Файл: Боженов, Н. Б. Ремонт и монтаж оборудования заводов переработки пластмасс и резины учебное пособие для химико-механических техникумов.pdf

Холодная сварка чугуна стальными электродами не позволяет получать сварное соединение без твердых закалочных структур. Для устранения этого недостатка при сварке тяжелых и громоздких чугунных деталей применяют стальные шпильки, ввертываемые в деталь. Шпильки усиливают связь между основным и наплавлен­ ным металлом. Обычно ставят шпильки диаметром 6—12 мм на глубину 1,5—2 диаметра, число шпилек составляет 3—10 на каждые 100 мм шва, в зависимости от качества чугуна и условий эксплуа­ тации.

Сварка электродами из цветных металлов. Электроды из цветных металлов (в основном из меди, никеля или из их композиций) при­ меняют при дуговой сварке с целью получения сварного соединения, обрабатываемого нормальным режущим инструментом. Эти элек­ троды обеспечивают прочность сварного соединения, равную 80— 90% прочности основного металла.

Сварка электродами из медно-железных сплавов. Металл, напла­ вленный медно-железными электродами, обладает большой вяз­ костью, хорошо поддается проковке и легко обрабатывается. Наи­ лучшей для сплава является композиция из 80—90% меди и 10— 20% железа.

Существует несколько видов медно-железных электродов: мед­ ный стержень в железной трубке с покрытием, электрод из биметал­ лической проволоки, пучок электродов из медных и стальных стерж­ ней, медный стержень с покрытием, содержащим железный порошок.

Следует учитывать, что сварка медно-железными электродами дает хороший результат при тщательной проковке и чеканке швов, поэтому там, где проковка невозможна или затруднена, применять эти электроды нецелесообразно.

Сварка чугуна электродами марки ЦЧ-4. Этот способ сварки дает в наплавленном слое сплав, содержащий до 7% ванадия. Электроды ЦЧ-4 могут быть широко использованы для различных ремонтных работ. Они обеспечивают высокую прочность шва и почти полностью исключают образование закалочных структур в металле шва и в переходных зонах.

Наплавка деталей из стали и чугуна

Наплавка является одним из основных методов восстановления деталей, особенно в тех случаях, когда требуется повысить износо­ стойкость трущихся поверхностей. Качество наплавки в значитель­ ной степени зависит от состояния восстанавливаемой поверхности. Поэтому поверхности чугунных и стальных деталей перед наплавкой обжигают в нагревательных печах, газовой горелкой или паяльной лампой. Это делается с целью удаления масла из пор и трещин. После обжига поверхность очищают и обрабатывают стальными щет­ ками и абразивными кругами.

Наплавка выполняется теми же способами, что и сварка, и отли­ чается от сварки долей основного материала в металле наплавля­

70

емого слоя. В большинстве случаев при сварке стремятся увеличить количество расплавляемого основного металла и глубину его про­ плавления. Наплавка же требует минимальной доли расплавля­

приводится в действие электродвигателем 7 через редуктор. Вибра­ ция мундштука производится электромагнитным вибратором 4 через рычаг 3. Пружина 8 обеспечивает устойчивость колебаний рычага.

П о сто ян н ы й ток вырабатывается генератором 10 и подается к электроду через дроссель 9, с помощью которого регулируется ток. Охлаждающая эмульсия подается в зону наплавки насосом 1.

71

Режим наплавки характеризуется следующими величинами: на­ пряжение дуги 4—32 В, частота колебаний 25—100 Гц, диаметр сварочной проволоки 1—3 мм, величина сварочного тока 110—210 А.

Наплавленный металл представляет собой мелкопористую метал­

в 1—2 мм на поверхность цапф валов и осей.

Недостатками этого способа являются низкая прочность напла­ вленного слоя, возможность местной закалки основного металла, значительные потери металла на угар и разбрызгивание (10—30%).

Наплавляемый металл должен обладать повышенной износостой­ костью, жаростойкостью или коррозионной устойчивостью. Глубина расплавления основного металла 2—3 мм.

Присадочные материалы при электрошлаковой наплавке приме­ няют в виде проволоки, стержней, пластин и лент. Наплавку ведут под теми же флюсами, которые применяют при сварке. Для углеро­ дистых и низколегированных сталей применяют флюсы АН-8, АН-8М; для высоколегированных — АН-22, 48-08-6.

Наплавляемая плоскость должна находиться в вертикальном положении.

Наплавка газовым пламенем. Для наплавки применяют ацети­ лено-кислородное пламя. Оборудование применяют то же, что и для газовой сварки. Этот способ наплавки находит широкое применение при восстановлении различных мелких деталей из чугуна, стали и цветных металлов и сплавов (меди, латуни, бронзы, алюминия и его сплавов).

§ 4. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ МЕТАЛЛИЗАЦИЕЙ

Металлизацией называется процесс нанесения расплавленного металла на поверхность детали. Различают два вида металлизации: электрометаллизацию, при которой металл расплавляется электри­ ческой дугой, и газовую — при расплавлении металла ацетилено­ кислородным пламенем.

