Меню Рубрики

Механизированный способ сварки это

Механизированная сварка

Механизированная или частично механизированная сварка является дуговой сваркой, в процессе которой плавящийся электрод и дуга перемещается при использовании каких-либо механизмов или специального оборудования, специально для этого предназначенного. При помощи данного вида сварки можно выполнять любые сварочные работы, к примеру с нахлестом, тавровые, угловые или стыковые.

Автоматическая дуговая сварка является дуговой сваркой, при которой дуга возбуждается. А электрод подается при помощи только механизированного оборудования, а человек при этом вообще не принимает участие в процессе. Все происходит по четко заданной программе, которая продумывается заблаговременно.

Механизированная и автоматическая дуговая сварка подразумевает образование соединения особым образом. Происходит расплавление электрода и сварочного металла, капли данных материалов отправляются в сварочную ванну, а затем тщательно перемешиваются между собой. Жидкий металл обрабатывается при использовании дополнительного флюса или газа, что кардинально отличает автоматизированную сварку от ручной. Металл начинает раскисляться и легироваться. Дуга перемещается около свариваемых кромок, а также приходит в движение сварочная ванна.

Существует несколько видов сварки механизированного типа

  1. Углекислый газ и его смеси с кислородом сваривает стальные изделия со средним содержанием углерода и низколегированные. Углекислый газ способен варить сталь при толщине 40 мм, а смеси газов могут справиться с толщиной 80 мм. В процессе сварки газы повышают ее свойства и характеристики. Углекислый газ расходуется в зависимости от того, насколько мощная дуга участвует в процессе, типа электрода, какие потоки воздуха в помещении в процессе сваривания металлов.
  2. Инертные газы, к примеру аргон или гелий, способен сваривать алюминиевые детали, магниевые, титановые или различные сплавы из этих материалов. Сварить можно любые легированные стали и со средним и низким содержанием углерода. Использовать данные газы рекомендуется, ведь гелий имеет плотность намного меньше, чем воздух, а аргон наоборот. Также данные газы не образуют химические соединения с металлическими конструкциями, поэтому в них можно сварить любые сплавы или металлы.
  3. При помощи флюса можно сваривать легированные стали, со средним или низким содержанием углерода. Также прекрасно для этого подходят титан, алюминий, чугун, медь или сплавы из данных материалов.

Флюс является порошкообразным материалом, который в процессе сварки обеспечивает функции электродов при ручной сварке. Его основа состоит из силиката марганца. Также флюсы можно разделить на две разновидности:

Неплавленными называют флюсы спеченные или керамические. Плавленные получаются при плавлении в печи определенных компонентов и составов. Керамические флюсы включают в себя порошковые материалы, которые соединяются в небольшие зерна специальными веществами, к примеру это может быть жидкое стекло. Спеченные флюсы спекают в печах, причем для этого используются те же порошкообразные вещества и высокие температуры, а потом частицы раздрабливаются до необходимого размера.

При сварке некоторые частицы флюса расплавляются, а когда затвердевают, становятся похожи на шлаковые корки. Не расплавленный флюс можно использовать в дальнейшем после того, как он просеивается.

При помощи порошковых проволок можно сварить низколегированные и низкоуглеродные стали, а при порошковых проволоках и высоколегированные, а также нержавейку и медные детали и сплавы. Они могут достигать толщины около 40 мм. Порошковые проволоки имеют оболочку из металла, которая заполняется шихтой.

Самой простой конструкцией из всех является порошковая проволока с трубчатым поперечным сечением. Чтобы сделать ее более жесткой, а также изменить соотношение металлических компонентов, необходимо применять проволоку, в которой во внутренней полости кромки металлов немного отогнуты в стороны.

Важно! Металл внутри оболочки рекомендуется выбирать в прямой зависимости от того, какой металл необходимо будет сваривать.

В шихту данного вида проволоки необходимо ввести компоненты, которые способны справляться с некоторыми функциями:

  • защита расплавляемого металла от кислородного воздействия и азота, окисления и легирования металлов;
  • дуга начинает гореть стабильно и равномерно;
  • шов формируется намного лучше и качественнее.

Применяется три разновидности порошковых проволок при механизированной сварке. Они могут быть:

  • самозащитные, для сваривания в углекислом газе;
  • для сваривания при помощи флюса;
  • самозащитные порошковые проволоки, которые не требуют дополнительного флюса и использования углекислого газа.

Технология для механизированной сварки

Для автоматической и механизированной сварки используются автоматические и полуавтоматические приспособления и аппараты. Они комплектуются источниками тока, для того, чтобы питать дугу.

Данные автоматы рассчитаны на выполнение таких функций, как:

  • возбуждение и приведение дуги в движение;
  • регулировка сварочного процесса;
  • электродная проволока подается с такой же скоростью плавления, которая необходима при сварке;
  • дуга передвигается равномерно около свариваемых кромок.

Полуавтоматическое оборудование имеет два основных устройства. Самоходная головка или трактор, а также аппаратуру для управления.

Сварочные автоматы для сваривания в газовых образованиях включают в себя специальные газовые редукторы, баллоны с кислотами, подогреватели и осушители, которые необходимы для очищения газов от лишней влажности.

При помощи трактора подается электродная проволока, а ток проводится к сварочному месту. Механизированный способ сваривания при помощи электродных проволок обычно включает в себя два ролика, один ведущий, а другой вспомогательный. Именно они надежно удерживают проволоку и сжимают ее с нужной силой. Они наматывается на специальные кассеты, поэтому происходит проталкивание через шланги, а затем при помощи тога подается в зону расположения дуги.

