Меню Рубрики

Механизированная сварка и наплавка в среде защитных газов

Сварка и наплавка деталей в среде защитного газа

Сварка и наплавка деталей в среде защитных газов. Ду­говая сварка и наплавка в среде защитных газов нашла широ­кое применение при ремонте машин благодаря ее техническим и экономическим преимуществам. Особенность этого вида свар­ки и наплавки заключается в том, что в зону горения дуги по­дается защитный газ, который вытесняет воздух и защищает расплавленный металл от воздействия кислорода и азота воз­духа. Технологическими преимуществами является простота процесса сварки (наплавки), возможность автоматической и полуавтоматической сварки швов, находящихся в различных пространственных положениях, и наблюдения за процессом свар­ки, отсутствие необходимости очищать от шлака наплавленный слой, что важно при многослойной наплавке, и др.

В качестве защитных газов используют аргон и гелий (для сварки всех металлов), азот (для сварки меди и ее сплавов), уг­лекислый газ (для сварки стали и чугуна). Наибольшее распро­странение при ремонте машин получили сварка и наплавка в уг­лекислом газе, как наиболее простой и экономичный способ.

Сварку в среде углекислого газа применяют при ремон­те деталей и конструкций из тонколистовой стали при завар­ке трещин, приварке заплат (ремонт кабин, кузовов, облицов­ка и т.д.). Сварка в углекислом газе осуществляется полу­автоматическим способом, при котором механизированы опе­рации подачи электродной проволоки и газа.

Наплавку в среде углекислого газа применяют при вос­становлении деталей цилиндрической формы диаметром бо­лее 10 мм, при устранении дефектов резьбы, заварке шпоноч­ных пазов, наплавке изношенных шлицевых валов и т.д.

Электродная проволока. При высокой температуре угле­кислый газ диссоциирует с образованием активных атомов кислорода и окиси углерода, обладающих высокими окисли­тельно-восстановительными свойствами. Присутствие атомов кислорода приводит к окислению (выгоранию) углерода и легирующих элементов, входящих в состав сварочной прово­локи и основного металла. Окисленный углерод (окись уг­лерода) при кристаллизации сварочной ванны стремится выделиться из нее. Однако процесс кристаллизации идет настолько быстро, что газы частично остаются в металле в виде пор.

Необходимая твердость наплавленного металла достига­ется за счет применения соответствующей наплавочной про­волоки. При наплавке деталей из сталей 30, 40, 45 проволо­кой Св-08Г2С, СвЮГС, Св-10ХГ2С твердость наплавленного металла находится в пределах НВ 200 — 250. Наплавка де­талей из тех же сталей проволокой Св-18ХГСА, Нп-ЗОХГСА обеспечивает твердость НВ 300 — 350, а после закалки — HRC3 42—45. При сварке и наплавке в среде углекислого газа при­меняют также порошковые проволоки ПП-AHtO, ПП-АН21, ПП-АН22, ПП-АН54 и др.

Оборудование. Для сварки в среде углекислого газа при­меняют полуавтоматы с подачей проволоки через шланг (шлан­говые полуавтоматы) А-825М, ПДГ-308УЗ, ПДГ-502УЗ и др. Полуавтомат (состоит из источника питания (сва­рочного выпрямителя) с пультом управления, механизма подачи проволоки, газоэлектрической горелки. В комп­лект входит баллон с углекислотой, подогреватель газа, осушитель, редуктор, расходомер газа и газоэлектричес­кий клапан.

Режимы сварки и наплавки. Наплавка в среде углекис­лого газа ведется на постоянном токе обратной полярности. Режимы наплавки приведены в табл. 5.4. Вылет электрода принимают в пределах 8—15 мм. Увеличение вылета приводит к ухудшению защиты расплавленного металла из-за уда­ления сопла от поверхности детали, что может привести к образованию пор. Уменьшение вылета ведет к забрызгива- нию сопла и подгоранию наконечника мундштука. Шаг на­плавки принимают (2—3)ds. Расход углекислого газа уста­навливают в пределах 6 — 8 л/мин. С увеличением скорости наплавки и вылета электрода увеличивают расход газа.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

источник

Сварка и наплавка в защитных газах

Сущность способа сварки и наплав­ки в защитных газах. В зону горения дуги под небольшим давлением пода­ют газ, который вытесняет воздух из этой зоны и защищает сварочную ванну от кислорода и азота воздуха. В зависимости от применяемого газосварку в защитных газах разделя­ют на сварку в активных и инертных газах (рис. 7.7), Сварку (наплавку) в защитных газах ведут как плавящим­ся, так и неплавящимся электродом. В первом случае металл электрода плавится и участвует в образовании сварного шва. При сварке неплавя­щимся электродом (обычно вольфра­мовым) металл электрода не плавит­ся и с металлом шва не реагирует, а присадочный материал вводят в зону дуги отдельно. Сварку неплавящим­ся электродом широко применяют при восстановлении деталей из алю­миния и его сплавов. Наибольшее распространение при восстановлении автомобильных де­талей получили сварка и наплавка в среде углекислого газа и аргона.

