книги из ГПНТБ / Ремонт строительных машин учебник

Сварка деталей из чугуна аналогична сварке деталей из стали. Она производится как с разделкой мест сварки, так и без раздел­ ки. Толстостенные ответственные детали сваривают с разделкой шва. Подготовленная для сварки деталь укладывается на свароч­ ный стол так, чтобы место сварки находилось вверху. Затем уста­ навливается требуемый режим сварочного тока и агрегат вклю­ чается в работу. Сварка начинается с обваркой лишь части длины трещины. Длина этой части составляет (3—6)3, где S — толщина детали. Сварка ведется обратноступенчатым способом, который по­ казан схематично на рис. 6.4, где цифрами обозначены номера уча-

Рис. 6.4. Порядок наплавки шва обратноступенчатым способом;

показан порядок наложения швов по сечению детали. После осты­ вания металла шов очищают от шлака и наплавляют соединяющие швы.

Швы следует наплавлять с обязательными перерывами для ох­ лаждения после наложения каждого из швов № 13, 14, 15, 16, 17, 18 и 19. Несоблюдение этого условия может привести к появлению трещин.

Чугунные детали иногда восстанавливают с помощью постанов­ ки штифтов и шпилек (рис. 6.5) с последующей их обваркой. Для этого вдоль трещины, отступив на 10—15 мм, сверлят в шахматном

порядке отверстия. В отверстия тонкостенных деталей устанавли­ вают гладкие шпильки или скобки из электродной проволоки, а в отверстия толстостенных деталей после их разделки завертывают штифты. Диаметр штифтов составляет 0,3—0,4 толщины детали, высота выступающей части — 0,5—1 диаметра штифта.

При сварке деталей этим способом наплавленный металл обра­ зует своего рода стяжку, закрепленную в теле чугуна по обе сто­ роны трещины. При охлаждении металл стяжки сокращается и плотно стягивает отдельные части детали.

Холодную сварку чугуна можно вести как постоянным, так и переменным током. При использовании постоянного тока приме­ няют обратную полярность. Сварку ведут: при толщине детали 5—10 мм сварочным током 120—200 а и электродом диаметром 3—4 мм, при толщине детали более 10 мм — электродом диаме­ тром 4— 6 мм и сварочным током 200—250 а.

Горячая сварка чугуна является более качественной. Она вклю-

100

чает механическую обработку места сварки, нагрев участка свар­ ки (или всей детали), сварку и охлаждение детали после сварки. Равномерный нагрев детали перед сваркой и последующее охла­ ждение обеспечивают получение шва со структурой серого чугуна и с невысоким остаточным напряжением.

A - B - C -B - E - F - G

Рис. 6.5. Применение штифтов при сварке чугуна стальными электродами

Механическая обработка состоит в разделке трещины или ра­ ковины с зачисткой до металлического блеска.

Нагрев всей детали (блока цилиндров, корпуса насосов и т. п.) производят до 600—700° С в горнах или специальных нагреватель­

тым электродом, полуавтоматическая и автоматическая сварка под слоем флюса, сварка в среде защитных газов и др.

Сварка пучком электродов позволяет увеличить сварочный ток на 15—20%, лучше использовать тепло электрической дуги и повы­ сить производительность труда. Пучки изготавливаются из стерж­

101

сваркой или вязальной проволокой. При сварке пучком нагрев электродов меньше, чем при сварке одиночным электродом, а это позволяет вести процесс при большем токе. Потери металла па угар и разбрызгивание уменьшаются, а производительность увели­ чивается в 1,5—2 раза.

Сварка трехфазной дугой заключается в том, что в специаль­

ном электрододержателе закрепляют изолированные друг от друга два электрода с толстой обмазкой. Две фазы подводятся к элек­ тродам, а третья к свариваемому металлу.

При этом способе горят одновременно две дуги между каждым электродом и основным металлом и третья — между электродами.

Источником тока могут быть три однофазных сварочных транс­ форматора, соединенных треугольником или звездой, или многопостовьге трансформаторы, питающиеся от трехфазного тока.

Сварка трехфазной дугой позволяет значительно повысить ка­ чество шва, увеличить в 2—2,5 раза производительность труда и на 15—20% уменьшить расход электроэнергии.

Рис. 6.7. Схема установки для сварки шланговым полуавтома­ том ПШ-5:

1 — проволока; 2 — кассета; 3 —- механизм подачи; 4 — держатель; 5 — трансформатор; 6 — регулятор; 7 — аппаратный ящик; 8 — рубильник

Полуавтоматическая сварка применяется при ремонте стрел, рукоятей, гусеничных звеньев экскаваторов и для наплавки ме­ талла на изношенные поверхности деталей. Сварка производится на специальной установке (рис. 6.7), которая состоит из подаю­ щего механизма, держателя со специальным гибким' шланговым проводом, аппаратного ящика, сварочного трансформатора или агрегата постоянного тока и соединительных проводов.

