности, НВ (HRG3) |
|
марка |
тип |
|
ОММ-5 |
Э-42 |
120...140 |
ОМА-2 |
Э-42 |
120...140 |
ЦМ-7 |
Э-42 |
120...140 |
УОНИ-13/45 |
Э-45 |
140...200 |
УОНИ-13/55 |
Э-55 |
140...210 |
ОЗН-300 |
ЭН-15ГЗ-25 |
250...300 |
ОЗН-400 |
ЭН-20Г4-40 |
370...430 |
ОМГ |
ЭН-70Х11-25 |
250...320 |
ОМГ-Н |
ЭН-70Х11НЗ-25 |
250...310 |
ЦН-5 |
ЭН-25Х12-40 |
(41,5) |
ЭН-60М |
ЭН-60Х2СМ-50 |
(51,5) |
ЦШ-1 |
ЭН-30ХЗВ8 |
(41,5 после отжига) (56...60) |
Т-590 |
ЭН-УЗОХ25РС2Г-60 |
|
Т-620 |
ЭН-У30Х25Р2 |
(59...63) |
ВКН/ЛИВТ |
С2ТГ-55 |
(57…61) |
При сварке на постоянном токе применяют выпрямители, а на переменном – трансформаторы, характеристики которых приведены в табл. 4.25 и 4.26.
Таблица 4.25
Техническая характеристика выпрямителей для ручной сварки и наплавки
Параметры |
Марки выпрямителей |
||
ВД-201УЗ |
ВД-306УЗ |
ВД-401УЗ |
|
Первичное напряжение, В: |
|
|
|
питающей сети |
|
220 или 380 |
|
номинальное рабочее |
28 |
32 |
36 |
Номинальная потребляемая мощность, кВ А |
9,8 |
24 |
42 |
Номинальный сварочный ток, А |
200 |
315 |
450 |
Продолжительность работы при цикле 5 мин ПВ, % |
|
60 |
|
Диапазон регулирования сварочного тока, А |
30...200 |
50...315 |
50...450 |
КПД, % |
57 |
70 |
69 |
Габаритные размеры, мм |
550x730x890 |
785x780x795 |
820x850x900 |
Масса, кг |
125 |
164 |
220 |
Таблица 4.26
Техническая характеристика трансформатора для ручной сварки и наплавки
Параметры |
Марки трансформаторов |
||||
ТД-300 |
ТД-500 |
СТШ-500 |
СТШ-500-80 |
ТДМ-50-ЗУ2 |
|
Напряжение, В: |
|
|
|
|
|
номинальное рабочее |
30 |
40 |
30 |
50 |
40 |
холостого хода |
61 и 79 |
59 и 73 |
60 |
80 |
65 и 75 |
Номинальная потребляемая мощность, кВ А |
19,4 |
32 |
33 |
44,5 |
23,8 |
Номинальный сварочный ток, А |
300 |
500 |
500 |
500 |
500 |
Диапазон регулирования сварочного тока, А |
60...400 |
100...550 |
145...650 |
60...800 |
90...560 |
КПД, % |
86 |
87 |
- |
- |
- |
Коэффициент мощности |
0,51 |
0,53 |
- |
- |
- |
Габаритные размеры, мм |
692х х620х710 |
720х х580х850 |
670х666х х753 |
980х765х х766 |
600х588х х892 |
Масса, кг |
137 |
210 |
220 |
323 |
175 |
Газовую сварку выполняют, как правило, ацетилено-кислородным нейтральным пламенем с помощью горелок. Характеристики некоторых из них представлены в табл. 4.27 и 4.28.
Таблица 4.27
Техническая характеристика горелки "Малютка"
Параметры |
Норма для горелки с наконечником |
|||
0 |
1 |
2 |
3 |
|
Толщина свариваемой малоуглеродистой стали, мм |
0,2...0,7 |
0,5...1,5 |
1,0...2,5 |
2,5...4,0 |
Давление, МПа: |
|
|
|
|
ацетилена |
0,03... 0,12 |
|
|
|
кислорода |
0,05... 0,15 |
0,05... 0,25 |
0,15... 0,40 |
0,2...0,4 |
Расход, л/ч: |
|
|
|
|
ацетилена |
25...65 |
50...125 |
120...240 |
230...400 |
кислорода |
35...70 |
55...135 |
130..260 |
250...440 |
Диаметр ниппеля под шланг, мм |
6 |
|
|
|
Габаритные размеры с наконечником |
|
|
|
|
№3, мм |
|
435x64x75 |
|
|
Масса, кг |
0,5 |
0,51 |
0,52 |
0,53 |
Таблица 4.28
Техническая характеристика горелки "Звезда"
Параметры |
Норма для горелки с наконечником |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
Толщина свариваемой малоуглеродистой стали, мм |
0,5... 1,5 |
1...2,5 |
2,5... 4,0 |
4...7 |
7...11 |
10…18 |
17…30 |
Давление на входе в горелку, МПа: |
|
|
|
|
|
|
|
ацетилена |
|
|
Не менее 0,001 |
|
|
||
кислорода |
0,14 |
0,15... 0,4 |
0,2… 0,4 |
0,2... 0,4 |
0,2... 0,4 |
0,2...0,4 |
0.2...0,4 |
Расход, л/ч: |
|
|
|
|
|
|
|
ацетилена |
50...125 |
120...140 |
230...400 |
400...700 |
650...1100 |
1050...1750 |
1700...2800 |
кислорода |
55...135 |
130..260 |
250...440 |
430...750 |
740...1200 |
1150..1950 |
1950...3100 |
Диаметр ниппеля подшланг, мм |
|
|
|
9 |
|
|
|
Габаритные размеры, мм |
404х х109x72 |
440х xl19x72 |
475х xl19x72 |
515х х139x72 |
553х х150x72 |
580х х 159x72 |
618х х166x72 |
Масса, кг |
0,56 |
0,58 |
0,59 |
0,65 |
0,76 |
0,78 |
0,85 |
Мощность пламени зависит от расхода ацетилена, который определяют по формуле
где А – расход ацетилена, м3/ч;
S – толщина детали, мм;
R – удельный расход ацетилена на 1 мм толщины детали, м3/чмм (для стали- 0,1..0,12, чугуна— 0,11...0,14, алюминия- 0,06...0,1).
Расход кислорода на 10...20% больше, чем ацетилена, при нормальном пламени, на 30...40% – при окислительном и меньше на 10% – при восстановительном. Стальные детали сваривают сарочной проволокой. Наилучшие результаты дают проволоки марок Св-08ГА, Св-10Г2, Св-08ГС, Св-08Г2С. Среднеуглеродистые, высокоуглеродистые и легированные стали сваривают слегка науглероживающим пламенем с предварительным подогревом до 250...300°С. Диаметр присадочной проволоки при толщине свариваемых деталей до 15 мм равен примерно половине этой толщины, более 15 мм — 6...8 мм.
Особые трудности возникают при сварке чугунных и алюминиевых деталей. Сварку чугунных деталей различают горячую и холодную.
При горячей сварке деталь подогревают до 650...680°С, сварку заканчивают при температуре ее не менее 500СС. Качество сварки высокое, но требуется специальное термическое оборудование, расходуется много энергии.
При холодной сварке во избежание отбела чугуна и образования вторичных трещин применяют специальные технологические приемы или специальные присадочные материалы. К технологическим приемам относятся пайка-сварка, сварка косвенной дугой, сварка методом "отжигающих" валиков. В последнем случае трещину предварительно разделывают (рис. 4.12а), наносят короткими участками (40...50 мм) в разброс (рис. 4.126) вначале на одну кромку подготовительные (1, 2 3) и отжигающие (4, 5) валики (рис. 4.12в), а затем ни другую - соответственно валики (6, 7, 8 и 9, 10), не соединяя их кромки. Концы трещин заваривают двумя слоями. После наложения этих валиков по всей длине трещины деталь охлаждают до 70...80°С, а затем заваривают также в разброс промежутки соединительными валиками.
