Пантелеенко Ф.И. и др. - Восстановление деталей машин (1038481), страница 30
Текст из файла (страница 30)
При нагреве до 400...500 'С сплав теряет прочность и деталь может разрушиться даже под действием собственного веса. Коэффициент линейного расширения материала в 2 раза, а теплопроводность в 3 раза больше, чем у стали, что способствует появлению значительных остаточных напряжений в свариваемых деталях.
Большая растворимость водорода в расплавленном металле способствует образованию пор. Пленку удаляют шабрением или растворением во флюсах, или катодным распылением. Алюминий и его сплавы сваривают одним из следующих способов: — ручной дуговой сваркой плавящимся или неплавящимся электродом; — газовой сваркой с применением флюсов или без них; — аргонодуговой сваркой. Поверхности перед сваркой очищают от загрязнений. За 2...4 ч до сварки их обезжиривают растворителям и. При дуговой сварке алюминиевых сплавов А6, АДО, АД1, ЛД2 применяют электроды ОЗА-1 и флюс АФ-4А; сплавов АМц и Ал-9— электроды А-2; силуминов Ал-2, Ал-4, Ал-5, Ал-9П и Ал-11 — электроды ОЗА-2.
Диаметр электродов 4...6 мм. Участок детали под сварку предварительно подогревают в термической печи или пламенем газовой горелки. Сварку плавящимися электродами ведут короткой дугой прямой полярности. Сила тока выбирается из расчета 40 А на 1 мм диаметра электрода. Скорость наплавки составляет 0,4...0,6 мlмин, а напряжение холостого хода 60...70 В. Перед заваркой трещины по всей ее длине вырубают канавку. Сварку угольными электродами ведут на постоянном токе прямой полярности. Угольные электроды диаметром 10...18 мм имеют длину 200...700 мм.
Детали толщиной до 2 мм сваривают без присадочного материала и разделки кромок, а свыше 2 мм — с зазором 0,5...0,7 толщины стенки или с разделкой кромок. Детали перед сваркой нагревают до температуры 250...300'С. Оксидную пленку удаляют с помощью флюса АФ-4А. Во время сварки электрод перемещают только вдоль шва без поперечных колебаний, он располагается перпендикулярно к свариваемой поаерхности.
Дуга должна быть как можно короче. Сварку алюминиевых сплавов постоянным током обратной поляриости применяют редко из-за сильного нагрева электрода. Газовую сварку без флюса ведут горелкой с восстановительным пламенем. Разогревают место сварки и присадочный материал до расплавления, затем прутком из нержавеющей стали удаляют оксиды и перемешивают основной и присадочный материалы. Газовая сварка ацетиленокислородным пламенем выполняется с помощью флюсов АФ-4А, АН-4А и других, содержащих хлористые и фтористые соли лития, натрия, калия и бария. Флюс насыпают у кромки разделки и в процессе сварки подвигают его прутком в сварочную ванну.
В качестве флюсов для сварки деталей из алюминиевого сплава подбирают вещества из группы галогенов. Они химически взаимодействуют с оксидом алюминия. Галогены, используемые в качестве сварочного флюса, должны иметь невысокую (600...700 'С) температуру плавления. Этим требованиям удовлетворяют соли щелочных и щелочноземельиых металлов (ИаГ, 1чаС1, КС1, 1ЧазА! Реб, ВаО2, СаР2 и др.). Флюсы нельзя применить в различных пространственных положениях сварки. Глава 3.
РЕМОНТНЫЕ ЗАГОТОВКИ НАПЛАВКА ПОКРЫТИЙ Из-за высокой коррозионной активности флюсов они должны быть после сварки тщательно удалены с детали. Широкое распространение при восстановлении деталей из алюминиевого сплава получила аргонодуговая сварка на переменном токе. В этом процессе кромки детали и присадочный материал расплавляются теплом электрической дуги, образующейся между вольфрамовым неплавящимся электродом и деталью. При этом из сопла наконечника непрерывно подается аргон, который окружает дугу, создает сосредоточенный нагрев и предохраняет расплавленный металл шва от вредного влияния кислорода и азота воздуха.
Катодное распыление оксидной пленки происходит при сварке переменным током со специальной характеристикой. В полупериоде прямой полярности, когда катодом является нагретый свыше 4000 К вольфрамовый электрод, мощная термоэлектронная эмиссия обеспечивает значительный ток дуги и интенсивное плавление основного металла. Напряжение зажигания почти равно напряжению дуги и при короткой дуге в аргоне может составлять всего 10 В. В полупериоде обратной полярности для зажигания дуги за счет автоэлектронной эмиссии требуется очень большое напряжение — 200 В, так как термоэлектронная эмиссия со сравнительно холодного алюминиевого катода ничтожно мала. Однако в полупериоде обратной полярности идет очень полезный процесс — интенсивное катодное распыление пленки оксида алюминия — благодаря бомбардировке поверхности детали положительными ионами.
