Химический состав флюса, кроме защиты от 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 малолегированных 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 диаметром от 50 до 80 мм получаются при использовании флюса АН-348А, который имеет следующий химический состав: окись кремния Si02 41 ...44%; окись марганца МnО 34...38%; фтористый кальций CaF2 3,5...4,5% и некоторые другие элементы.

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 ее диаметр выбирают исходя из требуемой толщины наплавляемого металла и диаметра детали.

Наплавку деталей из углеродистой стали 30, 40, 45 производят углеродистыми проволоками марок Нп-30, Нп-40, Нп-50, Нп-65, Нп-80, легированной Нп-30ХГСА. Наплавленный этими проволоками под флюсом АН-348А металл по своему химическому составу мало отличается от химического состава основного металла.

При наплавке деталей, изготовленных из стали 35 и 45, в качестве электродного материала рекомендуется применять проволоку марок Нп-40 и Нп-50, которые позволяют получить наплавленный металл по своему химическому составу, соответствующий стали 35 и 40. Твердость наплавленного металла получается в пределах НВ 187... 192.

Наплавка закаленных сталей производится с последующей их закалкой током высокой частоты (ТВЧ), что обеспечивает получение наплавленного металла с твердостью до HRC 45.

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...400°С, чтобы удалить из него влагу, которая, испаряясь при наплавке, способствует образованию пор.

При наплавке цилиндрических гладких и резьбовых поверхностей по винтовой линии первый валик наплавляют вкруговую, а следующие по винтовой линии. При наплавке необходимо устанавливать электродную проволоку по отношению к зениту цилиндрической поверхности с некоторым смещением в сторону, противоположную направлению вращения детали, обеспечив смещение электрода от зенита.

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 смещение электрода возрастает.

Наплавку шлицев под флюсом производят в продольном направлении в процессе заплавки впадин. Конец электродной проволоки при этом должен устанавливаться на середине впадины между шлицами. Смещение электродной проволоки к одной из боковых сторон шлица сопровождается оплавлением его боковой поверхности, чго приводит к нарушению правильного заполнения впадины металлом и увеличивает неровность поверхности наплавленного металла.

Параметры среднего режима наплавки под флюсом следующие: частота вращения наплавляемой детали 2,5...4,0 об/мин; шаг наплавки 3,5...4,0 мм/об, диаметр электродной проволоки 1,6... 1,8 мм; скорость подачи электродной проволоки 1,7...2,0 м/мин, сила тока 160... 180 А; напряжение дуги 24...26 В.

Способы легирования наплавленного металла при наплавке под флюсом. От химического состава наплавленного металла зависит возможность закалки, износостойкость, прочность, ударная вязкость и другие свойства. Для получения требуемого химического состава применяются различные способы легирования, в том числе:

применение легированной сплошной электродной проволоки или ленты и обычного флюса;

применение порошковой проволоки с требуемым составом шихты и обычного флюса;

применение обычной проволоки или ленты и легирующего флюса, изготовленного в процессе добавления к обычному стандартному плавленому или металлокерамическому флюсу легирующих элементов — феррохрома, ферромарганца, графита и т.д.;

нанесение легирующих примесей на поверхность детали и наплавка электродной проволокой под обычным флюсом с полным расплавлением легирующих материалов, к этому способу можно отнести обертывание детали легированной лентой, укладку легированного прутка, насыпку порошка, намазывание паст.

Первый способ легирования имеет ограниченное применение вследствие того, что в процессе наплавки электродный металл, взаимодействуя со шлаком, в значительной мере изменяется по своему химическому составу.

Второй способ легирования является перспективным, так как шихту проволоки можно подбирать любого требуемого состава с учетом взаимодействия металла и шлака при данном составе флюса и определенных режимах наплавки. Наплавка металла порошковой проволокой позволяет получить металл однородного и требуемого свойства.

Третий способ легирования широко применяется в ремонтном производстве при восстановлении коленчатых валов. Для устранения возможной сепарации феррохрома и графита, примешиваемых к флюсу АН-348А, их после тщательного перемешивания склеивают с флюсом жидким стеклом. При этом способе легирования особенно тщательно должен соблюдаться режим наплавки, потому что от него в основном зависит изменение относительной массы шлака, а следовательно, и изменение поступления легирующих элементов в наплавленный металл.

Четвертый способ легирования применяется в двух вариантах: нанесение на наплавляемую поверхность пасты с легирующими элементами и расплавление этой пасты лучом лазера; прихватка к наплавляемой поверхности легированной ленты и приварка к поверхности точечной сваркой с охлаждением водой. Оба варианта применяются в ремонтном производстве.

Дуговая наплавка под флюсом. Способ широко применяется доя восстановления цилиндрических и плоских поверхностей деталей. Это механизированный способ наплавки, при котором совмещены два основных движения электрода —. это его подача по мере оплавления к детали и перемещение вдоль сварочного шва.