Сварка и наплавка деталей в среде углекислогогаза. Сварка (наплавка) в углекислом газе — это способ свар­ки плавящимся электродом с защи­той сварочной ванны от воздуха угле­кислым газом. Сварка в углекислом газе голой, сплошной проволокой от носится к самым дешевым способам сварки углеродистых и низколегиро­ванных деталей. Поэтомупо объему производства она занимает первое место среди механизированных спо­собов сварки плавлением.

При сварке в среде углекислого га­за (рис. 7.8) из сопла горелки, охваты­вающего поступающую в зону горе­ния дуги электродную проволоку, вы­текает струя газа, достаточная для оттеснения воздуха от реакционной зоны сварки. Защитные свойства струи зависит от физических свойств газа, в частности, от соотношения его плотности к плотности воздуха, Плотность углекислого газа доста­точно высокая, приблизительно в 1,5 раза больше плотности воздуха что позволяет обеспечить защиту реак­ционного пространства дуги от воздуха при относительно небольших рас­ходах газа в струе. Исследованиями установлено, что расход, газа в объё­ме 10л/мин уже обеспечивает доста­точную защиту реакционного про­странства.

Однако в процессе сварки углекис­лый газ, попавший в зону горения ду­ги, диссоциирует:2СО2=2С0+О2.

Поэтому сварка уже происходит не в чистом углекислом газе, а в равно­весной смеси газов СО2, СО и О2. Ко­личественное соотношение объемов N этих газов зависит от температуры (рис. 7.9). Из рис. 7.9 видно, что при температурах Т капель металла (приблизительно 2600 — 2800 К) со­держание кислорода в продуктах диссоциации углекислого газа только несколько меньше, чем в атмосфере воздуха. Следовательно, при сварке в среде углекислого газа обеспечива­ется практически полная защита расплавленного металла от азота воздуха. Однако сохраняется Почти такой же окислительный характер газовой смеси, каким бы он был при сварке голой электродной проволо­кой в атмосфере воздуха.

Таким образом, при сварке в среде СО2 необходимо предусматривать меры по раскислению наплавляемо­го металла. Раскисление можно проводить двумя методами: специальной обработкой металла шлаком в ре­зультате дополнительного введения флюса; применением электродной проволоки, в состав которой входят хорошие раскислители.

В практике сварочно-наплавочных работ распространение получил вто­рой способ. В основном при сварке в среде СО2 в качестве раскислителей используют кремний (0,6— 1,0 %) и марганец(1 — 2 %).

При использовании таких элект­родных проволок диаметром около 2 мм в наплавленном металле конечное содержание кислорода составляет 0,03 — 0,05 %, при содержании 0,3 — 0,4 % кремния и 1 % марганца. Та­ким образом, потеря кремния состав­ляет в среднем 0,8 — 0,35 = 0.45 %; а марганца 1,7—1,0 = 0,7%. Если пренебречь потерями на испарение, то расчетное количество раскислите­лей может связать кремний в SiO2 =

=0,5 %О2 и марганец в МnО=0,2 %О2, т. е. в сумме 0,7 %.

При охлаждении наплавленного металла углерод, содержащийся в стали, окисляясь будет способство­вать образованию оксида углерода по следующим реакциям: С + О =СО и FеО + С = СО + Fе.

Образующийся при кристаллиза­ции наплавленного металла угарный газ (СО) выделяется ввиде пузырь­ков, часть из которых, вследствие бы­строй кристаллизации сварочной ванны, не успевает выделиться и за­держивается в металле. В результа­те в наплавке могут образоваться поры.

Если электродная проволока со­держит кремний и марганец, то окис­лы железа раскисляются не за счет углерода с образованием СО, а за счет более лучших раскислителей из проволоки 8 и Мn. Это предотвраща­ет образование пор. Раскисление окислов железа идет по реакциям: 2FеО + Si=SiO,,+2Fе и FеО+Мn=МnО + Fе.

Образующиеся в процессе раскисления окислы кремния и марганца всплывают и скапливаются на поверхности сварочной ванны в виде шлаков.

