книги из ГПНТБ / Курдюмов, В. Я. Ремонт строительных машин методами сварки и наплавки

и шихты наплавленный металл удовлетворял заданным требованиям.

Сварка и наплавка порошковой проволокой могут быть выполнены открытой дугой, под флюсом и в угле­ кислом газе.

Порошковую проволоку применяют в основном для сварки низкоуглеродистых и низколегированных кон­ струкционных сталей, а также для наплавки средне- и высокоуглеродистых и высоколегированных сталей. Раз­ работано и применяется большое количество марок по­ рошковых проволок.

Для ремонта и изготовления металлических конструк­

по ТУ ИЭС 20-69), ПП-АН105 (ПП-Г13Н4-0 по ТУ ИЭС 18-65), ПП-АН103 (ПП-У20Х12М по ТУ ИЭС 31-65) и др.;

Сварку порошковыми проволоками марок ПП-АН4 и ПП-АН8 выполняют с дополнительной защитой свароч­ ной ванны углекислым газом.

Голая легированная проволока. Служит для сварки без защитной среды неответственных конструкций из уг­

сварки им. Е. О. Патона.

Сварку голой легированной проволокой можно выпол­ нять любыми полуавтоматами даже при неблагоприят­ ной погоде на открытой площадке.

Электроды. Для выполнения ручной дуговой сварки применяют неплавящиеся и плавящиеся электроды. Неплавящиеся (вольфрамовые, угольные и графитовые) служат для подвода тока к зоне дуги. Они не переходят в сварной шов.

Наиболее широко применяются металлические покры­ тые плавящиеся электроды, которые служат также и при­ садочным материалом.

Электроды представляют собой металлический стер-

32

жень, на поверхность которого нанесен слой покрытия определенного состава и толщины. Электродные покры­ тия делятся на две группы: тонкие (стабилизирующие или ионизирующие) и толстые (качественные). Назначе­ ние тонкого электродного покрытия — облегчить возбуж­ дение дуги и стабилизировать ее горение. Тонкое покры­ тие не создает защиты для расплавленного металла шва, и поэтому при сварке происходит окисление и азотирова­ ние наплавленного металла. Шов имеет низкие механиче­ ские свойства, в связи с этим тонкопокрытые электроды могут применяться только для сварки неответственных конструкций. Наиболее простым тонким покрытием слу­ жит мел.

Для получения сварных швов высокого качества при­ меняют электроды с толстым покрытием (качественные), которое в процессе сварки выполняет следующие функ­ ции: стабилизирует горение дуги, защищает расплавлен­ ный металл от кислорода и азота воздуха, легирует на­ плавленный металл определенными элементами. В состав электродного покрытия входят стабилизирующие, шлакообразующие, газообразующие, раскисляющие, легирую­ щие и связующие вещества.

Стабилизирующие вещества (поташ, кальцинирован­ ная сода, мел, полевой шпат и др.) предназначены для обеспечения устойчивого горения дуги.

Шлакообразующие вещества создают шлаковую за­ щиту расплавленного металла шва и капель электродно­ го металла, проходящих через дуговой промежуток. В ка­ честве шлакообразующих применяют марганцевую руду, гематит, мрамор, гранит, магнезит, кремнезем, плавико­ вый шпат и др.

Газообразующие вещества при нагревании разлага­ ются и образуют газы, которые оттесняют воздух от сва­ рочной ванны, обеспечивая защиту расплавленного ме­ талла. Газообразующими веществами служат древесная мука, крахмал, хлопчатобумажная пряжа, целлюлоза, пищевая мука и др.

Раскисляющие вещества вводят в покрытия (боль­ шинство — в виде ферросплавов) для раскисления рас­ плавленного металла сварочной ванны. К раскислителям относятся кремний, марганец, алюминий и др.