Сварка выполняется следующим образом. Электродная прово­ лока ( 1 — 2 мм), намотанная на кассету (барабан) 2, подается по гибкому шлангу к месту сварки с помощью механизма 3. Нажим­ ной ролик механизма приводится в действие электродвигателем через редуктор. Гибкий шланг заканчивается держателем 4, имею­ щим мундштук, воронку для флюса, ручку и переключатель. Дер­ жатель перемещается сварщиком вручную. Питание полуавтомата

102

мя восстанавливает окислы, попавшие в расплавленный металл в виде окалины и ржавчины, а поэтому при сварочных работах имеет наибольшее распространение.

В процессе сварки зажженную горелку сварщик держит в пра­ вой руке, а присадочный материал — в левой. Пламенем нагревают кромки детали до расплавления, а затем в сварочную ванну вво­ дят присадочный металл. По мере плавления кромок детали и за­ полнения присадочным металлом сварочной ванны горелку и при­ садочный металл перемещают вдоль линии сварочного шва слева направо (левый способ) или справа налево (правый способ). Ле-

Рис. 6.8. Способы газовой сварки:

а — левый: б — правый

вый способ (рис. 6 .8 , а) находит более широкое применение, чем правый, так как он быстрее осваивается и легче выполняется. Пра­ вый способ сварки (рис. 6 .8 , 6) более производителен и применяет­ ся при толщине металла свыше 5 мм.

Сварку тонкостенных деталей из малоуглеродистых сталей (топливных баков и др.) ведут встык или внахлестку. При тол­

щине стенки детали до 1 мм газовую сварку выполняют без при­ садочного материала с отбортовкой кромок путем сплавления их пламенем горелки. Металл толщиной от 1 до 5 мм сваривают встык без скоса кромок, зазор в стыке оставляют равным 0 ,5 — 2,0 мм. На кромках деталей, имеющих толщину более 5 мм, перед сваркой делают одноили двусторонний скос. Заварку трещин ве­ дут от центра к краям с усиленным отводом тепла от соседних участков.

Пробоины заваривают с помощью заплат, которые изготавли­ вают с закругленными углами для уменьшения концентрации на*

104

пряжений и с выпуклостью или вогнутостью для компенсации усадки металла шва.

При ремонте газовой сваркой бочек и тары из-под горючего и смазочных материалов их предварительно выпаривают и запол­ няют водой.

При газовой сварке деталей из малоуглеродистых сталей в ка­ честве присадочного материала применяются прутки диаметром 2— 6 мм с содержанием 0,06—0,1% углерода, 0,1—0,25% кремния и 0,2—0,4% марганца.

Для получения пластичных швов применяется проволока Св-08, а для получения более прочных швов — проволока Св-10Г. Диа­ метр присадочных прутков или проволоки подбирают в зависимо­ сти от толщины металла:

Газовая сварка чугунных деталей производится ацетилено-кис­ лородным пламенем с помощью горелки с наконечником, расхо­ дующим 80—90 л/ч ацетилена на 1 мм толщины свариваемого ме­ талла, нормальным пламенем или пламенем с незначительным из­ бытком ацетилена. Сварочное пламя отдаляют от поверхности де­ тали настолько, чтобы кончик ядра располагался на расстоянии 10—15 мм от поверхности сварочной ванны.

В качестве присадочного материала применяют литые чугунные прутки диаметром 4, 6 , 8 , 10 и 12 мм, длиной 250, 350 и 450 мм, комбинированные пучки, состоящие из одного-двух стальных и одного-двух медных электродов. Часто для этой цели используются изношенные поршневые кольца двигателей. Для флюса применяют чистую пережженную буру или состав, состоящий из борной кис­ лоты (70% по весу) и углекислого натрия (30%). При использо­ вании электродов с покрытиями флюсы не употребляются.

Сварка деталей из цветных металлов. Детали из меди толщиной

3 мм сваривают встык без скоса кромок, а большей толщины — со скосом кромок под углом 90°. Хорошие результаты дает примене­ ние присадочной проволоки из меди с примесью 5% серебра и флю­ са, состоящего или из буры (60—70%), борной кислоты (10—12%) и поваренной соли (2 0 %) или из смеси буры с борной кислотой, взятых в разных количествах. Флюсом покрывают подготовленные к сварке кромки и соседние участки на расстоянии 30—40 мм от кромки.

Медь — высокотеплопроводный металл, поэтому сварку ведут горелкой повышенной мощности. При толщине детали до 10 мм применяют наконечник, расходующий 150 л/ч ацетилена. Если же

105

толщина детали превышает 1 0 мм, то используют горелку с нанонечником, расходующим до 2 0 0 л/ч ацетилена.

Детали из меди восстанавливают и электродуговой сваркой. При этом применяют постоянный ток при обратной полярности и короткую дугу. В качестве электрода используют медную прово­ локу диаметром 4 мм при силе тока 240—280 а.

При сварке деталей из латуни применяют те же флюсы, что и при сварке меди, такой же присадочный материал, как и сваривае­ мый. Процесс сварки латуни такой же, как и меди, но конец ядра пламени должен находиться на расстоянии 7—10 мм от сварочной ванны.

