Дипломный проект (1208649), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

1.5.1.Ручная сварка металлическим электродом.

Ручная дуговая электросварка осуществляется постоянным и переменным током. При сварке постоянным током «плюс» можно подключить к детали, а «минус» – к электроду (прямая полярность) или наоборот (обратная полярность).

Деталь перед сваркой или наплавкой должна быть очищена от грязи, масла и ржавчины. Трещины должны быть засверлены по краям. Трещины деталей толщиной до 8мм не разделывают при заварке. При толщине более 8 мм создают V- образные канавки на всю глубину трещины.

Цилиндрические и конические поверхности наплавляют продольными валиками, которые накладывают вдоль оси, и круговыми валиками, накладываемыми по окружности или по винтовой линии. Шейки длинных валов малых диаметров удобнее наплавлять наложением продольных валиков. Каждый следующий валик накладывается на противоположной стороне шейки после проворачивания детали на 180⁰. Наплавку торцевых поверхностей начинают от центра и ведут концентрично. Таким же способом наплавляют сферические поверхности.

При заварке отверстий малых диаметров наплавка производится по периметру до заполнения отверстия. После заполнения отверстия производится подварка с другой стороны.

Существует и применяется способ заварки неразделанных трещин поперечными швами. Поперечный сварочный шов, остывая, стягивает трещину так

плотно, что трещина становится водонепроницаемой при давлении воды до 2943·10² Па.

Для сварки и наплавки применяют холоднотянутую проволоку следующих диаметров: 0,3; 0,5; 0,8; 1,0; 1,2; 1,6; 1,8; 2,0; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12мм.

Чаще всего применяют электроды диаметром от 2 до 5мм.

Для обеспечения требуемых механических свойств сварного соединения необходимо применять соответствующие марки электродов. Для получения металла средней твёрдости для наплавочных работ применяют марки электродов, приведённые в таблице 2.

Таблица 1.3 Электроды для наплавочных работ с получением металла средней твердости.

Окончание таблицы 1.3

Режим сварки – это комплексное понятие, включающее в себя несколько факторов, среди которых главными являются сила тока и скорость сварки.

Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла.

1.5.2 Автоматическая наплавка деталей под флюсом

Автоматической наплавкой называют сварочный процесс, при котором подача электродной проволоки, перемещение сварочной дуги вдоль шва, подача защищающих и легирующих материалов в зону дуги механизированы. Основными преимуществами автоматической наплавки по сравнению с ручной сваркой являются: надёжность получения высокого качества, стабильность технологического процесса, повышение производительности труда, невысокая квалификационная требовательность к специалистам и рабочим.

Для каждого способа наплавки применяются определённые режимы сварки, марки проволоки и другие наплавочные материалы.

Процесс наплавки происходит при горении дуги между электродной проволокой и деталью под слоем сыпучего флюса, покрывающего зону дуги и расплавленного металла. В процессе наплавки дуга расплавляет ближайшие частицы флюса и горит внутри полости из эластичной оболочки из расплавленного флюса, которая защищает зону дуги и расплавленного металла от попадания воздуха и пропускает выделяющиеся газы.

При автоматической наплавке под флюсом электрическая дуга горит между деталью 5 и электродной проволокой 4 (рисунок 1.2). К дуге непрерывно

подаётся электродная проволока и флюс. Проволока оплавляется и непрерывно стекает в жидкую ванну расплавленного металла, над которым находится слой расплавленного флюса в виде эластичной оболочки, надёжно изолирующей плавильное пространство от окружающего воздуха, обеспечивая получение наплавленного металла без пор. Через расплавленный флюс происходит легирование наплавленного металла. При увеличении давления внутри флюсового пузыря оболочка не мешает образующимся газам прорываться наружу.

Шлаковая корка неэлектропроводна и не расплавляется электрической дугой, поэтому её необходимо удалять. В противном случае в наплавленном

Рисунок.1.2 Схема электродуговой наплавки деталей под флюсом.

1 – наплавочный аппарат; 2 – кассета с проволокой; 3 – бункер с флюсом; 4 – проволока электродная; 5 – деталь; 6 – наплавленный металл; 7- корка шлаковая; 8 – флюс; 9 – сварочная дуга; 10 – расплавленный металл.

металле остаются шлаковые включения, которые истирают сопряжённый металл. Отделимость шлаковой корки ухудшается с увеличением температуры детали, и при определённой температуре её удалить невозможно. При наплавке под флюсом деталей диаметром менее 50мм шлаковая корка перестаёт отделяться

после наплавки 3…4 валиков, поэтому для деталей менее 50мм применяют вибродуговую наплавку в жидкости или наплавку в среде защитных газов.

При наплавке под флюсом деталей, регулируя частоту оборотов детали, шаг наплавки, скорость подачи проволоки, можно наплавлять от 0,5 до 5мм на сторону.

Используя легирующий флюс, легированную или порошковую проволоку, можно получить металл любой структуры и твёрдости от HRC30 до HRC64.

Химический состав флюса, кроме защиты воздуха должен обеспечить стабильность горения дуги в процессе наплавки, получение заданного химического состава наплавленного металла, получение швов без видимых трещин и с минимальным (допустимым) числом шлаковых включений и пор.

Для наплавки деталей из углеродистых и малоуглеродистых сталей разработаны и изготавливаются различные составы и марки флюсов, в том числе АН-348А, АН-348АМ, ОСЦ-45, ОСЦ-45М, ФЦ-9, АН-51. Наилучшие результаты при наплавке деталей от 50 до 80мм получаются при использовании флюса АН-348А.