Сварочные материалы, используе­мые для сварки и наплавки в среде углекислого газа, это — электрод­ные проволоки, содержащие раскис­лители Св-0,8ГС, Св-08Г2С, Св-10ГС, СВ-18ХГС, Нп-ЗОХГСА, ПП-АН4, ПП-АН5, ПП-АН8, ПП-ЗХ2В8Т и др. Сварка(наплавка)электродной про­волокой, которая не содержит доста­точного количества раскислителей 31 и Мn и происходит с большим содер­жанием углерода, сопровождается значительным разбрызгиванием рас­плава, в наплавленном металле на­блюдается пористость, повышается опасность образования трещин.

Промышленное производство уг­лекислого газа основано на его извле­чении из газов, образующихся при взаимодействии серной кислоты и ме­ла, при обжиге известняка (около 40 % добычи СО2), сжигании кокса и антрацита в специальных топках (до 18 % СО2) из дымовых газов котель­ных установок (до 12 % СО2) и пр.

Углекислый газ при атмосферном давлении может находиться либо в газообразном состоянии, либо в твер­дом при температуре ниже —78,9 °С (сухой лед). В жидкое состояние угле­кислоту переводят при повышенном давлении. Для сварки и наплавки на­иболее удобна ее поставка в виде жидкости.

При испарении 1 л жидкой угле­кислоты при температуре О °С и ат­мосферном давлении получается 506,8л газа. В стандартный баллон с водяной вместимостью 40 л заливает­ся 25 кг жидкой углекислоты, кото­рая при нормальном давлении зани­мает 67,5 % объема баллона и дает при испарении около 12,5 м 3 газа. В верхней части баллона вместе с газо­образной углекислотой скапливает­ся воздух. Вода как более тяжелая, чем жидкая углекислота, собирается в нижней части баллона.

Для сварки и наплавки углекис­лый газ поставляется по соответству­ющим техническим условиям, хотя после дополнительной очистки можно пользоваться и пищевой углекис­лотой.

При использовании пищевой угле­кислоты в баллонах для удаления примесей воздуха рекомендуется пе­ред сваркой выпускать первые пор­ции газа в атмосферу, а Затем после отстаивания баллона в перевернутом положении (вентилем вниз) слить во­ду, осторожно открывая вентиль. По­сле удаления воды и первых загряз­ненных объемов газовой фазы такая пищевая углекислота дает удовлет­ворительные результаты при сварке и наплавке.

На крупных ремонтных заводах ор­ганизовано централизованное снаб­жение углекислым газом сварочных постов из стационарных вместимостей большого объема. При такой схе­ме газораспределения жидкая угле­кислота доставляется потребителю в специальных цистернах и затем пере­ливается в эти вместимости. По спе­циальным трубопроводам пары угле­кислоты поступают на рабочие по­сты.

Оборудование для сварки и на­плавки в среде углекислого газа — это серийно выпускаемые комплек­ты (рис. 7.10) различных конструк­ций: А-547-У, А-547-Р, А-577-У, А-929, ПДПГ-30, аппараты советско-авст­рийского производства «Варио-Стар».

На ремонтных предприятиях наи­более широко используется полуав­томат А-547-У, который обеспечивает качественную сварку металла тол­щиной 0,8 — 4,0 мм. Диаметр приме­няемой электродной проволоки мо­жет изменяться в широких пределах от 0,6 до 1,2 мм при скорости ее пода­чи 140 — 600 м/ч. Номинальный сва­рочный ток — 300 А. В качестве ис­точника питания используется сва­рочный селеновый выпрямитель ВС-300.

Сварочный аппарат А-577-У позво­ляет использовать электродную про­волоку диаметром 1,6 — 2 мм при скорости ее подачи 80 — 600 м/ч. Но­минальный сварочный ток питания дуги — 500 А.

Рис. 7.16. Схема установки для сварки (наплав­ки) в среде СО2:

1 — баллон с углекислым газом; 2 — осушитель; 3 — подогреватель газа; 4 — газовый редуктор; 5 — расходомер газе;6 — клапан; 7 — электромагнит; 8 — аппаратный ящик; 9 — механизм подачи проволоки; 10 — горелка; 11 — восстанавливаем а и деталь; 12 — источник тока

При выходе из баллона углекис­лый газ резко расширяется и переох­лаждается. При определенном рас­ходе газа его температура снижается до такой степени, что может произой­ти замерзание влаги в газопроводах. Это приводит к прекращению досту­па газа в горелку и соответственно в зону сварки. Для предотвращения закупорки газопроводов углекислый газ подогревают при помощи специ­ального устройства — подогревателя газа (рис. 7.11).

Подогреватель газа присоединяет­ся к вентилю баллона при помощи на­кидной гайки. Углекислый газ после открытия вентиля проходит по змее­вику и нагревается от спирали, пита­емой электрическим током напряже­нием 36 В. Подогретый газ выходит через штуцер и поступает в понижаю­щий редуктор.

