книги из ГПНТБ / Чудаков К.П. Ремонт строительных машин учебное пособие для технических и ремесленных училищ

Например, если ток разрядного импульса г — 500 а, а напря­ жение контура 100 в, то номер жесткости режима № ж будет 5.

Меняя номер жесткости режима работы станка, изменяют чистоту и производительность электроискровой обработки ме­ талла.

Производительность обработки при этом способе зависит так­ же от свойств обрабатываемого металла. Так, например, если для

В качестве инструмента могут применяться любые токопро­ водящие материалы, причем их твердость может быть ниже твер­ дости обрабатываемой детали.

Электроискровая обработка металла находит применение при ремонте строительных машин в следующих случаях:

а) при производстве обдирочно-шлифовальных работ; б) при наращивании металлом поверхностей изношенных де­

талей; в) при производстве вспомогательных работ, например для

удаления из отверстий сломанных сверл, метчиков и т. д. Обдирочно-шлифовальные работы электроискровым, методом

применяются для закаленных деталей с высокой .поверхностной твердостью. Кроме, того, этим методом можно производить резку твердых металлов, а также заточку и доводку резцов с пластин­ ками из твердого сплава,.

При наращивании изношенная деталь служит катодом, а ме­ талл или сплав, которым производят покрытие, — анодом.

Наращивание производят без применения жидкости; толщи­ на наращиваемого слоя обычно не превышает более 0,15 мм. Ог­ раничение толщины слоя обусловливается явлениями окисления и азотизации.

При удалении из отверстий сломанных крепежных деталей, например болта, с помощью электроискровой обработки проши­ вают в стержне болта квадратное гнездо, в которое для выверты­ вания сломанного болта вставляют вороток.

§ 24. СВАРКА МЕТАЛЛОВ ПРИ РЕМОНТЕ

Процесс сварки служит для соединения металлических частей путем их сплавления 'за счет местного нагрева.

Существуют два вида сварки: газовая и электрическая. Элект­ рическая сварка в свою очередь подразделяется на электродуговую и влектроконтактную. Далее электроконтактная сварка де­ лится на стыковую, точечную и шовную. Представление об этих видах сварки можно получить из рис. 125.

При восстановлении изношенных и поврежденных деталей строительных машин в основном применяют газовую (ацетилено­ кислородную) и электродуговую сварку.

Газовая сварка. Газовая сварка является сваркой плав­ лением. Нагревание деталей производится пламенем, образую­ щимся при сгорании газов в кислороде. В качестве горючих газов применяют ацетилен, водород, пары бензола и др.

Наибольшее распространение в качестве горючего газа полу­ чил ацетилен (С2Н2) — бесцветный газ с характерным чесночным запахом (удельный вес 0,906). Получают ацетилен из карбида кальция (СаСг). Средний выход ацетилена из 1 кг технического карбида кальция составляет 240—270 л. Карбид кальция — твер­ дое кристаллическое вещество, он не горит и не растворяется ни в каких растворителях.

количество тепла. Так, при действии 0,5 л воды на 1 кг карбида кальция выделяется до 450 больших калорий тепла с соответст­ венно высоким нагревом. Так как температура воспламенения, получающегося при разложении ацетилена, составл;яет всего око­ ло 480°, нагрев этот весьма опасен, вследствие чего воды берется больше: 10 л на 1 кг карбида; в результате температура снижает­ ся до +45° (согласно техническим нормам температура генерато­ ра не должна быть более +50°).

При повышенном давлении (свыше 1,5—1,75 атм) ацетилен расщепляется на углерод и водород; при этом выделяется боль­ шое количество тепла и происходит взрыв. Вследствие этого при сварке повышение давления сверх нормы не допускается.

Красная медь (и серебро) при длительном соприкосновении с ацетиленом образует ацетиленистую медь (и ацетиленистое серебро), которая дает взрыв при нагревании до 100—120°, а также от удара. Исходя из этого, арматуру ацетиленовых уста­ новок из красной меди не применяют.

При нормальных давлении и температуре ацетилен хорошо растворяется в ацетоне (в 1 л ацетона растворяется 25 л ацети-

162

лена). Растворимость ацетилена в ацетоне повышается с уве­ личением давления и притом без опасности взрыва. При давле­

ки ацетилена в баллонах. Давление в ацетиленовых баллонах обычно не превышает 15 атм. Средняя емкость баллонов 40— 50 л. Ацетиленовые баллоны окрашиваются в светло-серый или белый цвет.

Кислород поступает на место работ в специальных баллонах, окрашенных в голубой или синий цвет, под давлением 125—

150атм.

Вверхней горловине кислородных и ацетиленовых баллонов имеется запорный вентиль (для регулировки выхода газа из баллона) и предохранительный колпак. Вентили баллонов не­ обходимо предохранять от соприкосновения с маслами или жи­ ровыми веществами, которые могут вызвать вспышку. При ра-. боте в холодном месте вентиль обертывают войлоком. Отогре­ вать замерзший вентиль можно только горячей водой. Вентили для ацетиленовых баллонов изготовляют из черного металла, для кислородных—■из бронзы.