У сварочного автоматического оборудования под флюсом есть специальные системы, которые убирают излишки флюса. Трактор для сварки при помощи защитных газов есть горелка, которая направляет в необходимую зону электродную проволоку, подводит к ней ток и подает газовые образования в нужное место. На месте горелки обычно располагается держатель, который подает флюс через специальный бункер.

Механизированная и автоматическая сварка и ее применение

Механизированная сварка помогает накладывать прямые и кривые швы, а также позволяет производить сваривание в труднодоступных местах. Металлы должны быть средней и небольшой толщины, чтобы обеспечивать надежное и качественное сваривание. Данные виды сварки применяются при ремонтных и производственных работах. Кольцевые и прямолинейные швы при использовании на производстве, которые имеют длину больше 300 мм, обычно выполняются только при использовании автоматического сварочного оборудования.

При транспортном и машиностроительном производстве механизированная сварка плавящимся электродом применяется при производстве локомотивов или вагонов. Балки необходимо сваривать под флюсом на потоке. Рамы обычно сваривают при помощи углекислого газа. В сельском хозяйстве и производствах оборудования практически около 80 % работ выполняется при помощи углекислого газа.

При автоматической сварке при применении флюса и углекислого газа в основной массе свариваются трубы и другие детали, которые имеют большой диаметр.

Механизированная сварка с применением дополнительного флюса, углекислого газа и порошковых проволок постоянно используется в строительстве печей, для специальных резервуаров для хранения опасных и легко возгораемых веществ, для строительства мостов и судов, а также в других видах производств.

источник

Механизированные способы сварки и наплавки

Основные недостатки ручной сварки и наплавки заклю­чаются в том, что эти процессы характеризуются низкой производительностью, высокой трудоемкостью, тяжелыми услови­ями труда. Качество восстановления деталей во многом за­висит от квалификации рабочего. Все это вызвало потреб­ность в разработке механизированных способов сварки и наплавки. В зависимости от степени механизации их делят на автоматические и полуавтоматические способы. При ав­томатической сварке (наплавке) все процессы, связанные с формированием шва или наплавленного слоя, механизированы (подача электрода в зону сварки, перемещения электрода или детали, поддержание стабильности горения дуги и др.). При полуавтоматической сварке (наплавке) механизированы по­дача электрода и защитной среды. Механизированные спо­собы характеризуются высокой производительностью, качеством и культурой труда.

На ремонтных предприятиях получили широкое распространение механизированные способы наплавки и сварки под слоем флюса, в среде защитных газов, вибродуговая, плазменная, электрошлаковая наплавка и другие способы.

Наплавка деталей под слоем флюса. Способ наплавки заключается в том, что в зону горения дуги между электро­дом и деталью подается сыпучий зернистый материал, назы­ваемый флюсом. Под действием тепла дуги флюс плавится и дуга горит под жидким слоем расплавленного флюса, который надежно защищает расплавленный металл от окружающего воздуха. Жидкий слой флюса уменьшает разбрызгивание металла, улучшает формирование шва и ис­пользование теплоты дуги. При перемещении детали относи­тельно дуги ванна расплавленного металла остывает. Шла­ковая корка, образующаяся при застывании, замедляет ох­лаждение расплавленного металла, способствует его очищению от неметаллических включений и лучшему формированию. Применение флюса улучшает стабильность горения дуги и дает возможность в широких пределах изменять свойства наплав­ляемого металла, легируя его через флюс. Электродный мате­риал в виде проволоки или ленты непрерывно подается в зону сварки специальным механизмом. Небольшой вылет электро­да (расстояние от мундштука до детали) дает возможность увеличить плотность сварочного тока до 150 — 200 А/мм 2 . Благодаря применению больших значений силы тока и не­значительным потерям металла на разбрызгивание и угар (не более 4%) производительность наплавки под слоем флюса в 6—10 раз выше, чем ручной. Наплавку под слоем флюса применяют на специализированных ремонтных предприятиях для восстановления боль­шой номенклатуры крупногабаритных деталей, имеющих зна­чительный износ (опорные катки, направляющие колеса, под­держивающие ролики гусеничных машин, коленчатые валы, ножи бульдозеров и грейдеров и т.д.).

Флюсы. Для сварки и наплавки применяют флюсы двух видов (в зависимости от способа их получения) — плавле­ные и наплавленные (керамические)- Плавленые флюсы по­лучают сплавлением всех необходимых компонентов (газо-, шлакообразующих, легирующих, раскисляющих, связующих и др.) в специальных печах при температуре 1200°С с пос­ледующим измельчением до зерен размером 1—4 мм. При восстановлении деталей применяют плавленые флюсы АН-348А, АН-348М, ОСЦ-45; для наплавки легированных сталей — АН-22, АН-20, АН-60.

Керамические флюсы по своему составу во многом сход­ны с качественными (толстыми) покрытиями электродов. Для . приготовления керамических флюсов механическую смесь всех необходимых компонентов тщательно перемешивают и добав­ляют 17—18% жидкого стекла, измельчают протиранием че­рез сито, сушат при температуре 200°С, просеивают, а затем прокаливают при температуре 300— 400°С. Наибольшее при менение для наплавки деталей получили флюсы АНК-18, АНК-19, АНК-30, ЖСН-1 и др. Эти флюсы по сравнению с плавлеными содержат до 50% неокисленных элементов, что дает возможность активно влиять на металлургические Процессы, происходящие при наплавке, управлять Ими. Они позволяют в широком диапазоне легировать наплавленный металл при использовании дешевой малоуглеродистой проволоки.

Используют при наплавке также флюсы — смеси, кото­рые приготавливают из плавленых и керамических флюсов в различных соотношениях в зависимости от требуемых свойств наплавленного металла.