Рис. 4.12. Заварка трещин методом "отжигающих" валиков: а − разделка трещины; б − последовательность участков заварки; в − последовательность наложения валиков; I−V − номера участков; 1, 3, 2, 10, 8, и 9 – подготовительные валики; 5,4, 6 и 7 − отжигающие валики; 14, 13, 12 и 11 − соединительные валики
Хорошие результаты дает холодная дуговая сварка чугунных деталей электродами на основе никеля (ЦЧ-3, ЦЧ-ЗА, ОЗЧ-З, ОЗЧ-4), меди (ОЗЧ-1, ОЗЧ-2 и др.), меди и никеля (МНЧ-1, МНЧ-2).
В последние годы широко применяют механизированную холодную сварку чугуна проволокой МНЖКТ5-1-02-02 (на медной основе) в среде аргона или самозащитные порошковые проволоки Св-15ГСТЮЦА (стальная) или ПАНЧ-11 и ПАНЧ-12 (на никелевой основе). Режимы сварки:
|
МНЖКТ5-1-02-02 |
СВ-15Г-СТЮЦА |
ПАНЧ-11 |
Род тока (полярность) |
Постоянный (обратная) |
Постоянный (прямая) |
Постоянный (прямая) |
Толщина свариваемых деталей, мм |
3,9 |
3...15 |
3,30 |
Сварочный ток, А |
80...120 |
120...150 |
100...130 |
Скорость подачи проволоки, м/ч |
420..:660 |
80...100 |
100...120 |
Вылет электродной проволоки, мм |
8...12 |
12..18 |
12…18 |
Напряжение дуги, В |
20…25 |
22…23 |
16…18 |
Основная трудность сварки деталей из алюминиевых сплавов – образование тугоплавкой оксидной пленки Al2O3, а также резкое снижение прочности алюминия при температуре 400...450°С. Перед сваркой детали обезжиривают ацетоном и подогревают до 250...300°С.
Применяют дуговую или газовую сварку с использованием флюса АФ-4А, АН-4А и т.д., содержащего хлористые и фтористые соли лития, натрия, калия и бария (флюс растворяет оксидную пленку) или специальные электроды, обмазка которых состоит из флюса АФ-4А.
Хорошие результаты дает аргонно-дуговая сварка алюминия вольфрамовым электродом на установках УДГ-301,' УДГ-501 и др. Режим сварки при толщине детали 4...6 мм: диаметр присадочной проволоки 3...4 мм, сила тока 150. .270 А, напряжение 18...20В, расход аргона 7...8 л/мин. Марка присадочной проволоки зависит от марки свариваемого металла (табл. 4.29).
Таблица 4.29
Марки проволоки для аргонно-дуговой сварки алюминиевых сплавов
Марка свариваемого металла |
Марка проволоки |
А-99, А-97, А-95 |
А-99А |
А-85, А8, АДОО |
Св-85Т |
АДО, АД1 |
Св-А5 |
АМц |
Св-АМц |
АМгЗ |
Св-АМгЗ |
АМг5 |
Св-АМг5 |
АМгб, АЛ-8, АЛ-27, АЛ-29 |
Св-АМгб |
АМг61 |
Св-АМг61 |
АВ, АД31.АДЗЗ |
Св-АК5 |
1915, АЛ-24.АЛ-25, АЛ-26 |
Св-1557 |
1201, АЛ-19 |
Св-1201 |
АМКО |
Пл-ЖА 2 |
АЛ-2, АЛ-4, АЛ-30 |
Св-АКЮ |
АЛ-9, АЛ-10В, АК-4 |
Св-АК5 |
Механизированная сварка и наплавка
При восстановлении деталей оборудования наибольшее применение получила наплавка дуговая под флюсом, в среде защитных газов и вибродуговая.
При наплавке под флюсом цилиндрических деталей напряжение на дуге задают в пределах 30...36 В, скорость наплавки составляет 20...30 м/ч.
Вылет электрода 5 и шаг наплавки S определяют в зависимости от диаметра проволоки dnp по формулам:
или
Смещение электрода с зенита (е) определяют в зависимости от диаметра детали d:
,
При наплавке применяют в основном постоянный ток обратной полярности.
Основные параметры наплавки цилиндрических деталей представлены в табл. 4.30.
Таблица 4.30
Основные параметры наплавки цилиндрических поверхностей
Диаметр детали, мм |
Сила тока, А |
Проволока |
|
диаметр, мм |
скорость подачи, м/ч |
||
50..60 |
120...160 |
1,2...2,5 |
75 |
65...75 |
150...220 |
1,2...2,5 |
85 |
80...100 |
200...280 |
1,2...2,5 |
105 |
150...200 |
250...350 |
1,2...2,5 |
140 |
Наплавку плоских поверхностей проводят через валик или отдельными маечками с целью уменьшения коробления детали. Скорость наплавки – 16…32м/ч (с увеличением толщины наплавляемой детали она возрастает). Напряжение принимают равным 26...32 В. При таких режимах толщина направ-кпиою слоя составляет 1,5..3 мм. Вылет электрода принимают таким же, как и при наплавке плоских поверхностей.
Основные параметры наплавки плоских поверхностей приведены в табл. 4.31.
Таблица 4.31
Основные параметры наплавки плоских поверхностей
Значение износа, мм |
Сила тока, А |
Проволока |
|
диаметр, мм |
скорость подачи, м/ч |
||
2...3 |
160...220 |
1,6...2 |
100…125 |
3...4 |
320...350 |
1,6...2 |
150...200 |
4...5 |
350...460 |
2,0...3 |
180...210 |
5...6 |
650...750 |
4,0...5 |
200...250 |
При восстановлении деталей оборудования обычно применяют проволоку Ф 1,2...3 мм.
Флюсы, применяемые при сварке н наплавке, представляют собой гранулы, которые при расплавлении образуют жидкий шлак, защищающий металл сварочной ванны от азота и кислорода воздуха. Кроме того, флюсы обеспечивают устойчивое горение дуги, раскисление сварочной ванны, легирование наплавленного металла и др.
По способу изготовления флюсы делятся наплавленные и неплавленные. Плавленные изготавливаются путем сплавления флюсовой шихты определенного состава в электрических или пламенных печах с последующей ее грануляцией до получения зерен требуемого размера. Неплавленные флюсы получают спеканием (обычно жидким стеклом) частиц флюсовой шихты без расплавления. Из неплавленных флюсов наибольшее применение получили керамические. Марки плавленных и неплавленных керамических флюсов представлены в табл. 4.32 и 4.33.
Таблица 4.32
Плавленные флюсы для наплавки
Марка флюса |
Характеристика |
АН-348-А, ОСЦ-45, АН-60, АН-8 |
Могут использоваться для наплавки углеродистых и низколегированных сталей |
АН-20 |
Низкокремнистый безмарганцевый, для дуговой наплавки среднелегированных и низколегированных сталей |
АН-70 |
Пемзовидный низкокремнистый безмарганцевый, для наплавки среднелегированных и высоколегированных сталей |
АН-26 |
Сварочный, может использоваться также для дуговой наплавки аустенитных хромоникелевых сталей |
ОФ-10 |
Пемзовидный низкокремнистый безмарганцевый, с малой окислительной способностью, для наплавки коррозионно-устойчивых сталей на перлитные стали |
АН-30 |
Бескремнистый безмарганцевый стекловидный, для наплавки среднелегированных сталей |
АН-28 |
Пемзовидный низкокремнистый безмарганцевый, для наплавки стальной и чугунной лентой |
Таблица 4.33
Керамические флюсы для наплавки
Марка флюса |
Наплавленный металл |
Рекомендуемая проволока |
Условия работы наплавляемых деталей |
|
тип |
твердость |
|||
ФК-45/5Х10-В5ФМ |
45X10В5Ф |
MHV 540 |
Св-20Х13 |
Интенсивное изнашивание при температуре до 600°С |
ЖСН-5 |
20Х6МФ |
HRC36 HRC42 HRC48 HRC54 |
Св-08А Св-08ГА Св-12ГС Нп-30ХГСА |
Интенсивное изнашивание при трении металла о металл, циклических тепло-сменах, высоких давлениях |
АНК-18 |
ЗОХЗП |
HV400 HRC50 |
Св-08, Св-08А Нп-30ХГСА |
Трение металла о металл |
АНК-19 |
60Х4ГС |
HRC50 |
Св-08А, Св-08 |
Абразивное изнашивание |
АНК-40 |
25X1 ГС |
НВ250 |
Св-08А, Св-08 |
Трение металла о металл |
Наплавка в среде защитных газов отличается от наплавки под флюсом тем, что в качестве защитной среды используются инертные или углеродистые газы. Из инертных газов наиболее широкое распространение получим аргон. Его применяют при наплавке высоколегированных хромоникелевых и коррозионно-устойчивых сталей и сплавов на основе меди, алюминия и др. Наплавку ведут короткой дугой, на постоянном токе обратной полярности, с использованием источников питания с жесткой внешней характеристикой.
