Ремонт деталей газовой сваркой

Ремонт деталей газо­вой сваркой и наплавкой

Газы, применяемые для сварки (наплавки). В качестве горюче­го газа в основном используют ацетилен, что объясняется просто­той его получения, высокой теплотой сгорания и температурой пламени.

Ацетилен (соединение углерода и водорода, химическая фор­мула С₂Н2) — бесцветный газ с резким сладковатым запахом. Его получают из карбида кальция, поставляемого потребителям в за­паянных барабанах массой от 50 до 150 кг.

В качестве заменителя ацетилена используют смесь пропана и бутана в сжиженном виде. Для газовой сварки применяют пере­носные и стационарные ацетиленовые генераторы.

Производительность переносных генераторов, как правило, не более 3 м 3 /ч, стационарных — 5 м 3 /ч и более. Для нормальной ра­боты газовой горелки необходимо, чтобы горючие газы и кисло­род поступали в нее под определенным давлением.

При использовании для сварочных работ баллонного ацетиле­на применяют ацетиленовый редуктор РД-2АМ, снижающий дав­ление с 2,5 до 0,01—0,15 МПа. Кислородные редукторы снижают давление газов с 15 до 0,1—2,5 МПа.

Технология выполнения сварочных (наплавочных) работ. Газо­вую сварку швов можно начинать как слева, так и справа.

Сварку слева применяют для деталей толщиной до 5 мм. При этом горелку перемещают за присадочной проволокой (прутком), диаметр которой зависит от толщины свариваемого металла (табл.16). В это время факелом пламени предварительно нагpeвают кромки шва.

Табл.16. Зависимость диаметра присадочной проволоки от толщи­ны свариваемого металла

Сварку справа целесообразно применять для крупногабарит­ных деталей. В этом случае проволоку перемещают за горелкой. Факел пламени, направленный на заваренный шов, защищает его от резкого охлаждения. Скорость сварки при этом способе не­сколько выше.

Для регулировки скорости и равномерности прогрева кромок и образования сварного шва требуемой формы в процессе свар­ки присадочному прутку и проволоке сообщают колебательные движения.

При сварке деталей из стали в качестве присадочного матери­ала применяют проволоку марок Св-08, Св-08А, Св-12ГС, Св-08Г2С в виде прямых прутков диаметром 0,8—1,0 мм.

Присадочную проволоку перед сваркой во избежание образо­вания неметаллических включений, пор, газовых пузырей и дру­гих дефектов необходимо тщательно зачистить до металлическо­го блеска.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Восстановление деталей сваркой и наплавкой

По статистике при восстановлении деталей в 60% случаев используется сварка и наплавка. Сваркой устраняют механические повреждения. Наплавкой восстанавливают изношенные поверхности деталей.

Сущность восстановления сваркой и наплавкой

Оба метода основаны на тепловом воздействии, отличаются только настройки используемого оборудования. Наплавка ― это нанесение на поверхность деталей слоя из сплава основного и присадочного металла. Наплавкой восстанавливают не только геометрические размеры, но также наносят покрытия для повышения жаростойкости, прочности, износоустойчивости и т. д. Процедура выполнятся на поверхности любой формы― от плоской до конической и сферической.

Сварка ― это процесс создания соединения металлических элементов методом плавления или давления. Этим способом заделывают трещины, сколы, отверстия от пробоин, крепят отломившиеся элементы. С такими повреждениями рам, поддонов, кузовов, обоих мостов постоянно сталкиваются при ремонте автомобилей. Сварку также применяют совместно с другими восстановительными процедурами.

Для качественного восстановления деталей сваркой и наплавкой необходимо:

• не допускать сильного смешивания основного металла с наносимым;
• плавить основной металл на минимальную глубину;
• не делать больших припусков на последующую обработку;
• принимать меры по снижению остаточных напряжений и деформации.

