РАЗРАБОТКА ФЛЮСА ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ НАПЛАВКИ (1211024), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

а) изменением первозданных размеров деталей с одновременным получением нормальных геометрических форм, что получается при механической обработке поврежденной поверхности;

б) восстановлением нужных размеров и форм деталей. Главным образом, забракованные по тем или иным причинам детали восстанавливают наращиванием теми или иными способами, а затем подвергают механической, тепловой или химико-термической обработке.

Существует два способа восстановления деталей и механизмов: первый способ связан с заменой изношенных деталей на новые, что не всегда оправдано, потому что чаще всего выбраковываемые по износу детали теряют не более 2% своей первоначальной массы, при одновременном сохранении своих прочностных характеристик. Поэтому получил широкое распространение второй способ, основанный на восстановлении изношенных деталей различными методами.

Технология восстановления должна обеспечивать надежное сцепление наносимых слоев с основой детали, заданные физико-механические свойства, шероховатость поверхности и т.д.

1. Анализ способов восстановления изношенных деталей

В настоящее время применяются следующие способы восстановления первоначальных размеров изношенных деталей [3,4]:

1.2.1 Восстановление деталей давлением

Процесс восстановления деталей давлением основан на использовании пластичности металлов, т. е. их способности под воздействием внешних сил изменять свои геометрические формы при этом не разрушаясь.

Существует несколько видов пластической деформации: холодная и горячая. Первый, осуществляется за счет приложения значительной внешней силы, сопровождаясь сдвигом внутрикристаллической решетки металла и его уплотнением. Холодная деформация чаще всего применяется при ремонте деталей изготовленных из материала цветных металлов.

Следующий вид деформации требует предварительный нагрев детали до температуры ковки. В данном случае происходит межкристаллические сдвиг металла. Требуется меньше внешней силы, упрочнения металла не происходит, снижается риск образования трещин.

Данный способ восстановления достаточно прост. Он дает возможность экономичнее использовать цветной металл и высококачественные дорогие стали. Данный способ применим только для тех деталей, в которых присутствует достаточный запас металла.

1.2.2 Металлизация

Основа способа наращивания слоя металлизацией состоит в том, что в металлизаторе металл сначала расплавляется, а потом, распыляется струей сжатого воздуха до мельчайших частичек (1,5 – 10 мкм) и с огромной скоростью (100 – 200 м/с) наносится на шероховатую поверхность ремонтируемой детали. При соприкосновении с деталью не остывшие частички металла расплющиваются, образуя мельчайшие, окисленные частицы напоминающие, форму чешуек, которые, накладываются одна на другую, заполняя при этом шероховатости на поверхности детали, образуя сплошной слой. Сцепление частиц с деталью и друг с другом происходит вследствие шероховатости поверхности и молекулярного взаимодействия.

Плюсами наращивания деталей металлизацией являются:

- нанесение слоя металла толщиной от 0,03 до 15 мм на любой материал без риска его перегрева; металлизировать возможно не только металлические детали, но и стеклянные, деревянные, полимерные материалы и т.д.

- получая достаточно пористое покрытие, на котором превосходно удерживается смазывающий материал, существенно, повышает износостойкость.

существенными минусами металлизации являются, недостаточная прочность сцепления нанесенного слоя с поверхностью ремонтируемой детали, значительная сложность подготовительных операций и, наконец, существенные потери металла при напылении.

1.2.3 Электролитическое наращивание

Данный метод основан на электролизе, т. е. способности металла осаживаться на катоде при протекании постоянного тока через электролиты.

В практике ремонтов большое распространение получило хромирование и осталивание. Обмеднение и никелирование используют значительно меньше и в основном для вспомогательных целей.

К преимуществам данного метода можно отнести:

- возможность наращивания как термически обработанных, так и не-обработанных деталей без нарушения структуры металла, так как процесс проходит при температуре не более 100° градусов;

- возможность получения слоя достаточной твердости без термообработки.

К недостаткам относят:

- при прохождении процесса затрачивается большое количество времени и сложность подготовительных операций;

- восстановление деталей только с небольшим износом;

- необходимость частой фильтрации и постоянной корректировки электролита, сложность подбора материалов ванн и необходимость подогрева электролита.

1.2.4 Электроискровая обработка

Электроискровая обработка основана на электрической эрозии (разрушении) металла. При приближении электрода к поверхности детали от него отделяется капля расплавленного металла и устремляется к поверхности детали, ударяясь о которую прочно приваривается к ней. В качестве электрода можно использовать различные металлы и сплавы любой твердости, тем самым, получая высокие физико-механические свойства покрытий.

К недостаткам метода можно отнести низкую производительность, высокую шероховатость и малую толщину наносимых покрытий.

1.2.5 Восстановление деталей с применением полимерных материалов.

Восстановление деталей пластмассами очень просто, менее затратно и надежно. Пластмассами можно наращивать поверхности при создании натяга в соединении или износостойкого покрытия, герметично заделывать отверстия и трещины, выравнивать поверхности, герметизировать соединения, надежно заливать поры в разных деталях, даже почти в недоступных местах. Но применение этого способа затруднено сложностью подготовительных операций и невозможностью нанесения больших по толщине покрытий.

1.2.6 Сварка и наплавка

Под наплавкой полагают процесс нанесения на поверхности деталей металла или сплава плавлением. Плавление создается за счет тепла электрической дуги (электрическая сварка и наплавка) или тепла, образующегося при горении ацетилена, природного газа и др. в струе кислорода (газовая сварка и наплавка).

