Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Ремонт и утилизация автомобилей и тракторов»
.pdf
21
структуры металла покрытия, что снижает усталостную прочность деталей
Толщина наносимого покрытия, мм
Рекомендуемый диаметр
электрода, мм
Напряжение источника
питания, В
0,3 – 0,9
1,0 – 1,6
1,8 – 2,5
1,6
2,0
2,5
12 – 15
15 – 20
20 – 25
пр
dI )7560(
до 2 раз, меньшая по сравнению с автоматической наплавкой под слоем
флюса производительность и повышенные потери материала на угар и разбрызгивание.
Для наплавки применяют высокоуглеродистые наплавочные и высоколегированные сварочные проволоки диаметром 1,2 – 3,0 мм: Нп-40,
Нп-60, Нп-65, Нп-80, Нп- 65Г, Нп-30ХГСА. Для защиты сварочной ванны
используют углекислый газ, флюсы, пар и охлаждающие жидкости
(4 – 6 % - ный раствор кальцинированной соды или 10 – 20% - ный раствор
технического глицерина в воде). Наплавочные головки с механическим
вибратором: ОКС-1252;ОКС-6569; ВГ-4; ВГ-5 и ВГ-8М. Наплавку производят на постоянном токе обратной полярности.
Твердость наплавленного слоя зависит от химического состава электродной проволоки и количества охлаждающей поверхности. При наплавке проволокой Нп-60, Нп-80 и др. с охлаждением обеспечивается твердость 35-55 HRC, проволокой Св-08, Св-08Г2С – 22 … 26 HRC.
Диаметр электрода и напряжение наплавки выбирают по таблице 3.4
в зависимости от толщины наносимого покрытия.
Таблица 3.4
Диаметр электрода и напряжение наплавки в зависимости от толщины
наносимого покрытия
Силу тока определяют по формуле
.
22
Скорость подачи электродной проволоки рассчитывают по формуле
2
/1,0
прпр
dUIV
haSVdV
прпрн
/785,0
2
прн
VV )8,04,0(
прн
VV )8,07,0(
пр
dS )2,26,1(
пр
dA )0,175,0(
пр
dH )85(
.
Скорость наплавки можно определить по формуле
,
где a – коэффициент, учитывающий отклонение фактической площади
сечения наплавленного слоя от площади прямоугольника с высотой h, a =
0,8.
При диаметре электродной проволоки до 2,5 мм хорошее качество
наплавки имеет место при соотношении
имеет вид
с увеличением диаметра электродной проволо-
. Соотношение
ки до 2,5 – 3,0 мм.
Частоту вращения детали рассчитывают по формуле (3.2).
Шаг наплавки S, амплитуду колебаний A и вылет электрода H
определяют по зависимостям:
;
;
. Толщину покрытия h, наплавляемого на наружные цилин-
дрические поверхности, определяют по формуле (3.7)
3.6.3. Наплавка в среде углекислого газа
Наплавка в среде углекислого газа получила большее применение,
чем вибродуговая и успешно замещает в ряде случаев автоматическую
наплавку под слоем флюса. Достоинства способа: меньшая по сравнению с
флюсами стоимость углекислого газа, возможность наложения неудобных
швов (вплоть до потолочных) сложной конфигурации, видимость свароч-
23
ной ванны, более высокая производительность (на 25 – 30%), а также воз-
н
V
пр
V
можность, из – за малой зоны термического влияния, восстанавливать детали малого диаметра (начиная с 10 мм) и толщины (детали кабин и оперения тракторов и автомобилей).
Недостатком способа является склонность наплавленного слоя к образованию трещин и выгорание легирующих элементов. Причиной является разложение углекислого газа при высокой температуре на оксид углерода и атомарный кислород. Для предотвращения этого явления применяют
электродную проволоку с повышенным содержанием марганца, кремния,
хрома и других раскислителей: Св-08Г2С, Св-08ХГСМА, Св15Х12НМВФБ.
