Методические рекомендации по выполнению лабораторно – пратических работ по пм 03 наплавка дефектов деталей и узлов машин, механизмов конструкций и отливок под механическую обработку и пробное давление профессия 15



страница2/3
Дата09.08.2018
Размер0.66 Mb.
#43415
ТипМетодические рекомендации
1   2   3

Присадочный металл


В качестве присадочного металла при устранении повреждений в чугунных деталях газовой сваркой используют чугунные прутки марок А и Б диаметром 4—7 мм. Чаще применяют прутки Б, предназначенные для газовой сварки с местным подогревом. Прутки А рекомендуется использовать при сварке с общим подогревом детали. Диаметр прутка берется равным половине толщины свариваемого металла.
Довольно часто при газовой сварке находит применение «подручный» материал. Вместо стандартных чугунных прутков используют в качестве присадочного металла чугунные поршневые кольца. Их сначала прожигают в электропечи до полного удаления смазки, затем ломают на несколько частей и сваривают встык для удобства пользования.

Флюсы


При газовой сварке чугуна обязательно применение флюса, который растворяет окислы, улучшает сплавляемость присадочного и основного металлов, защищает сварочную ванну от окисления. В качестве флюса используют прокаленную буру или смесь, состоящую из 56% буры, 22% соды и 22% поташа.

Техника и режимы сварки


Газовую сварку чугуна ведут нейтральным пламенем или с небольшим избытком ацетилена. Мощность пламени горелки регулируют в зависимости от толщины свариваемого металла из расчета расхода ацетилена 100—120 л/ч на 1 мм толщины металла. При наращивании обломанных фланцев, приливов, ушков и заварке отверстий обычно используют наконечники номеров 3—5.
Деталь на столе устанавливают так, чтобы вести сварку в нижнем положении. Разогрев металла начинают наиболее «горячей» частью нормального пламени, находящегося в начале восстановительной зоны (за ядром). По мере нагрева металла до температуры 750—850°С (металл при такой температуре становится светло-красным) горелку немного удаляют от поверхности детали, продолжая нагрев менее горячей частью пламени — факельной зоной. Одновременно разогревают до такой же температуры присадочный металл. Затем конец прутка опускают в банку с флюсом и потом подводят к месту сварки. Почти сразу же на поверхности появляется сварочная ванна, после чего приступают к введению в ванну присадочного металла. Если сварочная ванна загрязнена, то концом присадочного прутка грязный металл удаляют.
Горелку и присадочный пруток при газовой сварке чугуна в одном месте не задерживают, ими все время манипулируют, то удаляя, то приближая к сварочной ванне. Угол наклона горелки выбирают таким, чтобы жидкий металл не вытекал из ванны, и чтобы не создавать большого давления на сварочную ванну.
Изношенные отверстия в чугунной детали заплавляют ванным способом, при котором металл поддерживают все время в жидком состоянии до окончания сварки. Пруток вынимают из ванны как можно реже и только для того, чтобы доставить в сварочную ванну очередную порцию флюса. Оглавление присадочного прутка должно происходить под флюсом. Такой способ сварки обеспечивает наиболее полное удаление газов и неметаллических включений из металла шва и равномерную структуру.
Появление на поверхности сварочной ванны пузырьков свидетельствует о наличии в расплавленном металле газовых включений. Для облегчения выхода газов необходимо при помощи присадочного прутка еще раз перемешать металл в сварочной ванне или вытеснить часть наплавленного металла и заполнить новым. Иногда газовые пузыри исчезают, если после завершения наплавки выдержать металл ванны в расплавленном состоянии в течение 20—30 с.
Для уменьшения скорости охлаждения деталь после сварки необходимо накрыть асбестовым листом.

Задание: выполнить упражнения 28,29,30 – 37 рабочей тетради



Практическая работа: Изучение технологии наплавки алюминиевых деталей.

Цель работы: Изучение основных технологических приемов наплавки алюминиевых деталей.

