Робота № 17. Відновлення валу вібродуговим наплавленням

З

Рис. 28. Схема установки електрода

міст роботи: вивчення обладнання, оснащення, області застосування і технології наплавочних робіт; проектування, оформлення і виконання наплавочної операції.

Обладнання оснастка робочого місця.

1 . Наплавочний установка в комплекті

( токарний верстат , наплавочний голівка , джерело зварювального струму , пульт управління).

2 . Дріт електродний сталева вуглецева пружинна ІІ -1 , 8 ( ГОСТ 9389-75 ) .

3 . Молоток слюсарний 0,5 кг; молоток мідний 0,5 кг; зубило слюсарне, плоскогубці комбіновані , ключ гайковий , розвідний № ​​2 , ключі гайкові відкриття 10 X 12 , 11 X 14, 17 X 19 , 22 X 24 , 24 х 27 мм ; індикаторна головка на стійці, штангенциркуль ШЦ -Н -250 -0 , 05 ( ГОСТ 166 - 80).

4 . Фартух , рукавиці , захисний екран , щітка - кмітливість .

Короткі відомості про відновлення деталей вібродуговим наплавленням . Сутність способу вібродуговим наплавлення деталей полягає в тому , що електродний дріт подається з касети до наплавлюваного поверхні спеціальним механізмом , який одночасно з подачею дроту вниз , до деталі , надає їй коливальні рухи з певною частотою (50-100 Гц) і амплітудою (до 3 мм ) .

До деталі та електродної дроті підводиться струм 80-300 А при напрузі 12-20 В. У місце зіткнення дроту з деталлю подаються охолоджуюча рідина , захисний газ або флюс . Процес може вестися і без захисту дуги.

Цикл наплавлення включає в себе коротке замикання (у момент торкання електродом деталі) , горіння дуги ( під час відриву електрода від деталі) і холостий хід (від моменту , коли дуга згасла , до наступного короткого замикання ) . При включенні в ланцюг струму індуктивності наростання і падіння імпульсів струму згладжуються , тривалість і стійкість горіння дуги зростають.

Якість наплавленого металу і продуктивність процесу залежать від положення електрода 2 (рис. 28) щодо деталі 3, що визначається кутами α і β, і величиною вильоту а; α = 40/90 ° - кут нахилу електрода до осі обертання деталі у вертикальній площині. Зі збільшенням кута поліпшується зварюваність валика 1 з основним металом, але погіршується зварюваність валиків між собою; а = 10/15мм - виліт електрода, β = 35/50 ° - кут нахилу електрода в поперечній площині для деталей, діаметр яких менше 40 мм, β = 35 °.

Вібрація електрода зменшує тепловий вплив на деталь, а охолоджуюча рідина дозволяє отримати наплавлений метал з загартованої структурою. Більш якісні результати виходять при наплавленні металу постійним струмом зворотної полярності.

Переваги способу: незначна за глибиною зона термічного впливу; незначна деформація деталей після наплавлення; висока твердість і зносостійкість покриття; висока продуктивність процесу; можливість отримання покриття різної товщини і механічних властивостей.

Недоліки способу: метал шва пористий, нещільний, з великою кількістю окислів, неоднорідної структури, що знижує втомну міцність деталей до 60% і більше. Зазначені недоліки певною мірою компенсуються термомеханічним зміцненням.

Технологічні особливості способу. Вибродуговая наплавлення застосовується для відновлення деталей із сталі і чавуну, їх зовнішніх і внутрішніх циліндричних поверхонь, а також різьбових поверхонь і шліців (розподільні вали, хрестовини кардана і диференціала, розтискні кулаки переднього І заднього гальмівних механізмів, фланці карданного і веденого вала КП та ін ).

Наплавляється шар 0,3-2,0 мм при діаметрі деталі 15 мм і більше.

При відновленні деталей із зносом менше 0,1 мм поверхня деталі проточити або про шліфувати до 0,15-0,20 мм на сторону.

