4.3. Балқыту және балқытып қаптастыру
Балқытумен әртүрлі ақаулары бар детальдар мен металқұрылымдар жөнделсе, балқытып қаптастыру арқылы тозған детальдарды қалпына келтіреді. Балқытып қаптастыру арқылы кез келген қалыңдықтағы металл қабатын өсіруге болады. Балқытудың ең көп тараған түрлері – доғалық және газдық болса, балқытып қаптастырудың түрлері – электрдоғалы, газдық, дірілдоғалы, индукциялы, электр жанамалы, плазмалы және электршлакті.
Электрлік доғаның жану кезінде металды балқытуға негізделген электрдоғалық балқыту мен балқытып қаптастырудың бірнеше түрлері бар. Олардың негізгілеріне қолмен және механикаландырылған, ашық доғамен, флюспен және қорғау газы ортасында өңдеу жатады.
Қолдық доғалы балқытуды жөндеу жұмыстарын орындау кезінде тұрақты (балқыту агрегатынан) және айнымалы (балқыту трансформаторынан) токпен жүргізеді, тұрақты ток кезінде балқыту процесі орнықты болады да, жақсы сапамен қамтамасыз етіледі, ал айнымалы токпен жұмыс кезінде пайдалану шығындары төмен және П.Ә.К-і жоғары болады да, қарапайым да арзан жабдықтар қолданылады.
Газдық балқыту, яғни жанғышта газ-оттекті жалынмен металды балқыту әдісінің ашық доғалы балқытумен салыстырғанда сапасы жоғары болады, себебі газдық орта қорғау функциясын атқарады. Сонымен бірге газдық балқыту кезінде детальдың қыздыру температурасын кең көлемде реттеуге, отырғызу материалын қыздыруға болады. Сондықтан да жауапты детальдарды жөндеу барысында газдық бақылау кең көлемде қолданылады. Алайда олардың өзіндік кемшіліктері де болады: табылуы қиын газдарды (оттегі мен ацетилен) пайдалану; доғалық балқытумен салыстырғанда термиялық әсер ету аймағының үлкендігі; балқытушының жоғары біліктілігінің болуы. Орталықтандырылған жөндеу кезінде автоматтық балқыту процестері кеңінен қолданылады: флюспен автоматтық балқыту, электримпульстік балқыту және т.б.
Флюспен автоматтық балқыту және балқытып қаптастыру кезінде (4.9-сурет) [8] электрлік доға мен сұйық металл ауаның кіруінен балқытылған флюстің эластикалық қабатымен қорғалады.
4.9-сурет. Флюс қабаты арқылы автоматты пісіру (балқытып қаптастыру):
а – автоматты пісіру бастиегінің сұлбасы; ә – пісіру аймағының бойлық тілімі; б – жазық бетті пісіру сұлбасы; в – цилиндрлік бетті балқытып қаптастыру сұлбасы; 1 – балқытылатын (пісірілетін) деталь; 2 – флюсті шанап; 3 – мүштік; 4 – серіппе; 5 – қыспалы аунақша; 6 – сым тазалағыш; 7 – электродты сымды кассета; 8 – беру аунақшасы; 9 – беру механизмі; 10 – электрқозғалтқыш; 11 – аппарат жәшігі; 12 – ток көзі; 13 – электродты сым; 14 – газдық шар; 15 – балқытылған металл; 16 – төгілгіш флюс; 17 – құбырша; 18 – шлак қабаты; 19 – пісіру генераторы; 20 – сұйық флюсті қабықша; 21 – электр доғасы; 22 – балқытылған қабат
Сондықтан жоғары сапалы электродты доғалық және газдық балқытып қаптастырумен салыстырғанда балқытылған металда оттегі мен азот үлесі едәуір төмен болады. Бұл процесс жазық бетті және цилиндрлік детальдарды балқыту мен балқытып қаптастыруға жарамды. Қорғау газдары ортасындағы балқытып қаптастырудың бірқатар артықшылықтары бар: қарапайымдылығы; жану аймағының ашық көрінуі; барынша жұқа қабаттарды алу мүмкіндігі.