Режимы наплавки существенно влияют на формирование наплавленного слоя. С уменьшением смещения электрода с зенита глубина проплавления увеличивается. С увеличением напряжения дуги глубина проплавления не изменяется, ширина валика возрастает. С увеличением шага наплавки уменьшается перекрытие валиков и возрастает глубина проплавления. Хорошее формирование слоя обеспечивается, если последующий валик перекрывает предыдущий на 1/3, при этом шаг наплавки равен 2/3 ширины валика.

С ростом тока глубина проплавления увеличивается. На автоматических установках значение тока зависит от скорости подачи и диаметра проволоки. С их увеличением ток возрастает и наоборот. Скорость подачи проволоки, и её диаметр выбирают исходя из требуемой толщины наплавляемого металла и диаметра детали.

Наплавку деталей из углеродистой стали 30 и 45, в качестве электродного материала рекомендуется применять проволоку марок Нп-40 и Нп-50, которые позволяют получить наплавленный металл по своему химическому составу, соответствующей стали 35и 40. Твёрдость наплавленного металла получается в пределах НВ 187…192.

Детали, изготовленные из малоуглеродистой стали 20, наплавляют электродной проволокой Нп-30 или Св-08 под слоем флюса. Флюс перед употреблением необходимо высушить при температуре 350…400⁰С, чтобы удалить из него влагу, которая, испаряясь при наплавке, способствует образованию пор.

При неправильной установке электродной проволоки (в зените или при смещении по ходу вращения) расплавленный металл и шлак стекают с поверхности детали, так как металл в ванне не успевает затвердеть, что приводит к ухудшению условий формирования шва.

Смещение электродной проволоки от зенита изменяют в зависимости от диаметра детали, с увеличением которого смещения электрода возрастает.

1.5.3 Автоматическая вибродуговая наплавка в жидкости.

Автоматическая вибродуговая наплавка в жидкости была изобретена и внедрена в ремонтное производство в 1948 г. изобретателем Г.П. Клековкиным. Его заслуга состояла в том, что он первый решил три следующие проблемы: возможность восстанавливать наплавкой детали диаметром менее 50 мм, для которых непригодны все остальные способы вследствие перегревания деталей; возможность получать закалённый металл в процессе наплавки, так как вода подаётся в зону электрической дуги и не нужно специально закаливать металл с помощью установок ТВЧ или нагреванием в печи и охлаждением в воде; применена недефицитная широко распространённая везде пружинная проволока Нп-65Г.

Обычно электрическая дуга горит при напряжении 24…26 В на воздухе. При таком режиме детали диаметром менее 50 мм быстро перегреваются, сильно деформируются, и процесс приходится прекращать. Г.П. Клековкин решил проблему резкого уменьшения перегревания, введя вибрацию электрода, чтобы уменьшить напряжение дуги, подавая охлаждённую жидкость в зону дуги.

Электроискровой процесс происходит без замыкания, вибрации при высоком напряжении и низком токе (менее 1А).

Контактно-искровой процесс осуществляется при низком напряжении и большом токе в процессе периодического замыкания и размыкания электродов, т.е. контактно-искровым способом. При этом происходит перенос металла, и возможно нанесение твёрдых и износостойких металлопокрытий толщиной от 0,1 до 0,6 мм. Недостатком этого способа является возможность нанесения маленького слоя покрытия, малая производительность и неоднородность наплавленного металла.

Контактно-дуговой процесс наплавки, или вибродуговая наплавка, в жидкости имеет следующие особенности по сравнению с другими способами наплавки: процесс идёт при напряжении ниже горения дуги в воздухе, в зону горения дуги подаётся охлаждающая жидкость. Процесс вибродуговой наплавки (рис.1.3) проходит следующие стадии:

электрод касается детали. Так как напряжение холостого хода от 12 до 18 В и ниже напряжения возбуждения электрической дуги в воздухе, то электрическая дуга не загорается. Напряжение падает до нуля, а ток как ток короткого замыкания возрастает до максимума и конец проволоки оплавляется;

электрод отрывается от детали, на которой остаётся капля оплавленного металла. При отрыве возникает ЭДС самоиндукции от индуктивной катушки, и к напряжению от источника питания сварочной дуги добавляется дополнительное напряжение ЭДС самоиндукции. Суммарного напряжения уже достаточно для возбуждения сварочной дуги, дуга загорается и горит; возбуждённая электрическая дуга горит до следующего замыкания или немного меньше в зависимости от запасённой энергии в катушке индуктивности, которая регулируется изменением числа подключенных витков. С увеличением индуктивности уменьшается ток короткого замыкания и увеличивается продолжительность горения дуги.

Рисунок 1.3. Схема установки для вибродуговой наплавки

1- насос; 2 – ёмкость; 3 – деталь; 4 – мундштук; 5 – механизм подачи; 6 – кассета с проволокой;7 – вибратор; 8 – реостат; 9 – индукционный резистор.

В зону наплавки подают охлаждённую жидкость, которую приготавливают добавлением в воду 2,5…6 % кальцинированной соды или 20 % раствора глицерина. Для наплавки применяют пружинную сварочную проволоку

Нп-65Г, которая обеспечивает получение качественного наплавленного металла, без пор и трещин.

Характеристики

Список файлов ВКР