Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Нормирование работ по восстановлению деталей автотракторной техники. Лабораторный практикум.pdf
Отчёт о проделанной работе
Привести и описать схему процесса наплавки под флюсом, привести ре
-
жимы наплавки детали
(по
форме табл
. 4.3),
защитить результаты работы и
сдать отчёт. Уметь объяснить выполненные расчёты и принятые технологиче
ские решения по наплавке под флюсом, а также знать основные характеристики
используемого оборудования и инструмента
.
4.3. Режимы наплавки детали
, м/ч
пр
питания
для наплавки
Марка источника
Марка аппарата
её диаметр, мм
Материал детали и
Марка флюса
Сила тока I, А
Напряжение дуги U, В
Скорость подачи
проволоки v
, м/ч
нап
Скорость подачи
проволоки v
-
1.
Сущность
2.
Какие
ведите примеры
3.
Оборудование
4.
Сварочные
5.
От
чего зависят состав и структура шва после наплавки
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
процесса наплавки под слоем флюса и его преимущества
изделия можно восстанавливать данным видом наплавки? При
.
для наплавки под слоем флюса
материалы, применяемые для наплавки под слоем флюса
.
?
.
-
.
41
Цель работы
Лабораторная работа 5
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ
ВИБРОДУГОВОЙ НАПЛАВКОЙ
:
ознакомиться с принципом работы установки для виброду
-
говой наплавки и наплавочной головки ОКС
кую технологию наплавки деталей; провести вибродуговую наплавку
Оборудование
ватель ПСГ
-300 (
:
наплавочная головка ОКС
ПСГ
-500);
токарный станок 1А
дроссель от сварочного трансформатора РСТЭ
щая жидкость; наплавочная проволока Нп
таллическая щётка; индикатор часового типа; штангенциркуль; лупа
15-
кратного увеличения; обдирочно-шлифовальный станок; прибор типа ТШ
или ТК для определения твёрдости и детали, подлежащие наплавке
-1252М;
-1252М;
62 с
-24 (
составить схему и крат
сварочный преобразо
понижающим редуктором
или РСТЭ
-34);
-40, Нп-65, Нп-80 и Нп-30
.
.
охлаждаю
ХГСА; ме
10 –
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
Выполнив данную работу, студент должен сделать заключения о том, ка
кие детали и узлы автотракторной техники целесообразнее восстанавливать
-
;
-
-
-
рассматриваемым способом, отметить его преимущества по сравнению с дру
гими, а также ограничения на применение; как на основе имеющихся справоч
ных и нормативных материалов провести предварительные расчёты
.
ИЗУЧЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ ВЫПОЛНЯЕМОЙ РАБОТЫ
Вибродуговая наплавка
–
это разновидность электродугового процесса
при котором плавящемуся электроду сообщают колебательные движения
(50…100
жутка
колебаний в секунду) с периодическим замыканием дугового проме
.
Способ наплавки деталей вибрирующим электродом с помощью автома
тической головки с применением охлаждающей жидкости имеет ряд преиму
ществ перед другими способами наплавки: слабый нагрев восстанавливаемой
детали; незначительная величина зоны термического влияния, в результате чего
химический состав и физико-механические свойства детали почти не изменя
-
-
,
-
-
-
-
ются. Кроме того, применением электродной проволоки с соответствующим
42
содержанием углерода можно получить все виды закалочных структур наплав
-
ленного металла, отличающегося достаточно высокой твёрдостью и износо
стойкостью. Наряду с этим структура и твёрдость наплавленного металла полу
чаются неоднородными, по границам оплавления отдельных валиков встреча
ются поры и микротрещины. Большие внутренние растягивающие напряжения
возникающие в покрытии, и дефекты структуры в виде пор и микротрещин рез
ко снижают усталостную прочность деталей, работающих при знакоперемен
ных нагрузках. Поэтому для таких деталей вибродуговую наплавку применять
не рекомендуется
.