На ремонтных предприятиях нашла распространение наплавка в среде углекислого газа. Этим способом устраняют дефекты резьбы, осей, шлицев, зубьев, пальцев, шеек валов и других деталей. Наплавка проводится на постоянном токе обратной полярности. В зависимости от назначения детали, материала и вида термической обработки для наплавки рекомендуются определенные марки электродной проволоки. Для наплавки резьбовых поверхностей применяют, как правило, проволоку Св-0,8Г2С, шлицев и шеек валов – Нп-30ГСА, Св-18ХГСА. Проволока должна обязательно содержать раскислители (кремний, марганец и др.). Рекомендуемые режимы наплавки деталей в среде углекислого газа в зависимости от диаметра детали и требуемой толщины наплавляемого слоя металла приведены в табл. 4.34.
Таблица 4.34
Режимы наплавки цилиндрических поверхностей
Диаметр детали, мм |
Толщина наплавляемого слоя, мм |
Диаметр электрода, мм |
Сила тока, А |
Напряжение, В |
Скорость наплавки, м/ч |
Смешение электрода, мм |
Шаг наплавки, |
Вылет электрода, мм |
Расход углекислого газа, л/мин |
10... 20 |
0,5... 0,8 |
0,8 |
70... 90 |
16... 18 |
40... 45 |
2...4 |
2,5... 3,0 |
7…10 |
6…8 |
20… 30 |
0,8... 1,0 |
1,0 |
85.. 110 |
18… 20 |
40... 45 |
3...5 |
2,8... 3,2 |
3...11 |
6...8 |
30… 40 |
1,0... 1,2 |
1,2 |
90… 150 |
19… 23 |
35... 40 |
5... 8 |
3,0... 3,5 |
10...12 |
6…8 |
40… 50 |
1,2... 1,4 |
1,4 |
110...180 |
20... 24 |
30... 35 |
6… 10 |
3,5... 4,0 |
10...15 |
8...10 |
50... 60 |
1,4... 1,6 |
1,6 |
140...200 |
24... 28 |
30… 20 |
7...12 |
4,0... 6,0 |
12...20 |
8...10 |
60... 70 |
1,6... 2,0 |
2,0 |
280...400 |
27... 30 |
20... 15 |
8...14 |
4,5... 6,5 |
18...25 |
10...12 |
70... 80 |
2,0... 2,5 |
2,5 |
280...450 |
38... 30 |
11... 20 |
9...15 |
5,0...7,0 |
20...27 |
12...15 |
80... 90 |
2,5...3 |
3,0 |
300...480 |
28... 32 |
10... 20 |
9...15 |
5,0...7,5 |
20...27 |
14… 18 |
90… 100 |
0,8..1 |
1,0 |
100...300 |
18... 19 |
70... 80 |
8...10 |
2,8...3,2 |
10...12 |
6...8 |
100...150 |
0,8...1 |
1,2 |
130...160 |
18… 19 |
70... 80 |
8...12 |
3,0...3,5 |
10...13 |
8…9 |
200...300 |
0,8...1 |
1,2 |
150...190 |
19… 21 |
20... 30 |
18...20 |
3,0...3,5 |
10...13 |
8...9 |
200...400 |
1,8... 2,8 |
2,0 |
350...420 |
32… 34 |
25... 35 |
18... 22 |
4,5... 6,5 |
25... 40 |
15... 18 |
200...400 |
2,6... 3,2 |
3,0 |
380...450 |
32... 34 |
25... 35 |
20... 25 |
5,0... 7,5 |
25… 50 |
15... 18 |
Вибродуговая наплавка. Суть ее заключается в том, что электрод вибрирует вдоль своей оси, вызывая короткие замыкания в сварочной цепи и кратковременные периоды действия дуги. Между деталью и электродной проволокой, включенными в цепь источника питания, периодически возбуждается дуга. Прерывистость ее возбуждения достигается путем продольного перемещения вибратором электродной проволоки с частотой 50 Гц и более и амплитудой 0,5...3 мм. Для повышения стабильности горения дуги при низком напряжении источника питания (12...18 В) в цепь последовательно с ним включают дроссель. Одновременно в зону наплавки подается охлаждающая жидкость по каналу вибродуговой головки. В качестве охлаждающей жидкости применяется водный раствор кальцинированной соды. (2,5...6% СаСО3) или 20%-ный водный раствор глицерина. Кроме жидкости при вибродуговой наплавке применяют защитные среды (углекислый газ, флюс и др.). Вследствие вибрации электродной проволоки происходит чередование: дуговой разряд – короткое замыкание – холостой ход. Электрод и деталь оплавляются дуговым разрядом. Диапазон наплавляемых диаметров деталей 8...200 мм.
Твердость наплавленного металла зависит от марки электродной проволоки, режимов наплавки (табл. 4.35) и охлаждения.
Таблица 4.35
Режимы вибродуговой наплавки стальных деталей
Диаметр детали, мм |
Толщина наплавленного слоя, мм |
Диаметр электродной проволоки, мм |
Сварочный ток, А |
Скорость, м/мин |
Расход охлаждаюшей жидкости, л/мин |
Шаг наплавки, мм/об |
Амплитуда вибрации проволоки, мм |
Угол подачи проволоки к детали, град |
|
наплавки |
подачи электродной проволоки |
||||||||
20 |
0,3 |
1,6 |
120…150 |
2,2 |
0,6 |
0,2 |
1 |
1,5 |
35 |
40 |
0,7 |
1,6 |
120...150 |
1,2 |
0,4 |
0,4 |
1,3 |
1,8 |
35 |
60 |
1,1 |
2 |
150...210 |
1 |
0,8 |
0,5 |
1,6 |
2 |
45 |
80 |
1,5 |
2 |
150...210 |
0,6 |
1 |
0,6 |
1,8 |
2 |
45 |
100 |
2,5 |
2.5 |
150...210 |
0,3 |
1,1 |
0,7 |
2...3 |
2 |
45 |
Недостатками вибродуговой наплавки являются неравномерная твердость, напряженность и пористость наплавленного металла, что резко снижает усталостную прочность детали, значительные потери электродного металла на угар и разбрызгивание (11...30%) при коэффициенте наплавки 8...10,9г/Ач. Этим способом восстанавливают и чугунные детали, не подвергающиеся значительным динамическим нагрузкам, на которые нужно нанести равномерный тонкий слой металла при минимальной их деформации.
Для механизированной дуговой сварки и наплавки применяются стальная наплавочная проволока (табл. 4.36) и стальная сварочная (табл. 4.37 и 4.38).