Для удаления влаги из углекисло­го газа используют осушитель (рис. 7.12). В качестве поглотителя влаги, как правило, используют силикагель.

Режимы сварки и наплавки во м но­гой определяют качество деталей, восстановленных сваркой или на­плавкой. К основным параметрам сварки или наплавки в СО2 относят­ся: сила сварочного тока, напряже­ние питания дуги, диаметр, вылет и скорость подачи электродной прово­локи, скорость сварки, расход угле­кислого газа.

Сварочный ток и диаметр электродной проволоки находятся в зави­симости от толщины свариваемого металла ,и наплавки, числа слоев шва, химического состава наплавляемой детали, В зависимости от сва­рочного тока, напряжения питания дуги, диаметра и состава проволоки выбирают скорость подачи электрод­ной проволоки с таким расчетом, чтобы обеспечить устойчивое горение ду­ги. Следует использовать источники питания с жесткой внешней характе­ристикой: ПСГ-500-1, ПСУ-500, ВС-300, ВДГ-301, ВДГ-502, ВСЖ-303 и др.

Вылет электрода должен быть в пределах 8 — 15 мм и зависит от удельного электрического сопротив­ления электродной проволоки, ее ди­аметра, силы тока. Расход углекис­лого газа, достаточный для защиты зоны сварки от азота воздуха, состав­ляет 7— 10 л/мин. С возрастанием плотности сварочного тока расход га­за должен увеличиваться.

В практике ремонтного производ­ства режимы сварки (наплавки) мож­но определить по типовым таблицам режимов. Например, в табл. 7.9 при­ведены режимы сварки тонколисто­вой стали в зависимости от толщины свариваемого металла, а в табл. 7.10 — режимы наплавки цилиндри­ческих поверхностей в зависимости от диаметра детали и толщины слоя наплавки.

Механизированную наплавку при­меняют для восстановления деталей диаметром 10 — 30 мм, а также для наплавки глубоких отверстий, когда трудно применить другие способы.

В авторемонтном производстве сварка в среде СО2 является незаме­нимым способом восстановления рам, кабин и кузовов. Наплавкой вос­станавливают десятки наименований деталей: гладкие и шлицевые участки валов, вилки переключения коробок передач, сошки рулевого управления и пр. За период 1985 — 1990 гг. элек­тродуговой сваркой (наплавкой) в среде СО2 было восстановлено около 20 % от всего объема, поступивших в ремонт деталей.

Аргонно-дуговая сварка и наплав­ка.Свойства некоторых металлов и сплавов заметно ухудшаются при воздействии на них при высоких тем­пературах кислорода, а в отдельных случаях азота и водорода. Для иск­лючения такого вредного воздейст­вия применяют сварку в инертных га­зах. Защиту реакционного сварочно­го пространства в этих случаях осуществляют либо струей защитного инертного газа, оттесняющего воздух из зоны горения дуги, либо проведе­нием сварки в специальных камерах с созданием в них атмосферы требуе­мого состава.

Таблица 7.9. Типовые режимы сварки в СО2 тонколистовой стали

Наиболее универсальным защит­ным газом является аргон. В ряде случаев к инертному газу для улучшения устойчивости дугового разря­да, формирования шва, повышения производительности добавляют раз­личные активные газы.

Таблица 7.10. Режимы наплавки цилиндрических поверхностей в зависимости от диаметра детали и толщины наплавленного шара металла

Для восстановления автомобиль­ных деталей сварка в смеси инертных и активных газов не используется и поэтому в данном учебнике не рас­сматривается.

Благодаря надежной защите рас­плавленного металла от вредного воздействия кислорода и азота воздуха при аргонно-дуговой сварке появ­ляются возможности восстановления деталей из трудносвариваемых мате­риалов, в том числе алюминия и его

сплавов, бронзы, латуни, нержавею­щих сталей и прочих материалов. В ремонтном производстве сварка с за­щитой аргоном наиболее широко ис­пользуется для восстановления авто­мобильных деталей из алюминия и его сплавов.

При сварке и наплавке деталей из алюминия и его сплавов возникают серьезные трудности, связанные с на­личием на поверхности деталей туго­плавкой окисной пленки, температу­ра плавления которой 2050 °С. Плот­ная, механически прочная пленка окислов не позволяет соединить сва­риваемые части детали, так как тем­пература плавления самого алюми­ния значительно ниже и составляет 660 °С. Коэффициент линейного рас­ширения алюминия в 2, а теплопро­водность в 3 раза больше в сравнений со сталью, что приводит к значитель­ным деформациям свариваемых (на­плавляемых) деталей. Кроме того, при нагревании алюминий и его сплавы не изменяют своего цвета, а в расплавленном состоянии имеют боль­шую жидкотекучесть, что затрудняет формирование сварочного шва или наплавляемого металла.