Вибродуговую наплавку можно вести не только в среде охлаждающей
жидкости, но и в среде защитных газов, под флюсом и т.д. В последнем случае
наплавленный металл получается более однородной структуры, с меньшими
внутренними напряжениями, что даёт основание к применению способа (осо
бенно с последующим упрочнением) для восстановления деталей, работающих
при знакопеременных нагрузках
.
-
-
,
-
-
-
Технологическая схема установки для вибродуговой наплавки деталей
показана на рис
. 5.1.
Рис. 5.1. Схема установки для вибродуговой наплавки деталей:
1 – деталь; 2 – электродная проволока; 3 – мундштук; 4 – пружина;
вибратор; 6 – кассета; 7 – механизм подачи; 8 – канал; 9 – источник тепла;
5 –
10 – насос; 11 – индуктивное сопротивление; 12 – фильтр-отстойник
43
Деталь
1,
подлежащая наплавке, закрепляется в патроне или центрах то
-
карного станка, и при круговой наплавке ей сообщается вращательное движе
ние. На суппорт станка монтируется корпус автоматической головки, вклю
чающий механизм
тор
5 с
мундштуком
тельное движение с помощью вибратора
замыкание и размыкание сварочной цепи между электродной проволокой
деталью
1.
Для подвода тока от источника
7
подачи проволоки с кассетой
3.
Конец электродной проволоки
5, в
9 к
6,
электромагнитный вибра
2
приводится в колеба
результате которого происходит
2 и
детали используется скользящий
контакт. Частота вибрации проволоки и, следовательно, замыкания и размыка
ния сварочной цепи составляет
50…100 Гц.
Благодаря действию теплоты, вы
деляемой в момент замыкания и особенно размыкания сварочной цепи, проис
ходит нагрев электродов, оплавление концов электродной проволоки и свари
вание металлов. В зону наплавки металла через канал
8 с
помощью насоса
10
подаётся охлаждающая жидкость, в результате чего происходит закалка на
плавленного слоя металла. Кроме того, охлаждающая жидкость предохраняет
-
-
-
-
-
-
-
-
-
детали от деформации и способствует более качественному протеканию про
цесса
.
Процесс наплавки состоит из одинаковых коротких циклов, в каждом из
которых происходит короткое замыкание электрода с поверхностью детали
размыкание электрода и холостой ход
.
В момент короткого замыкания сварочной цепи напряжение резко падает
до нуля, а сила тока быстро возрастает до максимального значения. При разры
ве цепи напряжение между электродами мгновенно повышается до
24…30 В,
и возникает кратковременный дуговой разряд. Происходит оплавление металла
проволоки, оставшегося на поверхности детали после короткого замыкания
плавление электрода и перенос капель расплавленного металла на поверхность
детали. При дальнейшем увеличении электродного промежутка дуга гаснет, так
как напряжение холостого хода источника тока становится недостаточным для
поддержания стабильного дугового разряда. Затем цикл повторяется. При пре
-
,
-
,
-
рывистом процессе из-за высокой плотности тока, возникающей в момент раз
мыкания цепи, ухудшается устойчивость процесса, увеличиваются потери ме
талла на разбрызгивание из-за больших холостых ходов. Для устойчивости и
длительности дугового разряда в сварочную цепь включают индуктивное со
противление
плота, выделяющаяся в периоды короткого замыкания, составляет
44
– 7–8
витков
11
дросселя сварочного трансформатора СТЭ
-34. Те-
15…20%,
-
-
-
в периоды же дугового разряда
– 80…85%.
Отсюда следует, что расплавление
металла и образование сварочной ванны происходят за счёт основной теплоты
выделяющейся в период дугового разряда
.
Схема вибродуговой наплавки с помощью наплавочной головки
ОКС
-1252М
Головка состоит из опорной
механизмов
ловки, а также устройства
ла
8
для подачи охлаждающей жидкости и мундштука
показана на рис
6, 9 и 2
соответственно подачи проволоки, вибраций и подъёма го
1 и
7
для прижатия проволоки к ведущему ролику, кана
подвижной
4
плит, электродвигателя
11.