Сущность способа наплавки под флюсом (рис. 3) заключается в том, что в зону горения дуги автоматически подаются сыпучий флюс и электродная проволока. Под действием высокой температуры образуется газовый пузырь, в котором существует дуга, расплавляющая металл. Часть флюса плавится, образуя вокруг дуги эластичную оболочку из жидкого флюса, которая защищает расплавленный металл от окисления, уменьшает разбрызгивание и угар. При кристализации расплавленного металла образуется сварочный шов.

Преимуществ ас пособа:

возможность получения покрытия заданного состава, т. е. легирования металла через проволоку и флюс и равномерного по химическому составу и свойствам;

защита сварочной дуги и ванны жидкого металла от вредного влияния кислорода и азота воздуха;

выделение растворенных газов и шлаковых включений из сварочной ванны в результате медленной кристализации жидкого металла под флюсом;

возможность использования повышенных сварочных токов, которые позволяют увеличить скорость сварки, что способствует повышению производительности труда в 6...8 раз;

экономичность в отношении расхода электроэнергии и электродного металла;

отсутствие разбрызгивания металла благодаря статическому давлению флюса; возможность получения слоя наплавленного металла большой толщины (1,5 ...5 мм и более);

независимость качества наплавленного металла от квалификации исполнителя;

лучшие условия труда сварщиков ввиду отсутствия ультрафиолетового излучения; возможность автоматизации технологического процесса.

Рис. 3. Схема автоматической дуговой наплавки цилиндрических деталей под флюсом:

1 – патрон; 2 – кассета; 3 – бункер; 4 – флюс; 5 – деталь.

Недостатки способа: значительный нагрев детали; невозможность наплавки в верхнем положении шва и деталей диаметром менее 40 мм из-за стекания наплавленного металла и трудности удержания флюса на поверхности детали;

сложность применения для деталей сложной конструкции, необходимость и определенная трудность удаления шлаковой корки; возможность возникновения трещин и образования пор в наплавленном металле.

Режим наплавки определяется силой тока, напряжением, скоростью наплавки, материалом электродной проволоки, ее диаметром и скоростью подачи, маркой флюса и перемещением электрода, шагом наплавки.

Силу тока определяют по таблицам или по формуле:

где dэ — диаметр электрода, мм.

При наплавке сварку обычно ведут постоянным током обратной полярности. Напряжение сварочной дуги задают в пределах 25...35 В, скорость наплавки составляет 20...25 м/ч, подачи проволоки — 75... 180 м/ч. Вылет электрода и шаг наплавки зависят от диаметра проволоки и определяются по формулам:

где  — вылет электрода, мм;

S — шаг наплавки, мм.

Схема дуговой наплавки под флюсом цилиндрических деталей приведена на рис. 3. Деталь 5 устанавливают в патроне или центрах специально переоборудованного токарного станка, а наплавочный аппарат на его суппорте. Электродная проволока подается из кассеты 2 роликами подающего механизма наплавочного аппарата в зону горения электрической дуги. Движение электрода вдоль сварочного шва обеспечивается вращением детали, а по длине наплавленной поверхности продольным движением суппорта станка. Наплавка производится винтовыми валиками с взаимным их перекрытием примерно на 1/3. Сыпучий флюс 4, состоящий из отдельных мелких крупиц, в зону горения дуги поступает из бункера 3. Под воздействием высокой температуры часть флюса плавится (рис. 4), образуя вокруг дуги эластичную оболочку, которая надежно защищает расплавленный металл от действия кислорода и азота. После того как дуга переместилась, жидкий металл твердеет вместе с флюсом, образуя на наплавленной поверхности ломкую шлаковую корку. Флюс, который не расплавился, может быть снова использован. Электродная проволока подается с некоторым смещением от зенита «е» наплавляемой поверхности в сторону, противоположную вращению детали. Это предотвращает отекание жидкого металла сварочной ванны. Режимы наплавки устанавливаются в зависимости от диаметра наплавляемой поверхности детали и приведены в табл. 4

Для наплавки используются наплавочные головки А-580М, ОКС-5523, А-765 или наплавочные установки СН-2, УД-209 и другие.

При наплавке плоской поверхности наплавочная головка или деталь совершает поступательное движение со смещением электродной проволоки на 3... 5 мм поперек движения после наложения шва заданной длины. Наплавку шлицев производят в продольном направлении путем заплавки впадин, устанавливая конец электродной проволоки на середине впадины между шлицами. Основные параметры наплавки плоских поверхностей приведены в табл. 5.

Твердость и износостойкость наплавленного слоя в основном зависят от применяемой электродной проволоки и марки флюса.