Подготовка деталей

Перед восстановлением детали сваркой или наплавкой с поверхности удаляют ржавчину, окалину, грязь металлической щеткой или пескоструйной обработкой до блеска. Обезжиривание выполняют растворителем или нагревом поверхности до 300⁰C. На кромках закрепляемых элементов снимают фаски. У трещин разделывают края под углом 120 — 140⁰, на концах сверлят отверстия диаметром 3 — 4 мм. Глухие трещины углубляют насквозь, чтобы газы при сварке не образовывали поры.

С деталей, которые уже восстанавливались, сначала удаляют остатки нанесенного ранее слоя. Затем проводят процедуру очистки. Если износ не больше 1 мм, с места восстановления снимают слой на глубину 0,5 — 1 мм шлифовальным кругом или резцом. Это обеспечит однородность структуры нанесенного сплава.

Электродуговая сварка и наплавка

Это самая распространенная технология восстановления в промышленности и на дому. Она легко выполняется на обычном сварочном оборудовании. Работу выполняют плавящимися покрытыми электродами и неплавящимися с присадочной проволокой.

Качество конечного результата определяется параметрами электродов. Для ремонта сваркой площадь поперечного сечения стержней выбирают в зависимости от размера повреждения, толщины металла. Для создания слоя с заданными параметрами выбирают марки электродов с легирующими присадками. Они могут содержаться в металле и обмазке стержней.

Наплавку на детали из низкоуглеродистых сталей, которые не подвергались термической обработке, проводят сварочными электродами. Форму изделий из закаленной легированной, высокоуглеродистой стали восстанавливают наплавочными электродами с присадками или стержнями из твердых сплавов. Ими же наносят слои на режущие кромки инструмента для обработки металла.

Для предотвращения деформирования, детали из высокоуглеродистой легированной стали предварительно нагревают до 300⁰C.

После окончания работы проводят отпуск для снятия внутренних напряжений в сварочных швах. Для низкоуглеродистой, низколегированной стали предварительный нагрев не требуется.

На цилиндрическую поверхность валики накладывают тремя способами:

• в виде спиралей;
• в форме замкнутых окружностей;
• параллельно оси вращения.

На плоские поверхности наплавляют рядом расположенные широкие валики либо узкие с перекрытием 0,3 — 0,5 по ширине. На место большого износа сначала накладывают слой из низколегированной стали. Наплавку и сварку элементов небольшой толщины выполняют на постоянном токе обратной полярности. Толстостенные детали сваривают переменным или постоянным током с прямой полярностью.

Восстановление деталей в среде защитных газов

Этим способом восстанавливают детали наплавкой и сваркой толщиной от 0,6 мм и валов диаметром до 5 см. Поступающий под давлением к месту сварки газ защищает расплавленный металл от соприкосновения с воздухом. Самые качественные швы получаются в среде аргона или гелия, однако из-за их высокой цены чаще пользуются углекислым газом. В среде азота восстанавливают детали из меди.

При нагреве до высокой температуры из углекислого газа выделяется кислород, который способствует выгоранию углерода, марганца, кремния. Поэтому для работы со сталью применяют сварочную или присадочную проволоку с высоким содержанием этих элементов. Выбор диаметра в диапазоне 0,5 — 2,5 мм зависит от толщины деталей. Наплавку на нержавеющую сталь проводят проволокой из нержавейки, желательно той же марки.

Восстановление в среде углекислого газа выполняют на постоянном токе обратной полярности. Чтобы процесс протекал стабильно, выбирают сварочное оборудование с жесткими характеристиками. Автоматической наплавкой восстанавливают детали диаметром от 10 мм из низкоуглеродистых сортов стали.

Подачу проволоки настраивают так, чтобы не возникали короткие замыкания или обрывы дуги. Скорость наплавки определяется по толщине создаваемого слоя. Валики накладывают с шагом 2,5 — 3,5 мм.

Сварка и наплавка под слоем флюса

Восстановление этим способом проводят электрической дугой, которая горит под расплавленным флюсом. Таким образом, создается эластичная оболочка, защищающая расплавленный металл от соприкосновения с воздухом. Флюсы также поддерживают стабильность горения дуги, раскисляют, легируют, рафинируют наплавляемый металл.