Автоматтық электримпульстік балқытып қаптастыру, оны дірілдоғалы және дірілжанамалы деп те атайды, флюс қабатында немесе электролит ағынында металды дірілді электродпен өсіруден тұрады. Дірілдегіш элемент арқылы өткізілген электрод балқытылатын детальға қатысты 100 Гц жиілікпен тербелістер жасайды.
Машина детальдарын қалпына келтіру әдістерінің алдыңғы қатарында тозған беттерді таспамен және сыммен электржанамалық балқытып қаптастыру тұр. Бұл әдістің мәні детальдың тозған бетіне жанамалы балқытумен электродты сымдарды балқытудан тұрады. Бірмезгілде отырғызу сымына бағыттаушы аунақша арқылы қысым беріледі. Электржанамалы балқытып қаптастырудың артықшылықтары: жоғары өнімділік, отырғызу материалының минимал шығындары, детальдің минимал қызуы, қара және түсті детальдарды болат пен шойынның әр түрлі маркаларына балқытып қаптастыру жасау мүмкіндігі, еңбек жағдайының едәуір жақсаруы.
Индукциялық (жоғары жиілікті) балқытып қаптастыру (4.10-сурет) кезінде материалды балқыту үшін қыздыратын детальді қамтитын өткізгіш-индуктор бойынша өткізілетін жоғары жиілікті токты пайдаланады [8,12].
4.10-сурет. Цилиндрлік (а) және жазық (ә) детальдарды индукциялы (жоғары жиілікті) балқытып қаптастыру сұлбалары:
1 – балқытылған деталь; 2 – мөлшерлегіш; 3 – индуктор; 4 – трансформатор; 5 – бағыттағыштар; 6 – индукторды салқындатуға арналған су; 7 – шихта (балқытылатын материал) қабаты
Индукциялы балқытып қаптастыруды цилиндрлік және жазық беттерді қалпына келтіру үшін қолданады.
Плазмалық балқытып қаптастыру қыздыру көзі ретінде жанып тұрған электр доғалы арнадана плазма тәріздес газды (аргон, гелий) өткізетін плазмалық ағынды қолдануға негізделген. Плазмалық ағынды балқыту, кесу, дәнекерлеу кезінде де пайдаланады.
Электршлакты балқытып қаптастыруды үлкен массалы металды балқыту кезінде қолданады (4.11-сурет) [12]. Оны алдын ала флюсті (шлакты) шомылғыда балқытады да, сонан соң деталь бетіне құяды.
4.11-сурет. Қысқышты кранның нүктебелгісін электршлакті балқытып қаптастыру әдісімен жөндеу сұлбасы:
1 – отырғызылатын металл; 2 – шлакті шомылғы; 3 – балқытылған металл; 4 – кокиль; 5 – нүктебелгі
Балқыту мен балқытып қаптастырудың технологиялық процестерінің параметрлері әр түрлі сипатталады. Флюстегі электрдоғалы балқытып қаптастыру мен дірілді доғалы балқытып қаптастырудың режимдері параметрлерінің жобалық шамалары 4.1 және 4.2-кестелерде берілген [8].
4.1- кесте
Флюстегі электрдоғалы балқытып қаптастырудың режимдері параметрлерінің жобалық шамалары
Диаметр, мм |
Балқыту тогы |
Сымды беру жылдамдығы Vб, м/мин |
Балқы тып қаптас тыру адымы S, м/айн |
Деталь дың айналу жиілігі n, мин-1 |
Балқытыл ған қабат қалыңдығы h. мм |
||
Деталь дың Д |
Электрод ты сымның d |
Ток күші I, A |
Кернеу U, B |
||||
50…80 |
1.2 |
100…140 |
25…30 |
1.6…2 |
2,5 |
2 |
1…2 |
90…110 |
1.6…1.8 |
140…200 |
25…30 |
1 |
3...5 |
2 |
1…2 |
200….350 |
2.5….3 |
270…400 |
25…30 |
2 |
3...5 |
1 |
1…2 |
400….600 |
4 |
500…1000 |
25…30 |
1 |