Преимуществом сварки и наплавки под слоем флюса яв­ляется: высокая производительность и стабильность процес­са, хорошее качество наплавленного слоя (плотность, одно­родность), прочное сцепление наплавленного слоя с основ­ным металлом, возможность получения слоев значительной толщины и с заданными свойствами. Недостатки способа быстрый и глубокий нагрев деформирует детали малого ди­аметра, трудность в отделении шлаковой корки при перегреве детали, невозможность наплавлять детали малого диаметра (менее 40 Мм) из-за трудности удержания флюса и сварочной у» ванны, невозможно получить толщину слоя менее 2 мм.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

источник

Механизированная сварка: виды, ГОСТы, технология, оборудование, дефекты, область применения

Механизированная сварка представляет собой дуговую сварку, в процессе которой подача электрода, преобразованного путем плавления в присадочный металл или перемещение дуги выполняются с помощью управляемых машин и механизмов. С ее помощью специалист по металлу производит стыковые, угловые, тавровые и иные швы.

Нормативные акты, используемые при проведении сварных работ

Перечень основных Государственных стандартов, посвященных механизированной сварке, включает:

  • ГОСТ 2601-84 Сварка металлов. Термины и определения основных понятий;
  • ГОСТ 14771-76 Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры;
  • ГОСТ 19521-74 Сварка металлов. Классификация;
  • ГОСТ 3.1705-81 Единая система технологической документации. Правила записи операций и переходов. Сварка;
  • ГОСТ 11969-79 Сварка плавлением. Основные положения и их обозначения;
  • ГОСТ 29273-92 Свариваемость. Определение;
  • ГОСТ 30430-96 Сварка дуговая конструкционных чугунов. Требования к технологическому процессу;
  • ГОСТ 2.312-72 Единая система конструкторской документации. Условные изображения и обозначения швов сварных соединений;
  • ГОСТ Р ИСО 17659-2009 Сварка. Термины многоязычные для сварных соединений;
  • ГОСТ Р ИСО 857-1-2009 Сварка и родственные процессы. Словарь. Часть 1. Процессы сварки металлов. Термины и определения;
  • ГОСТ 8713-79 Сварка под флюсом. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры.

Область использования

Данный вид технологических работ широко используется при производстве:

Механизированная сварка – это вид сварочных работ, где все ключевые манипуляции, кроме погрузки и разгрузки изделий, выполняются в автоматическом режиме.

Частично механизированная – представляет собой металлообработку, где в ручном режиме осуществляется передвижение горелки и заготовки, погрузка и разгрузка изделий, а проволока поступает механически.

Технология механизированной обработки

Сначала обрабатываемые поверхности подготавливают. Проводят правку для устранения деформаций проката, наносят разметку, выполняют резку металла и обработку кромок. Края подвергают механической обработке абразивными материалами (инструментами) высокой твердости.

Далее выбирают режим сварки. Определяют силу, род и полярность тока, напряжение дуги, скорость сварки, температуру окружающей среды, число проходов, пространственное положение шва.

К электроду подводят электроэнергию, а обрабатываемое изделие заземляют для возбуждения и поддержания дуги. При соприкосновении этих объектов возникает сварочный ток. Под воздействием нагрева металл электрода и кромка изделия плавятся. Расплавленные частицы одного и другого вещества попадают в сварочную ванну, где происходит их смешивание в единую массу. При этом образуется расплавленный шлак, который поднимается на поверхность и образует защитную пленку. Затвердевание металла способствует образованию сварного шва.

На качество места соединения влияет наличие воздуха. Чтобы шов оставался прочным, локацию обрабатывают защитным газом, образующимся при сгорании углерода, или флюсом.

Технология частично механизированной сварки

Частично механизированная сварка предполагает ручное перемещение горелки и (или) заготовки и осуществление погрузки и разгрузки деталей. А вот подача присадочного металла происходит механическим способом. Возможна ручная регулировка сварочных параметров.

Существуют левый и правый способ газовой сварки. Левый способ заключается в перемещении горелки справа налево, при этом также передвигается перед пламенем присадочный пруток. В идеале движение должно носить зигзагообразный характер, перпендикулярный шву.

Правая сварка подразумевает прямолинейное перемещение горелки слева направо. Пламя расположено перед прутком и направлено в сторону расплавленной ванны. Металлический шов остывает не так быстро, как в первом случае. Из-за этого прочность соединения и производительность работ повышаются, а расход газа уменьшается.

Сварочное оборудование

Производство сварных швов реализуется с помощью автоматических и полуавтоматических аппаратов.

Автоматический прибор включает в себя:

  • газовый редуктор;
  • баллон с кислотами;
  • подогреватель;
  • осушитель.

Главным элементом автомата является сварочная головка. От того, с какой скоростью (постоянной или переменной) она подает электродную проволоку, зависит скорость плавления.

Полуавтомат обеспечивает подачу проволоки механическим способом. Перемещение дуги по направлению шва реализуется ручным управлением.

Полуавтоматическая техника включает в себя:

  • электродержатель;
  • кассеты;
  • шкаф управления;
  • сварочную горелку;
  • источник питания;
  • провод.

Примерная стоимость аппаратов для полуавтоматической сварки на Яндекс.маркет

Основным элементом механизма является электродержатель. Он сохраняет электрод в определенном положении и обеспечивает подачу тока в зону сварки. Активация дуги происходит посредством замыкания или пусковой кнопки, расположенной на рукояти держателя.

Механизированная сварка под флюсом

Флюс – это порошкообразное вещество для сварки, соответствующее ГОСТ 8713-79. Своими свойствами он напоминает электродное покрытие, а основным веществом является силикатный марганец.

Флюс бывает плавленым и неплавленым. К первым относятся вещества, прошедшие высокотемпературную обработку в печах. Ко вторым причислены флюсы керамического происхождения и порошки, спекшиеся и раздробленные до определенного размера.