Для сварки и наплавки применяют два вида флюсов:

1. Керамические, состоящие из металлических и неметаллических компонентов, что позволяет проводить легирование в большом диапазоне.
2. Плавленые не содержат металлических компонентов, поэтому возможности легирования ограничены десятыми долями процента. По сравнению с керамическими видами эти флюсы дешевле, лучше защищают, со швов легче отделяется шлак. Плавлеными флюсами с высоким содержанием кремния пользуются при нанесении слоев из углеродистых, низколегированных сортов стали.

Наплавку металла под флюсом проводят сварочной проволокой без покрытия. Диаметр (1 — 6 мм) определяют по толщине создаваемого слоя, формы валиков, габаритов деталей. Чтобы увеличить производительность, восстановление ведут ленточными электродами шириной до 10 см или одновременно двумя проволоками с подачей разными механизмами.

Восстановление выполняют на постоянном токе с обратной полярностью. На круглых деталях валики располагают с шагом 2 — 6 диаметра проволоки. Для уменьшения деформации на плоской поверхности наплавку ведут через валик или поочередно на разных участках.

Другие способы восстановления

Также популярны альтернативные методы восстановления:

1. Вибродуговая наплавка отличается от обычной электросварки тем, что электрод кроме поступательного движения совершает перпендикулярные колебания частотой 90 — 100 кол/сек. В ходе процесса металл переносится мелкими каплями в сварочную ванну небольшого размера. Этим достигается незначительная глубина проплава, высокая прочность сцепления материала электрода с металлом детали.
2. Пламенная наплавка проводится за счет нагрева основного металла и присадочной проволоки струей ионизированного газа, направляемой в рабочую зону соплом горелки.
3. Электроконтактную наплавку выполняют методом пластической деформацией после нагрева металла детали и присадочного материала импульсным током. Отличается высокой производительностью (до 150 см²/мин), незначительным термическим воздействием, малым проплавлением.

Перспективными считают способы наплавки (сварки), прошедшие экспериментальную проверку:

• электронно-лучевая;
• высокочастотным током;
• лазерная;
• пропиткой композиционных сплавов;
• взрывом;
• самораспространяющимся высокотемпературным синтезом.

Особенности восстановления деталей из чугуна

Сложность восстановления чугунных деталей связана с тем, что при быстром остывании шов становится чрезмерно хрупким, так как в металле остается много углерода. Поскольку у материалов деталей и швов коэффициенты усадки разные, во время и после окончания сварки образуются трещины. При высокой температуре углерод и кремний выгорают с образованием шлака и газов, которые при быстром остывании остаются внутри швов в виде пор, включений.

Для получения прочных однородных швов восстановление выполняют методом горячей сварки. Деталь предварительно медленно нагревают до 650 — 700⁰C в течение 1,5 — 2 часов в печи. Затем переносят в термос, чтобы температура во время работы не упала ниже отметки 500⁰C. Сварку или нанесение слоя ведут через люк. После окончания восстановления деталь отжигают при 600 — 650⁰C в печи или термосе. Инструкция рекомендует снижать температуру со скоростью 50 — 100⁰C/час.

Если ремонт выполняют газовой горелкой, в качестве присадочного материала применяют стержни из чугуна.

Электросварку проводят чугунными электродами с покрытием, в состав которого входит до 50% графита. Из-за низкой производительности, сложности оборудования, этим способом пользуются редко.

Восстановление холодной сваркой выполняют без предварительного нагрева. Поэтому принимают меры для предотвращения деформирования и образования дефектов. Газовой горелкой чугун плавят медленно, но без перегрева. Электросварку проводят постоянным током обратной полярности, диаметр электродов 3 — 4 мм. Валики при наплавке накладывают вразброс участками по 40 — 50 мм. Прежде чем начать следующий, предыдущий шов охлаждают до 50 — 60⁰C.

В зависимости от решаемых задач для холодной сварки применяют присадочные стержни и электроды:

• чугунные;
• стальные;
• комбинированные;
• пучковые;
• монелевые;
• медно-стальные.