Теретические положения:

Одним из наиболее доступных и недорогих является газовая сварка с использованием как ацетилена, так и пропан-бутана. Способ является надежным и незаменимым при отсутствии технических возможностей применить более совершенный способ, например, аргоно-дуговую сварку. По качеству соединения деталей газовая сварка дает удовлетворительные результаты. Во многом качество сварки зависит от качества флюса. До создания флюсов сварка алюминия являлась невыполнимой задачей. При создании флюсов было установлено, что растворителями для окиси алюминия являются галоидные соединения щелочного металла лития. Во флюсы для сварки алюминия чаще всего вводится хлористый или фтористый литий (LiCl или LiF).

Разработка флюсов для сварки алюминия сейчас не может считаться законченной.

Проверка пригодности флюса проводится так: нагревается небольшая зона (точка) горелкой до появления серой шероховатой поверхности (окисления), затем разогрев посыпается флюсом. Если флюс очищает поверхность металла до ртутного блеска, то флюс хороший. Настоящий флюс содержит обычно от 15 до 30% солей лития. Соли лития очень дорогие и дефицитны, поэтому делается много попыток создать флюсы, не содержащие лития. Но все безлитиевые флюсы на сегодняшний день нельзя считать полноценными, а лишь заменителями, дающими более или менее удовлетворительные результаты.

Для ответственных сварочных работ, в особенности для тонких металлов при сварке алюминия и сплавов нужно применять флюсы, содержащие соли лития. В качестве горючего газа кроме ацетилена можно использовать природный газ, пропан-бутановые смеси и водород. Качество соединения получается вполне удовлетвори тельное.

Флюс наносят в зоне сварки различными удобными способам в виде пасты или порошка, прилипающего к разогретому металлу.

Находящиеся во флюсе фтористые соединения растворяют окисную пленку А1203 в расплавленной ванне, а хлористые соли лития отнимают кислород у окиси алюминия и металл становится чистым. Флюсы очень гигроскопичны, поэтому их хранят в герметичной таре. Рекомендуется флюс АФ-4А как лучший.

Пламя газовой горелки нормальное, сварку ведут в нижнем положении левым способом, быстро, с расположением мундштука горелки под углом 20-40º, а прутка - под углом 40-60º к плоское детали. При сварке нужно постоянно помешивать (или щупать при подогреве) концом прутка ванну. Сварку выполняют за один проход. Перед сваркой нужно предварительно подогреть детали до 250-300ºС.

Прочность сварочного шва составляет 70-90% от прочности основного металла. Флюс, разведенный в виде пасты на воде, может храниться в разведенном состоянии не более 10 ч.

Сварщику необходимо помнить, что алюминий и его сплавы при нагреве сразу переходят из твердой фазы в жидкую, минуя пластическую. При нагреве до 400-500ºС алюминий почти полностью теряет прочность и деталь может разрушиться (развалиться) под действием собственной силы тяжести.

К свариваемым алюминиевым сплавам относятся следующие АД, АД-1, АМц, АМц, АМгЗ, АМг5В, АМгб, АВ, АДЗЗ, АД35, Д2 ВАД-1, В92У.

Присадочные прутки и свариваемые кромки обезжиривают растворителями: уайт-спиритом, техническим ацетоном, растворителем РС-1 или РС-2. Чтобы флюс не разъедал алюминий, после сварки его удаляют следующими путями:



  • промывкой горячей водой;

  • травлением в 2,0%-ном растворе хромовой кислоты при температуре 80ºС, выдержка 5 мин;

  • промывкой в горячей воде и сушкой в шкафу при 100ºС на воздухе при 60-80ºС.

Качество промывки контролируют 2%-ным раствором азотокислого серебра. При обнаружении на поверхности белого налета промывку повторяют.

Задание: выполнить упр.39. стр.77, рабочая тетрадь



Практическая работа: Расчет режимов газовой наплавки

Цель работы: формирование навыков определения режимов газовой наплавки

Теоретические положения

Сварка в нижнем положении затруднений не вызывает и не требует каких-либо специальных приемов. Сварку вертикальных швов снизу вверх удобнее выполнять левым способом (рис. 87, а). Горизонтальные швы чаще выполняют правым способом (рис. 87, б), при котором газовый поток пламени направлен на шов и тем самым препятствует стеканию металла из сварочной ванны. В этом случае в отличие от обычного правого способа сварку ведут справа налево, а сварочной ванне придают некоторый наклон, облегчающий формирование шва. Потолочные швы также лучше сваривать правым способом (рис. 87, в), в этом случае конец присадочной проволоки и давление газового потока препятствуют стеканию жидкого металла вниз.