Таблица 4.36
Проволока стальная наплавочная
Марка |
Твердость наплавленного металла (ориентировочно) |
Объект наплавки |
Нп-25 |
НВ 160…220 |
Оси, шпиндели, валы |
Нп-30 |
НВ 160...220 |
То же |
Нп-35 |
НВ 160...220 |
-"- |
Нп-40 |
НВ 170…230 |
-"- |
Нп-45 |
НВ 170..230 |
-"- |
Нп-50 |
НВ 180…240 |
Натяжные колеса, скаты тележек |
Нп-65 |
НВ 220...300 |
Опорные ролики, оси |
Нп-80 |
НВ 260…340 |
Коленчатые валы, крестовины
|
Нп-85 |
НВ 280...360 |
карданы |
Нп-40Г |
НВ 180..240 |
Оси, шпиндели, ролики, валы |
Нп-50Г |
НВ 200...270 |
Натяжные колеса, опорные ролики |
Нп-60Г |
НВ 230...310 |
Оси, опорные ролики |
Нп-30ХГСА |
НВ 220...300 |
Детали тракторов, автомобилей, сельскохозяйственных машин |
Нп-40ХЗГ2МФ |
HRC 38...44 |
Детали, испытывающие удары и абразивное изнашивание |
Нп-40Х2Г2М |
HRC 54...56 (после закалки) |
Детали машин, работающих с динамическими нагрузками, коленчатые валы, поворотные кулаки, оси опорных катков |
Нп-50ХФА |
HRC 43...50 |
Шлицевые валы, коленчатые валы двигателей внутреннего сгорания |
Нп-20X14 |
HRC 32...38 |
Уплотнительные поверхности задвижек для пара и воды |
Нп-30X13 |
HRC 38...45 |
Плунжеры гидропрессов, шейки коленчатых валов, штампы |
Нп-30Х10П0Т Нп-40X13 |
НВ 200..220 HRC45...52 |
Опорные ролики тракторов и экскаваторов, детали транспортеров |
Нп-Г13А |
НВ 220...280 |
Щеки дробилок, зубья ковшей |
Нп-XI5H60 |
НВ 180...220 |
Детали, работающие при высокой температуре |
Таблица 4.37
Проволока стальная для сварки под флюсом
Марка |
Рекомендуемые флюсы |
Дуговая и электрошлаковая сварка и наплавка нелегированных конструкционных сталей общего назначения |
|
Св-08 |
ОСЦ-45, ОСЦ-45М, АН-60, АН-348-А, АНК-35, АНК-18 |
Св-08А |
АНК-19, АН-348-В, АН-348-ВМ |
Св-08ГА |
ОСЦ-45, ОСЦ-45М, АН-60, АН-348-А, АН-348-АМ, АНК-30, А9НК-34, АНК-18 |
Св-10ГА |
АН-348-В, АН-348-ВМ, АН-22 |
Дуговая сварка и наплавка низколегированных конструкционных сталей |
|
Св-10Г2,Св-08ГС, Св-12ГС |
АН-348-В, АН-348-ВМ, АН-22 |
Св-08Г2С, Св-ЮГН, Св-08ГСМТ |
Тоже |
Св-15ГСТЮЦА, Св-20ГСТЮА |
|
Св-18ХГС |
-"- |
Св-10НМА |
ОСЦ-45, АН-60, АН-22, АН-348-А, АН-348-В, АН-8 |
Св-08МХ |
АН-47 |
Св-18ХМА |
АН-22, АН-17М.АН-43 |
Св-08XHM |
АН-43 |
Св-08ХМФА, Св-10ХМФТ, Св-08ХГ2С |
АН-22, АН-17М, АН-43 |
Св-08ГСМА, Св-10ХГ2СМА, Св-08ХГСМФА |
Тоже |
Св-04Х2МА, Св-13Х2МФТ, Св-08-Х3Г2СМ |
-"- |
Св-08ХМНФБА, Св-08ХН2М |
-"- |
Св-10ХН2ГМТ, Св-08ХН2ГМТА |
-"- |
Св-08ХН2ГМЮ |
АН-8, АН-22 |
Св-08ХН2Г2СМЮ |
АН-17М, АН-43 |
Св-ОбНЗ |
АН-26, АНФ-14 |
Св-10Х5М |
АН-22 |
Дуговая и электрошлаковая сварка и наплавка легированных и высоколегированных сталей и сплавов |
|
Св-12Х11НМФ |
АН-17М |
Св-10ХПНВМФ |
АН-17М |
Св-12Х13 |
АН-26, АН-45 |
Св-20Х13, Св-06Х14, Св-08Х14ГНТ |
Тоже |
Св-10Х17Т, Св-13Х25Т, Св-06Х24Н6ТАФМ |
-"- |
Св-01Х19Н9, Св-04Х19Н9, Св-08Х-16Н8М2 |
-"- |
Св-08Х18Н8Г2Б, Св-07Х18Н9ТЮ |
-"- |
Св-06Х19Н9Т, Св-04Х19Н9С2 |
-"- |
Св-08Х19Н9Ф2С2 |
АН-26С, АН-26СП, АН-26П |
Св-07Х19Н10Б |
АН-26С, АН-26СП, АН-26П |
Св-08Х19Н10Г2Б |
АН-26С, АН-26П |
Св-06Х19Н10МЗТ |
АН-18, АН-45 |
СВ-08Х19Н10МЗБ, Св-04Х19Н11МЗ |
Тоже |
Св-05Х20Н9ФБС, Св-Х20Н9С2БТЮ |
-"- |
Св-06Х20Н11МЗТБ, Св-10Х20Н15 |
-"- |
Св-07Х25Н13,Св-07Х25Н12Г2Т |
-"- |
Св-06Х25Н12ТЮ, Св-08Х25Н13БТЮ |
-"- |
Св-13Х25Н18, Св-08Х20Н9Г7Т |
-"- |
Св-08Х21Н10Г6, Св-30Х25Н16Г7 |
-"- |
CB-I0XI6H2S4M6, Св-09Х-16Н25М6АФ |
-"- |
Св-01Х23Н28НЗЛЗТ |
АН-18 |
Св-30Х15Н35ВЗБЗТ, Св-08Н50 |
АН-23 |
Св-06Х15Н60М15 |
АН-45 |
Таблица 4.38
Проволока стальная сварочная для наплавки
Марка |
Твердость наплавленного металла |
Объект наплавки |
Св-08 |
НВ 120..160 |
Оси, валы, поддерживающие ролики трактора, тормозные барабаны, ступицы колес |
СВ-10Г2 |
После наплавки HV 180...210 После закалки HV 395…410 |
Оси, шпиндели, валы |
Св-08ГС |
HV 180...200 |
Оси, шпиндели, валы, опорные ролики |
Св-12ГС |
HV 190...220 |
Тоже |
Св-08Г2С |
После наплавки HV 180...210 После закалки Н V 395...410 |
Оси, шпиндели, валы, опорные ролики |
Св-18ХГС |
После наплавки HV 240...300 После закалки HV 550…560 |
Опорные ролики, натяжные колеса гусеничных тракторов, цапфы, оси катков |
Св-20Х13 |
HRC 42...48 |
Уплотнительные поверхности деталей |
Св-10XI7T |
HRC30...38 |
Уплотнительные поверхности деталей |
Св-06Х19Н9Т |
НВ 160...190 |
Уплотнительные поверхности запорной арматуры для пара и воды |
Св-08Х19Н9Ф2С2 |
НВ 200...230 |
Тоже |
Механизированная дуговая сварка и наплавка могут осуществляться на постоянном и переменном токе. Технические характеристики выпрямителей для сварки и наплавки на постоянном токе приведены в табл. 4.39 и 4.40, трансформаторов – в табл. 4.41.
Таблица 4.39
Техническая характеристика выпрямителей для механизированной сварки и наплавки
Показатели |
ВС-600 |
ВСЖ-303 |
ВДГ-302 |
ВДГ-601 |
ВДГ-1001 |
Напряжение, В: |
|
|
|
|
|
первичное |
380 |
380 |
220 или 380 |
220 или 380 |
380 |
номинальное рабочее |
40 |
32 |
40 |
66 |
66 |
холостого хода (не более) |
52 |
50 |
55 |
90 |
90 |
Номинальная потребляемая мощность, кВА |
35 |
20 |
19 |
69 |
105 |
Номиналый сварочный ток, А |
600 |
315 |
315 |
680 |
1000 |
Номинальный режим работы ПВ, % |
60 |
60 |
60 |
60 |
100 |
Диапазон регулирования: |
|
|
|
|
|
рабочего напряжения, В |
15...40 |
18…50 |
16…40 |
16...66 |
21...66 |
сварочного тока, А |
60...600 |
50...315 |
50...315 |
100...700 |
300... 1000 |
КПД, % |
75 |
76 |
75 |
82 |
82 |
Габаритные размеры, мм |
840х х980х 1200 |
710х х550х955 |
1045х х748х953 |
1250х х900х 1150 |
1150х1850х х900 |
Масса, кг |
450 |
280 |
275 |
585 |
850 |
Таблица 4.40
Техническая характеристика универсальных выпрямителей
Показатели |
ВДУ-1201УЗ |
ВДУ-1601 |
Напряжение, В: |
|
|
питающей сети |
380 |
380 |
номинальное рабочее |
56 |
66 |
Номинальная потребляемая мощность, кВА |
135 |
165 |
Номинальный сварочный ток, А |
1250 |
1600 |
Продолжительность работы при цикле |
|
|
10 мин ПВ, % |
100 |
100 |
Диапазон регулирования сварочного тока, А |
300...1250 |
600...1600 |
КПД, % |
83,5 |
84 |
Габаритные размеры, мм |
1400x850x1250 |
1450x850x1200 |
Масса, кг |
730 |
950 |
Таблица 4.41
Техническая характеристика трансформаторов для
механизированной сварки и наплавки
Показатели |
ТДФ-1001 |
ТДФ-1002 |
ТДФ-1601 |
Напряжение, В: |
|
|
|
первичное |
220 или 380 |
380 |
380 |
номинальное рабочее |
44 |
56 |
60 |
холостого хода |
68…71 |
112 |
96...105 |
Номинальная потребляемая мощность, кВА |
82 |
130 |
182 |
Номинальный сварочный ток, А |
1000 |
1000 |
1600 |
Диапазон регулирования сварочного тока, А |
400...1200 |
300...1200 |
600...1800 |
Габаритные размеры, мм |
1200х х880х1200 |
925x1660x700 |
1200х х830х1200 |
Масса, кг |
720 |
500 |
1000 |
Для восстановления деталей машин и оборудования дуговой наплавкой выпускаются специальные установки, назначение и характеристики которых приведены в табл. 4.42, 4.43 и 4.44.