Для образования и сжигания ацетилено-кислородной смеси применяется специальный инструмент — сварочная горелка. Кис­ лород и ацетилен подаются в горелку по гибкому резиновому шлангу. Ацетилен может подводиться из баллона или специаль-1 кого генератора, где он приготовляется, а кислород — только из баллона. Для осуществления сварки в зону пламени, обра­ зующуюся при выходе газов из сопла сварочной горелки, вводится присадочный прутковый материал.

Рабочее место, оборудованное подводкой газов, шлангами и горелкой, называется сварочным постом. Схема сварочного по­ ста показана на рис. 126.

Сварочные горелки по принципу действия подразделяются на инжекторные (низкого давления) и безынжекторные (высо­ кого давления).

с большой скоростью из сопла инжектора. Эта струя кислорода создает в каналах разрежение, благодаря которому ацетилен поступает в смесительную камеру. Кислород поступает в инжек-' торную горелку под давлением 2—3 атм; горючий же газ может идти под очень небольшим давлением (0,01—0,02 атм).

Горелки инжекторного типа могут поддерживать различные соотношения количеств ацетилена и кислорода в смесительнойкамере. Однако при длительной работе нагрев наконечника на­ рушает правильное соотношение между количеством кислорода; и ацетилена, в результате чего требуется дополнительная регу­ лировка состава смеси. ;

В б е з и н ж е к т о р н о й г о р е л к е (рис. 127,6) кислород и горючий газ идут в горелку под повышенным давлением; до­ зировка их количества осуществляется при помощи кранов. Безынжекторная горелка дает более устойчивые состав и дав­ ление горючего.

На рис. 128 показана у н и в е р с а л ь н а я горелка СУ. Кис­ лород поступает в горелку по ниппелю 8, ацетилен — по ниппе­ лю 16, присоединенным к крышке 18 рукоятки 19 накидными гайками 7 и 17. В корпус 20 впаяна кислородная трубка 6 и вмонтированы вентили 13 и 14. Каждый вентиль состоит из шпин­ деля 5, маховичка 4, пластинки 11 с указанием названия газа, гайки 9, сальникового кольца 15, сальниковой гайки 10 и набив­

ки 12. В ,корпус ввернуто инжекторное сопло 21, к которому при­ жат инжектор 22, вставленный в смесительную камеру сменного наконечника 24. Наконечник привертывается к стойке 3 при по­ мощи накидной гайки 23 и состоит из смесительной камеры 2, трубки 1, ниппеля 25 и мундштука 26. Пройдя вентиль, кислород идет -в инжектор 22, а затем в смесительную камеру, где, рас­ ширяясь, приобретает повышенную скорость и тем создает раз­ режение в каналах горелки, обеспечивающее поступление в нее ацетилена. Горючая смесь по соплу 21 поступает в мундштук 26, по выходе из которого сгорает, образуя сварочное пламя.

Для снижения давления газов, поступающих из баллонов к сварочной горелке, применяют редукторы.

Работа р е д у к т о р а основана на уменьшении давления га­ за при увеличении его объема. Газ из баллона поступает по го­ ризонтальному каналу 6 через вентиль в редуктор (рис. 129), часть газа отводится по вертикальному каналу 5 к манометру баллоща 4, показывающему давление в нем. Для получения низ­ кого давления газ пропускают в особую камеру, что достигается поворотом маховичка 15, винт которого нажимает на пружину 13, оказывающую давление на тарельчатый клапан 12 и приле­ гающую к нему мембрану 11. При этом мембрана отталкивает рычажок 10, сидящий на шарнире, благодаря чему второй ры­ чаг 9, соединенный со штепселем 3, закрывающим газу выход, несколько поворачивается и тем самым открывает доступ газа

165

в камеру 8. Объем этой камеры значительно больше объема го­ ризонтального канала, по которому газ течет к камере, вслед­ ствие чего давление в ней падает. Манометр редуктора 2, уста­ новленный над камерой, показывает давление в ней, которое совпадает с давлением в трубке 14, соединяющей камеру и мано­ метр. Ниппель 1 и резиновый шланг, укрепляемый на нем, слу­ жат для подвода газа к горелке. На случай порчи пружины манометра и значительного повышения давления в камере имеет­

ся предохранительный клапан 7; пружина его отрегулирована на величину допустимого давления (отмечаемого на манометре красной чертой), при превышении которого Клапан открывается и выпускает газ в атмосферу.

А ц е т и л е н о в ы е г е н е р а т о р ы . Для получения ацети­ лена применяются ацетиленовые генераторы нескольких видов, различных по конструкции и принципу действия. Генераторы, в которых на воду насыпают карбид, относятся к типу «карбид в воду»; генераторы, в которых на карбид наливается вода, от­ носятся к типу «вода на карбид». Преимущества генераторов первого типа: большая химическая чистота ацетилена, беспере-

166

бойность в работе и значительная механизация загрузки и раз­ грузки аппарата.