Чаще всего сварка под флюсом используется при соединении высоколегированной и нержавеющей стали, алюминиевых и медных сплавов.

Примерная стоимость флюса на Яндекс.маркет

Недостатки швов

Дефекты сварочных швов возникают вследствие:

  • дифференциального нагрева металлического изделия;
  • усадки расплавленного вещества;
  • структурных изменений в химическом элементе.

Для предотвращения несовершенства сварки детали закрепляют в специальных инструментах. Этот вариант идеально годится для вязких составов, которые не вызывают образование трещин.

Некоторые сварщики используют метод обратной деформации или метод полного (частичного) устранения внутренних напряжений.

Классический случай устранения недостатков – термическая обработка посредством высокого отпуска. Изделие нагревают до 650°С и после недолгой выдержки медленно охлаждают.

Механизированное производство швов: плюсы и минусы

К преимуществам относят отличное качество готовых изделий, высокую скорость металлообработки, экономию металла (например, в сравнении с заклепочным соединением), снижение стоимости, связанную с уменьшением трудоемкости подготовительных работ. Вес сварной конструкции легче литой или клепаной.

К отрицательным качествам относится высокое энергопотребление сварочных работ и расходных материалов.

источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Механизированные способы — сварка

Механизированные способы сварки при непрерывной подаче электрода через скользящие контакты, к которым подводится ток, обеспечивают постоянный вылет электрода на всем протяжении горения дуги. [1]

Механизированные способы сварки покрытыми электродами применяются в СССР в ограниченном объеме. [2]

В последние годы на авторемонтных заводах внедрены высокопроизводительные механизированные способы сварки и наплавки, а именно: автоматическая электроимпульсная сварка и наплавка в различных средах, автоматическая и полуавтоматическая сварка и наплавка под флюсом и в защитных газах, электродуговая сварка деталей из алюминиевых сплавов. [3]

Организация специализированных сварочных участков позволяет более широко внедрять механизированные способы сварки на монтаже и, таким образом, повысить производительность сварочных работ. Сварочные участки позволяют четко планировать выполнение сварочных работ. После составления плана работ на будущий месяц начальник сварочного участка составляет календарный план выполнения сварочных работ, на основании которого определяется загрузка сварщиков. [4]

При изготовлении поливинилхлоридных воздуховодов на прямолинейных швах могут применяться механизированные способы сварки , например с использованием установки конструкции треста Монтажхимзащита. Принцип действия установки напоминает контактную сварку пластмассовых трубопроводов с той разницей, что нагревательный элемент передвигается вдоль кромок листов, собранных встык, и нагревает их до пластичного состояния при температуре сварки, после чего разогретые кромки сдавливаются специальным механизмом осадки и происходит сваривание. [5]

При сварке монтажных швов пока еще почти не используются механизированные способы сварки . Имеется небольшой опыт применения сварки в среде углекислого газа на монтажной площадке при строительстве парка резервуаров в Литовской ССР, где работы проводились Институтом электросварки имени Е. О. Патона и трестом № 7 Минмонтажспецстроя СССР. [6]

В связи с этим сварку необходимо выполнять при наименьшей погонной энергии, используя механизированные способы сварки , обеспечивающие непрерывность получения шва. Повторные возбуждения дуги при ручной сварке, вызывая нежелательное тепловое действие на металл, могут вызвать появление склонности его к коррозии. Шов, обращенный к агрессивной среде, но возможности следует сваривать в последнюю очередь, чтобы предупредить его повторный нагрев, последующие швы в многослойных швах — после полного охлаждения предыдущих. Следует принимать меры к ускоренному охлаждению швов. Брызги, попадающие на поверхность основного металла, могут быть впоследствии очагами коррозии. Следует тщательно удалять с поверхности швов остатки шлака и флюса, так как взаимодействие их в процессе эксплуатации с металлом может повести к коррозии или снижению местной жаростойкости. [7]

Технический уровень сварочных работ в строительстве постоянно повышается; все большее распространение получают механизированные способы сварки , автоматическая и полуавтоматическая сварка, внедряются новые сварочные материалы и способы сварки, передовые методы организации труда на сварочных работах с надежным и эффективным контролем качества сварных соединений. [8]

В связи с этим сварку необходимо выполнять при наименьшей погонной энергии, используя механизированные способы сварки , обеспечивающие непрерывность получения шва. Повторные возбуждения дуги при ручной сварке, вызывая нежелательное тепловое действие на металл, могут вызвать появление склонности его к коррозии. Шов, обращенный к агрессивной среде, по возможности следует сваривать в последнюю очередь, чтобы предупредить его повторный нагрев, последующие швы в многослойных швах — после полного охлаждения предыдущих. Следует принимать меры к ускоренному охлаждению швов. Брызги, попадающие на поверхность основного металла, могут быть впоследствии очагами коррозии. Следует тщательно удалять с поверхности швов остатки шлака и флюса, так как взаимодействие их в процессе эксплуатации с металлом может повести к коррозии или снижению местной жаростойкости. [10]

Наряду с ручной дуговой сваркой во время ремонта нефтезавод — — ского оборудования применяются также механизированные способы сварки : автоматическая и полуавтоматическая под флюсом, в среде защитных газов, открытой дугой, порошковой проволокой, электрошлаковая, электроконтактная. [11]

При изготовлении узлов и деталей в мастерских монтажных заготовок ( ММЗ) или на заводе-изготовителе применяют механизированные способы сварки , позволяющие значительно сократить трудозатраты на изготовление и монтаж, получить высокое качество сварных соединений. Исходными данными для разработки Яроекта производства работ по изготовлению укрупненных частей линий трубопроводов высокого давления в ММЗ являются деталировочные чертежи технологических трубопроводов данной установки, сводные таблицы характеристик и числа стыков, нормативные материалы по. [12]