Таблица 4.42
Техническая характеристика установок для дуговой наплавки
Установки |
Проволока |
Защитная среда |
Наплавляемые поверхности |
УД-209 |
Самозащитная порошковая Сплошного сечения |
Открытой дугой |
Наружные цилиндрические |
УД-602-02-"Ремдеталь" |
Порошковая |
Углекислый газ |
Цилиндрические, конические и шлицевые |
УД-609-03-"Ремдегаль" |
Сплошного сечения |
Флюс |
Цилиндрические и конические |
УД-609-04-"Ремдегаль" |
Тоже |
Углекислый газ |
Плоские |
УД-609.05-"Ремдегаль" |
-"- |
Природный газ и кислород |
Цилиндрические |
УД-609.06-"Ремдегаль" |
-"- |
Углекислый газ |
-"- |
УД-609.07-"Ремдеталь" |
Порошковая |
-"- |
-"- |
01.06-081-Ремдеталь" |
Сплошного сечения |
Углекислый газ, флюс |
Цилиндрические и шлицевые (зубчатые) валов |
01.06-152-Ремдеталь" |
Тоже |
Тоже |
Наружные шлицевые, резьбовые и гладкие цилиндрические |
У-653М |
Сплошного сечения, самозащитная порошковая |
Открытой дугой |
Наружные и внутренние (цилиндрические), конические и плоские |
Таблица 4.43
Техническая характеристика установок для дуговой наплавки
Показатели |
УД-209 |
УД-609.07 |
У-653М |
Размеры наплавляемых деталей, мм; диаметр длина |
25...360 100...800 |
400 1500 |
50...800 1300 |
Скорость подачи электродной проволоки, м/ч |
100...350 |
180 |
50...500 |
Сварочный ток, А Габаритные размеры, мм |
500 1680х1350х х1750 |
180…210 1420х760х х1600 |
1000 2720х х1500x2650 |
Масса, кг |
650 |
600 |
1840 |
Таблица 4.44
Техническая характеристика установок для дуговой наплавки
гладких и шлицевых валов
Показатели |
01.06-081"Ремдеталь" |
01.06-152"Ремдеталь" |
|||
Размеры восстанавливаемых валов, мм: |
|
|
|
|
|
диаметр |
16... 65 |
65...300 |
16... 65 |
65... 220 |
220...250 |
длина |
3000 |
1000 |
3000 |
1600 |
1000 |
Потребляемая мощность, кВА |
|
20 |
|
20 |
|
Скорость продольного движения каретки, м/ч |
|
0,2..96 |
|
0,21...130 |
|
Габаритные размеры, мм |
|
2800x960x1725 |
|
2700x960x1700 |
|
Масса, кг |
|
950 |
|
700 |
|
Из бездуговых способов наплавки наиболее часто применяется контактная наварка – эффективный высокопроизводительный (60...90 см2/мин) способ восстановления цилиндрических деталей. Толщина наваренного слоя регулируется в пределах 0,2...1,5 мм, зона термического влияния не превышает 0,5 мм, припуск на механическую обработку – 0,2..0,5 мм. Стальную ленту наваривают при восстановлении шеек валов, стаканов, посадочных мест под подшипники качения корпусных деталей и т.д., проволоку – резьбовых частей деталей.
Контактная наварка имеет ряд преимуществ по сравнению с другими способами:
− благодаря малому нагреву детали уменьшаются внутренние напряжения и деформации детали;
− наносятся покрытия заданной толщины;
− потери металла и выгорание легирующих элементов при нанесении покрытий почти отсутствуют, что позволяет характеризовать эту технологию как малоотходную;
− применяются многие виды присадочных материалов; стальная лента, проволока различного состава, порошки металлов и сплавов и т.д., а также такие доступные и дешевые порошки, как сормайт и другие, цена которых р 10...30 раз меньше, чем самофлюсующихся, при равной износостойкости и хорошей обрабатываемости шлифованием (отсутствует "засаливание" кругов);
− в отличие от дуговых, плазменных, гальванических способов процесс экологически чистый;
− в процессе наварки происходит закалка поверхностных слоев;
− высокая прочность сцепления покрытий (100...250 МПа);
− повышение износостойкости деталей в 5...10 раз благодаря нанесению композиционных покрытий, содержащих различные твердые сплавы.
Сущность процесса заключается в приварке к изношенной поверхности детали стальной ленты мощными импульсами тока. Металл ленты и детали в сварной точке под воздействием импульса тока расплавляется. Расплавление ленты происходит в тонком поверхностном слое в местах контакта с деталью. Сварные точки располагаются по винтовой линии и перекрываются как вдоль рядов, так и между ними, что достигается вращением детали со скоростью, пропорциональной частоте импульсов, и продольным перемещением сварочных клещей. Такое расположение сварных точек благоприятно влияет на качество приварки. С целью уменьшения нагрева детали и улучшения закалки наваренного слоя в зону сварки подают охлаждающую жидкость.
Технология восстановления деталей контактной наваркой стальной ленты включает в себя подготовку деталей и лент, наварку ленты, обработку деталей после наварки.
Подготовка валов и осей к восстановлению заключается в правке центровых фасок и снятии с шейки слоя до диаметра меньше номинального на 0,3...0,5 мм, с изношенными внутренними поверхностями − в шлифовании их до диаметра больше номинального на 0,3...0,5 мм.
Заготовки нарезают из лент толщиной 0,3... 1 мм. Ширина их должна равняться ширине восстанавливаемого участка, а длина − его периметру. Зазор в месте стыка концов ленты не должен превышать 0,5...0,8 мм, нахлест концов не допускается. Заготовки из стальной ленты изготовляют на установке 02.11 – 157 "Ремдеталь", которая обеспечивает резку ленты необходимых размеров и повышает, производительность труда в 5 раз по сравнению с ручным способом. С поверхности ленты удаляют следы коррозии и масел. Материал се должен соответствовать твердости восстанавливаемого участка детали. Предварительно в соответствии с данными табл. 4.45 и 4.46 устанавливают режимы. Затем деталь закрепляют в патроне установки и подводят электроды к средней части восстанавливаемого участка. Расход охлаждающей жидкости 1,6 л/мин, усилие сжатия электродов 2...3 кН.
Таблица 4.45
Режимы наварки металлической ленты к деталям типа "вал"
Диаметр детали, мм |
Частота вращения шпинделя, мин-1 |
Подача каретки, мм/об |
Сила тока, кА |
Время, с |
|
сварки |
паузы |
||||
15 |
8...10 |
3,0...3,5 |
4,0...5,0 |
0,06 |
0,12 |
20 |
6...8 |
3.0... 3,5 |
4,5...5,0 |
0,06 |
0,12 |
30 |
5...7 |
3,0...3,6 |
5,0...5,5 |
0,06 |
0,12 |
40 |
5...6 |
3,5...4,0 |
5,5...6,0 |
0,06 |
0,12 |
50 |
4...5 |
3,5...4,0 |
5,8...6,2 |
0,06 |
0,12 |
60 |
3...5 |
3,5...4,0 |
6,0...6,5 |
0,06 |
0,12 |
70 |
3...4 |
3,5...4,0 |
6,5...7,0 |
0,06 |
0,12 |
80 |
3...3,5 |
3,5...4,0 |
6,4...7,2 |
0,08 |
0,10 |
100 |
2...3 |
3,5...4,0 |
7,2...7,5 |
0,08 |
0,10 |
130 |
1,5...2 |
3,5...4,0 |
7,5...8,5 |
0,08 |
0,10 |
Включив вращение детали, подают ленту из механизма подачи под нижний электрод. В момент касания электрода и ленты включают кнопку "сварка" и прихватывают ленту коротким швом к поверхности детали без подачи сварочных клещей. Окончательную приварку ленты производят с включенной подачей сварочных клещей, соблюдая выбранные режимы.