Легирующие вещества в процессе сварки переходят в металл шва и легируют его для придания тех или иных свойств. В качестве легирующих веществ используют

хром, титан, никель, ванадий, молибден и ряд других элементов.

Связующие вещества служат для связывания состав­ ляющих покрытия между собой и со стержнем электро­ да. Чаще всего для этого используют натриевое жидкое стекло, иногда калиевое.

Некоторые материалы в покрытии выполняют одно­ временно несколько функций, например, мрамор являет­ ся стабилизирующим, шлакообразующим и газозащит­ ным материалом; ферросплавы — раскисляющими и леги­ рующими.

Электродные покрытия принято классифицировать по виду основных веществ, входящих в них и определяющих их действие на металл сварочной ванны.

Рудно-кислые покрытия обозначаются буквой Р. В со­ ставе этих покрытий значительное количество материа­ лов рудного происхождения, содержащих кислые компо­ ненты (марганцевой руды, гематита, кремнезема), и фер­ ромарганца. Наиболее типичны электроды ОММ-5, СМ-5, ЦМ-7, ЦМ-7с, МЭЗ-04 и др. Они характеризуются боль­ шой скоростью расплавления и пригодны для сварки во всех пространственных положениях. Электродами этой группы можно сваривать металл с ржавыми кромками и окалиной, получая при этом плотные швы. Электроды с рудно-кислым покрытием обеспечивают получение ме­ талла шва с пределом прочности свыше 42 кгс /мм2, отно­ сительным удлинением не менее 18% и ударной вязко­

Рутиловые покрытия обозначаются буквой Т. Называ­ ются они так потому, что в качестве основной шлакообразующей части служит рутил, т. е. двуокись титана (от 30 до 50%), с добавками и других шлакообразующих элементов. Электроды с рутиловым покрытием обеспечи­ вают стабильное горение дуги, хорошее формирование шва, минимальное разбрызгивание металла и незначи­ тельное выделение вредных газов при сварке. Этими электродами можно производить сварку во всех простран­ ственных положениях на постоянном и на переменном токе. К электродам этой группы относятся МР-1, МР-3,

34

Al 10 1, АНО-3, AMO-4, AHO-6, ОЗС-3, ОЗС-4, ОЗС-6, 3PC-1, 3PC-2 и др.

Фтористо-кальциевые покрытия обозначаются буквой Ф и содержат карбонат кальция, карбонат магния, пла­ виковый шпат, ферросплавы и некоторое количество кремнезема. Электроды с покрытием этой группы приме­ няются в основном для сварки на постоянном токе обрат­ ной полярности. Металл, наплавленный электродами с фтористо-кальциевым покрытием, обладает минималь­ ным содержанием кислорода и азота, хорошей стойко­ стью против образования кристаллизационных трещин и старения, высокими показателями ударной вязкости при положительных и при отрицательных температурах. Эти электроды предназначаются для сварки конструкций из углеродистых конструкционных сталей, жестких конст­ рукций из литых углеродистых и низколегированных ста­ лей.

Недостаток этого вида покрытий заключается в повы­ шенной чувствительности к порообразованию при увлаж­ нении покрытия, удлинении дуги и при наличии окалины или ржавчины на кромках свариваемых деталей.

Наиболее распространены электроды с фтористо-каль­ циевым покрытием марок: УОНИ-13/45, УОНИ-13/55, УОНИ-13/65, УОНИ-13/85, СМ-11, ОЗС-2, ДСК-50 и др.

Органические (газозащитные) покрытия обозначают­ ся буквой О. Они содержат преимущественно материалы органического происхождения (оксицеллюлоза, крахмал, пищевая мука), которые, разлагаясь под действием теп­ ла дуги, обеспечивают интенсивную газовую защиту рас­ плавленного металла. К органическим относятся покры­ тия ОМА-2, ВСП-1, ВСЦ-2, ВСЦ-3 и др.

Электроды делятся на типы не но составу покрытий, а по назначению и механическим свойствам металла шва

исварного соединения, получаемых при сварке.