сварку вертикальных швов снизу вверх удобнее выполнять левым способом сваркигоризонтальные швы чаще выполняют правым способом сваркипотолочные швы лучше сваривать правым способом сварки

Рис. 87. Сварка вертикальных (а), горизонтальных на вертикальной плоскости (б) и потолочных (в) швов

Режимы газовой сварки определяются в основном следующими факторами: мощностью сварочного пламени, скоростью сварки, диаметром присадочного материала, углом наклона мундштука горелки. Все эти факторы связаны с толщиной свариваемого металла.

Мощность пламени определяется расходом горючего и обычно измеряется в литрах на час. Приближенно мощность ацетилено-кислородного пламени можно определить по формуле Vа=kS,

где Va - мощность пламени (расход ацетилена), л/ч;

S - толщина свариваемого металла, мм;

k - коэффициент пропорциональности, л/ч*мм (для низкоуглеродистой стали - 100-130, для высоколегированной стали и чугуна - 75-100, для алюминия - 100-150, для меди и ее сплавов- 150-225).

При сварке правым способом значение коэффициента пропорциональности несколько возрастает.

Скорость сварки примерно может быть определена по формуле vсв=А/S,

где vсв -скорость сварки, м/ч;

S - толщина свариваемого металла, мм; А - коэффициент, зависящий от свойств свариваемого металла и частично от его толщины, м*мм/ч (для стали средних толщин-12-15, для никеля -9-11).

Диаметр присадочного материала в виде проволоки, прутков или литых стержней приближенно подбирается по формулам:

для левого способа сварки d= S/2 + 1;

для правого способа сварки d=S/2;

При толщине металла более 15 мм в практике всегда применяют присадочный материал диаметром 6-8 мм и более.

Угол наклона мундштука горелки увеличивают с увеличением толщины свариваемого металла. Примерные значения его, рекомендуемые для левого способа сварки сталей, приведены на рис. 88. При сварке более теплопроводных материалов (медь, ее сплавы и др.) угол наклона должен быть несколько большим.



углы наклона мундштука горелки при сварке стали разных толщин

Рис. 88. Углы наклона мундштука горелки при сварке стали разных толщин

Задание: Выполнить кпражнения 3 14, 15, 16, 17, 18 – 22 стр.72 - 73

МДК 03.04. Технология автоматического и механизированного наплавления

Практическая работа: Расчет режимов наплавки под флюсом

Цель работы Изучение оборудования и технологии восстановления деталей автоматической наплавкой под слоем флюса.



  1. c:\docume~1\user\locals~1\temp\finereader11.00\media\image1.jpeg

    Сущность процесса

Рис. 1.1. Схема формирования сварочной ванну при наплавке под слоем флюса:

1 - электрод; 2 - мундштук; 3 - флюс; 4 - флюсопровод; 5 - электрическая дуга; 6 - расплавленный флюс; 7 - газовая (газошлаковая ) оболочка; 8, 9 - расплавленный и наплавленный металл; 10 - шлаковая корка; 11 - деталь; Н - вылет электрода; а - смешение электрода с зенита; Уэ - скорость подачи электродной проволоки; Ун - скорость наплавки; n - частота вращения детали

Между электродом 1 (рис. 1.1.) проходящим через мундштук 2 и деталью 11 возбуждается электрическая дуга 5. В зону горения последней по флюсопроводу 4 поступает флюс 3. Тепловая энергия, возникающая при горении дуги, оплавляет электрод и расплавляет флюс. В результате образуется флюсовый пузырь, состоящий из газовой оболочки 7 и расплавленного флюса 6, что защищает дугу и расплавленный металл 8 от воздействия внешней среды. По мере перемещения сварочной ванны наплавленный металл 9 остывает и формируется под защитой шлаковой корки 10.