Таблица 4.46
Режимы наварки металлической ленты к внутренним поверхностям стаканов
Показатели |
Значение |
Сила сварочного тока, КА |
7,80...8,00 |
Длительность, с: |
|
сварочного цикла |
0,12...0,16 |
паузы |
0,08…0,10 |
Скорость сварки, м/мин |
0,50 |
11одача электродов, мм/об |
3,00...4,00 |
Усилие сжатия электродов, кН |
1,70...2,25 |
Расход охлаждающей жидкости, л/мин |
0,50...1,00 |
Сущность наварки порошковых материалов состоит в спекании частиц порошка друг с другом и с металлом детали под действием давления электродов и теплоты, выделяющейся при прохождении сварочного тока большой плотности (1...5 кА/см2).
Таблица 4.47
Оборудование для восстановления деталей наваркой материала
Марка установки |
Назначение |
Привариваемый материал |
Производительность |
Размеры восстанавливаемых деталей, мм |
Толщина привариваемого материала, мм |
Габаритные размеры, мм |
|
диаметр |
длина |
||||||
011-1-02M-"Ремдеталь" |
Восстановление шеек валов, осей всех типов |
Стальная лента, проволока, керамическая и порошковая ленты |
50... 100 деталей в смену |
20...250 |
До 1250 |
0,65...1 |
2730х880х х1280 |
01.11.022 -"Ремдеталь" |
Восстановление крупногабаритных деталей массой до 200 кг |
Стальная спеченная лента, проволока |
До 100 см2 в минуту |
Внутренний 50... 200, наружный -15...350 |
80... 2000 80... 1500 |
0,10...1 |
3500х х1200x 1500 |
011-1.10-"Ремдеталь" |
Восстановление стаканов подшипников |
Стальная лента |
До 60 см2 в минуту |
Внутренний 60... 180, наружный -100... 250 |
100 |
0,2.-1 |
1970х х886х 1280 |
011-1-05-"Ремдеталь" |
Восстановление наружной резьбыMl 4-M20 поверхностей деталей типа "вал" |
Проволока, лента |
Для резьбовых поверхностей 15 |
10...30 |
- |
0,15... 0,5 |
2280х х1020x 1430 |
01.01-095-"Ремдеталь" |
Восстановление шестерен гидронасосов всех модификаций |
Порошковые материалы |
60...80 зубьев шестерен в час |
- |
- |
- |
1600х х600х 2300 |
01.01.187-"Ремдеталь" |
Восстановление наружных цилиндрических поверхностей |
Стальная лента, проволока, порошковые материалы |
60 см2 в минуту |
15...120 |
1000 |
0,15...1 (лентой) и 0,8...2 (проволокой) |
3030х х1160x 1730 |
Наварка порошковых твердых сплавов ПГ-СР2 (60%) + ПИС-3 (40%) или ПН73XI6C3P3 (100%) осуществляется при напряжении на сварочном трансформаторе 4В, длительности импульса 0,14, паузы 0,12 с, давлении в контакте снарочного электрода с деталью 650 МПа. Контактной наваркой порошковых твердых сплавов восстанавливают, например, торцевые уплотнения водяных насосов. После наварки припуск на механическую обработку составляет 0,7…1мм.
Черновая токарная обработка опорного торца выполняется резцом из гексанита – Р при частоте вращения шпинделя 150...200 мин-1, подаче 0,15...0,2 мм/об, глубине резания 0,5...0,9 мм, чистовая – соответственно 400...500 мин-1, 0,02...0,2 мм/об и 0,1...0,5 мм.
Характеристика некоторого оборудования для контактной наварки приведена в табл. 4.47.
Газотермическое напыление. При этом способе расплавленный каким-либо источником теплоты материал распыляется сжатым воздухом и наносится ил подготовленную поверхность детали. При соударении частиц с основой происходит их соединение посредством механического и отчасти металлургического сцепления. В зависимости от применяемого источника теплоты различают газопламенное, электродуговое, плазменное, детонационное, высокочас-имное и электроимпульсное напыление. Если напыляемым материалом является металл, то процесс называют металлизацией. Характеристика основных методов напыления представлена в табл. 4.48.
Таблица 4.48
Техническая характеристика основных методов газотермического напыления
Показатели |
Метод напыления |
|||
газопламенный |
детонационный |
плазменный |
электродуговой |
|
Максимальная температура источника теплоты, °С |
3100 |
3100 |
40000 |
4000 |
Скорость падения наносимых частиц, м/с |
80 |
300 |
100 |
90 |
Время полета частиц от пистолета к детали, с |
0,0025 |
0,0007 |
0,0012 |
0,0028 |
Наибольшее применение для восстановления деталей нашли газопламенное и электродуговое напыление.
При газопламенном напылении порошок расплавляется пламенем газовой горелки. Для упрочнения и восстановления деталей применяются три способа: без оплавления (холодное напыление), с последующим оплавлением с одновременным оплавлением (в технической литературе чаще называют газопорошковой наплавкой). Напыление без оплавления выполняют в две стадии: на предварительно нагретую деталь (50...100°С) наносят подслой, а затем основной (рабочий) слой необходимой толщины. В зависимости, от размера габаритных размеров и материала детали этим способом можно получать покрытия от долей миллиметра до 2мм. Газопламенное напыление без последующего оплавления используют для восстановления деталей без деформации, а также не подвергающихся в процессе эксплуатации знакопеременным нагрузкам, нагреванию до температуры выше 300...350°С.
Наиболее прочное сцепление порошкового материала с основным металлом (деталью) достигается оплавлением покрытия после нанесения его на поверхность детали. После напыления порошков покрытие оплавляют с использованием теплоты ацетилено-кислородного пламени или нагревом токами высокой частоты. Оплавление проводят сразу за напылением. Газопламенное напыление с последующим оплавлением дает возможность восстанавливать детали из чугунов и сталей различных марок при износе на сторону до 1,3...1,8 мм.
Газопламенное напыление с одновременным оплавлением используют для восстановления стальных и чугунных деталей, работающих при знакопеременных и ударных нагрузках, повышенных температурах.
Для обеспечения сцепляемости покрытий с основой (деталью) необходимо тщательно подготовить поверхность детали. Она должна быть очищена от грязи, маслянистых и смолистых отложений. В случае неравномерного износа ее подвергают механической обработке с целью придания правильной геометрической формы. После предварительной механической обработки (черновое шлифование) изношенную поверхность обрабатывают порошком электрокорунда зернистостью 500...800 мкм в струйных камерах. Обработку ведут при давлении сжатого воздуха 0,5...0,6 МПа. Воздух, подаваемый в струйную камеру, должен быть очищен от масла и влаги. Участки деталей, не подлежащие напылению и прилегающие к восстанавливаемой поверхности, защищают кожухами или специальными экранами.
Для газопламенного напыления применяют различные горелки и аппараты (табл. 4.49).
