Раздел 2: Назначение наплавляемого изделия

Седло клапана - едва ли не самый ответственный элемент, в чем легко убедиться, анализируя условия работы клапана. Одно из главных условий - это надежное уплотнение сопряжения клапана с седлом, при котором утечки газов из камеры сгорания минимальны, а компрессия - максимальна. Выполнение этого условия одновременно означает обеспечение хорошего теплового контакта клапана с седлом. Другими словами, плотное прилегание клапана к седлу позволяет отводить тепло от нагретой горячими газами тарелки через седло. И наоборот, любое нарушение герметичности в сопряжении клапана с седлом приводит к нарушению нормального теплового режима тарелки, седла и возникновению опасных дефектов, грозящих разрушением деталей.

Практика показывает, что даже самый жаростойкий клапан все равно прогорит, если не будут выполнены и некоторые другие условия, главное из которых - плотная посадка тарелки в седле. Дело в том, что только хороший контакт клапана с седлом позволяет надежно отвести тепло от нагретой тарелки.

Через седло отводится до 75 % всего тепла, поступающего к тарелке, - весьма и весьма значительная часть. Естественно, если контакт с седлом нарушен, тарелка сразу начинает перегреваться. Значит, до прогара жить клапану остается недолго.

Выглядит это как цепная реакция. Небольшая неплотность в сопряжении тарелки и седла приводит к прорыву газов. Отвод тепла от тарелки в этом месте отсутствует, и тарелка перегревается. Неплотность увеличивается, а вместе с ней растет и температура тарелки. В конце концов материал начинает разрушаться, туда устремляется еще больше горячих газов, и дефект тарелки быстро распространяется до тех пор, пока цилиндр полностью не выключается из работы из-за отсутствия компрессии.

Очень важно, чтобы герметичность сопряжения сохранялась в течение всего срока службы клапана. Это достигается приданием уплотняющим фаскам седла и клапана специального профиля, компенсирующего износ сопряженных поверхностей.

Седло работает в условиях высоких температурных нагрузок, также в процессе эксплуатации седла и фаски клапанов изнашиваются. Это может привести к появлению таких дефектов как температурная усталость, образование пор, трещин, отслоений, отколов.

Технические условия на наплавку. Наплавляется сталь 25Л ГОСТ 977 - 88. Наплавка производится на установке ВТ - 2 наплавочным аппаратом АД-231 с источником питания КИУ – 1201 на сварочном манипуляторе М11070 порошковой проволокой А7 (первый слой) и Ledurit 76 (второй и третий слой).

Раздел 3: Характеристика материала конструкции

Материалом седла является сталь 25Л. Основным назначением стали 25Л является изготовление таких деталей как станины прокатных станов, шкивы, траверсы, поршни, буксы, крышки цилиндров, плиты настильные, рамы рольгангов и тележек, мульды, корпусы подшипников, детали сварно-литых конструкций и другие детали, работающие при температуре от -40 до 450 °С под давлением. Химический состав и механические свойства стали приведены в таблицах 4.1 и 4.2.

Таблица 3.1 – химический состав стали 25Л

Химический элемент	%
Кремний (Si)	0.20-0.52
Медь (Cu), не более	0.30
Марганец (Mn)	0.35-0.90
Никель (Ni), не более	0.30
Фосфор (P), не более	0.04
Хром (Cr), не более	0.30
Сера (S), не более	0.045

Таблица 3.2 – механические свойства стали 25Л

Термообработка, состояние поставки	Сечение, мм	0,2, МПа	B, МПа	5, %	, %	KCU, Дж/м2
Нормализация 880-900 °С. Отпуск 610-630 °С.	<100	240	450	19	30	40
Закалка 870-890 °С, вода. Отпуск 610-630 °С.	<100	300	500	22	33	35
Нормализация 900 °С, воздух.	<400	305-315	520-530	21-23	27-28	62-64
Нормализация 900 °С, воздух. Закалка 880 °С. Отпуск 580 °С.	<400	365	580	22	44	88

Свариваемость материала - ограниченно свариваемая. Способами сварки, применимыми к данному материалу являются ручная дуговая сварка, автоматическая дуговая сварка под газовой защитой, электрошлаковая сварка.Перед процессом рекомендуется подогрев и последующая термообработка. Обрабатывается материал резанием. В термообработанном состоянии при НВ 160 K_{ тв.спл.} = 1,25, K_{ б.ст.} = 1.Склонностью к отпускной способности не обладает. Флокеночувствительность - не чувствительна.