5,
Электродвигатель одновременно передаёт вращение механизму подачи
проволоки и эксцентриковому валу
10. На
валу насажена эксцентриковая втул
ка, с которой шарнирно соединён шатун. Шатун при вращении эксцентриково
го вала передаёт колебания через коромысло мундштуку наплавочной головки
,
-
-
-
.
Рис. 5.2. Положение наплавочной головки ОКС-1252М при вибродуговой наплавке:
1 –опорная плита; 2 – механизм подъёма; 3 – ремень; 4 – подвижная плита;
5 – асинхронный электродвигатель; 6 – механизм подачи проволоки;
устройство для прижатия проволоки к ведущему ролику;
7 –
8 – канал для подачи охлаждающей жидкости; 9 – механизм вибрации;
10 – эксцентриковый вал вибратора; 11 – мундштук
45
Амплитуду колебаний мундштука изменяют поворотом эксцентриковой втулки
относительно вала и ориентировочно определяют по риске и делениям на втул
ке и валу механизма вибраций. Точное значение амплитуды измеряют индика
тором, устанавливая его ножку на нижний конец мундштука и вручную пово
рачивая вал электродвигателя. Амплитуду колебаний мундштука можно изме
нять от
ние проволоки диаметром
головки можно изменять скорость подачи электродной проволоки от
250 м/ч.
и наклона её верхней части для регулировки угла подвода электрода к детали
0 до 4 мм.
Мундштуки головки
1,2…2,5 мм.
–
сменные; они рассчитаны на примене
Подбором сменных шестерён на гитаре
70 до
Конструкция головки предусматривает возможность подъёма, поворота
.
Технологический процесс восстановления деталей вибродуговой наплав
кой включает в себя подготовку деталей, процесс наплавки и обработку на
плавленной поверхности
.
Перед наплавкой детали очищают от грязи, масла, ржавчины, нагара с
помощью металлической щётки или наждачной шкурки. Ответственные детали
-
-
-
-
-
-
-
,
имеющие большой односторонний износ, шлифуют или протачивают. Отвер
стия, канавки, пазы заделывают графитовыми или медными заглушками
.
Качество наплавленного слоя зависит от электродного материала, окру
жающей среды и режимов наплавки. Марку электродного материала выбирают
в зависимости от требуемой твёрдости наплавленного слоя. С возрастанием со
держания углерода в проволоке увеличиваются твёрдость и вероятность обра
зования трещин. Применение проволок, легированных кремнием, марганцем
никелем и другими элементами, повышает износостойкость наплавленного
слоя. При использовании проволок марок Св
30
хГСА твёрдость наплавленного слоя соответственно составляет
-08, Нп-40,
Нп
-65,
Нп
166...241
-80 и
Нп
НВ
25...40 НRС; 30...50 НRС; 35…50 НRС и 25...45 НRС.
В качестве охлаждающей жидкости используют
кальцинированной соды в воде или
15…20%-
ный раствор технического глице
рина (при наплавке проволокой с высоким содержанием углерода
3…4%-
ный раствор
).
Количество
-
-
-
,
;
-
охлаждающей жидкости и место её воздействия на деталь оказывают значи
тельное влияние на твёрдость наплавленного слоя. Наилучшие результаты на
плавки получаются при подаче
15...20 мм от
или
30…40
места горения дуги при наплавке малоуглеродистой проволокой
мм
–
при наплавке средне- и высокоуглеродистой проволокой
Q = 0,3…1,5
3
см
/
мин жидкости на расстоянии
Охлаждающая жидкость защищает зону горения дуги от кислорода и азота воз
46
-
-
.
-
духа, улучшает формирование наплавленного шва, увеличивает его твёрдость
(
)
,
но одновременно снижает усталостную прочность деталей. Поэтому в тех слу
чаях, когда не требуется высокая твёрдость, наплавку проводят без охлаждаю
щей жидкости
.