Таблица 4.49
Техническая характеристика оборудования для газопламенного напыления
Показатели |
Аппараты и горелки |
||||||
021-400-000 |
УПТР-1 78М |
ГН-2 |
ГН-2. модернизированная под пропан |
ГАЛ-6 |
УПН-8 |
||
Тип |
Переносной |
Универсальный |
Переносной |
Универсальный |
|||
Давление, МПа: |
|
|
|
|
|
. |
|
кислорода |
0,15... 0,25 |
0,15 |
0,3...0,35 |
0,45 |
0,4...0,5 |
0,4 |
|
ацетилена |
0,025... 0,15 |
0,095 |
0,01 |
- |
0,02... 0,07 |
0,035... 0,5 |
|
пропана |
- |
- |
- |
0,005 |
- |
- |
|
Расход, м3/ч: |
|
|
|
|
|
|
|
кислорода |
0,8...1,0 |
1,75 |
0,8 |
0,7...0,8 |
0,75...1,15 |
2,2 |
|
ацетилена |
0,6...0,8 |
0,95 |
0,6 |
- |
0,7...1,05 |
1,7 |
|
пропана |
- |
- |
- |
0,4...0,5 |
- |
- |
|
Максимальная производительность, кг/ч |
1,6...2,6 |
9,6 |
2,0...3,0 |
1,5…2,5 |
8,0 |
10 |
|
Полезный объем порошкового питателя, л |
0,4 |
0,66 |
0,2 |
0,2 |
10,5 |
2,0 |
|
Размер частиц порошка, мкм |
40...100 |
40...160 |
40...100 |
40...100 |
40...100 |
30... 150 |
|
Масса, кг |
2,6 |
1.3 |
1,0 |
1,0 |
1,53 |
17 |
|
Технологические режимы восстановления деталей типа "вал" газопламенным напылением порошковыми материалами
Без оплавления |
|
Давление, МПа: |
|
кислорода |
0,34…0,45 |
ацетилена |
0,03…0,05 |
Расход, л/ч: |
|
кислорода |
800…1000 |
ацетилена |
600…800 |
Частота вращения детали, мин-1 |
50...250 |
Дистанция напыления, мм |
150...250 |
Продольная подача аппарата, мм/об |
3...4 |
Расход порошка, кг/ч |
2,5...3,0 |
С одновременным оплавлением |
|
Давление, МПа: |
|
кисцорода |
0,3…0,45 |
ацетилена |
не менее 0,1 |
Расход: |
|
кислорода, л/ч |
350…600 |
ацетилена, л/ч |
350...600 |
порошка, кг/ч |
2,5...3,5 |
Грануляция порошка, мкм |
40...100 |
Расстояние между горелкой и поверхностью, мм: |
|
при напылении |
12….25 |
оплавлении |
6...10 |
Характерные дефекты покрытий и способы их устранения даны в табл. 4.50.
Таблица 4.50
Характерные дефекты покрытий и способы их устранения
Методы напыления |
Дефекты |
Вероятная причина возникновения |
Способ устранения |
Без оплавления и с оглавлением |
На поверхности детали при предварительном подогреве появляются масляные пятна |
Полностью не удалено старое масло из смазывающих каналов и отверстий |
Деталь подогревать до тех пор, пока не выгорит все масло |
Покрытие отделяется от детали в процессе напыления |
1. Плохо обезжирена поверхность |
Удалив полностью покрытие, снова провести напыление, соблюдая технологические указания |
|
2. Недостаточный предварительный подогрев |
|||
1. Не нанесен подслой, осуществляющий микросварку |
|||
2. Медленное перемещение аппарата, перегрев покрытия |
|||
Медленное перемещение аппарата, перегрев покрытия |
|||
Недостаточный предварительный подогрев |
|||
Очень медленное перемещение аппарата при напылении, перегрев покрытия |
При электродуговом напылении (металлизации) металл расплавляется электрической дугой, распыляется на мелкие частицы и наносится на подготовленную поверхность детали сжатым воздухом. Технологический процесс восстановления деталей этим способом включает в себя подготовку проволоки и деталей, напыление их поверхности, очистку после напыления и механическую обработку, пропитку покрытия маслом, контроль качества покрытия.
Стальная высокоуглеродистая проволока для нанесения основного слоя должна быть очищена от консервационной смазки и других, загрязнений, под вергиута отжигу при температуре 800...850°С в течение (1...1,5 ч, после охдаждения обработана в растворе серной кислоты (75 г на 1л воды) при температуре 70…80°С в течение 1 ч, промыта в проточной воде и просушена.
Восстанавливаемую поверхность очищают от масел и оксидов. Для удаления оксидной пленки и придания поверхности шероховатости применяют один из следующихспособов:
− струйная обработка корундом деталей типа "вал" с твердой термообработанной поверхностью;
− нарезание резьбы с последующей струйно-корундовой обработкой;
− дробеструйная обработка.
Процесс напыления включает в себя нанесение подслоя проволокой Х20-Н80 или Х18Н10Т толщиной 0,15 мм на сторону и основного слоя проволокой У-10; А-75; Нп-105Х, 40X15 и другими 0 1,5...2,5 мм.
Режимы металлизации при нанесении подслоя и основного слоя одинаковы: дистанция металлизации 120 мм; напряжение для алюминиевой проволоки 25 В, стальной − 30...40, нержавеющей стали − 30...40, меди − 32...35, цинка − 20, латуни − '25 В; сила тока зависит от металла проволоки, ее диаметра и скорости подачи и колеблется для указанных материалов в пределах от 32 до 530 А; давление воздуха 0,5...0,7 МПа; допустимый угол наклона оси факела к поверхности детали для стали и чугуна 60, алюминия и меди 70 град; смещение выше центра на 4...10 мм.
Скорости вращения детали, перемещения металлизатора в зависимости от се диаметра, частота колебания металлизатора даны в табл. 4.51.
Таблица 4.51
Режимы работы металлизатора
Диаметр детали, мм |
Частота вращения шпинделя, мин-1 |
Продольная подача (перемещение металлизатора), мм/об |
Частота колебаний, мин-1 |
10...30 |
160...130 |
12...15 |
11. .13 |
30...100 |
120...60 |
14...7 |
13...7 |
100...300 |
50...20 |
6...3 |
6…3 |
Температура металлизационного покрытия не должна превышать 100°С, чтобы не вызывать появления больших внутренних напряжений, образования трещин и отслоения покрытия, поэтому нанесение основного слоя необходимо вести с перерывами, чтобы дать возможность детали остыть.
Допускается наносить покрытия колеблющимся металлизатором, выдерживая угол наклона оси факела, указанный выше.
Коэффициент использования стальной проволоки при металлизации деталей и нормы ее расхода приведены в табл. 4.52.
Таблица 4.52
Нормы расхода проволоки
Диаметр детали, мм |
Коэффициент использования металла |
Норма расхода, г/пог, м |
||
толщина слоя, мм |
||||
0,15 |
1,0 |
2 |
||
20 |
0,21 |
266 |
2000 |
4000 |
20 |
0,45 |
180 |
1378 |
2755 |
40 |
0,51 |
210 |
1608 |
3216 |
50 |
0,56 |
250 |
1821 |
3643 |
60 |
0,59 |
285 |
2068 |
4135 |
80 |
0,62 |
370 |
3061 |
5226 |
100 |
0,66 |
430 |
2613 |
6121 |
120 |
0,68 |
510 |
3559 |
7118 |
150 |
0,70 |
620 |
4314 |
8629 |
После напыления очистку поверхностей стальных и чугунных деталей производят дробеструйной обработкой с помощью дробеструйных камер, пистолетов для дробеструйной обработки и стальной или чугунной дроби размером 1,2...1,4 мм при давлении воздуха 0,5..0,6 МПа, скорости вращения детали (линейной) 2,6 м/мин, скорости продольной подачи 3...5 мм/об, дистанции обработки 80...100 мм.
Электродуговое напыление применяют также для противокоррозионной защиты труб и металлоконструкций. Для этого используют алюминиевую проволоку АД-1, АМ61, АМгЗ, AT, АПТ 0 1,5...2,5 мм. Нормы ее расхода в зависимости от диаметра труб при толщине покрытия 300...350 мкм приведены в табл. 4.53.
Таблица 4.53
Нормы расхода алюминиевой проволоки
Внутренний диаметр трубы, мм |
Норма расхода проволоки |
|
кг/м2 покрытия |
кг/пог м трубы |
|
15 |
4,0 |
0,188 |
20 |
3,1 |
0,179 |
25 |
2,3 |
0,166 |
32 |
1,5 |
0,150 |
40 |
1,2 |
0,147 |
50 |
0,95 |
0,149 |
65 |
0,80 |
0,160 |
100 |
0,75 |
0,215 |
150 |
0,75 |
0,294 |
Для электродугового напыления используют электрометаллизаторы, комплекты оборудования и специальные установки (табл. 4.54, 4.55, 4.56).