Наплавкой под слоем флюса восстанавливают и упрочняют детали с достаточно большими износами (до 3...5 мм).

При автоматической наплавке под слоем флюса, вследствие рационального использования тепла, выделяемого электрической дугой, уменьшается расход электрической энергии с 6 кВт-ч на 1 кг наплавленного металла для случая ручной электродуговой наплавки до 3 кВт-ч на 1 кг для случая автоматической наплавки под слоем флюса. Потери, электродного материала при наплавке под слоем флюса, не превышают 3-4 %, тогда как при электродуговой ручной наплавке они доходят до 30 %. Большие плотности тока порядка 150-200 А/мм2, обусловленные малым вылетом электродной проволоки, позволяют повысить производительность процесса автоматически наплавки под слоем флюса в 4-6 раз

В настоящее время существуют несколько разновидностей способа наплавки под слоем флюса; наплавка одной проволокой; многоэлектродная наплавка когда количество электродных проволок доходит до 6 штук; наплавка порошковой проволокой; наплавка лентой и т.д.

Выбор способа наплавки под слоем флюса определяется толщиной и свойствами наплавленного слоя. При наплавке под слоем флюса (рис. 10) в зону горения, которая возникает между электродной проволокой и деталью, непрерывно подается флюс. Часть флюса расплавляется и образует жидкую оболочку над сварочной ванной, препятствуя окислению расплава кислородом воздуха.

Легирующие элементы, содержащиеся во флюсе, частично переходят в жидкий расплав и ухудшают качество наплавленного металла, повышая его твердость из-за различных значений коэффициентов линейного расширения шлака и металла. Шлаковая корка по мере остывания твердеет, растрескивается и отпадает от детали. Автоматическую наплавку под слоем флюса ведут в основном на постоянном токе обратной полярности ("+" на электроде, а "-" на детали). Это объясняется тем, что на "+" при сварочных процессах выделяется, на 15% больше тепла, чем на "-". Такое распределение тепла позволяет снизить нагрев детали в процессе наплавки, уменьшить деформацию и зону термического влияния.


  1. Оборудование и материалы для наплавки

В комплект оборудования для автоматической наплавки деталей под слоем флюса входят: источник тока; устройство для поджигания дуги и ее устойчивого горения, подачи электродов и флюса (автоматическая сварочная головка); устройство для перемещения детали и сварочной головки. В табл.

  1. приведена характеристика сварочных автоматов и полуавтоматов.


Таблица 1.1

Характеристики сварочных автоматов и полуавтоматов



Автомат или

Сварочный ток ,

Диаметр элек

Скорости пода-

Масса, кг

полу автомат

А

тродной прово

чи электродной










локи, мм

проволоки, м/ч








Сварочные автоматы

АБС

3000—1000

3—6

28—225

173

А-874С

До 1500

2,5—6

5—230

285

А-384

1000

3—5

28—219

135*

А-409

100—400

1,5—2

78—600

60*

А-580М

200—700

1,6—4

78—198

180



Сварочные полуавтоматы

ПШ-5

150—650

1,6—2

79—100

18,65

ПШ-54

150—650

1,6—2

81—598

23,75

ПДШР-500

280—550

1,6—2

108—420

14,1

ПДШМ-500

280—550

,5

2

,6

108—420

13,6

А-765 (А-936

140—450

1,6—3,5

58—582

16,5


В качестве источника тока применяют сварочные преобразоВАТЕЛИ ПСО -500, ПС-1000, ПСМ-1000, сварочные выпрямители ВС-300, ВС-400, ВС-500, ВС-1000, а также сварочные трансформаторы СТШ-500, ТСД-500, ТСД-1000-4.