Взависимости от назначения стальные электроды под­ разделяются на несколько классов, для каждого из кото­ рых установлен свой ГОСТ. Так, например, ГОСТ 9467—60 предусматривает 15 типов электродов для свар­ ки углеродистых и легированных конструкционных ста­ лей и 7 типов электродов для сварки теплоустойчивых сталей:

1)Э34, Э42, Э42А, Э46 и Э46А — для сварки низкоуг­ леродистых и низколегированных сталей;

2) Э5і), Э50А и Э55 — для сварки среднеуглеродистых

инизколегированных сталей;

3)Э60, Э60А, Э70, Э85, Э100, Э125 и Э145 —для свар­ ки легированных сталей повышенной прочности;

4)Э-М, Э-МХ, Э-ХМ, Э-ХМФ, Э-ХМФБ, Э-Х2МФБ, Э-Х5МФ — для сварки теплоустойчивых сталей.

Каждому типу электродов может соответствовать одна или несколько марок, которые характеризуются со­ ставом покрытия, маркой электродной проволоки, техно­ логическими свойствами и свойствами наплавленного ме­ талла. В обозначении типа электрода буква Э означает электрод, а цифры показывают предел прочности при растяжении металла шва. Буква А, стоящая в обозначе­ нии после цифры, указывает на использование проволо­ ки с наименьшим содержанием серы и фосфора, что по­ зволяет получить наплавленный металл повышенной пла­ стичности и вязкости. Буквы, входящие в обозначение типов электродов для сварки теплоустойчивых сталей, показывают состав наплавленного металла, получаемый при сварке электродами данного типа.

Электроды для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами выпускаются по ГОСТ 10052—62, которым предусмотрено 27 типов электродов. Этот ГОСТ распространяется на электроды для сварки нержавею­ щих, жаропрочных, кислотостойких, окалиностойкнх и других сталей.

Для наплавки поверхностных слоев с особыми свой­ ствами промышленностью выпускаются 25 типов специ­ альных наплавочных электродов по ГОСТ 10051—62. Не­ которые типы электродов для дуговой наплавки приведе­ ны в табл. 3.

Сварочные флюсы. Для автоматической и полуавто­ матической сварки применяются флюсы, представляющие собой зернистое вещество, которое при расплавлении об­ разует шлак, покрывающий металл сварочной ванны.

По способу изготовления флюсы делятся на плавле­ ные и керамические (неплавленые). Обычно для сварки применяют плавленые флюсы, которые выплавляют в особых пламенных или электропечах.

Керамические флюсы представляют собой механиче­ скую смесь мелко измельченных компонентов, связанных жидким стеклом.

Преимущество керамических флюсов состоит в том, что они дают возможность легировать металл шва и ма-

36

' П р и м е ч а н и е . Цифры, стоящие после обозначения химического с о ­ става, указывают твердость в наплавленном с л о е ( H R C ) .

лочувствительны к ржавчине. Керамические флюсы в ос­ новном предназначены для сварки высоколегированных сталей и наплавки поверхностных слоев с особыми свой­ ствами.

Основное назначение флюсов:

1) защищать расплавленный металл от кислорода и азота воздуха и обеспечивать требуемые механические свойства металла шва;

2)легировать наплавленный металл;

3)обеспечивать устойчивое горение дуги;

37

4)способствовать хорошему формированию шва;

5)уменьшать потери тепла сварочной ванны в окру­ жающую среду;

6)замедлять процесс затвердевания жидкого ме­

талла;

7) уменьшать потери электродного металла на угар

иразбрызгивание.

Взависимости от назначения, химического состава и способа изготовления применяются флюсы различных марок. Для сварки углеродистых и низколегированных сталей в основном используют плавленые флюсы ЛН-348А, АН-348АМ, ОСЦ-45, ОСЦ-45М (выпускаются по ГОСТ 9087—69), для сварки высоколегированных ста­

лей — флюсы марок АНФ-5, АНФ-6, АНФ-14, АНФ-16 и др. [28].