Аргонно-дуговая сварка осуществ­ляется неплавящимся или плавя­щимся электродами. При восстанов­лении используется в основном свар­ка неплавящимся вольфрамовым электродом с ручной или механиче­ской подачей присадочного материа­ла в зону горения дуги (рис. 7.13).

Сварочные материалы, используе­мые при этом виде сварки, — это вольфрамовые электроды, присадоч­ный материал и газ. При сварке не­плавящимся электродом последний не должен участвовать в формирова­нии состава наплавленного металла или металла шва. Основной задачей неплавящихся электродов является обеспечение устойчивого горения ду­ги при минимальном их расходова­нии.

Наибольшее распространение в качестве неплавящихся электродов получили вольфрамовые стержни. Такие электроды имеют необходи­мую электропроводность, высокую механическую прочность, что позво­ляет их использовать в виде стержней малого диаметра. Температура плав­ления наиболее тугоплавкого из ме­таллов — вольфрама — равна 3377 °С,

а температура его кипения около 4700 °С. Такие свойства обеспечива­ют неплавящимся электродам высо­кую стойкость.

Электроды изготавливаются из по­рошка вольфрама прессованием, спеканием и последующей проков­кой, что приводит к свариванию час­тиц между собой. Затем из таких за­готовок получают волочением элект­родные стержни требуемого диамет­ра.

Неплавящиеся электроды из воль­фрама относятся к дорогостоящим и дефицитным сварочным материа­лам. Поэтому при сварке вольфрамо­выми электродами необходимо вы­полнять определенные условия для снижения расхода вольфрама в про­цессе горения дуги. Так усиливается расходование электродов в результа­те плавления вследствие образова­ния на их торце более легкоплавких сплавов вольфрама с составляющи­ми свариваемого металла. Эти со­ставляющие попадают на торец элек­трода как в результате прямого кон­такта электрода со свариваемым из­делием при коротком замыкании во время зажигания дуги, так и в резуль­тате конденсации паров и попадании капель из сварочной ванны на торец электрода. Поэтому обычно стремят­ся исключить контакт электрода с из­делием при зажигании дуги. Зажига­ние выполняют на дополнительной графитовой пластине или наложени­ем в момент зажигания на дуговой промежуток высокого напряжения большой частоты, вызывающего про­бей межэлектродного пространства без контакта. Для облегчения воз­буждения дуги неплавящийся элект­род должен содержать вещества с малой работой выхода электронов. Хорошие результаты дает добавка в порошок вольфрама перед прессова­нием двуокиси тория (ТНО2) в количе­стве 1,5 — 2 %. Такие тарированные электроды марки ВТ-15 значительно более стойки против оплавления тор­ца.

В последние годы разработаны и широко используются лантанированные и иттрированные вольфрамовые электроды, обладающие высокими служебными свойствами. Такие электроды по стойкости превосходят тарированные. Ориентировочные нормы расхода вольфрамовых элект­родов при аргонно-дуговой сварке приведены в табл. 7.11.

В качестве присадочного материа­ла используют прутки, проволоку, по­лосу из того же алюминиевого спла­ва, что и свариваемый (наплавляе­мый) материал, либо применяют электродную проволоку, содержа­щую кремний Св-АК5, Св-АК10, Св-АК12 и др. (табл. 7.12).

Инертный газ аргон получают из воздуха методом ректификации в специальных разделительных колон­ках. Полученный таким образом «сы­рой» аргон содержит значительное количество примесей, в частности кислорода. Дальнейшая его очистка осуществляется беспламенным сое­динением кислорода с добавляемым водородом в присутствии катализа­торов. В чистом аргоне в качестве примесей остается небольшое коли­чество азота, кислорода и влаги. В табл. 7.13 приведены составы различ­ных сортов аргона (А, Б, В), поставля­емых для сварки.

Аргон сорта А предназначен для сварки химически активных метал­лов (титана, циркония, ниобия), спла­вов на их основе, а также для сварки алюминиевых сплавов плавящимся электродом. Аргон сорта Б использу­ется для сварки неплавящимся электродом сплавов алюминия, магния и других материалов, чувствительных к примесям кислорода и азота. Аргон сорта В применяют для сварки не­ржавеющих сталей различных клас­сов.

Аргон, являясь более тяжелым, чем воздух, своей струей лучше защи­щает металл при сварке в нижнем по­ложении. Растекаясь по поверхности свариваемого изделия, он защищает достаточно длительное время широ­кую и протяженную зону как рас­плавленного, так и нагретого при сварке металла.