Сварочно-наплавочные технологии получили широкое распространение на предприятиях железнодорожного транспорта, так как они позволяют получать покрытия большой толщины с высокими физико-механическими свойствами. Данный способ обладает высокой производительностью, дает возможность для легирования наносимого слоя в широких пределах.

Из всех перечисленных видов восстановления значительное распространение получили электротермические способы (сварка и наплавка), причем если говорить о качестве, надежности и экономичности, то преобладает сварка под слоем флюса.

В настоящее время применяются следующие виды сварки:

1.2.6.1 Ручная электродуговая сварка производится человеком с помощью инструмента, получающего энергию от специализированного источника, она выполняется электродом с защитным покрытием, при плавлении которого образуется присадочный металл.

Данный вид сварки обладает рядом недостатков:

- сравнительно неудовлетворительное качество наплавленного металла, причиной чего служит слабая защита сварочной ванны;

- очень часто возникают не провары, подрезы и другие дефекты, зависящие от квалификации сварщика;

- потери присадочного материала.

А также рядом достоинств:

- возможность сварки в любых пространственных положениях;

- формирование швов любой формы;

- универсальность и мобильность оборудования.

1.2.6.2 Дуговая сварка под слоем флюса. При сварке с использованием флюса, дуга горит под слоем сварочного флюса. Сварка выполняется автоматической установкой, без участия сварщика, по установленной программе. При плавлении основного металла изделия, проволоки и флюса, под воздействием сварочной дуги образуется сварочная ванна, покрытая слоем расплавленного флюса. При горении дуги под слоем флюса, дуга надежно защищена от воздействия воздуха, так же флюс способствует стабилизации дуги, раскислению металла, что очень важно для свариваемости металла. Дуга при этом методе абсолютно не видна сварщику. Производительность дуговой сварки с применением флюсов намного больше чем ручной. Объясняется это тем что. При данном методе допускается применение больших сварочных токов. В следствие чего масса наплавленного металла в единицу времени на порядок выше, чем при ручной дуговой сварке покрытыми электродами.

1.2.6.3 Дуговая сварка в среде защитного газа. При такой сварке дуга и расплавленный металл, а иногда и остывающий шов для предо-хранения от воздействия воздуха, находятся в среде защитного газа. Подача которого в зону сварки происходит с помощью специального устройства. Для данного способа сварки используется, как защитный углекислый газ. В углекислом газе сварку производят в большинстве случаев плавящимся электродом. Который подается по шлангам в зону сварки специальным механизмом совместно с газом через горелку.

1.2.6.4 Электрошлаковая сварка разработана и введена в эксплуатацию Институтом электросварки им. Е. О. Патона. Данный вид сварки осуществляется плавлением (бес дуговой процесс). В данном способе используется тепло, которое выделяется при прохождении тока через расплавленный шлак. Эта сварка используется при соединении стальных деталей толщина которых от 25 до 1000 мм и более, Расположение которых должно быть в вертикальном или наклонном до 30° положении.

1.2.6.5 Сварка с принудительным формированием шва . Этот вид сварки происходит с помощью автоматической установки. В данном виде сварка осуществляется в любых положениях. Для этой сварки применяют порошковую проволоку, которая производится из тоненькой ленты из стали, заполненной флюсом. Лента сворачивается с помощью специализированного станка, обжимными роликами.

1.2.6.6 Газовая сварка используется при сваривании конструкций из серого чугуна. При сваривании больших деталей, требуется предварительный подогрев детали. При малых и легких деталях, подогрев не требуется . При применении данной сварки, тепло отдаваемое пламенем при сгорании смеси газа сжимаемого горелкой, используется для нагрева детали. В данном методе сварки используются такие горючие газы ,как- ацетилен, пропан бутановая смесь, водород, природный газ и т.д. используют также легковоспламеняющиеся жидкости( керосин, бензин). Большая температура сварочного пламени создается за счет сжигания газа или паров жидкости в кислороде.

1.2.6.7 Контактная сварка – сварка в которой используется давление и тепло, выделяющееся в контакте свариваемых частей при прохождении тока. Данная сварка, существует нескольких видов: точечная контактная , рельефная, шовная контактная , стыковая контактная сварка оплавлением и контактная сварка сопротивлением.

Проведенный анализ неисправностей восстанавливаемых сваркой и наплавкой (таблица А.1 Приложение А) показал, что из всех видов сварки доля ручной дуговой составляет 67%, автоматической под флюсом – 24%, в среде защитных газов – 7%, прочие -2% (рисунок 1.2).

Несмотря на такие плюсы ручной сварки, как мобильность и универсальность , использование в промышленности и предприятиях дуговой механической сварки более актуально. Так, как шов сварки под флюсом, способен работать во всем диапазоне климатических температур. При сверхнизких и сверхвысоких, в агрессивных средах, при давлении на порядок отличающегося от атмосферного. Исключаются такие факторы, как подрезы, не провары. Автоматическая дуговая сварка позволяет наносить покрытия большой толщины с заданными физико-механическими свойствами за счет легирования на поверхностях любой формы. Высокое качество и надежность шва при сварке под флюсом по сравнению с другими способами делает ее наиболее приемлемой на предприятиях.

Характеристики

Список файлов ВКР