Для уменьшения испарения цинка сварку ведут окислительным пламенем (избыток кислорода до 40%).

После сварки деталь отжигают при 600—650° С. Можно сва­ ривать латунные детали и электродуговым способом угольным электродом с присадкой проволоки из латуни постоянным током при прямой полярности.

ным материалом служит бронзовая проволока. После сварки ре­ комендуется отжиг при 450—500° С с охлаждением в воде.

Сварка деталей из алюминия и его сплавов затрудняется в связи с образованием на поверхности тугоплавкой пленки окиси алюминия. Для раскисления этой пленки применяют специальные хлористые флюсы. Сварку ведут при подогреве детали до 300— 350° С. Пламя должно быть строго нейтральным, а расстояние от ядра до сварочной ванны — 6 —1 0 мм.

Перед сваркой кромки детали очищают от окислов металли­ ческой щеткой, шабером или травлением с промывкой водой. При­ садочная проволока может быть из чистого алюминия или с при­ месью кремния до 5%. После сварки деталь равномерно прогре­ вают до температуры 300° С, а затем медленно охлаждают.

Электродуговая наплавка изношенных деталей применяется для восстановления изношенных поверхностей деталей или для покры­ тия детали слоем металла, более износостойкого, чем основной металл детали (зубья ковша экскаватора, щеки камнедробилок, ножи бульдозеров, валы и оси).

Для наплавки применяются обычные электроды, а в нужных случаях — твердые сплавы: сталинит, сормайт, электроды с износо­ стойкой обмазкой, трубчатые электроды и др.

Сталинит представляет собой измельченный зернообразный по­ рошок серо-черного цвета с зернами до 1 мм, температурой плав­ ления 1300—1350° С. Сталинит является механической смесью фер­ рохрома, ферромарганца, чугунной стружки и нефтяного кокса.

Наплавка сталинитом производится с помощью электрической дуги постоянного или переменного тока, угольным или металличе­ ским электродами с обмазкой. Схематично процесс наплавки по­ казан на рис. 6.9. Подготовленную для наплавки деталь нагре­ вают до 600—700° С, на восстанавливаемую поверхность сначала

106

насыпают слой буры толщиной 0,2—0,3 мм, а затем — слой ста­ линита шириной 30—40 мм, толщиной (при работе угольным элек­ тродом) для стальных деталей 2—5 мм и для чугунных деталей 8 — 1 0 мм, после чего производится наплавка одного или несколь­ ких слоев сталинита.

Стальные детали наплавляются в два-три слоя, чугунные дета­ ли— только в один слой. Перед наплавкой очередного слоя преды­

ными из стержней сормайта со специальной обмазкой слоями тол­ щиной 1—1,5 мм. Общая толщина наплавки сормайта № 1 обычно

3—3,5 мм, сормайта № 2 — 3—5 мм.

Каждый слой наплавки образуется из отдельных валиков, пе­ рекрывающих на 1/3 друг друга.

К электродам, дающим износоустойчивый наплавленный металл, относятся электроды ЦН-250, ЦН-350, ОЗН-200, ОЗН-ЗОО, трубча­ тые Т-540, Т-590 и другие, которые применяются для наплавки де­ талей из малоуглеродистых, углеродистых и легированных сталей. Для электродуговой наплавки изношенных деталей применяют электрод, покрытый двумя обмазками: внутренней —- легирующей, содержащей ванадий, вольфрам и хром, и наружной — шлакообра­ зующей и газозащитной.

Для уменьшения пористости электродуговую наплавку деталей производят короткой дугой с перекрытием предыдущих валиков по ширине на 40—50%. Слой наплавки по высоте устанавливается так, чтобы припуск на обработку был равен 2 —3 мм, а впадины между наплавленными валиками находились выше линии после­ дующей механической обработки.

107

Для предупреждения коробления деталей наплавку ведут об­

Виброконтактная наплавка металлов. Сущность этого способа состоит в том, что к вращающейся подготовленной для наплавки

Рис. 6.10. Схема виброконтактной наплавки металлов;

При частых соприкосновениях с вращающейся деталью вибри­ рующий конец электрода плавится и покрывает поверхность детали каплями. Наплавка ведется в струе охлаждающей жидкости (3% раствор кальцинированной соды в воде). Скорость подачи элек­ тродной проволоки колеблется от 0 , 6 до 1 , 2 м/мин в зависимости от диаметра проволоки, числа оборотов шпинделя и толщины на­ плавки за один проход.

Для виброконтакткой наплавки применяются автоматические головки марок АНКЭФ-1, НИИАТ, КУМА-5М и др., которые мон­ тируются на суппорте токарного станка, имеющем скорости вра­ щения шпинделя от 0,8 до 1,5 об/мин и продольную подачу от 0,4 до 3 мм на оборот шпинделя.

Для питания установки постоянным током применяются генера­ торы мощностью 6 — 1 0 кет, напряжением 6 — 1 2 в, а для питания переменным током — трансформаторы напряжением на выходе 5— 32 в и током до 300 а.

108