Таблица 7.12. Составы электродных проволок для сварки (наплавки) деталей из алюми­ния и его сплавов

Аргон поставляется в баллонах, в которые он нагнетается под давлением 15 МПа. Для исключения попада­ния воздуха и влаги в баллоны их за­прещается использовать до полного снижения избыточного давления. При, наличии остаточного давления, равного 0,3 — 0,5 МПа, попадание в баллон влаги и воздуха маловероят­но, и при последующем наполнении аргон будет иметь требуемую чисто­ту. Оборудование, режимы и техника сварки, применяемые при аргонно-дуговой сварке, во многом определя­ют качество восстановленных дета­лей. Для восстановления автомо­бильных деталей из алюминия и его сплавов используют специальные ус­тановки УДГ-301, УДГ-501,-УДАР-

500, работающие на переменном то­ке. Техническая характеристика пер­вых двух Приведена в табл. 7.14.

Для аргонно-дуговой сварки в за­висимости от силы сварочного тока, диаметра неплавящегося электрода используют различные горелки с во­дяным и естественным охлаждением (табл. 7.15). Режимы аргонно-дуговой сварки алюминия и его сплавов опре­деляются в первую очередь толщиной соединяемых металлов. При выборе режимов сварки можно руководство­ваться табл. 7.16.

Аргонно-дуговую сварку выполня­ют наклонной горелкой углом вперед, угол наклона к поверхности изделия составляет 70 — 80°, а присадочную проволоку подают под углом 10 — 30° (см. табл. 7.13). Дуга возбуждает­ся замыканием электрода и металла угольным стержнем или кратковре­менным разрядом высокой частоты при помощи осциллятора. Диаметр отверстия сопла горелки должен соответствовать диаметру вольфрамо­вого электрода.

По окончании сварки дугу обрыва­ют постепенно для заварки кратера. Это осуществляют при ручной сварке постепенным растяжением дуги, а при автоматической — специальным устройством заварки кратера, обес­печивающим плавное уменьшение сварочного тока. Длина сварочной дуги при сварке алюминия должна быть в пределах 1,5 — 3 мм, а ее диа­метр должен составлять 0,8— 1,5 ди­аметра электрода.

В ремонтном производстве исполь­зуют для восстановления алюминие­вых деталей аргонно-дуговую сварку плавящимся электродом. Сварка происходит с капельным и струйным переносом, С повышением тока ка­пельный перенос металла электрод­ной проволоки сменяется струйным, и глубина проплавления увеличива­ется. Критическое значение тока, при котором капельный перенос сменяет­ся струйным, составляет при сварке алюминия 70 А.

Наиболее высокое качество сварки и наплавки плавящимся электродом обеспечивает гамма универсальных сварочных полуавтоматов «Варио-Стар» производства СП «Фрониус-Факел». Компактные сварочные полуав­томаты обеспечивают высококачест­венную сварку как стальных (защит­ный газ СО2), так и алюминиевых (за­щитный газ аргон) автомобильных деталей. Техническая характеристи­ка полуавтоматов «Варио-Стар» для сварки и наплавки плавящимся элек­тродом приведена в табл. 7.17. Полу­автоматы «Варио-Стар» имеют ши­рокий диапазон регулирования сва­рочного тока, напряжения и скорости подачи электродной проволоки (1 — 22 м/мин) и надежное электронное управление.

Таблица 7.17. Техническая характеристика полуавтоматов для сварки и наплавки

Сварку и наплавку в среде аргона используют при восстановлении бло­ков цилиндров из алюминиевых спла­вов двигателей автомобилей ГАЗ-24-10, УАЗ-469А, ГАЗ-53, картера сцеп­лений и других деталей. В качестве примера рассмотрим технологию ус­транения характерных дефектов в блоке цилиндров двигателя автомо­биля УАЗ-469. При поступлении в ре­монт блок цилиндров (материал — алюминиевый сплав АЛ-4) часто име­ет дефекты в виде пробоин и трещин на стенках, обломы на фланцах креп­ления картера сцепления, масляного картера и на плоскости крепления го­ловки блока, которые устраняются аргонно-дуговой сваркой.

Пробоины на стенках, не захваты­вающие перегородки, ребра жестко­сти и масляные каналы устраняют постановкой заплат, которые выреза­ют из листового алюминия АМЦ тол­щиной 1,5 — 2 мм. Затем на кромках пробоины снимают фаски таким об­разом, чтобы зазор в стыке с заготов­ленной заплатой и кромками пробои­ны был не более 2 — 3 мм. Блок уста­навливают на кантователь ОБ-2001 для выполнения сварки. Металличе­ской щеткой зачищают края пробои­ны и заплаты на ширине 15 — 20 мм и обезжиривают уйатспиритом или ацетоном. Приваривают заплату в четырех-пяти точках, после чего при­варивают по всему периметру на ус­тановке Удар-500, Удар-300 или УДГ-301 для аргонно-дуговой сварки деталей.