Таблица 4.54
Техническая характеристика электрометаллизаторов
Показатели |
ЭМ-12М |
ЭМ-14* |
ЭМ-14М |
ЭМ-15 |
Тип |
Стацинарный |
Переносной |
Переносной |
Стационарный |
Производительность при распынии(ПР=100%), кг/ч: |
|
|
|
|
алюминия |
До 14 |
До 8 |
До 12,5 |
До 25 |
цинка |
До 45 |
До 30 |
До 32 |
До 65 |
стали |
До 45 |
До 10 |
До 10 |
|
Диаметр распыляемой проволоки, мм |
1,5...2,5 |
1,5...2,0 |
1,5...2,0 |
2...3 |
Скорость подачи проволоки, м/мин |
3,8...14,2 |
1...12 |
2...12 |
1...14 |
Наибольший расход сжатого воздуха, м3/ч |
150 |
90 |
90...150 |
150 |
Рабочее давление сжатого воздуха, МПа |
0,5...0,6 |
0,5...0,6 |
0,5...0,6 |
0,5...0,6 |
Рабочий ток, А |
До 500 |
До 320 |
До 400 |
До 800(при ПР=60%) |
Напряжение, В: |
|
|
|
|
дуги (рабочее) |
17...35 |
17...40 |
17...44 |
17...35 |
питающей сети |
380 |
380 |
380 |
380 |
Частота, Гц |
50 |
50 |
50 |
50 |
Мощность: |
|
|
|
|
дуги, кВт |
До 16 |
До 14 |
До 16 |
До 25 |
электродвигателя привода, Вт |
120 |
- |
- |
160 |
Габаритные размеры (не более), мм |
525x295x 200 |
230x108x 220 |
230x133x 220 |
520x175x 224 |
Масса, кг: |
|
|
|
|
металлизатора |
18,2 совмещенные |
2,2 |
2,3 |
15 |
пульта управления |
5,2 |
- |
- |
31,5 |
*Модель снята с производства.
Таблица 4.55
Техническая характеристика комплектов оборудования КДМ-1 и КДМ-2
Показатели |
КДМ-1 |
КДМ-2 |
Производительность при распылении, кг/ч: |
|
|
цинка |
До 25 |
До 32 |
алюминия |
До 7,5 |
До 12,5 |
стали |
До 9 |
До 10 |
Диаметр распыляемой проволоки, мм |
1,5...2 |
1,5...2 |
Скорость подачи проволоки, м/мин |
1...12 |
2...12 |
Наибольший расход сжатого воздуха, м3/ч |
84 |
|
Рабочее давление сжатого воздуха, МПа |
0,5...0.6 |
0.5...0,6 |
Рабочий ток, А |
До 315 |
400 |
Рабочее напряжение дуги, В |
17...40 |
17...44 |
Напряжение питающей сети, В |
380 |
380 |
Потребляемая мощность, кВт |
До 13 |
До 25 |
Габаритные размеры, мм |
1045x875x1330 |
1330x710x1390 |
Масса, кг |
326 |
Не более 470 |
Комплект поставки: |
|
|
электрометаллизатор |
ЭМ-14 (1 шт.) |
ЭМ-14М(2шт.) |
выпрямитель |
ВДГ-301 |
Тимез-500 |
воздушный фильтр |
ДВ-41-16 |
ДВ-41-16 |
стойки с кассетами |
+ |
+ |
наушники, защитные очки |
+ |
+ |
респиратор |
+ |
+ |
запасные части |
+ |
+ |
Таблица 4.56
Техническая характеристика установок для
электродугового напыления
Показатели |
УД-609.01 "Ремдеталь" |
УД-609.10 "Ремдеталь" |
Назначение |
Для нанесения покрытии на детали типа "вал" |
Для нанесения покрытии на плоские детали |
Производительность, кг/ч |
До 10 |
18,8 (сталь) 12 (алюминий) 40 (цинк) |
Рабочее напряжение, В |
24...36 |
17...40 |
Ток, А |
240...310 |
50...400 |
Частота вращения детали, мин-1 |
80 |
- |
Диаметр применяемых проволок, мм |
1,6...2 |
1,5...2 (сталь) |
Расход сжатого воздуха, м3/ч |
120 |
До 150 |
Рабочее давление сжатого воздуха, МПа |
0,5...0,6 |
0,3...0,6 |
Максимальная толщина покрытия, мм |
5 |
- |
Максимальные размеры восстанавливаемых деталей, мм: |
|
|
длина |
2500 |
600 |
диаметр (ширина) |
400 |
450 |
Занимаемая площадь, м2 |
9 |
6 |
Габаритные размеры, мм |
2620x760x1600 |
1420x760x1600 |
Масса комплекта, кг |
700 |
600 |
Основными способами обработки покрытий, полученных электродуговым напылением, являются токарная обточка и шлифование. Токарная обработка покрытий проводится резцами с пластинами из твердых сплавов, стальных покрытий – с охлаждением. Режимы токарной обработки покрытий – в табл. 4.57.
Таблица 4.57
Режимы токарной обработки покрытий
Материал покрытия |
Скорость резания, м/мин |
Подача, мм/об |
Глубина резания, мм |
Сталь 10 |
20...30 |
0,2...0,3 |
0,5...1,0 |
Среднеуглеродистая сталь |
15...20 |
0,2...0,3 |
0,4...0,7 |
Сталь 50 |
9...12 |
0,1...0,2 |
0,3...0,5 |
Алюминий |
50... 60 |
0,5...1,0 |
0,8...1,2 |
Псевдосплавы: |
|
|
|
содержащие сталь |
35...40 |
0,1...0,4 |
0,2...0,5 |
без стали |
60... 70 |
0,1...0,4 |
0,3...1,5 |
При высокой твердости покрытий и небольших припусках на обработку целесообразно применять шлифование без предварительной токарной обработки. Для этого можно использовать корундовые круги на мягкой основе, например, М60СМ, Э60СМ и др.
Режимшлифования: окружная скорость шлифовального круга – 10…30 м/с, детали 6…15 при предварительном и 3…6м/с при окончательном шлифовании. Глубина обработки 0,01...0,03 при предварительном и 0,008....0,01 мм при окончательном шлифовании. Несоблюдение этих режимов, сильный прижим круга и недостаточно интенсивное охлаждение могут вызвать в покрытии сетку шлифовальных трещин.
Широкими технологическими возможностями обладает плазменное напыление, которое позволяет наносить тугоплавкие и композиционные покрытия (температура плазмы 30000°С и более). Для ее осуществления выпускаются специальные установки УПУ-3, УМП-5, УМП-6.
При газотермическом напылении используют различные порошковые материалы: на основе никеля и титана (10 марок с индексами А.01...А.10 – ПН70Ю30, ПН55Т45, ПТ65Ю35, ПН75Ю23В и др.), коррозионно-стойкие стали и сплавы (6 марок с индексами Б.01...Б.06 − ПРХ18Н9, ПР-06Х-Н28МДТ, ПР-Х20Н80 и др.); самофлюсующиеся сплавы (16 марок с индексами В.01...В.16 − ПР-Н80Х13С2Р, ПР-Н67Х18С5Р4, ПГ-СР2, ПГ-СРЗ, ПГ-СР4 и др.); инструментальные и конструкционные стали (16 марок с индексами Г01...Г.16 − ПР-10Р6М5, ПР-РОМ6ФЗ, ПР-Х12МФ, ПР-Х5, ПР-Н10 и др.); высокоуглеродистые легированные стали (11 марок с индексами-Д.01...Д. 11 − ПГ-С27, ПГ-ФБХ6-2, ПГ-Х18ФНМ, ПР-ХЗОСРНД и др.); жаростские сплавы (11 марок с индексами Ж.01...Ж.11 − ПКХ25Н10Ю10, ПХ25Ю6, ПР-КХ30Н2ВС и др.); композиционные порошки (ПТ-Ю5Н, ПТ-ЮХ15СР2 и др.); механические смеси (ПС-85КХ + 15Х20Н80 и др.).
Порошки на основе никеля и титана, коррозионно-стойкие стали и сплавы инструментальные и конструкционные стали, высокоуглеродистые легированные и жаростойкие сплавы наносят плазменным напылением и наплавкой, самофлюсующиеся порошки и механические смеси – газопламенным и плазменным напылением, композиционные порошки – газопламенным напылением без оплавления.