3. Индивидуальное задание

В ремонтной практике применяются следующие основные способы восстановления изношенных деталей: механическая и слесарная обработка, сварка, наплавка, металлизация, хромирование, никелирование, осталивание, склеивание, упрочнение поверхности деталей и восстановление их формы под давлением. Как правило, после восстановления детали одним из способов ее подвергают механической или слесарной обработке, что необходимо для восстановления посадок сопряженных деталей, устранения овальности или конусности их поверхностей, обеспечения требуемой чистоты обработки.

Свариваемость металлов

Сваркой называют технологический процесс получения неразъемных соединений твердых металлов посредством установлении межатомных связей между свариваемыми деталями при их местном нагреве, или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого. Процесс сварки — это комплекс нескольких одновременно протекающих процессов, основными из которых являются: тепловое воздействие на металл в околошовных участках, плавление, металлургические процессы, кристализация металла шва и взаимная кристаллизация металлов в зоне давления.

Наплавка — разновидность сварки, представляет собой процесс нанесения слоя металла на поверхность детали.

Под свариваемостью металлов понимают способность материалов образовывать сварное соединение, свойства которого близки к свойствам основного материала. Свариваемость металлов рассматривают с технологической и физической точек зрения.

Отношение металла к конкретному способу сварки и режиму принято считать технологической свариваемостью. Физическая свариваемость определяется процессами, протекающими в зоне давления свариваемых металлов, в результате которых образует - неразъемное сварное соединение.

По свариваемости стали подразделяют на четыре группы: первая - хорошо сваривающиеся стали; вторая - удовлетворительно сваривающиеся; третья - ограниченно сваривающиеся; четвертая - плохо сваривающиеся стали.

Основные признаки, характеризующие свариваемость ста­да, склонность к образованию трещин и механические свойства сварного соединения.

Ручная электродуговая сварка и наплавка

При электродуговой сварке и наплавке источником теплоты яв­ляется сварочная дуга — устойчивый электрический разряд в иони­зированной смеси газов и паров материалов. Этот способ характе­ризуется ручным выполнением двух основных рабочих движений — подачи электрода и перемещения дуги относительно детали.

Дугу возбуждают двумя способами: прикосновением торца элек­трода к детали с последующим его отводом на расстояние 3...4 мм или быстрым боковым движением электрода также с последую­щим отводом. В процессе наплавки одновременно с подачей элек­трода (если он плавящийся) ему сообщают поступательное движе­ние вдоль оси шва (валика) и, кроме того, поперечно-колебатель­ное движение в случае необходимости получения уширенного валика .

В зоне электродуговой наплавки и сварки происходят: плавление металла, перенос электродного или присадочного металла, обра­зование сварочной ванны с зоной термического влияния, кристал­лизация сварочной ванны и фазовые изменения в зоне термичес­кого влияния.

Положение электрода при сварке и наплавке зависит от поло­жения шва в пространстве. Различают следующие положения швов: нижнее , вертикальное и горизонтальное на вер­тикальной плоскости , потолочное.

При сварке в нижнем положении электрод имеет наклон от вертикали в сторону направления сварки. При отсутствии поперечных колебательных движений конца электрода ширина валика равна (0,8...1,5) электрода. Такие швы (или валики) называют узкими, или ниточными. Их применяют при сварке тонкого металла и при наложении первого слоя в мно­гослойном шве.

В зависимости от длины различают короткие (250...300 мм), средние (350... 1000 мм) и длинные (более 1000 мм) швы.

В зависимости от размеров сечения швы выполняют однопро­ходными, или однослойными, многопроходными, или много­слойными.

При дуговой сварке и наплавке применяют неплавящиеся, пла­вящиеся электроды и некоторые другие вспомогательные матери­алы (активные или неактивные флюсы, защитные газы и газовые смеси).

Электроды классифицируют по следующим признакам: мате­риалу, из которого они изготовлены; назначению для сварки оп­ределенных сталей; толщине покрытия, нанесенного на стержень; видам покрытия и шлака, образующегося при расплавлении по­крытия; техническим свойствам металла шва; допустимым про­странственным положениям сварки или наплавки; роду и поляр­ности применяемого при сварке или наплавке тока.