Для сварки используют вольфра­мовый электрод марки ВА-1А или ВП-1 диаметром 4 — 5 мм, выходное сопло для аргона диаметром 9—12 мм, присадочный пруток из проволоки АЛ-4 диаметром 4 — 5 мм. Режим ра­боты: сила тока — 180 — 250 А, рас­ход аргона — 8—11 л/мин, давле­ние — 0,02 — 0,04 МПа, полярность — обратная.

Шов зачищают металлической щеткой, промывают горячей водой или содовым раствором. Качество сварки проверяют внешним осмот­ром и при наличии раковин или пор места, имеющие дефекты, перевари­вают.

Испытание блока на герметич­ность проводят на стенде АКТБ-169 под давлением 0,2 — 0,3 МПа в тече­ние 2 мин; при этом течь и отпотевание сварных швов не допускают. При приварке заплат и заварке пробоин, не захватывающих рубашку охлаж­дения, проверять герметичность можно керосином. При этом появле­ние пятен керосина на поверхностях, покрытых меловым раствором, не до­пускается.

Трещины на стенках блоков цилин­дров, не проходящие через масляные каналы и не выходящие на резьбовые отверстия шпилек поршневых под­шипников, заваривают. Для этого разделывают трещину под углом 90° на глубину 3 — 4 мм по всей длине, применяя пневматическую шлифо­вальную машинку ИП-2009А и торцо­вую фрезу. Затем поворачивают блок

в положение, удобное для сварки, за­чищают металлической щеткой по­верхность вдоль трещины по ширине 25 — 30 мм, обезжиривают зачищен­ную поверхность уйатспиритом или ацетоном и заваривают трещину по всей длине аргонно-дуговой сваркой, ведя ее от середины к концам трещи­ны. Заварку отверстий на концах тре­щины осуществляют после заварки трещины с усилением шва на 2—3 мм.

В процессе сварки блок поворачи­вают, обеспечивая нижнее положе­ние сварочного шва. Способ сварки, режим очистки шва и проверка на герметичность, а также используе­мое оборудование те же, что для уст­ранения пробоин.

Обломы на фланцах крепления картера сцепления масляного карте­ра и на плоскости крепления головки блока устраняют двумя способами.

Первый способ — приварка при­ставок, отрезанных из списанных блоков. Для определения формы и размера приставки обрубают зуби­лом неровные края облома. Отреза­ют ножовочным станком приставку из части списанного блока и подгоня­ют ее при помощи напильника к бло­ку с обломом для приварки встык. За­зор между приставкой и краями об­лома не дол жен превышать 2 — Змм.

С наружной стороны облома и при­ставки под углом 45° делают фаски на глубину 3 — 4 мм и зачищают ме­таллической щеткой поверхность вдоль краев облома и приставки по ширине 20 — 25 мм. Обезжиривают зачищенную поверхность уайтспи­ритом или ацетоном. Прихватывают приставку в трех-четырех местах и приваривают аргонно-дуговой свар­кой, начиная с мест, наиболее доступ­ных для работы, с усилением шва на 3 — 4 мм, В процессе сварки блок по­ворачивают, обеспечивая нижнее по­ложение сварочного шва. Используе­мое оборудование, режим сварки, очистки шва и проверка на герметич­ность указаны в дефекте для устране­ния пробоин на стенках блока.

Второй способ — наплавка обло­мов по формующим шаблонам. Для наплавки наиболее часто встречаю­щихся обломов изготавливаются стальные формующие шаблоны, вос­полняющие обломанную часть блока. Устанавливают шаблон на блок и на­плавляют по нему место облома. Вы­держивают блок до полного охлажде­ния наплавленного металла и снима­ют шаблон. Используемое оборудо­вание, режим сварки, очистки шва и проверка на герметичность анало­гичны первому способу.

Дата добавления: 2014-01-15 ; Просмотров: 4233 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

источник

Автоматическая наплавка в среде защитных газов (сущность процессов, оборудование, применяемые материалы, достоинства, недостатки).

