diplom_pz (1211074), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

- данный способ сварки допускает работу в различных пространственных по­ложениях и в труднодоступных местах;

- возможность сварки и наплавки различных металлов и сплавов, износо­стой­ких слоёв, а также наплавку режущего инструмента;

- сравнительно простое, мобильное и недорогое оборудование.

Перечисленные причины делают ручную дуговую сварку очень распро­стра­нённой как на крупных, так и на мелких предприятиях, занимающихся различ­ными ремонтными и монтажными работами.

В настоящее время в механизмах и машинах применяется множество раз­лич­ных материалов, но подавляющее большинство конструкций и узлов изго­тавли­вается из стали. Номенклатура используемых в машиностроении сталей весьма обширна, что обязательно учитывается при выборе сварочно-наплавоч­ных мате­риалов.

Исторически сложилось, что центры производства сварочных материалов расположены в европейской части страны, а сырьевые ресурсы, используемые этими предприятиями, разбросаны по всей территории бывшего СССР. С рас­па­дом СССР значительная часть сырьевой базы указанных производств оказа­лась за границей, что привело к перебоям в работе предприятий и вызвало зна­читель­ное удорожание необходимого сырья.

Для Дальнего Востока эта ситуация усугубляется ещё и отдалённостью ре­ги­она от промышленно развитых районов страны. Тем не менее, известно, что Дальний восток обладает мощнейшими запасами минеральных ресурсов, в том числе и тех, которые могут быть использованы при производстве свароч­ных ма­териалов. Следовательно, актуальность данной темы – использовать местное сы­рьё при производстве сварочных материалов, весьма велика.

1.2 Дефекты конструкции подвижного состава, устраняемые

сваркой или наплавкой

В эксплуатации подвижной состав получает разного рода повреждения: это износы и трещины. Износы возникают в результате трения, коррозии, тре­щины – из-за накопления напряжений в металле при работе конструкции (тре­щины в элементах рам), чрезмерных нагрузок (трещины в корпусе авто­сцепки).

Трещины могут себя проявить и как результат некачественного исполне­ния ремонта наплавкой или сваркой.

Приведём краткий анализ неисправностей деталей вагонов по ст.Тында:

Осмотрщиками вагонов и дефектоскопистами за 2015-й год были выяв­лены следующие дефекты, которые сведём в таблицу 1.1.

Таблица 1.1 - Статистическая выборка неисправностей вагонов по ст. Тында

Окончание таблицы 1.1

Как видно из таблицы, большая часть из выявленных дефектов может быть устранена сваркой или наплавкой. Фактически, масштабы применения сварки или наплавки в ремонте вагонов значительно шире. Детали вагонов выпол­нены, в основном, из проката углеродистого и низколегированного, не редки и литые элементы из сталей того же класса. Перечисленные в таблице 1.1 марки сталей относятся к группам хорошо либо удовлетворительно сваривае­мых. Помимо упомянутых неисправностей часто повреждаются и ремонтиру­ются сваркой (наплавкой) детали автосцепного и сопряжённого с ним обору­дования, обшивка кузовов (особенно на полувагонах). Несколько реже попа­дают в ремонт эле­менты каркаса кузовов, заменяются поражённые коррозией элементы котлов ци­стерн, тормозных резервуаров, трубопроводов, выпол­няют ремонт сваркой чу­гунные элементы тормозных цилиндров.

Это далеко не полный перечень сварочно-наплавочных работ, производи­мых при ремонте подвижного состава. Однако, можно сделать вывод о том, что боль­шинство вагонных деталей при необходимости может быть восста­новлено свар­кой или наплавкой. Материалы конструкций вагонов относятся к группам хо­рошо или удовлетворительно свариваемых. При ремонте сваркой может быть применена руч­ная дуговая сварка и электроды типов Э42А – Э50А по ГОСТ9467-75, а также раз­нообразные наплавочные электроды.

1.3 Особенности микрометаллургических процессов при

электрической сварке и наплавке

При электрической сварке плавлением происходит комплекс микрометал­лур­гических процессов, возникающих в зонах высоких температур, значитель­ного накопления тепла в ограниченном объёме, резкого охлаждения расплав­лен­ного ме­талла. Во время переноса присадочного металла в сварочную ванну он интенсивно взаимодействует с газовой атмосферой окружающей среды.