Для наплавки цилиндрических деталей используют токарновинторезные станки, в патроне и центре которых крепят деталь 6 (рис.1.2.), а на суппорте 1-сварочную головку. При вращении детали сварочная проволока с кассеты 2 через мундштук 3 поступает в зону дуги, где происходит расплавление металла. Из бункера 5 туда же поступает флюс. За один проход может быть

наплавлен слой металла толщиной 6 - 7 мм.




c:\docume~1\user\locals~1\temp\finereader11.00\media\image2.png

Рис.1.2. Схема установки для автоматической наплавки цилиндрических деталей под слоем флюса: 1 - суппорт; 2 - кассета; 3 - мундштук; 4 -

сварочная головка; 5 - бункер; 6 - деталь


Для автоматической наплавки используют сварочную и наплавочную проволоки.

В тех случаях, когда требуется получить более точно качество наплавленного слоя, используют порошковые проволоки марки ПП-ЗХ2В8, ПП- Х42ВФ и др. В ряде случаев для наплавки больших поверхностей деталей под слоем флюса применяют стальную ленту толщиной 0,2 - 1,0 мм и шириной 15 - 100 мм.

Флюсы, используемые для автоматической наплавки, делятся на плавленые и неплавленые (керамические). Плавленые флюсы — сложные силикаты, близкие по свойствам к стеклу. Они аморфны, имеют стеклообразный или пемзовидный вид. Температура плавления флюса не превышает 1200°С. Основным недостатком этих флюсов является отсутствие в их составе ферросплавов, свободных металлов и углеродистых веществ, что делает их слабыми раскислителями. Несмотря на это, плавленые флюсы подучили большое применение. Химический состав плавленых флюсов приведен табл. 1.2.

Наплавленный металл может быть легирован при помощи керамических флюсов, включающих в себя такие легирующие компоненты, как феррохром, ферротитан, никель и др. Это флюсы позволяют получать наплавленный металл различного химического состава. Широкое применение получили керамические флюсы марок К-2, К-11, КВС-19, КС-Х14Р, используемые при восстановлении деталей низкоуглеродистой сварочной проволокой Св-08,Св- 08А.


Состав плавленых флюсов

Таблица 1.2



Компоненты

Состав по массе флюсов марок, %

ОСЦ-45

АН-348

АН-438-А

АН-60

Кремнезем

43 - 45

42,4- - 45

41,0 -- 43,5

42,5 - 46,7

Закись марганца

38 - 43

38 - 43

31,5 - 35,5

37 - 40

Окись кальция

До 5,0

6,5- 9,5

До 5,5

3,0 - 8,0

Фтористый кальций

,0

8,

,0

6,

6,0 - 7,5

3,5 - 5,5

5,0 - 7,5

Окись калия

-

1,0 -1,5

-

-

Окись магния

До 1,0

0,7 -3,5

5,5 -7,5

0,5 - 3,0

Глинозем

>> 2,5

До 2,5

До 3,0

5,0

Закись железа

>>1,5

>>1,5

>>1,5

>>1,5

Сера

>>0,15

>>0,15

>>0,15

>>0,16

Фосфор

>>0,15

>>0,15

>>0,15

>>0,15




    1. Режимы наплавки

Выбор режимов наплавки определяется толщиной наращиваемого слоя, геометрическими размерами детали, свойствами рабочей поверхности детали (табл. 1.3.).

Одним из существенных недостатков наплавки под слоем флюса является появление в наплавленном слое остаточных растягивающих напряжений, что является одной из причин, которые приводят к снижению усталостной прочности деталей после наплавки. Усталостная прочность деталей после наплавки снижается до 40 % по сравнению с исходной. Поэтому технологический процесс восстановления деталей под слоем флюса должен обязательно включать упрочняющую операцию пластическим деформированием после наплавки.

Таблица 1.3.

Выбор режимов наплавки под слоем флюса




Материал детали

Марка электродной проволоки

Марка флюса

Твердость наплавленного слоя (НВ) ММА

Сталь 30

Нп-10Г2

АН-348А

1560-1640




НП-08

АН-348А

1700-2200

Сталь 40

Нп-З0ХГСА

АН-348А

2800-3100




Нп-30 ХГСА

ЖС-400

4000-5000

Сталь 45

Нп-08

Нп-З0ХТСА

АН-348А

2800-3420








Таблица 1.4.

