3. Восстановление работоспособности судовых машин и механизмов сваркой и наплавкой.

Электродуговая ручная сварка и наплавка. При проектирова­нии технологического процесса сварки или наплавки прежде всего определяют исходные данные: толщину свариваемого изделия, мар­ку материала, свариваемость, необходимые механические и другие свойства сварного шва или наплавленного металла. Выясняются также особые требования по сварке этого изделия по Правилам Регистра СССР или других нормативных источников.

Для сварки и наплавки на переменном токе применяются сва­рочные трансформаторы, а на постоянном токе — преобразователи или сварочные выпрямители и др.

Чугун является плохо свариваемым материалом из-за высоко­го содержания углерода. Низкие пластические свойства чугунов способствуют образованию трещин в околошовных зонах. Выгора­ние углерода и быстрое охлаждение места сварки приводит к отбе­ливанию, в результате этого повышается твердость и затрудняется обработка. Быстрый переход из твердого состояния в жидкое прак­тически исключает возможность сварки так называемых потолочных швов. Интенсивное выгорание углерода вызывает большую пори­стость сварных швов и наплавленных слоев. Такие особенности сварки чугунов требуют применения специальных приемов и спосо­бов сварки. Сварка и наплавка чугунных деталей может произво­диться холодным способом или с нагревом до температуры 300... 400°С (горячий способ).

Холодная сварка стальными электродами применяется только для деталей неответственных, малых размеров и не требующих дальнейшей механической обработки. Слой имеет низкую механиче­скую прочность и большую пористость. Стальные электроды со спе­циальными покрытиями используют для чугунных деталей неслож­ной формы, работающих при малых статических и динамических на­грузках.

Чугунные электроды из чугунов марки А и Б отливаются в виде прутков. Для защиты шва и раскисления необходимы флюсы. Сварка ведется на постоян­ном токе обратной полярности.

Медные электроды для сварки чугуна имеют стальную низкоуг­леродистую оболочку или специальное защитное покрытие из смеси порошков титановой руды, феррокремния, алюминия, графита, пла-^х викового шпата и мрамора.

Полугорячая и горячая сварка и наплавка чугунов обеспечи­вают более равномерную структуру шва, уменьшают склонность к образованию трещин и пористость. Подогрев деталей осуществляет­ся в электрических печах, газовыми горелками и другими способа­ми. Необходимо обеспечивать равномерность нагрева, а после на­плавки или сварки — медленное охлаждение детали.

Ручная газовая сварка н наплавка. Производительность газо­вой сварки меньше, чем дуговой. Газовая сварка может применять­ся для восстановления деталей из любых сплавов. Она имеет пре­имущество перед дуговой сваркой при восстановлении деталей ма­лых сечений и габаритов или при наплавке слоев малой толщины. Колебания толщины наплавленного слоя составляют 0,25...0,5 мм. Восстановление стальных деталей может производиться как с флю­сами, так и без них. Для восстановления деталей из чугуна и цвет* ных сплавов обязательно применяются флюсы.

Наиболее широко используется ацетилено-кислородная сварка, наплавка и резка металлов. Для судовых условий ремонта газы (ацетилен и кислород) поставляются в стальных баллонах. На су­доремонтных заводах применяются и другие горючие газы: водо­род, пропан-бутановая смесь и пары керосина.

Механизированные способы наплавки и сварки металлов. Произ­водительность автоматической дуговой наплавки под флюсом в 5... 20 раз выше производительности ручной дуговой наплавки. Обеспе­чивается высокое качество наплавленного металла и экономия электроэнергии и материалов. Для наплавочных процессов исполь­зуются одноэлектродные, многоэлектродные сварочные головки, универсальные сварочные тракторы, шланговые автоматы и полуавтоматы. Электродами и присадоч­ными материалами служат тянутая, порошковая проволока и лен­та. Материалы электрода и флюса согласуются между собой и под­бираются в зависимости от материала детали и необходимых по­верхностных свойств.

При автоматической наплавке под флюсом деталь прогревается на большую глубину, поэтому для снижения остаточных напряже­ний и деформаций рекомендуется предварительный подогрев дета­лей или последующая термическая обработка.

При вибродуговой наплавке конструкция сварочной головки обеспечивает вибрацию конца электрода, благодаря этому электрическая дуга прерывается с частотой его вибрации. Глубина проплавления получается меньшей, чем при автоматической наплав­ке. Для получения высокой твердости наплавленного слоя и стаби­лизации процесса горения дуги применяют охлаждающие жидко­сти, содержащие ионизирующие элементы, например, 6%-ный раст­вор кальцинированной соды. Уменьшение остаточных напряжений и деформаций достигается последующей термической или термомеха­нической обработкой. Вибродуговая наплавка может также осу­ществляться в воздушной среде, под слоем флюса или в среде за­щитных газов. Лучшее качество наплавленного слоя получается при работе на постоянном токе обратной полярности.

Сварка и наплавка в среде защитных газов. Сварка может быть ручной, полуавтоматической и автоматической с применением пла­вящихся или неплавящихся (вольфрамовых) электродов. Газы по­даются по­даются в зону горения дуги и защищают расплавленный металл от воздуха, поэтому отпадает необходимость в использовании флюсов, В качестве защитных газов применяются аргон, оксид углерода и азот.

Аргонодуговая сварка используется для деталей, из­готовленных из чугуна легированных сталей и любых цветных сплавов, а также для разнородных металлов и сплавов. Для ручной сварки вольфрамовым электродом выпускаются газоэлектрические горелки.

Сварка и наплавка в оксиде углерода исполь­зуются в основном для деталей, изготовленных из углеродистых и легированных сталей, Оксид углерода оказывает некоторое окисли­тельное воздействие на расплавленный металл, поэтому в составе электродной проволоки должно быть повышенное содержание рас-кислителей: кремния, марганца и др. Для сварочных работ с окси­дом углерода выпускаются специальные газоэлектрические горелки и полуавтоматы. Лучшие результаты по качеству наплавки и сварки получаются на постоянном токе обратной полярности. Жидкая углекислота хранится в стальных баллонах вместимостью 40 л,

А з о т н о-д у говая сварка и наплавка применяются для деталей, изготовленных из меди и медных сплавов, так как по отношению к ним азот является инертным газом. Сварочное обору­дование аналогично применяемому при аргонодуговой сварке. При ручных процессах присадочный материал имеет флюсовые покры­тия. Вольфрамовые электроды содержат около 1% тория. Азот хра­нится в стальных баллонах под давлением 15 МПа.

Плазменная сварка и наплавка. Она дает высокое качество вос­становленных слоев и соединений с применением тугоплавких, в том числе керамических материа­лов. Плазменный процесс обла­дает значительно большей произ­водительностью, чем сварочные процессы в защитных газах, дает меньшую величину зон термиче­ского влияния в наплавленных слоях и снижает расход газов.