Ручную электродуговую сварку применяют для сварки колонн небольшой длины или в тех случаях, когда нельзя применить механизированные способы сварки . Полуавтоматическая сварка автоматами А-948 производительнее, чем ручная. Более совершенной является автоматическая сварка в среде углекислого газа двухдуговыми автоматами А-1208. Помимо высокой производительности она позволяет получить высокое качество сварного соединения. [13]

Ручную электродуговую сварку применяют для сварки кондукторов и колонн небольшой длины или в тех случаях, когда нельзя применить механизированные способы сварки . [14]

Уровень механизации и автоматизации сварочных работ повысился с 54 % в 1970 г. до 56 % в 1975 г. Таким образом, в общем объеме сварочных работ ( по приведенной трудоемкости) в 1975 г. — более половины ( 56 %) занимали механизированные способы сварки ; 38 5 % — сварка покрытыми электродами; 5 5 % — газовая сварка. [15]

источник

Механизированные способы сварки и наплавки.

Механизированные способы сварки и наплавки способствуют улучшению качества ремонтируемых деталей, резкому повышению производительности труда и снижению себестоимости ремонта.

Различают сварку и наплавку с автоматическим и полуавтоматическим циклами.

При автоматической (сварке или наплавке) механизированы все операции относительно перемещения электрода и детали, а также возбуждения и поддержания электрической дуги.

При полуавтоматической (сварке или наплавке) механизирована только подача электрода.

На ремонтных предприятиях получили широкое распространение: сварка и наплавка под слоем флюса, вибродуговая наплавка, сварка и наплавка в среде углекислого газа, сварка и наплавка порошковой проволокой, контактная сварка ( точечная и шовная), газопрессовая сварка, холодная сварка.

Сварка и наплавка деталей под слоем флюса.

Сварка и наплавка деталей под слоем флюса может быть автоматической и полуавтоматической.

Электродная проволока непрерывно подаётся специальным роликовым устройством в зону наплавки, а из бункера поступает слоем 30…50мм гранулированный флюс. Дуга горит под жидким слоем расплавленного флюса в газовом пространстве, образуемом при непрерывном горении дуги. Оболочка расплавленного флюса предохраняет расплавленный металл от вредного действия кислорода и азота воздуха, уменьшает разбрызгивание расплава металла, улучшает качество формирования наплавляемого шва. При остывании расплава флюса образуется шлаковая корка, которая замедляет охлаждение наплавленного шва, улучшая условия его кристализации.

Наплавляемые тела вращения должны иметь диаметр не менее 40мм, предпочтительно даже 100мм и не более, чтобы расплавленный металл и флюс не стекал с поверхности до затвердения.

Автоматическая наплавка под слоем флюса имеет ряд преимуществ перед ручной:

— высокая производительность процесса благодаря применению более высоких плотностей тока и увеличению коэффициента наплавки;

— получение высококачественного покрытия вследствие хорошей защиты дуги от окружающей среды и устойчивости процесса в связи с его автоматизацией;

— возможность получения наплавленного слоя большой толщины (до 5 мм и более);

— экономичность процесса в связи с резким уменьшением потерь электродного металла и отсутствием потерь электрической энергии на излучение тепла и света;

— возможность получения наплавленного металла с высокими физико-механическими свойствами в результате его легирования;

— облегчение условий труда сварщика;

— Трудность наплавки цилиндрических деталей с d

При подводе ОЖ непосредственно в зону наплавки значительно повышается твёрдость наплавленного слоя и его износостойкость, но снижается усталостная прочность детали на 30…40% в связи с образованием микротрещин и пористости слоя.

При подводе ОЖ на некотором расстоянии от зоны наплавки усталостная прочность детали повышается , но снижается твёрдость и износостойкость слоя.

При плавке без охлаждения или в среде защитных газов твёрдость слоя высокая, но он имеет большую усталостную прочность.

— повышенный коэффициент расплавления;

— малые потери расплавленного металла;

— высокие качества наплавленного слоя;

— неглубокая зона термического влияния на наплавляемую поверхность.

— чрезмерная закалка наплавленного металла;

Наплавка в среде защитного газа.

Дуга горит в струе защитного газа, вытесняющего воздух из плавильного пространства, и расплав металла защищается от действия кислорода и азота воздуха.

Применяют углекислый газ (для стали), аргон, гелий (для Al), водород, азот, водородно-азотную смесь.

1-мундштук; 2-трубка для подачи углекислого газа; 3-сопло горелки; 4-наконечник; 5-электродная проволока.

Для автоматической наплавки используют автоматы А-580М, для полуавтоматической – полуавтоматы А-547Р, ПДГ-301 и др.

Источник тока: св-преобразователи ПСГ-500-1; ПСУ-500 и св-выпрямители ВС-300, ВДГ-301 и др.

-открытая дуга позволяет вести визуальное наблюдение процесса;

— возможность проводить наплавку при любом пространственном положении наплавляемой поверхности;

-возможность наплавки деталей до 10 мм;

-не дает вредных газовых выделений и шлаковой корки;

-низкая себестоимость и высокая производительность;

-необходимость применять эл-проволоку с повышенным содержанием марганца;

-склонность наплавленного слоя к образованию трещин и разбрызгивание металла.

Применяют для: коленвалов, внутренних поверхностей опорных роликов гусеничного хода, корпусов редукторов, деталей со сложным профилем типа звездочек, шестерен и др.

Сущность способа заключается в наплавке на поверхность восстанавливаемой детали проволоки, которая приваривается электроконтактным способом: импульсами тока большой силы при одновременном деформировании проволоки до требуемой толщины слоя покрытия.