Параметри режиму наплавлення. Режим вібродугового наплавлення обумовлюється рядом електричних і кінематичних параметрів, від яких зрештою залежать продуктивність, товщина і якість наплавленого шару, його зв'язок з основним металом, зносостійкість, втомна міцність.

До електричних параметрів належать рід струму і полярність, напруга, індуктивність зварювального контуру ланцюга. Кінематичними параметрами є швидкість наплавлення Vн, швидкість подачі електродного дроту Vпр, крок наплавлення S, частота обертання деталі п, частота і амплітуда коливання електродного дроту, місце підведення дроту до деталі (кути α і β), а також кількість і склад охолоджуючої рідини або захисного газу, діаметр деталі d і дроту d_a.

Розробка режиму наплавлення й визначення норми часу на операцію.

1. Розрахувати товщину наплавки t, мм

t=Δ_зн+а,

де Δ_зн – велечина зносу поверхності деталі, мм; а - припуск на обробку, мм (для шліфування 0,6 мм, для точіння 1,5 мм на сторону

2. Підібрати матеріали: електродний дріт 2 кл. (ГОСТ 10543-82), d_а = 1,6 / 1,8 мм; охолоджуюча рідина, подача 0,5 / 0,7 л / хв.

3. Вибрати крок наплавки S=(1,5/2,0) d_э мм/об.

4. Призначити щільність струму Д_а, коефіцієнт наплавлення α_н і розрахувати силу струму І: Д_а=80/90 А/мм²; α_н=6,5/8,2 Г/(А·ч); І=.

5. Визначити масу розплавленого металу

G_р.м.=

6. Визначити обсяг розплавленого металу

Де - щільність розплавленого металу, г/см³

7. Розрахувати швидкість (у м / хв) подачі електродного дроту V_пр. та швидкість наплавлення V_н:

де К₁ – коефіцієнт, що враховує вигоряння або розбризкування металу; К₂ – коефіцієнт повноти наплавляемого шару.

Примітка. При наплавленні в рідині К₁=0,73-0,92; К₂=0,79-0,95.

8. Розрахувати частоту обертання наплавлюваного деталі:

9. Визначити параметри установки електродного дроту: виліт електрода а = (5/10)d_э;

кут нахилу при наплавленні галтелей α = 45 /60 °; при наплавленні без галтелей α = 90 °;

зміщення електрода l = ( , де l - довжина кола наплавлюваного деталі;

амплітуда вібрації А = (0,75/1,00)d_э, мм;

кут нахилу електрода в поперечній площині β = 30-45 °.

10. Основний час

,

де L - довжина наплавлення, мм; i - кількість шарів наплавлення; V_н-швидкість наплавлення, мм / хв (при наплавленні шліців поздовжнім способом).

Нижче наводиться технологічна інструкція з вибродуговой наплавленні шийки валу (табл. 32.)