При электрошлаковой сварке применяют флюсы ма­ рок АН-8, АН-8М, АН-22, АНФ-1, АНФ-7 и др. Алюминий и его сплавы сваривают под флюсом АН-AI, АН-А4.

При ремонте строительных машин рекомендуется при­ менять керамические флюсы следующих марок:

АНК-3 (ЧМТУ-1-909-70) —флюс-добавка, применяе­ мый в смеси с плавлеными стандартными флюсами (АН-348А, ОСЦ-45 и др.) для повышения стойкости свар­ ных швов против образования пор;

АНК-18 (ЧМТУ-1-910-70)—флюс, предназначенный для механизированной износостойкой наплавки слоя ста­ ли повышенной твердости (350—450 HB). Флюс применя­ ется в сочетании с проволокой марки Св-08;

АНК.-19 (ЧМТУ-1-911-70)—флюс, предназначенный для широкослойной наплавки колеблющимся электродом слоя стали ограниченной высоты твердостью не ниже 500НВ. Флюс применяется в сочетании с проволокой мар­ ки Св-08 для наплавки кромок рабочих органов дорож­ но-строительных машин (ножи бульдозеров, ковши скре­ перов и т. п.);

АНК-30 (ВТУ ИЭС 43Ф-69) — флюс для сварки ме­ таллоконструкций из углеродистых и низколегированных сталей, предназначенных для работы в условиях Севера. Флюс в сочетании с проволоками марок Св-10Г2, Св-08Г2С обеспечивает повышение ударной вязкости ме­ талла шва при отрицательных температурах.;

АНЛ-1 представляет собой механическую смесь, со­ стоящую из 93% плавленого флюса марки АН-10 и 7% лигатуры алюминия с железом (15% железа и 85% алю-

38

ческими процессами, требованиями ГОСТа, а также тре­ бованиями, изложенными в технических условиях на ре­ монт той или иной машины. При ремонте грузоподъемно­ го оборудования детали, узлы и изделия должны быть восстановлены или изготовлены в полном соответствии с требованиями «Правил устройства и безопасной эксплуа­ тации грузоподъемного оборудования», утвержденных Госгортехнадзором.

Отступления от чертежей допускаются только после согласования с организацией, проектировавшей строи­ тельную машину. Вызванные производственной необходи­ мостью отступления непринципиального характера (за­ мена марок сталей и профилей и т. п.) допускаются по письменному разрешению директора или главного инже­ нера ремонтного предприятия в каждом отдельном слу­ чае.

Если предлагаются изменения с целью улучшения кон­ струкции, эксплуатационных качеств, облегчения веса, снижения стоимости и т. д., требующие принципиального изменения конструкции, их необходимо согласовать с про­ ектной организацией и утвердить в вышестоящей органи­ зации.

Общие требования к ремонту строительных машин со­ стоят в том, что после ремонта машины в целом их от­ дельные детали, механизмы, металлоконструкции и кана­ ты должны обладать нужной прочностью и быть безопас­ ными в эксплуатации.

В процессе ремонта и изготовления сварных металло­ конструкций и деталей строительных машин надо выпол­ нять ряд требований:

кматериалам и полуфабрикатам;

кспособам резки, качеству подготовки кромок под сварку, вальцовки, гибки и других подготовительных опе­ раций;

ксборке, прихватке и приемам подгонки отдельных элементов, узлов и всего изделия;

кметодам сварки, температурным условиям, квали­ фикации сварщиков, сварочным материалам;

ккачеству сварных швов, методам их испытаний и устранению возможных дефектов разрешенными спосо­ бами;

ктермической обработке отдельных деталей, узлов;

кприемке готового изделия и подготовке его к от­ правке с необходимой технической документацией.

40