Режим наплавки характеризуют следующие параметры: напряжение, ток
скорость подачи электродной проволоки, скорость и шаг наплавки, индуктив
ность, подвод электродной проволоки к детали, вылет электрода и амплитуда
вибрации электродной проволоки
.
При вибродуговой наплавке на постоянном токе и обратной полярности
оптимальным напряжением считают
при наплавке слоя толщиной до
получении слоя большей толщины
няют при наплавке толстых слоёв
наплавке на переменном токе напряжение берут на
наплавке на постоянном токе
Силу тока
I
выбирают по плотности тока из расчёта
.
14...22 В.
1 мм на
тонкостенные детали, а
(1,1...2,0 мм).
(2...3 мм) на
Напряжение
Напряжение
14...16 В
16…20 В –
24...28 В
применяют
при
приме
крупногабаритных деталях. При
10...15%
больше, чем при
60...75 А/
мм
2
для
-
-
,
-
-
электродов диаметром до
более
2 мм.
Диаметр электродной проволоки
2
мм и
50...70 А/
dэ
выбирают главным образом в зависи
мм
2
–
для электродов диаметром
мости от толщины наплавляемого слоя. Для наплавки слоя толщиной до
применяют проволоку диаметром
а толщиной более
Шаг наплавки
проволоки
:
2 мм – 2...3 мм.
(S
),
мм/об, устанавливают в зависимости от диаметра
нап
Скорость подачи электродной проволоки
(v
), м/ч,
нап
вращения
дополнительную индуктивность
(п), об/
мин, детали рассчитывают по следующим формулам
1,0...1,6 мм,
S
= (1,6…2,2)dэ. (5.1)
нап
толщиной до
(vпр), м/ч,
(L), Гн,
2 мм – 1,6…2,0 мм,
скорость наплавки
сварочной цепи и частоту
:
IU
= ; (5.2)
пр
v
= ; (5.3)
нап
600vd
э
4
hS
2
э
2
v
Kdπ
пр
нап
-
1 мм
47
где
В
(
I –
сила тока сварочной цепи, А (табл
табл
. 5.1); K –
коэффициент, учитывающий условия формирования шва
2
d
v51 ρπ
пр
L
= ; (5.4)
=
э
2
max
v1000
fI
нап
, (5.5)
Dnπ
. 5.1); U –
напряжение сварочной цепи
,
,
K = 0,6…0,7; h –
териала проволоки, ρ
(
табл
. 5.1); I
метр детали, мм (табл
толщина наплавляемого слоя, мм (табл
см
3
; f –
частота размыкания цепи электрода, с
max
= 7,85 г/
–
максимальная сила тока в сварочной цепи
. 5.1).
. 5.1); ρ –
, I
max
плотность ма
= 2I; D –
Наилучшее качество наплавки получается при оптимальном соотношении
между скоростями подачи электродной проволоки и наплавки. Обычно
= (0,3…0,7)vпр, а
наилучшие результаты получают при
v
= 0,5vпр.
нап
Вылет электродной проволоки из мундштука устанавливают в пределах
10...12 мм, а
амплитуду
А
колебаний электрода
– А = (0,7…1,0)dэ.
Ориентировочные значения дополнительной индуктивности и соответст
вующее количество витков дросселя для сварочной цепи при
и
vпр = 1,30…1,65 м/
мин приведены в табл
. 5.2.
dпр = 1,6…2,0 мм
5.1. Режимы вибродуговой наплавки стальных деталей
v
диа
нап
-
–1
-
=
-
м/мин
Толщина слоя
материала, мм
наплавляемого
Диаметр детали, мм
Диаметр проволоки, м
Сила тока, А
Скорость подачи
Скорость наплавки,
проволоки, м/мин
жидкости, л/мин
Расход охлаждающей
Шаг наплавки, мм/об
проволоки, мм
Амплитуда колебания
град.