1-контактный ролик; 2- деталь; 3-навиваемая проволока; 4-наплавочный ролик; 5-вторичный контур трансф-ра; 6-первичный контур трансф-ра; 7-прерыватель.

Деталь закрепляют в центрах или в патроне токарного станка.

Этот способ является перспективным.

-высокая производительность (до 100см 2 /мин при толщине покрытия в 1мм);

-незначительная зона термического влияния (до 0,3 мм);

-незначительные потери присадочного материала;

-благоприятные условия работы.

Наплавка в среде водяного пара и в воздушном потоке.

Заключается в защите зоны расплава водяным паром. Водяной пар в зоне дуги диссоциирует на кислород и водород, который по отношению к стали является защитным газом, т.к. он активно соединяется с кислородом, азотом, серой и фосфором, его окислов, сульфидов и др. соединений.

Восстанавливаемую деталь подогревают до 250-300 ᵒ C, подключая её к охлаждаемым водой медным контактам, после чего наплавляют быстро вращающимся электродом, прижимаемым к детали с силой P.

(газопламенная, токами высокой частоты и др.) применяют главным образом для износостойкой наплавки.

Ремонт металлизацией напылением.

Процесс металлизации заключается в нанесении на восстанавливаемую деталь мельчайших (0,002-0,2 мм) расплавленных капелек металла струей сжатого воздуха или инертных газов со скоростью 140-300м/c.

Наносимый металл расплавляется при помощи электрической дуги (эл-дуговая металлизация), ацетилено-кислородного пламени (газовая металлизация), токов высокой частоты (высокочастотная металлизация) и плазмы (плазменная металлизация).

Металлизацией восстанавливают подшипники скольжения, цилиндрические поверхности до начальных размеров, устраняют трещины и раковины в корпусных деталях.

Иногда восстанавливают гладкие поверхности, защищают поверхности не подлежащие цементации медью, и повышают жаропрочность стали, покрывая её слоем Al толщиной 0,2-0,3 мм с последующим отжигом.

Металлизационные покрытия обладают высокой износостойкостью, т.к. смазочные масла пропитывают поры между сцепившимися частичками металла.

Технологический процесс состоит из подготовки детали к металлизации (удаление оксидной пленки, очистка, обезжиривание, создание шероховатой поверхности), нанесение покрытия и обработки детали после металлизации.

1- электродвигатель; 2-компрессор; 3-масловлагоуловитель; 4-обратный клапан; 5-ресивер; 6-масловлагоотделитель; 7-редуктор с манометром; 8-сеть переменного тока; 9-распределительный щит; 10-трансформатор; 11-катушка с проволокой; 12-электрометализационная головка; 13-восстанавливаемая деталь; 14-токопровод; 15-проволока; 16-подающий механизм; 17-направляющие наконечники для проволоки; 18-сопло,подающее сжатый воздух; 19-зона плавления; 20-поверхность металлизируемой детали.

Схема электрометаллизатора:

Эл. дуга возбуждается между двумя присадочными проволоками (15), которые изолированы одна от другой и непрерывно подаются роликовым механизмом(16) со скоростью 0,6-1,5 м/мин через наконечник (17). Одновременно через сопло (18) в зону дуги поступает воздух или инертный газ по давлением 0,4-0,6 МПа. Расплавленный металл выдувается сжатым воздухом на поверхность детали (20).

Для дуговой металлизации применяют станочные аппараты ЭМ-6, МЭС-1, ЭМ-12, ручные аппараты ЭМ-3,ЭМ-9 и проволоку типа Нп-40, Нп-30ХГСА, Нп-3Х13 и др.

Можно наносить слои любого металла толщиной от 0,03 до 10мм и более на металл, дерево, пластмассу, стекло, гипс и т.д.

— относительно высокая производительность (3-14 кг наплавляемого металла в час)

— достаточно простое оборудование.

— значительное выгорание легирующих элементов;

— повышенное окисление металла.

Высокочастотная метализация. Основана на рассплавлении присадочной проволоки с помощью индуктора ,который питает т.в.ч.(200 — 300кгц).

Приемущества по сравнению с дуговой

— Уменьшается выгорание легирующих элементов проволоки в 3-6 раз и уменьшается пористость покрытия.

-Увеличивается производительность процесса,так как применяется проволока большего диаметра (3 — 6 мм.).

в 2 раза удельный расход электро энергии.

Недостаток :более сложное оборудование.

1) канал для сжатого воздуха

8,11,12 )шланги для подвода газа

Присадочная проволока расплавляется пламенем смеси горячего газа (цителена или пропан -бутана) с кислородом .эта смесь подается по кольцевомуканалу 2,а по кольцевому каналу 1 подается сжатый воздух или инертный газ ,который распыляет жидкий металл.

Расплавление металла производится в востановительном пламени ,что позволяет уменьшит выгорание легирующих элементов

(углерода,марганца и других) и тем самым повысить качество напыляемого металла .

Приемуществом газопламенной метализацииявляется сравнительно небольшое окисление металла .

Недостаток — сложность установки и невысокая производительность процесса (2-4 кг напыляемого метала в час).

Некоторое распространение получило и газопламенные установки для напыления порытий из порошков . Таакие установки применяются для напыления материалов ,не подающихся протяжке,а так же различного рода неметаллических материалов с порошковых смесей .

Предназначена для нанесения покрытий из тугоплавких металлови износостойких (вольфрам ,молибден,и их окислы и карбиды ,окислы циркония ,карбидов хрома и другие) и их сплавы .

Способ оснван на способности газа переходить при определенных условияв состояние плазмы .

Плазменная обработка осуществляется в специальных установках,называемых плазмотронами или плазменными головками .