Для наплавки используют электродную проволоку: для низкоуглеродистых и низколегированных сталей — из малоуглеродистых (Св-08, Св-08А), марганцовистых (Св-08Г, Св-08ГА, Св-15Г) и кремниймарганцовистых (Св-08ГС, Св-08Г2С, Св-12ГС) сталей; с большим содержанием углерода — Нп-65Г, Нп-80, Нп-30ХГСА, Нп-40Х13 и др.

В зависимости от способа изготовления флюсы для автоматической наплавки делят на плавленые, керамические и флюсы-смеси. Плавленые флюсы содержат стабилизирующие и шлакообразующие элементы, но в них не входят легирующие добавки, поэтому они не могут придавать слою, наплавленному малоуглеродистой, марганцовистой и кремниймарганцовистой проволоками, высокую твердость и износостойкость. Из плавленых флюсов наиболее распространены АН-348А, АН-60, ОСу-45, АН-20, АН-28.

Рис. 4. Схема горения электрической дуги под слоем флюса:

1 — наплавленный металл;

2 — шлаковая корка; 3 — флюс; 4 — электрод; 5 — расплавленный флюс; 6 — расплавленный металл; 7— основной металл; е — смещение электрода с зенита

Таблица 4

Режим наплавки цилиндрических поверхностей

Таблица 5 Основные параметры наплавки плоских поверхностей

Керамические флюсы (АНК-18, АНК-19, АНК-30, КС-Х14Р, ЖСН-1), кроме стабилизирующих и шлакообразующих элементов, содержат легирующие добавки, главным образом в виде ферросплавов (феррохрома, ферротитана и др.), дающие слою, наплавленному малоуглеродистой проволокой, высокую твердость без термообработки и износостойкость.

Флюсы-смеси состоят из плавленого флюса АН-348 с порошками феррохрома, графита, а также жидкого стекла.

Для наплавки деталей с большим износом рекомендуется применять автоматическую наплавку порошковой проволокой, в состав которой входят феррохром, ферротитан, ферромарганец, графитовый и железные порошки. Используют два типа порошковой проволоки: для наплавки под флюсом и для открытой дуги без дополнительной защиты. Режимы наплавки зависят от марки проволоки и диаметра детали. Разбрызгивание электродного материала во время наплавки можно уменьшить, используя постоянный ток низкого напряжения (20 ...21В). Выпускаются проволоки для сварки и наплавки как стальных, так и чугунных деталей (ПП-АН1, ПП-1ДСК и др.)

При наплавке могут возникнуть дефекты: неравномерность ширины и высоты наплавленного валика из-за износа мундштука или подающих роликов, чрезмерного вылета электрода; наплыв металла вследствие чрезмерной силы сварочного тока или недостаточного смещения электродов от зенита; поры в наплавленном металле из-за повышенной влажности флюса (его необходимо просушить в течение 1... 1,5 ч при температуре 250...300°С).

В ремонтном производстве наплавку под флюсом применяют для восстановления шеек коленчатых валов, шлицевых поверхностей на различных валах и других деталей автомобиля.

Наплавка в среде углекислого газа. Этот способ восстановления деталей отличается от наплавки под флюсом тем, что в качестве защитной среды используется углекислый газ.

Сущность способа наплавки в среде углекислого газа (рис. 5.) заключается в том, что электродная проволока из кассеты непрерывно подается в зону сварки. Ток к электродной проволоке подводится через мундштук и наконечник, расположенные внутри газоэлектрической горелки. При наплавке металл электрода и детали перемешивается. В зону горения дуги под давлением 0,05...0,2 МПа по трубке подается углекислый газ, который, вытесняя воздух, защищает расплавленный металл от вредного действия кислорода и азота воздуха.

При наплавке используют токарный станок, в патроне которого устанавливают деталь 8, на суппорте крепят наплавочный аппарат 2 (рис. 6). Углекислый газ из баллона 7 подается в зону горения. При выходе из баллона 7 газ резко расширяется и переохлаждается. Для подогрева его пропускают через электрический подогреватель 6. Содержащуюся в углекислом газе воду удаляют с помощью осушителя 5, который представляет собой патрон, наполненный обезвоженным медным купоросом или силикагелем. Давление газа понижают с помощью кислородного редуктора 4, а расход его контролируют расходомером 3.

К достоинствам способа относятся — меньший нагрев деталей; возможность наплавки при любом пространственном положении детали; более высокую по площади покрытия производительность процесса (на 20... 30 %); возможность наплавки деталей диаметром менее 40 мм; отсутствие трудоемкой операции по отделению шлаковой корки, а к недостаткам — повышенное разбрызгивание металла (5... 10%), необходимость применения легированной проволоки для получения наплавленного металла с требуемыми свойствами, открытое световое излучение дуги.