Твердость слоя, наплавленного низкоуглеродистой проволокой марки Св-08Г2С, Св-12ГС составляет НВ 200-250, и проволоками с содержанием углерода более 0,3% (30ХГСА и др.) после закалки достигает 50
HRC.
Наплавочное оборудование: установки для дуговой наплавки УД209, УД-609-06 «Ремдеталь», 01.06-081 «Ремдеталь» (для цилиндрических
поверхностей), УД-609-04 «Ремдеталь» (для плоских поверхностей); сварочные полуавтоматы – А-547У, А-547Р; А-929С и универсальные полуавтоматы А-715, А-765 и А—1197, которые могут быть использованы также
при наплавке под слоем флюса.
Диаметр электродной проволоки, силу тока и напряжение наплавки
выбирают в зависимости от диаметра детали, используя таблицу 3.5.
Скорость наплавки
проволоки
, шаг наплавки S и смещение электрода l рассчитывают по
, частоту вращения n, скорость подачи электродной
формулам (3.1), (3.2), (3.3), (3.4), (3.6). Толщину покрытия h, наплавляемого на наружные цилиндрические поверхности, определяют по формуле
(3.7).
Вылет электрода принимают равным 8 – 15 мм. При наплавке на постоянном токе обратной полярности коэффициент наплавки
24
= 10 – 12 г/А ч. Расход углекислого газа составляет 8 – 20 л/мин.
Диаметр детали,
мм
Диаметр проволоки, мм
Ток наплавки, А
Напряжение
наплавки, В
10 – 20
20 – 30
30 – 40
40 – 50
50 – 70
70 – 90
90 – 120
120
0,8 – 1,0
0,8 – 1,0
0,8 – 1,0
1,0 – 1,2
1,2 – 1,4
1,4 – 1,6
1,6 – 2,0
2,5
70 – 95
90 – 120
110 – 140
130 – 160
140 – 175
170 – 195
195 – 225
300 – 400
17 – 18
18 – 19
18 – 19
19 – 20
19 – 20
20 – 21
21 – 22
35 – 42
NTTTTT
пздопвсн
/
0
0
T
вс
T
до п
T
пз
T
SVdLT
н
100/
0
вс
T
н
Таблица 3.5
Режимы наплавки в среде углекислого газа
3.6.4 Расчет нормы времени при автоматической наплавке
Норму времени определяют по формуле
, (3.8)
где
,
,
и
– соответственно основное, вспомогательное, допол-
нительное и подготовительно – заключительное время, мин; N – количество восстанавливаемых деталей в партии, шт.
Основное время рассчитывают по зависимости
,
где L – длина наплавляемого покрытия, мм.
Вспомогательное время
принимают равным 2 – 4 мин.
Дополнительное время определяют по следующей формуле
25
КTTT
всдоп
)(
0
bWV
н
/6,0
н
V
,
где К – коэффициент, учитывающий долю дополнительного времени от
суммы основного и вспомогательного (К = 0,14 для наплавки под слоем
флюса, К = 0,1 для остальных видов наплавки).
Подготовительно-заключительное время составляет 16 – 20 мин.
3.6.5. Плазменная наплавка
Плазменная струя плавит практически любые материалы, что позволяет наплавлять износостойкие покрытия из тугоплавких материалов. При
плазменной наплавке применяют электродную проволоку и твердосплавные порошки на железной (ПГ-ФБХ-6-2, КБХ, ПГ-УС25) и никелевой
(ПГ-СР2, ПГ-СР3, ПГ-СР4) основах. При этом твердость покрытий достигает 58 HRC. Стоимость порошков достаточно высока и их применяют
для получения тонких, износостойких покрытий (до 1 мм). Кроме того, при
толщине покрытий более 1 мм из хромборникелевых порошков, возникают
трещины. Для восстановления деталей с износом до 6 мм разработан состав, который включает: сормайт № 1 – 77 масс. ч., порошок ПГ-ХН80СР4
– 19 масс. ч., порошок алюминия – 4 масс. ч. Износостойкость покрытия в
три раза выше закаленной стали 45.