В результате после кристаллизации образуется металл, структура и свой­ства ко­торого существенно отличаются как от электродного, так и от основ­ного, при­чём эти отличия, как правило, в худшую сторону.

Для ограничения вредного влияния воздушной среды на жидкий переплав­ля­е­мый металл используются различные способы защиты, в том числе флюсы и по­крытия электродов. Разработке их составов следует уделять особое вни­мание, так как использование для этих целей многокомпонентных минераль­ных ассоци­аций является важным не только с позиций повышения качества защиты жидкого ме­талла сварочной ванны, но и возможности легирования его элементами, вхо­дя­щими в состав сырья. Например, при дуговых способах сварки и наплавки, (ручная покрытыми электродами, автоматическая под флюсом и ряда других за­щита осу­ществляется слоем жидкого шлака, образу­ющегося при плавлении флюса или по­крытия электрода.

Сварочная электрическая дуга является концентрированным источником тепла, создающим большой температурный градиент в зоне сварки.

Электродный металл, переходящий в сварочную ванну в виде капель, значи­тельно перегрет сварочной дугой – его температура, по данным И.И.Фрумина, И.К.Походни, А.А.Ерохина составляет 2100–2500 ˚С, а сварочная ванна разо­гре­вается до 1950–2000 ˚С. При автоматической сварке под флюсом темпера­тура ванны достигает 1770–1800 ˚С, температура капель 2400–2500 ˚С. Раз­мер ка­пель, возникающих на торце электрода колеблется от тысячных долей миллиметра до 5–6 мм. В результате такого перегрева металла его активность сильно повыша­ется. При переносе с торца электрода в сварочную ванну капля покрыта слоем шлака, образовавшемся в результате плавления электродного по­крытия, либо флюса. При этом происходит взаимодействие между металлом капли, жидким шлаком и газами, находящимися в дуговом промежутке. Резуль­татом взаимодей­ствия является изменение состава металла, который может окис­ляться и прини­мать элементы, содержащиеся в шлаке и газах.

Процесс сварки электродами с защитным покрытием представлен на рисунке 1.4.

Рисунок 1.4 - Схема процесса сварки электродами с защитным покрытием: 1 – электродный стержень; 2 - покрытие; 3 – капли расплавленного металла электрода; 4 – ванна жидкого ме­талла; 5 – затвердевший металл шва; 6 – жидкий шлак; 7 - затвердевший шлак; 8 – газовая за­щита

Процесс сварки под слоем флюса представлен на рисунке 1.5.

Рисунок 1.5 - Схема процесса сварки под слоем флюса: 1 – электродная проволока; 2 – ос­новной металл; 3 – капли расплавленного металла электрода; 4 – ванна жидкого металла; 5– жидкий шлак; 6 – флюс

После отрыва от электрода, капля, покрытая жидким шлаком, попадает в сва­рочную ванну, где происходит её перемешивание с жидким шлаком и металлом сварочной ванны. Имея меньшую, чем у металла плотность, шлак всплывает на поверхность сварочной ванны, продолжая реагировать с жидким металлом. Шлак, находясь на поверхности расплавленного металла, выполняет несколько функций: защитную, препятствуя проникновению в жидкий металл газов из окружающей среды (кислород, азот, водород); металлургическую – раскисление, восстановление, легирование; технологическую – формирование сварочного шва.

При ручной сварке на ход металлургического процесса влияет не только со­став, но и количество покрытия на электроде [22,23]. Покрытия электродов пред­ставляют собой смеси газо- и шлакообразующих компонентов, ограждающих расплавленный металл от взаимодействия с внешней средой и для необходимой металлургической обработки. Газо- и шлакообразующая система электродного покрытия состоит из соединений, которые не нейтральны по отношению к ме­таллу и вступают с ним во взаимодействие. Это галоидные соединения, органи­ческие добавки, различные минералы, концентраты.

Для раскисления и легирования наплавленного металла в электродные по­крытия вводятся ферросплавы (Fe-Si, Fe-Mn, Fe-Cr, Fe-Nb, Fe-B, Fe-W). Покры­тия электродов специального назначения, а также наплавочных электродов, ча­сто содержат порошки чистых металлов и карбиды. Большое количество подоб­ных материалов в покрытии ухудшает защиту расплавленного металла от внеш­ней среды и ухудшает технологические свойства.

1.4 Классификация покрытых электродов

Характеристики

Список файлов ВКР