Восстановление деталей сваркой и наплавкой

Строительные машины и оборудование, справочник

Восстановление деталей сваркой и наплавкой

Сваркой и наплавкой восстанавливают более половины всех ремонтируемых деталей автомобилей. При помощи сварки завариваются также трещины и изломы на раме и платформе, ставятся заплаты, различные накладки и усилительные косынки, восстанавливаются картеры агрегатов. Поврежденная или изношенная резьба на поворотных цапфах и других деталях восстанавливается заваркой с последующим нарезанием новой резьбы. Таким же способом восстанавливают внутренние резьбы. Восстановление деталей наплавкой заключается в том, что изношенные рабочие поверхности наплавляют так, чтобы их можно было обработать под номинальные или ремонтные размеры. При ремонте автомобилей. применяются автоматическая и полуавтоматическая наплавка и сварка под слоем флюса или в среде углекислого газа.

При автоматической наплавке зажигание дуги, подача электродной проволоки и перемещение дуги вдоль шва ‘механизированы. При более простой — полуавтоматической наплавке или сварке дуга вдоль шва перемещается вручную.Полуавтоматическую сварку или наплавку целесообразно применять при коротких сварочных швах и наплавках, когда автоматическая сварка нерациональна.

Преимуществами автоматической и полуавтоматической сварки и наплавки по сравнению с ручной являются более высокая производительность и лучшее качество. Повышение качества наплавленного слоя или сварного шва под слоем флюса достигается тем, что расплавленный флюс предохраняет свариваемый или наплавляемый металл от воздействия кислорода и азота окружающего воздуха. Наплавкой под слоем флюса ремонтируют распределительные и шлицевые валы, ободы колес автомобилей БелАЗ, головку сошки рулевого управления и другие детали. Для круговой и продольной наплавки изношенных деталей применяют специальные установки.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Наплавку цилиндрических поверхностей деталей осуществляют на-токарных станках. Деталь устанавливают в центрах, а сварочную головку — на суппорте токарного станка. Для сообщения необходимой скорости вращения на станке устанавливается понижающий редуктор. Электродная проволока диаметром 1—2 мм подается из наплавочной головки роликами через токопроводящий мундштук в зону сварочной дуги. Одновременно в зону сварки из бункера через шланг и мундштук самотеком поступает сухой флюс. От пламени электрической дуги вместе с электродной проволокой и металлом восстанавливаемого вала плавится и флюс, образуя над поверхностью шва защитную шлаковую корку.

Наряду со сваркой и наплавкой под слоем флюса при ремонте автомобилей применяется злектродуговая полуавтоматическая сварка и наплавка в среде углекислого газа. При этом способеэлектрическая дуга и расплавленная ванночка металла изолированы от воздуха потоком углекислого газа. Электродная проволока подается в зону сварки или наплавки через специальную горелку, к которой подводятся сварочный ток и углекислый газ. Последний поступает в горелку из баллонов, оттесняет воздух и таким образом предохраняет расплавленный металл от воздействия воздуха. Сварка в среде углекислого газа применяется для сварки тонкого листового металла и наплавки деталей из углеродистых и малолегированных сталей малого диаметра. Таким методом производится восстановление крестовин, шкворней подвески, пальцев, фланцев карданных валов, крышек цилиндров подвески, головок реактивных штанг, фланцев и шестерен главной передачи и других деталей.

Для восстановления деталей малого диаметра при незначительном износе может применяться автоматическая вибродуговая (электроимпульсна) наплавка. Этим методом целесообразно наплавлять слой металла толщиной 0,9—1,5 мм. Наплавочную головку закрепляют на суппорте токарного станка, а ремонтируемую деталь — в центрах. Электродная проволока, подаваемая роликами из кассеты через вибрирующий мундштук к вращающейся детали, постоянно вибрирует и, соприкасаясь с деталью под действием электрических разрядов от источника тока, оплавляется. Для охлаждения детали насосом к месту контакта непрерывно подается жидкость. Вибрация мундштука достигается при помощи электромагнитного вибратора. При толщине слоя наплавки 0,5—0,7 мм этот способ является более .производительным, чем другие способы наплавки. Его применяют для восстановления стальных деталей с малыми износами.

Технологический процесс восстановления деталей сваркой и наплавкой состоит из трех этапов: подготовки к сварке (наплавке), сварки (наплавки) и термообработки для снятия внутренних напряжений и улучшения свойств детали.

Подготовка к сварке (наплавке) состоит в разделке кромок свариваемых деталей и тщательной очистке свариваемых поверхностей от грязи, масел, ржавчины, окалины. Разделку кромок производят механическими способами или при помощи кислородной резки металла. В последнем случае требуется тщательная зачистка кромок от окалины на всю длину.

При подготовке деталей цилиндрической формы (пальцы, оси, валы) к наплавке, при наличии на их поверхностях задиров, мелких поверхностных трещин, эксцентрического износа, расслоений (если износ не превышает 1 мм) производится токарная обработка. Толщина снимаемого при этом слоя 1,5—2 мм.

При подготовке к восстановлению изношенных или поврежденных резьбовых поверхностей их первоначально освобождают (путем токарной обработки) от старой резьбы, которая препятствует хорошему сцеплению металла. После этого поверхность, подлежащую наплавке, обжигают газовой горелкой для удаления следов масла. Отверстия, пазы, канавки, которые при наплавке необходимо сохранить,- заделывают медными, графитовыми или угольными вставками.

Детали, которые должны после наплавки проходить механическую обработку, после наплавки подвергают отжигу в горне или печи.