В качестве присадочного материала применяют прутки того же состава, что и основной металл, а также проволоку Св-АК5, Св-АК10. Диаметр электрода и силу тока выбирают в зависимости от толщины свариваемых стенок. Материал подается в дугу под углом 90' к оси вольфрамового электрода. Размеры сварочной ванны должны быть минимальными. Сварку стенок толщиной до 1О мм ведут левым способом. Дуга должна быть как можно короче.
Режим аргонодуговой сварки при толщине стенки 4...6 мм следующий. Диметр присадочного прутка 3...4 мм, сила тока 150...270 А, напряжение 18...20 В, расход аргона 7...10 л/мин. При добавлении к аргону 10...12 % (по объему) диоксида углерода и 2...3 % кислорода повышается устойчивость горения дуги и улучшается формирование металла. Аргонодуговая сварка обеспечивает повышение производительности процесса в 3...4 раза по сравнению с ацетиленокислородной сваркой. При этом не применяются электродные покрытия и флюсы, химический состав металла изменяется только за счет некоторого испарения элементов, сварной шов получается плотным, без оксидных пленок, возможна 3.4б.
Характеристика горелок для аргоиодуговой сварки сварка стенок толщиной 0,5 мм, а интенсивность излучения дуги снижена в 4...8 раз. Качество шва получается высоким, а коробление детали почти отсутствует. Однако этот вид сварки требует использования дефицитного газа, сопровождается вредными условиями труда, а сварщики должны Обладать высокой квалификацией. Для аргонодуговой сварки применяют водоохлаждаемые горелки ГРАД-200 и ГРАД-400, которые подключаются к источникам питания мременного тока УДГ-301 или УДГ-501. Сведения о горелках для аргонодуговой сварки германской фирмы еА. В1пкеЬ> приведены в табл.
3.46. Сварка свиииа также сопровождается образованием тугоплавких оксидов с температурой плавления 888 'С (температура плавления свинца 327 'С). Сварку ведут нейтральным ацетиленокислородным пламенем или с применением газов — заменителей ацетилена. Присадочным материалом служит свинцовая проволока или полоса. В качестве флюса приыеняют стеарин, которым начирают присадочный материал, нли состав из равных частей стеарина с канифолью. 3.5. Наплавка покрытий 3.5.1. Определение и общая характеристика способа Иаплавка покрытий — это процесс нанесения покрытия из расплавлениого материала на разогретую до температуры плавления поверхность восстанавливаемой детали.
Покрытия, полученные наплавкой, характеризуются отсутствием пор, высокими значениями модуля упругости и прочности на разрыв. Прочность соединения этих покрытий с основой соизмерима с прочностью материала детали. НАПЛАВКА ПОКРЫТИЙ Глава 3.
РЕМОНТНЫЕ ЗАГОТОВКИ Прочность соединения, МПа Производи- тельность, кг!ч Тол шина слоя, мм Способ Температура, К Материал Электродуговая самозащитной проволокой 1,0...3,0 Электроды с покрытиями: Электродуговая под слоем флюса 353...393 573...623 423...473 1,0...5,0 0,3...3,0 — высокорутиловым — карбонатно-рутиловым — основного типа — графитсодержащи м 550 Электродуговая в среде диок- сида углерода 0,5...3,5 1,5...4,5 Электродуговая в среде аргона 0,3...3,6 0,5...2,5 Вибродуговая 0,5...1,5 0,3...1,5 400 Порошковая проволока, содержащая: 523...573 523...673 Газопламе иная 0,15...2,0 — керамический флюс — плавленый флюс Плазменная (порошковая) 1 ...
1 2 0,5...5,0 Если в машиностроительном производстве наплавку применяют для повышения износостойкости трущихся поверхностей, то в ремонтном производстве — в основном для проведения последующих работ по восстановлению расположения, формы и размеров изношенных элементов. Восстановительная наплавка при этом обеспечивает также получение новых свойств поверхностей: коррозионной, эрозионной, кавитационной. износо-,жаростойкости и др.
Доля трудоемкости сварки и наплавки составляет 70 % всех способов создания ремонтных заготовок при восстановлении деталей. Наплавка изношенных поверхностей занимает ведущее место вследствие своей универсальности. Способы наплавки делят на группы в зависимости от видов применяемых источников тепла, характера легирования и способа защиты формируемого покрытия от влияния кислорода и азота воздуха. Наибольшее распространение в ремонте при нанесении покрытий получили способы электродуговой наплавки: под флюсом, в среде защитных газов и вибродуговая (табл. 3.47). Задача, решаемая при наплавке покрытий, — получить покрытие без пор, необходимой толщины, прочно соединенное с поверхностью детали„ нужного химического состава с заданной структурой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