При восстановлении деталей, следует учитывать, что независимо от метода наплавки, нанесенный металл будет неоднороден по механическим параметрам, структуре, химическому составу. Поэтому если деталь работает в условиях больших нагрузок, рекомендуется заменить ее новой.

Источник

Газовая сварка деталей

Процесс газовой сварки заключается в расплавлении свариваемого и присадочного металла пламенем, образующимся при сгорании горючего газа в смеси с кислородом.

Газовую сварку применяют при изготовлении и ремонте изделий из тонколистовой стали толщиной 1 . 3 мм, при сварке соединений из тонкостенных труб, изделий из алюминия и его сплавов, а также меди, латуни и свинца, при сварке и наплавке деталей из чугуна.

Необходимо стремиться к тому, чтобы химический состав присадочного металла был близок к составу свариваемого металла.

При восстановлении стальных деталей для заварки трещин, разрывов, приварки накладок и сварки металлоконструкций применяют проволоки Св-08 и Св-08А.

Для получения швов с высокими механическими свойствами используют сварочные проволоки с повышенным содержанием марганца и кремния марок Св-08ГС, Св-08Г2С, а также высоколегированные проволоки Св-06Х19Н9Т, Св-13X25H18 и др.

При наплавке изношенных деталей применяют наплавочные проволоки НП-40, НП-50, НП-ЗОХГСА, НП-50Г, НП-651, НП-10ГЗ и другие, позволяющие получить износостойкие поверхности.

Диаметр присадочной проволоки или прутка выбирают из соотношения d = b/2 + 1 мм — при левом способе сварки; d == b/2 + 2 мм — при правом способе сварки, где b — толщина свариваемого металла, мм.

Мощность пламени горелки определяется количеством ацетилена, проходящего за час через горелку, и регулируется наконечниками горелки. При сварке низкоуглеродистых сталей на 1 мм толщины свариваемого металла требуется 100 . 130 дмэцетилена в час.

Скорость нагрева свариваемых изделий регулируют углом наклона мундштука к поверхности свариваемого металла. Чем толще металл, тем больше угол наклона мундштука горелки. Горелку передвигают по направлению сварки, прямолинейно или с поперечными и круговыми движениями. При сварке необходимо следить за тем, чтобы расплавленный основной металл и конец присадочного прутка находились все время в восстановительной зоне пламени.

Особенности сварки и наплавки деталей из чугуна. При востановлении деталей из чугуна сварку чаще всего применяют для устранения трещин, пробоин и изломов.

Чугун относится к группе плохо свариваемых металлов. Объясняется это высоким содержанием в нем углерода, а также серы и фосфора.

В основном сварку затрудняют образующиеся трещины в околоченных в зонах в процессе сварки и при охлаждении после сварки. Причины образования трещин: возникновение в процессе сварки больших внутренних напряжений; появление отбеленных зон в металле шва и в основном металле, прилегающем к шву. Высокая твердость этих зон затрудняет последующую механическую обработку и, кроме того, как уже отмечалось, приводит к образованию трещин. Интенсивное выгорание углерода и кремния, а также быстрый переход чугуна из жидкого состояния в твердое, при котором газы не успевают выйти из сварочной ванны, делает сварной шов пористым.

Чугунные детали, работавшие длительное время при высоких температурах, плохо поддаются сварке, так как углерод и кремний окисляются и чугун становится хрупким. Большие трудности возникают также при сварке чугунных деталей, работавших длительное время в контакте с маслом и керосином. В этих случаях в сварочном шве появляются сплошные поры.

Способы сварки чугуна. Сварку чугунных деталей можно выполнять металлическими или угольными электродами, газовой сваркой, термитной сваркой и заливкой жидким металлом.

По состоянию свариваемой детали различают три способа сварки чугуна: холодный, полугорячий — при полном или местном подогреве до температуры 300 . 400 ‘С, горячий — при полном нагреве до температуры 600 .. 800 ‘С.

Источник