Кроме того, по величине рабочего давления различаются ге­ нераторы низкого давления (избыток давления газа 0,05 атм), среднего давления (избыток давления 0,08—0,3 атм) и высокого давления (избыток давления 0,3—1,0 атм).

Ацетиленовый генератор, работающий по принципу «карбид в воду», показан схематически на рис. 130. Газообразователь 1 наполняют через воронку 2 водой до уровня контрольного кра­

трубе 6 через колпак 2. Труба 11 предохраняет колокол от переполнения газом. Через ниппель 12,

когда он погружен в воду, и шланг 9 вода поступает в реторты, разлагая находящийся в них карбид. Подача воды регулируется краном 10. Генератор имеет химический очиститель 4 и водяной затвор 3.

В химическом очистителе ацетилен очищается от вредных примесей: сероводорода (H2S) и фосфористого водорода (РНз). Очистка ацетилена производится инфузорной землей, пропитан­ ной раствором хромпика в серной кислоте. Очищенный ацетилен проходит через водяной затвор низкого давления, предохраняю*

167

щий генератор от взрыва, возможного при обратном ударе в сварочной горелке.

З о н ы г о р е н и я . При горении ацетилена в струе кислоро­ да температура пламени достигает 3300—3650°, в зависимости

от химической чистоты газов. Факел пламени имеет три зоны с

168

В зависимости от соотношения количеств кислорода и аце­ тилена пламя может быть трех видов:

1) нейтральное (или нормальное) с отношением объемов аце­ тилена и кислорода от 1 до 1,25;

2)восстановительное с избытком ацетилена;

3)окислительное со значительным избытком кислорода. Нейтральное пламя характеризуется хорошо очерченным ко­

нусом с ярко светящейся окраской. При наличии излишнего ки­ слорода пламя окрашивается в фиолетовый цвет, избыток аце­ тилена придает ему оранжево­ красный цвет.

После того как пламя отре­ гулировано, свариваемый уча­ сток прогревают до появления темно-красного цвета. Далее начинается процесс сварки рас­ плавлением как основного, так и присадочного металла вос­ становительной зоной пламени. Угол наклона горелки к свари­ ваемой детали, в зависимости от ее толщины, принимается в пределах от 20 до 80° (рис. 133).

Сварку чугунных и стальных деталей обычно ведут нейтраль­ ным пламенем, которое обеспечивает наиболее высокое качест­ во сварного шва: его прочность и плотность. При сварке восста­ новительным пламенем неизбежно науглероживание металла,, что повышает его хрупкость. Сварка с избытком кислорода сопро­ вождается сильным окислением металла, вызывающим пережог его, в результате чего прочность сварного шва сильно сни­ жается.

16 9

При восстановлении изношенных деталей из низколегирован­ ных сталей и для наплавки твердых сталей их нагревают восста­ новительным пламенем с небольшим избытком ацетилена, пред­ назначенным для предупреждения образования окалины на об­ работанных поверхностях.

Электрическая дуговая сварка. При дуговой электрической сварке расплавление металла свариваемых деталей осущест­ вляется электрической дугой. Существуют две схемы сварки ■— по М. Н. Бенардосу и по Н. Г. Славянову.

В схеме Бенардоса (рис. 134, а) угольный стержень 1 зажи­ мается в электрододержателе 2 и с помощью провода 3 присое­ диняется к одному из полюсов сварочного генератора 4. Одна из свариваемых деталей 5 присоединяется ко второму полюсу гене­ ратора. Если угольный электрод оторвать от детали, возникнет

Рис. 134. Схема электрической дуговой сварки:

а — по способу Бенардоса, 6 — по способу Славянова

электрическая дуга, температура которой достигает 6000°. При этом образуется зона расплавленного металла. В эту зону под­ водят присадочный материал 6, который также расплавляется дугой. Этот способ в настоящее время является вспомогательным и применяется при сварке деталей из цветных сплавов.

Схема, показанная на рис. 134,6, предложена впервые инж. Н. Г. Славяновым в 1888 году. Свариваемая деталь 5 присоеди­ няется к одному из полюсов генератора, а металлический элек­ трод 1 через электрододержатель ко второму полюсу. После включения тока электрод отрывают от детали и держат от ее поверхности на расстоянии 4—8 мм. При этом между деталью

иэлектродом возникает электрическая дуга.

Зо н ы дуги. В дуговом промежутке различают три зоны: катодную (зона отрицательного полюса), положительную зону дуги и анодную (зона положительного полюса).

Первая зона имеет температуру 3000—4000°, температура столба дуги достигает в центральной части 6000°. Если деталь присоединяется к положительному полюсу, сварка считается прямой полярности, если к отрицательному— полярность сварки

170