В качестве плазмообразующего газа используют аргон или азот и реже водород или гелий .Температура плазменной струи достигает

10000 — 30000° С. Более высокую температуру имеет аргонная плазма ,однако азотная плазма является большим носителем тепловой энергии.

Для плазменной металлизации применяется универсальные плазменные установки УПУ — 3 и УПУ — 4 и универсальные плазменнометализаторные установки УМП -5.

НАиболее ценными свойствами обладают порошковые сплавы на основе никеля (ПГ -ХН 80СР2,ПГ-ХН80СР3,ПГ-ХН80СР4):невысокая температура плавления (950 — 1050С)необходимой твердостью

(HRC 35-36),жидкотекучестью,высокой износостойкостью,свойством самофлюсование.Недостаток их -высокая стоимость .

Менее дефецитный порошковые сплавы по основе железас высоким содеранием углерода ПГ-У30Х28НЧСЧК6Х и другие .Они обеспецивают твердость НRC 56 -63,высокую износостойкость .

К недостаткам их относят тугоплавкость (1250 — 1300°С) и отсутствие самофлюсования.

Свойства плазменного покрытия могут быть значительно улучшены ,если после нанесения покрытие оплавить его плазменной струёй.Прочность покрытия повышается в 8 — 10 раз.Применяют для востановления деталей ,работающих со знакопеременными нагрузками .

Порошковую плазмную металлизцию применяют для нанесения покрытия при ремонте дорогостоящих деталей типа коленвалов (под слой молибдена);для повышения долговечности рабочих органов ;для нанесения покрытий жаростойких антикорозийных покрытий на детали;используемые при высоких температурах.

Ремонт электролитическим и химическим наращиванием слоя металла.

Электролитическое наращивание металла (медь на медь) было теоретически обосновано и практически осуществлено в 1836г. русским учёным Б.С.Якоби. Впервые в мировой практике для восстановления деталей хромирование начали применять в СССР в 1930…1932г.г., а осталивание в 1944г.

При ремонте СДМ процесс электролитического осаждения применяют для восстановления деталей, имеющих сравнительно малые износы, для защиты деталей от коррозии, а также для декоративного покрытия.

В ремонтном производстве наиболее распространены хромирование и осталивание в меньшей степени-меднение, никелирование, цинкование и др.

При гальванических процессах не изменяются структура и свойства основного материала детали, т.к. нагрев детали не превышает 70…90⁰С. Твердость может быть получена от 50…70НВ для цинковых до 1200НВ для хромовых покрытий.

Электролитический процесс наращивания слоя металла состоит в переносе через электролит атомов металла с одного полюса на другой при помощи тока.

Электролит представляет собой токопроводящую жидкость, молекулы которой имеют (+) и (-) заряды электричества. При пропускании через электролит тока молекула разлагается на (+) и (-) заряженные ионы. Катионы, т.е. (+) заряженные ионы, представляют собой атомы металлов и водорода.

Анионы- (-) заряженные ионы- состоят из кислотного остатка, например или водного остатка OH⁻.

Катионы под действием эл. тока перемещаются в электролите к отрицательному полюсу, приобретают недостающие им электроны и осаждаются на катоде, которым служит наращиваемая деталь, а анионы- на аноде ((+) полюс) , представляющем собой пластину наносимого на катод металла. В некоторых случаях применяются нерастворимые аноды.

Согласно закону Фарадея количество выделившегося на катоде металла Q можно посчитать по формуле

, где A-атомная масса осаждаемого металла; I-сила тока A; t-время действия тока, ч; n-валентность осаждаемого металла; 26,8-коэф-т, учитывающий то, что для осаждения одного грамма-эквивалента любого металла к теоретической массе осадка.

Закон Фарадея, где m-масса образ. вещества; Э-его эквивалентная масса ( ); F-постоянная Фарадея (96500 Кл/моль).

Электрический процесс осаждения металла характеризуется составом, концентрацией и температурой электролита, плотностью тока (отношение силы тока к площади наращиваемой поверхности, ).

Площадь анода должна относиться к площади катода как (1…2):1. Поверхность анода необходимо периодически чистить проволочными щётками.

На деталях, имеющих выступы или острые кромки. Невозможно получить равномерные по толщине покрытия вследствие неодинаковой плотности тока: на выступающих частях плотность тока будет выше, чем в углублениях, т.е. рассеивающая способность электролита на различных участках деталей будет различной.

Для снижения рассеивающей способности электролита используют ряд приемов: стремятся расположить катоды на одинаковом расстоянии от анода; применяют дополнительные (защитные) катоды, называемык экранами, которые принимают на себя часть тока и тем самым, устраняют образование повышенной толщины покрытия не выступающей части детали.

Подготовка деталей к электролитической обработке заключается в их тщательной очистке, монтаже на подвеске, изоляции не подверженных покрытию поверхностей, обезжиривание, промывание в холодной проточной воде и декапировании, при котором детали из углеродистых и низколегированных сталей присоединяют к аноду на 20…120с (для удаления с поверхности детали тончайших пленок оксидов).

Подготовленную деталь подвергают осаждению, последовательно промывают в непроточной воде, в холодной и теплой проточной воде, демонтируют, сушат, контролируют качество покрытия, механически обрабатывают и термообрабатывают в масляной ванне для удаления содержащегося в поверхностном слое водорода.

К достоинствам электролитического процесса относится то, что при этом не изменяется структура металла восстанавливаемой детали.

Хромирование

Хромовые покрытия применяют для восстановления размеров деталей, а также в качестве антикоррозийного и декоративного покрытия.

Они отличаются высокой твердостью, хорошей сцепляемостью почти с любыми металлами, высокой кислото стойкостью и теплостойкостью.