Для наплавки применяют следующее оборудование: наплавочные головки АБС, А-384, А-409, А-580, ОКС-1252М; источники питания ВС-200, ВСУ-300, ВС-400, ПСГ-350, АЗД-7,5/30; подогреватели газа; осушитель, заполненный силикагелем КСМ крупностью 2,8—7 мм; редукторы-расходомеры ДРЗ-1-5-7 или ротаметры РС-3, РС-ЗА, РКС-65, или кислородный редуктор РК-53Б.

При наплавке используют материалы: электродную проволоку Св 12ГС, Св-0,8ГС, Св-0,8Г2С, Св-12X13, Св-06Х19Н9Т, Св-18ХМА, Нп ЗОХГСА; порошковую проволоку ПП-Р18Т, ПП-Р19Т, ПП-4Х28Г и др.

Рис. 5. Схема наплавки в среде углекислого газа:

1 — мундштук; 2 — электродная проволока; 3 —горелка; 4 — наконечник; 5 — сопло горелки; 6 — электрическая дуга; 7 — сварочная ванна; 8 — наплавленный металл; 9 — наплавляемая деталь

Рис. 6. Схема установки для дуговой наплавки в углекислом газе:

1 — кассета с проволокой; 2 — наплавочный аппарат; 3 — расходомер; 4 — редуктор; 5 — осушитель; 6 — подогреватель; 7 — баллон с углекислым газом; 8 — деталь

Режимы наплавки, выполняемой на цилиндрических деталях, приведены в табл. 6.

Наплавку в среде углекислого газа производят на постоянном токе обратной полярности. Тип и марку электрода выбирают в зависимости от материала восстанавливаемой детали и требуемых физико-механических свойств наплавленного металла. Скорость подачи проволоки зависит от силы тока, устанавливаемой с таким расчетом, чтобы в процессе наплавки не было коротких замыканий и обрывов дуги. Скорость наплавки зависит от толщины наплавляемого металла и качества формирования наплавленного слоя. Наплавку валиков осуществляют с шагом 2,5... 3,5 мм. Каждый последующий валик должен перекрывать предыдущий не менее чем на 1/3 его ширины.

Твердость наплавленного металла в зависимости от марки и типа электродной проволоки 200...300 НВ.

Расход углекислого газа зависит от диаметра электродной проволоки. На расход газа оказывают также влияние скорость наплавки, конфигурация изделия и наличие движения воздуха.

Механизированную сварку в углекислом газе применяют при ремонте кабин, кузовов и других деталей, изготовленных из листовой стали небольшой толщины, а также для устранения дефектов резьбы, осей, зубьев, пальцев, шеек валов и т.д.

Таблица 6 Режим наплавки цилиндрических поверхностей

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения данного курсового проекта я произвёл расчёт необходимой площади кузнечно-термического участка в соответствии с годовой производственной программой. А также разработал технологический процесс на восстановление ролика опорного катка трактора Т-130. Я научился производить расчёт количества рабочих мест на участке, рассчитывать списочное и явочное число рабочих, а также определять количество необходимого рабочего оборудования на участке, и исходя из необходимого оборудования определять необходимую площадь участка.

Полученные в этой работе знания будут необходимы при выполнении дипломного проекта, и пригодятся в дальнейшей работе.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Вишневедский Ю. Т. Технолгическая эксплуатация, обслужевание и ремонт автомобилей: М.: Дашков и К,2006.

2. Вахламов В. К. , подвижной состав автомобильного транспорта: М : Академия, 2003.

3. Власов В. М., Техническое обслужевание и ремонт автомобилей : М.: Академия, 2003.

4.Канафина Г.А.. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей. Пособие по курсовому и дипломному проектированию. Раздел Охрана труда и окружающей среды/ Г.А. Канафина, И.И. Агулов. – Омск: ОмГКПТ, 2005. – 32с.

 5. Стуканов В.А. Устройство автомобилей: Учеб. пособие/ В.А. Стуканов. – М.: Форум: Инфра-М, 2006 – 496с.

6. Стуканов В.А. Основы теории автомобильных двигателей и автомобиля/ В.А. Стуканов. – М.: Форум, 2005. – 368с.

7. Сарбаев В.И. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей/ В.И. Сарбаев. – М.: Транспорт, 2003. – 256с.

8. Туревский И.С. Электрооборудование автомобилей: Учеб. пособие/ И.С. Туревский, В.Б. Соков, Ю.Н. Калинин. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2004. – 368с.

9. Туревский И.С., Техническое обслуживание и ремонт автомобилей. Часть 2: М.: ИД Форум – инфра М, 2005.

10.Туревский И.С.Техническое обслуживание автомобилей. Часть 1: М.: ИД Форум – инфра М, 2007.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5