Наплавку производят установками УД-417, УМП-6, УПУ-3Д и полуавтоматом 15Б-В на постоянном токе прямой полярности.
Скорость широкослойной наплавки определяют по формуле
,
где
– скорость широкослойной наплавки, м/ч; W – производительность
(при широкослойной наплавке с колебаниями W = 60 – 66, при наплавке
по винтовой линии W = 38 – 42), см2/мин; b – ширина наплавленного слоя
26
за один оборот детали, см.
1
AAb
1
A
1
A
SWV
н
/6,0
н
V
п
WhyKQ 1,0
п
K
п
K
нп
WhyKI
/6
,
где A – амплитуда колебаний горелки, см;
– превышение ширины
наплавленного слоя относительно амплитуды колебания горелки (
см).
Наплавку с колебаниями применяют для деталей диаметром более 35
мм и шириной изношенной поверхности до 40 мм.
Скорость наплавки по винтовой линии рассчитывают по формуле
, (3.9)
где
- скорость наплавки, м/ч; S – шаг наплавки, S = 0,4 – 0,5 см/об.
= 0,3
Расход порошка определяют по формуле
,
где Q – расход порошка, г/мин; - плотность наплавленного металла, для
твердосплавных порошков на железной основе = 0,74, никелевой основе
= 0,8;
– коэффициент, учитывающий потери порошка,
= 1,12 –
1,17.
Силу тока определяют по зависимости
Коэффициент наплавки
= 12 – 14 г/Ач.
н
Частоту вращения можно определить по формуле (3.2).
Основное время наплавки рассчитывают по формуле
27
WFT
н
/
0
н
F
/
0
ТT
шт
, (3.10)
где
- площадь наплавленной поверхности, см2.
Штучное время, затраченное на восстановление одной детали, можно
определить по формуле
, (3.11)
где – коэффициент использования наплавочной установки, = 0,5 – 0,6.
3.6.6 Контактное электроимпульсное наращивание поверхности
лентой
Способ электроимпульсного приваривания стальной ленты применяют при восстановлении валов, осей и посадочных отверстий под подшипники в корпусных деталях с диаметральным износом до 3 мм. Достоинства способа: высокая производительность (до 100 см2/мин), малая глубина термического влияния, минимальный припуск на последующую механическую обработку и высокая износостойкость наращенного слоя. Для
повышения твердости и износостойкости покрытия, зону сварки охлаждают водой. Это позволяет получить без специальной термической обработки покрытия твердостью до 60 – 65 HRC. К недостаткам следует отнести:
низкую стойкость роликовых электродов и сложность оборудования.
Режим приварки стальной ленты толщиной до 1 мм:
1) сила тока 16,1 – 18,1 кА;
2) усилие прижатия ролика 1,4 – 1,6 кН;
3) скорость приварки 42 – 72 м /ч;
4) продольная подача 3 – 4 мм /об;
5) длительность сварочного цикла 0,04 – 0,08 с;
28
6) длительность паузы 0,1 – 0,12 с;
н
v
0
Т
шт
t
Материал ленты
Твердость покрытия, HRC
Материал ленты
Твердость покрытия, HRC
Сталь 20
Сталь 40
Сталь 45
30 – 35
40 – 45
45 – 50
Сталь 55
Сталь 40Х
Сталь 65Г
50 – 55
55 – 60
60 – 65
7) ширина рабочей части сварочных роликов 4 мм;
8) расход охлаждающей жидкости 90 – 180 л/ч.
Производительность процесса составляет 70 – 100 см2/мин. Скорость
наплавки
, частоту вращения n, основное
и штучное время
опре-
деляют по формулам (3.9), (3.2), (3.10) и (3.11), задавшись производительностью W. Коэффициент использования наплавочной установки = 0,4 –
0,5.
Выбор материала ленты производят в зависимости от требуемой
твердости покрытия, при помощи таблицы 3.6.