Угол подачи к деталям,
20 0,3 1,6 120…150 2,2 0,6 0,2 1,0 1,5 35
40 0,7 1,6 120…150 1,2 0,4 0,4 1,3 1,8 35
60 1,1 2,0 150…210 1,0 0,8 0,5 1,6 2,0 45
80 1,5 2,0 150…210 0,6 1,0 0,6 1,8 2,0 45
100
48
2,5 2,5 150…210 0,3 1,1 0,7 2…3
2,0 45
5.2. Ориентировочные значения дополнительной индуктивности и
соответствующее количество витков дросселя для сварочной цепи
Источник тока
Выпрямитель ВАГГ
-15-600
Выпрямитель ВСГ-3М
(
три выпрямителя соеди
нены последовательно
Генератор НД
0,28…0,65 7…11 6…8 10…12
Преобразователь ПСГ
Дополнительная
индуктивность,
мГн
Количество витков дросселя
РСТЭ-24 РСТЭ-34
собственного
изготовления
0,54…1,25 10…14 8…12 14…16
-
) 0,44…0,55 9…12 8…11 12…14
-500 0,22…0,44 6…9 5…7 6…10
Рис. 5.3. Варианты расположения мундштука относительно деталей
при наплавке головкой ОКС-1252М
Электродную проволоку подводят к детали по одному из способов, пока
занных на рис
. 5.3.
При верхнем подводе электродной проволоки ширину на
плавленного валика получают несколько большей, чем при нижнем. В послед
нем случае, однако, можно наплавлять детали различных диаметров без пере
наладки головки
.
Рассчитав режимы наплавки и откорректировав их в соответствии с пас
портными данными оборудования, деталь закрепляют в центрах или патроне
токарного станка и проверяют состояние токопроводящей сети. Устанавливают
частоту вращения детали, подачу суппорта и положение электрода относитель
но детали. Затем подводят конец мундштука к наплавляемой поверхности
Проверяют работу вибратора и амплитуду вибрации мундштука, подключают к
-
-
-
-
-
.
сварочной цепи осциллограф
.
49
После этого включают источник тока, вибратор и электродвигатель стан
-
ка, регулируют подачу охлаждающей жидкости в зону наплавки, включают по
дачу проволоки и проводят пробную наплавку, в процессе которой окончатель
но корректируют выбранный режим. При регулировке подачи жидкости обес
печивают надёжное охлаждение наконечника мундштука, чтобы устранить
возможность его оплавления
.
В процессе наплавки изменяют один из параметров режима (напряжение
подачу охлаждающей жидкости, частоту вращения детали) и наблюдают за ха
рактером изменения напряжения и тока в цепи
.
По окончании наплавки выключают подачу проволоки, быстро отводят на
20...30 мм
нок, снимают деталь
мундштук от детали, выключают вибратор, подачу жидкости и ста
.
Качество наплавки контролируют наружным осмотром и измерением
твёрдости. При наружном осмотре обращают внимание на наличие пор, тре
щин, наплывов металла и перекрытие швов. Твёрдость наплавленного шва из
-
-
-
,
-
-
-
-
меряют с помощью прибора типа ТШ или ТК в трёх местах на разных участках
шва, предварительно зачистив его шлифовальным кругом
.
Отчёт о проделанной работе
Привести и описать схему процесса вибродуговой наплавки, привести
режимы наплавки детали (по форме табл
. 5.3),
защитить результаты работы и
сдать отчёт. Уметь объяснить выполненные расчёты и принятые технологиче
ские решения по вибродуговой наплавке, а также знать основные характери
стики используемого оборудования и инструмента
.
5.3. Режимы вибродуговой наплавки детали
/с
3
, м/ч
пр
-
-
50
питания
для наплавки
Марка источника
Марка аппарата
её диаметр, мм
Материал детали и
проволоки и
её диаметр, мм
Марка электродной
жидкости Q, дм
Подача охлаждающей
Сила тока I, А
дуги U, В
Напряжение
Скорость подачи
проволоки v