Этот способ восстановления деталей отличается от наплавки под флюсом тем, что в качестве защитной среды используется углекислый газ. Сущность способа наплавки в среде углекислого газа (рис. 13.5) заключается в том, что электродная проволока из кассеты непрерывно подается в зону сварки. Ток к
электродной проволоке подводится через мундштук и наконечник, расположенные внутри газоэлектрической горелки. При наплавке металл
электрода и детали перемешивается. В зону горения дуги под давлением 0,05. 0,2 МПа по трубке подается углекислый газ, который, вытесняя воздух, защищает расплавленный металл от вредного действия кислорода и азота воздуха. При наплавке используют токарный станок, в патроне которого устанавливают деталь 8, на суппорте крепят наплавочный аппарат 2

(рис. 13.6). Углекислый газ из баллона 7 подается в зону горения. При выходе из баллона 7 газ резко расширяется и переохлаждается. Для подогрева его пропускают через электрический подогреватель б. Содержащуюся в углекислом газе воду удаляют с помощью осушителя 5, который представляет собой патрон, наполненный обезвоженным медным купоросом или силикагелем. Давление газа понижают с помощью кислородного редуктора, расход его контролируют расходомером 3.

Наплавка в среде защитных газов отличается тем, что в зону горения электрической дуги подают под давлением газ, который защищает столб дуги и ванну расплавленного металла от кислорода и азота воздуха. Для создания защитной среды используют аргон, гелий, диоксид углерода и их смеси.

Наиболее распространена наплавка в среде СО2, которая обеспечивает хорошее формирование шва, наплавленный металл при этом получается плотным, а зона термического влияния малая. Благодаря последнему фактору этот способ применяют для наплавки нежестких деталей.

При сварке и наплавке применяют проволоку с повышенным содержанием кремния и марганца.

Автоматическая наплавка в среде СО2 по сравнению с автоматической наплавкой под слоем флюса имеет такие преимущества: меньший нагрев заготовки, возможность наплавки заготовок диаметром от 10 мм, большую производительность по площади покрытия на 30…40 %, отсутствие перехода отделения шлаковой корки, она в 1,2… 1,5 раза экономичнее. Однако наплавка в среде защитных газов требует применения легированной проволоки и защиты сварщика от излучения дуги.

Вибродуговая наплавка отличается тремя особенностями. Во- первых, в цепь нагрузки источника питания включена индуктивность, во-вторых, его напряжение и мощность недостаточны для поддержания непрерывного дугового разряда и, в-третьих, электродная проволока совершает колебания с амплитудой 1…3 мм относительно заготовки и ее касание с частотой 50… 100 Гц. Введение индуктивности в цепь нагрузки обеспечивает накопление электрической энергии в индуктивности в начале короткого замыкания цепи и ее расходование на зажигание и горение дуги в течение расчетного времени. В зону наплавки подают охлаждающую жидкость.

Состав электродной проволоки выбирают в зависимости от требуемых механических свойств наплавленного металла. При наплавке стальных и чугунных заготовок для получения покрытия твердостью 51…56 HRC применяют проволоку Нп-65, Нп-80. Для получения твердости 37…41 HRC наплавку ведут проволокой Нп-ЗОХГСА, а твердости 180…240 НВ – проволокой Св-08.

Вибродуговая наплавка позволяет получать покрытия высокой твердости и износостойкости без последующей термической обработки. Заготовка нагревается до температуры не выше 100 °С, поэтому не деформируется. Наплавленный металл имеет равномерную толщину. Низкое напряжение процесса уменьшает опасность работ. Однако процесс снижает усталостную прочность деталей и не обеспечивает одинаковую твердость на различных участках покрытия.

Сущность процесса сварки в среде защитных газов заключается в том, что дуга горит в среде защитного газа (аргона, гелия, углекислого газа или их смесей). Газ подается от баллона по шлангу к сварочной головке и выполняет роль флюса. Сварка в среде защитных газов бывает с плавящимся и неплавящимся электродом. В последнем случае электрод изготовляют из тугоплавкого материала, например из вольфрама, присадочный материал подается дополнительно. Кроме того, сварку в среде защитных газов подразделяют на ручную и автоматическую.

По свариваемости стали иногда подразделяют на хорошо, удовлетворительно, ограниченно и плохо сваривающиеся. К хорошо сваривающимся относят малоуглеродистые (с содержанием углерода до 0,25%) и низколегированные стали, к сваривающимся удовлетворительно — среднеуглеродистые (с содержанием углерода до 0,35%).

Хорошо сваривающиеся стали соединяют без подогрева, а удовлетворительно сваривающиеся с подогревом до 100—150° С. Стали, содержащие углерода от 0,35 до 0,45%, свариваются ограниченно и требуют подогрева до 350° С. Плохо свариваются высокоуглеродистые и высоколегированные стали, чугуны, цветные металлы и их сплавы.

Вибродуговая наплавка в струе жидкости получила распространение при наращивании деталей типа валов для компенсации изношенного слоя небольшой толщины. В настоящее время сваркой и наплавкой восстанавливают более 55% деталей.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: На стипендию можно купить что-нибудь, но не больше. 9047 — | 7259 — или читать все.

85.95.178.252 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

источник

Adblock
detector