Таблица 3.6
Зависимость твердости покрытия от материала ленты
Для восстановления шеек валов приваркой стальной ленты предназначена установка 011-1-02 «Ремдеталь». Резьбовые участки валов малого
диаметра восстанавливают приваркой стальной проволоки на установке
011-1-05 «Ремдеталь». Внутренние поверхности гильз цилиндров дизелей
восстанавливают приваркой присадочного материала на установке 011-106 «Ремдеталь», а коренные опоры блоков – картеров дизелей Д-50, Д-65,
СМД-14, СМД-60 контактной приваркой стальной ленты на установке 0111-11 «Ремдеталь». Установка 011-1-10 «Ремдеталь» предназначена для
восстановления как наружных так и внутренних поверхностей чугунных и
стальных деталей контактной приваркой стальной ленты.
29
3.6.7. Электролитические покрытия
Способы восстановления электролитическими покрытиями имеют
ряд преимуществ по сравнению с другими способами восстановления:
1) при наращивании не происходит изменения структуры и механи-
ческих свойств металла детали;
2) получение покрытий заданной толщины, что позволяет миними-
зировать припуск на последующую мехобработку, а в ряде случаев исключить ее;
3) возможность получения покрытий с заданными физико – механи-
ческими свойствами;
4) возможность автоматизации процесса.
Хромирование применяют для получения декоративных и коррозионостойких покрытий, а также восстановления деталей с износом до 0,3 мм.
Покрытия имеют высокую твердость и износостойкость, превышающую
износостойкость закаленной стали в 2 – 5 раз. Недостатком способа являются: низкий выход по току, большая трудоемкость и себестоимость восстановления.
В таблице 3.7 приведены составы электролитов и режимы хромирования.
Электролит № 1 имеет лучшую рассеивающую способность и более
высокий выход по току, чем электролиты № 2 и № 3. Покрытия из этого
электролита отличаются наибольшей твердостью и износостойкостью.
Электролит применяют при восстановлении деталей, когда требуется высокая износостойкость.
Электролит № 2 называют универсальным, так как из него получают
износостойкие покрытия и покрытия с защитно – декоративными свойствами.
Электролит № 3 используют при защитно – декоративном хромировании деталей сложной конфигурации.
30
Составы электролитов и режимы хромирования
Компонента и режим
Номер электролита
1
2
3
4
Хромовый ангидрид,
г/л
Серная кислота, г/л
Сернокислый стронций, г/л
Кремнефтористый калий, г/л
Углекислый кальций,
г/л
Сернокислый кобальт,
г/л
Температура электролита, оС
Плотность тока, А/дм2
Выход по току, %
120 – 150
1,2 – 1,5
–
–
–
–
50 – 65
30 – 100
15 – 18
200 – 250
2,0 – 2,5
–
–
–
–
45 – 60
20 – 60
12 – 14
300 – 350
3,0 – 3,5
–
–
–
–
40 – 50
15 – 30
12 – 18
380 – 420
–
–
–
40 – 60
18 – 20
18 – 25
100 – 300
35 – 40
Таблица 3.7
Саморегулирующийся холодный электролит № 5 имеет наиболее высокие выход по току и скорость осаждения хрома , которая до 10 раз превышает скорость осаждения из обычных электролитов. Покрытия имеют
хорошее качество.
Железнение (осталивание) выгодно отличается от хромирования более высокими скоростью осаждения гальванического покрытия (до 0,4 мм), выходом по току (80 – 95%), возможностью получать покрытия с твердостью
в широком диапазоне от HB 150 до HB 600, низкой стоимостью расходных
материалов.
К недостаткам следует отнести: нестабильность по кислотности
электролита, необходимость подогрева при горячем железнении и большую трудоемкость.
В таблице 3.8 представлены составы электролитов и режимы железнения.
Из электролита № 1 получают плотные и гладкие покрытия толщиной до 1,5 мм и твердостью до 6500 МПа. Электролит № 2 менее агресси-
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]