Расплавленный металл распыляется струей сжатого воздуха (давлением 0,6—0,65 мН/м2) на мельчайшие частицы размером 15— 20 мкм. Эти частицы с большой скоростью (100—250 м/с) ударяются о металлизируемую поверхность и, сцепляясь с ней, образуют сплош­ ное покрытие. Последующие слои сцепляются с предыдущими. Таким наслаиванием распыленного металла можно получить покры­ тие толщиной от нескольких микрон до 10 мм и более.

Частицы металла, наносимые на поверхность, имеют ничтожную массу и малый запас тепла, поэтому металлизация почти не вызы­ вает нагрева детали и ее деформации.

Металлизацией можно наносить слой любого металла. Для этого применяют проволоку диаметром 1—6 мм. Для восстановления

72

стальных деталей берут проволоку из простых углеродистых сталей; для получения антифрикционных покрытий одновременно распыляют два металла (алюминий и сталь, медь и сталь, медь и свинец); анти­ коррозионные покрытия выполняют цинковой проволокой; напра­ вляющие металлизируются молибденовой проволокой и т. д.

При металлизации не происходит сплавления или сваривания частиц с поверхностью детали, сцепление носит чисто адгезионный характер (исключение составляет молибден и некоторые его сплавы). Слой нанесенного металла имеет множество мелких пор, поэтому плотность его на 8—12% ниже, чем основного металла. Благодаря пористости металлизированный слой хорошо впитывает масло (до 10% объема слоя) и имеет высокую износостойкость, на 40—50% превосходящую стойкость металла до металлизации.

Металлизированное покрытие не обладает пластичностью, по­ этому данный способ восстановления непригоден для деталей, рабо­ тающих в условиях динамических нагрузок (зубьев шестерен, мат­ риц, штампов). Он применим при восстановлении изношенных шеек валов, плунжеров и других наружных поверхностей тел вращения, а также для покрытия несложных пресс-форм. В последнем случае используют молибден.

Технологический процесс металлизации состоит из операций подготовки поверхности, нанесения металлического покрытия и его последующей обработки.

Поверхность очищают от масла и загрязнений, обтирая ее ве­ тошью и промывая растворителем (керосином, бензином, дихлор­ этаном). С поверхности чугунных деталей, работавших в условиях смазки, масло удаляют нагревом до 250—300 °С пламенной горелкой или в печи.

Металлизируемая поверхность должна быть шероховатой, что обеспечивается пескоструйной обработкой металлическим (чугунным или стальным) песком. Шероховатость поверхности тел вращения придается нарезкой рваной резьбы на токарно-винторезном станке. Для этого резьбовой резец устанавливают ниже центра на 3—4 мм, что создает дрожание, и нарезают резьбу глубиной около 1 мм и шагом 1—1,5 мм. Для устранения неравномерностей износа тел вра­ щения (эллипсности, задиров) детали обтачивают на токарном станке.

Цилиндрические детали восстанавливают металлизатором, закре­ пленным на суппорте токарного станка. Аппарат располагают так, чтобы ось распылительной головки была перпендикулярна к вос­ станавливаемой поверхности. Для газовой металлизации применяют металлизатор ГИМ-1.

На рис. III-2, а показана схема электрометаллизации. Про­ волока 2 с катушек 1 подается через направляющие трубки 3 тяго­ выми роликами 4 в приемные трубки 5. При выходе из приемных трубок на концах проволоки образуется электрическая дуга. Рас­ плавленный металл струей сжатого воздуха распыливается через сопло 8. Струя мелких частиц металла 6 с большой скоростью попа­ дает на поверхность детали 7.

73

На рис. Ill 2, б показана схема электрометаллизационной уста­ новки. Электродная проволока с катушек 2 подается в головку металлизатора 1. Ток поступает из сети 3 через трансформатор 4 (напря­ жение тока 24 В). Сжатый воздух подается к соплу головки металлизатора компрессором в через воздухосборник 5.

Рис. Ш -2. Металлизация распылением:

а — схема электрометаллизации: 1 — катушка с проволокой; 2 — проволока; 3 — направля­ ющая труОка; 4 — тяговый ролик; 5 — приемная трубка; в — поток частиц металла; 7 — поверхность детали; 8 — сопло для сжатого воздуха; 9 — провода электросети; б — схема

влектрометаллизационяой установки: 1 —головка металлизатора; 2 —катушка для проволоки; 3 — провода электросети; 4 — трансформатор напряжения; 5 — воздухосборник; в — ком­

прессор; в — общий вид металлизационной головки ЭМЗА: 1 — ниппель для подвода сжатого воздуха; 2 — кран воздушный; 3 — колодка для подключения токоподводящих проводов; 4 — защитный экран; 5 — крышка роликового механизма; 6 — воздушная турбинка; 7 — регулятор оборотов турбинки.

Общий вид металлизационной головки ЭМЗА для восстановления небольших деталей показан на рис. Ш -2, в.

§ 5. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИМИ СПОСОБАМИ

Электролитический способ восстановления деталей состоит в оса­ ждении на поверхности деталей металлов при электролизе водных растворов соответствующих солей (электролитов).

Из электролитических способов наибольшее применение для вос­ становления имеют хромирование, отсталивание и электронатирание поверхностей деталей цинком или медью.

Хромирование позволяет не только восстанавливать размеры изношенных поверхностей, но и повышать их износостойкость.

74