Таблиця 32

Зміст переходу	Вказівки щодо виконання
1. Ознайомитися з організацією робочого місця і перевірити його комплектність	Усвідомити спеціалізацію і організацію робочого місця, призначення та довідкової інформації. Перевірити за описом комплектність
2. Вивчити характеристику деталі, умови її роботи, дефекти, способи ремонту	Усвідомити конструктивні елементи деталі та технологічні вимоги до них, вид і рід тертя, характер навантаження, агресивність середовища, вид і характер дефектів, способи і засоби дефектації, можливі методи і технологію ремонту, а також вимоги керівництва з капітального ремонту
3. Вивчити обладнання, оснастку і матеріали, що застосовуються при виконанні операції	Вивчити основні вузли комплекту обладнання для вибродуговой наплавлення, органи управління та порядок роботи, спосіб установки деталі при наплавленні, паспортні дані обладнання, принципову електричну схему установки (рис. 29), розташування електрода стосовно наплавлюваного деталі. Ознайомитися з особливостями виду «обробки. Примітка. Електродвигуни і випрямляч не включати!
4. Спроектувати наплавочного операцію	Підібрати обладнання, пристосування, матеріали. Призначити кінематичні та електричні параметри режиму наплавлення. Розрахувати норму часу. Встановити структуру операції (допоміжні та технологічні переходи). Заповнити звіт (див. прогр. 6)
5. Підготувати наплавочну установку до роботи	Вивчити і усвідомити вимоги інструкції з техніки безпеки. Перевірити заземлення обладнання та наявність охолоджувальної рідини. Заправити електродний дріт через механізм подачі в мундштук. Встановити розрахункові швидкість подачі електродного дроту, частоту обертання деталі, крок наплавлення, утли нахилу, зсув і виліт електрода, амплітуду вібрації, витрата охолоджую щей рідини, необхідну силу зварювального струму. Перевірити правильність підключення ланцюга зварювального струму («» подають на електродну про-волоку). Встановити деталь до центрів верстата. Очистити наплавляється шийку від забруднень (до блиску). Перевірити радіальне биття наплавлюваного шийки валу ( биев. 0,1 мм). Встановити захисний екран
Виконати наплавочну операцію. Виконується з дозволу та під керівництвом викладача	Запустити зварювальний перетворювач. Одягти фартух, рукавиці та захисні окуляри. Включити електродвигун насоса. Включити електродвигун верстата. При цьому рукоятка управління шпинделем верстата повинна знаходитися в нейтральному положенні. Включити зварювальний струм. Рукоятку керування верстатом поставити так, щоб деталь почала обертатися за годинниковою стрілкою, якщо дивитися з боку задньої бабки. Запустити електродвигун наплавочной головки (подачу дроту). Зафіксувати час початку наплавлення Спостерігати за процесом наплавлення. Виконати наплавку заданої ділянки деталі. Зафіксувати час закінчення наплавлення. Процес наплавлення припиняється послідовним виключенням зварювального струму, електродвигунів наплавочной головки, верстата, насоса подачі рідини і перетворювача зварювального струму
7. Контроль операції	Оглядом визначити наявність раковин, тріщин, непроварів. Виміряти діаметр наплавленої шийки валу. Результати записати в звіт
8. Організаційно технічне обслуговування робочого місця	Привести у вихідне положення інструмент, деталь, документи. Привести в порядок верстат, пристосування, інструмент. Підписати операційну карту-звіт. Робоче місце здати черговому
9. Захист результатів роботи і здача звіту	Вміти пояснити (якщо необхідно-довести) виконані розрахунки і прийняті технологічні рішення з розробки та виконання операції Знати основні характеристики обладнання та інструменту, які застосовувались при виконанні операції. Знати область застосування робіт при ремонті деталей автомобілів і вимоги ЕСТД в частині, що стосується операції

Рис. 29. Принципова електрична схема установки для вибродуговой

наплавлення:

S1, S3, S5, S6 - рубильники попереднього включення зварювального перетворювача, шафи управління, верстата і насоса; S2 - перемикач напрямку подачі дроту; S4 - вмикач Зварювального струму; Ml, М2, М3, М4 - електродвигуни перетворювача, наплавочной головки, верстата і насоса; К1, К2, КЗ - реле та контакти магнітних пускачів перетворювача, верстата і мотора насоса; L - дросель; Е - сигнальна лампа; РА і PV - амперметр і вольтметр; Д - наплавляюча деталь; Е - електродний дріт; КП1, КП2 , КПЗ-кнопки «Пуск» перетворювача, верстата і насоса; КС1, КС2, КСЗ - кнопки «Стоп» перетворювача, верстата і насоса

Контрольні завдання

1. Дайте технологічну характеристику вибродуговой наплавлення.

2. Назвіть параметри режиму наплавлення.

3. Перерахуйте правила безпеки при виконанні зварювальних робіт.

4. Поясніть будову та принцип роботи наплавочной головки.

5. Перерахуйте обладнання та матеріали, що застосовуються для вибродуговой наплавлення.