К недостаткам хромирования относят: 1. ограничение толщины покрытия (до 0,3мм), т.к. иначе слой хрома отслаивается и теряет износостойкие свойства; 2. относительно низкую производительность процесса (до 0,33 мм/г); 3. высокую стоимость процесса.

При хромировании в качестве электролита используют водный раствор хромового ангидрида ( ).

Процесс удовлетворительно протекает в присутствии ионов с прменением нерастворимых анодов (свинцово-сурьмянистых: 55% свинца, 45% сурьмы). Серная кислота в электролите играет роль катализатора, способствуя осаждению хрома. Соотношение между концентрациями и должно находиться в пределах от 90 до 120.

В зависимости от назначения покрытия применяют электролиты различных составов:

Наименование показателей и компонентов Электролит
№1 №2 №3
Хромовый ангидрид, Серная кислота, Плотность тока, Температура, 120…150 1,2…1,5 40…100 50…65 200…250 2,0…2,5 20…60 45…55 300…350 3,5 10…30 40…50

Электролит №1, наз. разведенным, обеспечивает наиболее высокую износостойкость покрытия, отличается относительно высоким выходом хрома по току (16-18%) и лучшей рассеивающей способностью.

Электролит №3, наз. концентрированным, используют для защитно-декоративных целей. Выход по току мал (10-12%), рассеивающая способность низкая.

Электролит №2, наз. универсальным, занимает промежуточное положение и применяется для получения износостойких покрытий с хорошими защитно-декоративными свойствами.

В зависимости от плотности тока и электролита при неизменном его составе можно получить покрытия 3-х видов: матовые, блестящие, и молочные.

1. Молочные менее тверды, обладают высокой вязкостью и износостойкостью. Применяют для восстановления сильно нагруженных деталей, работающих при знакопеременных и ударных нагрузках. Режим: толщина слоя 0,05…0,1мм плотность тока от 1,5 до 2,5 , электролита 50-60

2. Блестящие-обладают большей твердостью, менее хрупкие, с хорошей износостойкостью при умеренных нагрузках (до 2,0 мПа) для перемещающихся деталей (деталей измерительного инструмента). Режим: толщина слоя 0,08…1,2мм плотность тока от 2,5 до 5,0 , электролита 45-50

3. Матовые-хрупки, невысокая износостойкость, высокая твердость. Применяются для декоративных и антикоррозийных целей. Режим: толщина слоя 0,3…0,5мм, плотность тока от 5,0 до 8,0 , электролита 30-45 .

Пористое хромирование

Рассматриваемый выше процесс хромирования обеспечивает получение т.н. гладкого хрома, который характеризуется слабой смачивающей способностью по отношению к маслу и плохой приробатываемостью.

С целью устранения этих недостатков применяют пористое хромирование, т.е. образование на поверхности покрытия пор. Получают путём переключения полярности тока (деталь становится анодом). Продолжительность травления 5…10 минут. В это время происходят растворение хрома, протекающее более активно по границам первичных микротрещин, и образование пор кольчатого или точечного типа.

Пористым хромированием повышают износостойкость пористых колец, поверхность цилиндров двигателей и других деталей, работающих в условиях трения скольжения.

Для ориентирования расчётов времени хромирования можно принять, что при использовании электролита №2 скорость осаждения хрома составляет в среднем 20 мкм/ч.

Осталивание

Это процесс электролитического осаждения слоёв стали толщиной до 5мм на изложенные поверхности.

Применяют для наращивания поверхностей деталей под неподвижные посадки, для восстановления деталей с большим износом (до 2-3мм), а также с целью получения подслоя в 1-3мм для тонкого хромового покрытия (0.02-0.03мм).

Твёрдость осаждённой стали составляет НВ 170-190, при добавлении в электролит органических добавок- сахара и глицерина повышается содержание углерода, что приводит к повышению твёрдости до 260 НВ.

К достоинствам осталивания относится то, чир осаждённые слои м.б. подвергнуты цементации, закалке и отпуску.
Осталивание намного производительнее и экономичнее хромирования, т.к. скорость осаждения металла составляет 0.3-0.5 мм/ч, выход по току достигает 85-95%, т.е. в 5-6 раз выше. Достаточно высокая сцепляемость покрытия.

К недостаткам процесса относится снижение устойчивой прочности деталей, достигающее 30% при покрытии стальных деталей. Это обусловлено наличием растягивающих внутренних напряжений в покрытии.

При отслаивании деталь является катодом. В качестве анода используют сталь 8.10 электролит хлористый, основной компонент хлористое железо дополнительно MnCl2 и HCl (соляная кислоста).

В процессе осталивания выделяется большое количество вредных газов, поэтому требуются мощные вентиляционные установки.

К другим видам электролитических покрытий относятся:

-Никелирование- для повышения износостойкости,, защиты от коррозии и в качестве декоративных покрытий.

-Цинкование- защищающее детали от коррозии слоем цинка толщиной до 100мкм.

-Кадмирование- для ремонта контактов электроаппаратуры и защиты деталей от агрессивных сред.

-Аужение- нанесение слоя олова для улучшения приработки отремонтированных деталей, а также для временной защиты необработанных при азотировании поверхностей.

-Меднение- для восстановления изношенных и обжатых бронзовых втулок, защиты поверхности при цементации, ремонта контактов электроаппаратуры, а также в качестве подслоя при хромировании и никелирования.
-Нанесение латунных слоев- в качестве подслоя при покрытии деталей резиной и для защитно-декоративных покрытий с последующим оксидированием.

-Нанесение серебряных слоёв- при ремонте контактов электроаппаратуры и отражательных деталей, для защиты от щелочной коррозии.

-Ферросульрибирование- для устранения задиров и улучшения условий приработки.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

источник

Adblock
detector