Зависимость величины тока от диаметра наплавляемой детали



Диаметр наплавляемой летали, мм

70

100

200

300

400

500

Сила тока, А

130-150

150-170

190-250

240-280

290-350

340-420


При выборе режимов наплавки под слоем флюса можно руководствоваться следующим:



  1. Материал электродной проволоки и марку флюса выбирают в зависимости от материала детали и требуемой твердости наплавленного слоя (табл. 1.3).

  2. Величину тока выбирают в зависимости от диаметра наплавляемой детали (табл. 1.4).

По величине тока подбирают диаметр сварочной проволоки: ёэл = 1,2 мм - J = до 220 A, ёэл = 1,6 мм - J = 140-300 A, ёэл = 2,0 мм - J = 200-400 A.

  1. Скорость наплавки определяется по формуле:

V = 1,27аяJ

н AhH ( + 2d , м/ч

где ан - коэффициент наплавки, г/Ач; ан = 7+12 г/Ач; J - сила тока, А; d -

диаметр наплавляемой детали, мм; ^н - толщина наплавляемого слоя, мм; Y - удельный вес электродной проволоки, г/см3.


  1. По скорости наплавки рассчитывают число оборотов детали:

п = 5,3 d , об/мин.

  1. Величину шага наплавки выбирают в зависимости от диаметра электродной проволоки:

dэл = 1,2 мм - Sn=3-4 мм/об, dэл = 1,6 мм - Sn=4-8 мм/об, dэл = 2,0 мм - Sn=8-12 мм/об.

  1. Скорость подачи сварочной проволоки рассчитывают по формуле:

V = !,27анJ


d эЛУ


пр ''

, м/ч


  1. Длину проволоки, необходимой для наплавки поверхности детали длиной до 4 м определяют как:

l 1АкН (2d+АИН)

пр = 12 7}


м


dlКу

где К - коэффициент перехода металла электродной проволоки в наплавляемый металл; Ку = 0,85-0,89; L - длина детали, м.



  1. Вылет электрода определяют из соотношения:

I = (10 12)d эл

мм

Угол наклона (в) мундштука к оси принимают равным 90°, при наплавке галтелей - от 45 до 60°. Смещение электрода в зените 1 =(0,05 " 0,07)d, мм.



  1. Последовательность выполнения работы

Исследования проводят на образцах из стали 45, имеющих твердость 1500-1600МПа. Диаметр образцов -100 мм, длина - 400 мм. Наплавку производят на токарном станке 1А62, оборудованном автоматом А-409. При выполнении работы до и после наплавки замеряют твердость по Бринеллю на приборе ТШ-2 при нагрузке 3000 кг.

Для выполнения работы на рабочем месте необходимо иметь штанге- нинструмент 0-150, микроскоп МИМ-7 и набор микрошлифов, вырезанных из образцов, наплавленных по различным режимам.



  1. Изучить устройство наплавочного автомата А-409 и правила пользования им. Замерить диаметр и исходную твердость образцов.

  2. Настроить станок и автомат для наплавки. Произвести наплавку образцов по режиму:

  1. серия. Проволока Нп-08, d = 1,6 мм, V = 30 В

Флюс АН-348А, J,= 100. A, J2= 200 А, J3=300 A, b = О, Sn=5 мм/об, l = 5

мм.


  1. серия. Проволока Нп-08, dэл = 1,6 мм, V = 30 В

Флюс ЖС-400, J,= 100 A, J2 = 200 А, J3 = 300 A, b = 0, Sn = 5 мм/об, I =5

мм.


При наплавке принять толщину слоя равной 3 мм.

Рассчитать для обеих серий скорость наплавки, число оборотов детали и скорость подачи электродной проволоки.

3.Замерить диаметр образцов после наплавки. Зачистить образцы после наплавки на заточном станке ЗМ634 и замерить твердость по Бринеллю.


  1. Изучить на микроскопе МИМ-7 коллекцию микрошлифов, вырезанных из образцов первой и второй серий и наплавленных по приведенным режимам.

В квадратах 40x40 мм зарисовать исходную микроструктуру и ее изменение при наплавке.

По результатам выполненной работы написать отчет





Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3




База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2022
обратиться к администрации

    Главная страница