Электроды для сварки обозначают буквой Э с двухцифровым числом через дефис. Число показывает прочность сварочного шва на растяжение. Электроды для наплавки обозначают буквами ЭН и числом, которое указывает гарантированную твердость наплав­ленного материала. Каждому типу электродов соответствует не­сколько их марок, различающихся видом и составом покрытий. По ГОСТ 10051—75 установлено 44 типа электродов. Для сварки и наплавки деталей применяют электроды с покрытиями.

По толщине покрытия в зависимости от отношения диаметра электрода к диаметру стержня D/d электроды изготовляют: с тонким покрытием (D/d < 1,20) —М; со средним покрытием (1,20 < D/d< 1,45) — С; с толстым покрытием (1,45 < D/d< 1,80) — Д, с особо толстым покрытием (D/d > 1,80) — Г.

Общее назначение электродных покрытий — обеспечение ста­бильности горения сварочной дуги и получение металла шва с за­ранее заданными свойствами (прочность, пластичность, ударная вязкость, стойкость против коррозии и др.). Стабильности горе­ния сварочной дуги достигают снижением потенциала ионизации воздушного промежутка между электродом и свариваемой дета­лью. Покрытия выполняют следующие функции:

В зависимости от вида свариваемых материалов электроды де­лят на группы для сварки: У — углеродистых сталей; Л — легиро­ванных конструкционных сталей; Т — легированных теплоустой­чивых сталей; В — высоколегированных сталей с особыми свой­ствами, а также Н — для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами.

По допустимым пространственным положениям свариваемого шва электроды обозначают: 1 — для всех положений; 2 — для всех положений, кроме вертикального сверху вниз; 3 — для нижнего, горизонтального на вертикальной плоскости и вертикального снизу сверх; 4 —для нижнего.

По роду и полярности применяемого тока, а также по номи­нальному напряжению холостого хода источника питания свароч­ной дуги переменного тока электроды маркируют: 0 — только для постоянного тока обратной полярности; 1, 2 и 3 —для напряже­ния холостого хода переменного тока 50 + 5 В; 4, 5 и 6 — то же для напряжения 70 + 10 В; 7, 8 и 9 — то же для-напряжения 90 ± 5 В.

Условное обозначение электрода состоит из обозначения мар­ки электрода, его типа, диаметра стержня, типа покрытия:

Э46А-УОНИ-13/45-3,0-УД2 Е-432(5)-Б10

Расшифровывают его следующим образом: Э46А (Э — электрод сварочный, 46 — минимальный гарантируемый предел прочности металла шва на растяжение 460 МПа, А — гарантируется получение повышенных пластических свойств металла шва); УОНИ-13/45 — марка электрода (3,0 —диаметр стальной проволоки, мм; У — электроды для сварки углеродистых и низколегированных сталей; Д2 — с толстым покрытием второй группы); Е-432(5) характеризу­ет наплавленный металл шва [43 — временное сопротивление раз­рыву 430 МПа, относительное удлинение > 2 % и (5) — ударная вязкость > 34,5 Дж/см² при температуре 40 °С]; Б — основное по­крытие; 1 — для сварки во всех пространственных положениях; О — на постоянном токе обратной полярности.

Режимы ручной дуговой сварки и наплавки определяются диа­метром электрода и скоростью его перемещения вдоль шва, на­пряжением на дуге, значением сварочного тока и его родом, по­лярностью.

Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины сва­риваемого металла, типа сварного соединения, положения шва в пространстве, размеров детали, состава свариваемого металла. При сварке встык металла толщиной до 4 мм применяют элект­роды диаметром, равным толщине свариваемого металла, а боль­шей толщины — электроды диаметром 4...8 мм при условии обес­печения провара основного металла. В многослойных стыковых швах первый слой выполняют электродом диаметром 3...4 мм, а последующие слои — электродами большего диаметра. Сварку в вертикальном положении проводят электродами диаметром не более 5 мм. Потолочные швы выполняют электродами диамет­ром до 4 мм.

Силу сварочного тока выбирают в зависимости от марки и диа­метра электрода, при этом учитывают положение шва в простран­стве, вид соединения, толщину и химический состав свариваемого металла. При учете всех указанных факторов необходимо стре­миться работать на максимально возможной силе тока.

В качестве оборудования для ручной сварки и наплавки приме­няют сварочные трансформаторы, преобразователи, выпрямители и передвижные агрегаты с двигателем внутреннего сгорания.