3...5 |
1 |
1…2 |
700….800 |
5 |
600…1000 |
25…30 |
2,3;2,5 |
3...5 |
1 |
1…2 |
4.2-кесте
Дірілді доғалы (электримульсиялы) балқытып қаптастырудың режимдері параметрлерінің жобалық шамалары
Балқытылатын қабаттың қалыңдығы h, мм |
Механикалық өңдеу припускі сі , мм |
Балқытылатын сым диаметрі d, мм |
Балқыту тогы |
Электрод ты
беру жылдамдығы
|
Балқы тып қаптас тыру дың адымы S, мм/ айн |
Диамет рі Д деталь дің айналу жиілігі n, мин-1 |
|
Ток күші I, A |
Кернеу U, B |
||||||
0.6…0.7 |
0.4 |
1.6…1.8 |
120…140 |
12…14 |
1.3 |
1.8…2.2 |
1200:ПД |
1.5 |
0.8 |
1.6…1.8 |
160...190 |
12...14(12...22) |
1,7 |
2,3...2,8 |
1000:ПД |
2,5...3 |
1 |
1.6…1.8 |
160...190 |
12...22 |
1,7 |
2,8...3,6 |
370: ПД |
2,5...3 |
1 |
2,5 |
300...350 |
12...14 |
1,7 |
3,3...3,4 |
200:ПД |
2,5...3 |
1 |
таспа 0,5х10 |
320...340 |
12...14 (12..22 |
1,7 |
7,9 |
200:ПД |
,
мм
Жабу қалыңдығы, мм, мына формуламен анықталады:
,
(4.1)
мұндағы,
–
беттің тозған қабатының қалыңдығы;
– қалпына
келтіру операциясы алдындағы механикалық
өңдеу припускісі;
– қалпына
келтіру опрерациясы соңындағы қаралтым
өңдеу припускісі;
– соңғы
таза өңдеу припускісі.
Жабындыны жауып болған соңғы өңдеу припускілерінің жобалық мәндері 4.3-кестеде берілген. Дірілді доғалы балқытып қаптастыру кезінде ажарлаумен ғана шектелуге болады, ал флюстегі электрдоғалы балқытып қаптастыруда ажарлаудан бұрын көбінесе токарьлік өңдеу жүргізіледі.
4.3-кесте
Механикалық өңдеу припускілерінің (мм) жобалық шамалары
Деталь диаметрі Д |
Ажарлау алдындағы токарьлік өңдеу |
Тек ажарлаумен ғана өңдеу |
||
25 |
0,4 |
0,2 |
0,6 |
0,3 |
25...50 |
0,5 |
0,2 |
0,7 |
0,35 |
50...70 |
0,55 |
0,2 |
0,75 |
0,35 |
75...100 |
0,65 |
0,25 |
0,9 |
0,4 |
100...125 |
0,75 |
0,25 |
0,95 |
0,4 |
125...150 |
0,8 |
0,3 |
1,1 |
0,45 |
150...200 |
0,95 |
0,4 |
1,35 |
0,5 |
200...300 |
1,1 |
0,5 |
1,6 |
0,7 |
300...500 |
1,25 |
0,6 |
1,85 |
0,85 |
Жабынды
қалыңдығы h (мм) болғанда және 4.1,
4.2-кестелерден таңдап алынған электродты
сымның диаметрі d (мм), оны беру жылдамдығы
(м/мин),
балқытып қаптастыру адымы S (мм/айн)
берілген жағдайда бір өтпе ішінде жабуға
қажетті балқытып қаптастырудың жылдамдығы
былай анықталады [8]:
;
(4.2)
мұндағы, - балқытып қаптастыру коэффициенті (балқытылатын электродты сымды тиімді пайдалану), =0,85…0,9
Табылған балқытып қаптастыру жылдамдығы бойынша бал-қытылатын детальдің айналу жиілігі (мин-1) мына формуламен анықталады:
(4.3)
мұндағы, Д – деталь диаметрі, мм.
Қажетті қалыңдықты бір өтпеден ала алмаған жағдайда, жабындыны бірнеше өтпеден соң жабады. Олардың әрқайсысының қалыңдығы h1 болғанда қабаттың керекті қалыңдығын алу үшін өтпелердің қажетті санын төмендегі формуламен анықтайды:
Ал жабындыны жабу операциясына жұмсалатын негізгі уақыт келесі формуламен есептеледі:
,
мұндағы, – қалпына келтірілетін беттің ұзындығы.
4.1 және 4.2-кестелерде келтірілген балқытып қаптастыру режимдерін параметрлері жазық бетті балқытып қаптастыру кезінде де қолдануға болады.