Для предохранения деталей от нагрева и коробления наплавку ведут с погружением шестерни в воду, оставляя на поверхности только наплавляемый участок.

Сварку деталей из серого чугуна ведут с общим нагревом до температуры 600-650 °С. При снижении температуры ниже 350 °С сварка прекращается и деталь подвергается повторному нагреву. Разделка кромок при этом производится выжиганием металла газовой горелкой.

Детали из алюминиевых сплавов сваривают и наплавляют в несколько проходов. Для их сварки и наплавки применяют алюминиевые электроды или сварочную проволоку из алюминиевых сплавов. Сварку ведут с общим или местным подогревом (до 250— 300 °С) детали.

Рекламные предложения:

Читать далее: Восстановление деталей гальваническим покрытием

Категория: —
Ремонт большегрузных авто

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Лекция №10. Ремонт деталей сваркой и наплавкой

Сваркой
называется процесс образования
неразъемного соединения деталей или
их отдельных частей вследствие
межатомарного взаимодействия или
действия сил молекулярного сцепления.
Сваркой соединяют металлы и неметаллические
материалы, например, стекло, пластмассы
и др. При сварке металлов, за исключением
холодной сварки, производят местный
нагрев соеди­няемых частей до перехода
их в пластическое (сварка давлением)
или в рас­плавленное состояние (сварка
плавлением). Стремятся, чтобы металл
шва обла­дал одинаковыми свойствами
с основным металлом. Это определяет
подбор присадочного материала и режима
сварки.

Оборудование, используемое при ремонте
деталей сваркой, такое же, как и при
сварке новых деталей. Сваркой соединяют
отдельные части деталей, заваривают
трещины, рако­вины и устраняют другие
дефекты.

Наплавка — процесс нанесения расплавленного
металла необходи­мого состава на
поверхность детали, нагретую до
температуры плавления, При наплавке
нанесенный слой металла прочно соединяется
с основным метал­лом вследствие
образования металлической связи.

Наплавку применяют для восстановления
размеров детали и придания заданных
свойств ее поверхности путем правильного
выбора химического состава и структуры
наплавленного металла.

Наплавка является разновидностью
сварки. Однако наплавочные процессы
отличаются от сварочных. При наплавке
сварочный процесс используется для
наращивания на основной металл слоя
металла или сплава со свой­ствами,
иногда отличающимися от свойств основного
металла.

В связи с этим к процессу наплавки
предъявляются следующие основные
требования;

1) для обеспечения заданных
физико-механических свойств в наплавленном
слое процесс наплавки не должен изменять
исходного химического состава и
структуры наносимого металла, т.е. при
наплавке доля основного металла в
наплавленном слое должна быть
минимальной;

2) для сохранения прочности ремонтируемой
детали процесс наплавки не должен
изменять ее исходного химического
состава, структуры и напря­женного
состояния;

3

Виды наплавки

Ручная

Механизированная

)
наплавленный слой должен обладать
достаточно высокой прочностью сцепления
с основным металлом.

Рисунок 10.1 – Виды
ремонта деталей наплавкой

Сваркой называется
процесс образования неразъемного
соединения деталей или их отдельных
частей вследствие межатомарного
взаимодействия или действия сил
молекулярного сцепления. Сваркой
соединяют металлы и неметаллические
материалы, например, стекло, пластмассы
и др. При сварке металлов, за исключением
холодной сварки, производят местный
нагрев соеди­няемых частей до перехода
их в пластическое (сварка давлением)
или в рас­плавленное состояние (сварка
плавлением). Стремятся, чтобы металл
шва обла­дал одинаковыми свойствами
с основным металлом. Это определяет
подбор присадочного материала и режима
сварки.

Оборудование, используемое при ремонте
деталей сваркой, такое же, как и при
сварке новых деталей. Сваркой соединяют
отдельные части деталей, заваривают
трещины, рако­вины и устраняют другие
дефекты.

Наплавка — процесс нанесения расплавленного
металла необходи­мого состава на
поверхность детали, нагретую до
температуры плавления, При наплавке
нанесенный слой металла прочно соединяется
с основным метал­лом вследствие
образования металлической связи.

Наплавку применяют для восстановления
размеров детали и придания заданных
свойств ее поверхности путем правильного
выбора химического состава и структуры
наплавленного металла.

Наплавка является разновидностью
сварки. Однако наплавочные процессы
отличаются от сварочных. При наплавке
сварочный процесс используется для
наращивания на основной металл слоя
металла или сплава со свой­ствами,
иногда отличающимися от свойств основного
металла.

В связи с этим к процессу наплавки
предъявляются следующие основные
требования;

1) для обеспечения заданных
физико-механических свойств в наплавленном
слое процесс наплавки не должен изменять
исходного химического состава и
структуры наносимого металла, т.е. при
наплавке доля основного металла в
наплавленном слое должна быть
минимальной;

2) для сохранения прочности ремонтируемой
детали процесс наплавки не должен
изменять ее исходного химического
состава, структуры и напря­женного
состояния;

3) наплавленный слой должен обладать
достаточно высокой прочностью сцепления
с основным металлом.

Рисунок
10. 1 – Виды ремонта деталей наплавкой

Для ручной газовой и электродуговой
наплавки обычно используют метал­лические
электроды, что объясняется сравнительной
простотой процесса на­плавки и
возможностью широкого регулирования
химического состава и свойств наплавленного
слоя. Регулирование химического состава
и свойств наплавленного слоя осуществляют
через покрытие или через электродный
стержень, или комбинированным методом.
Для предотвращения появления деформаций
и трещин при наплавке применяют
предварительный нагрев де­тали в
пределах 200—400°С, предварительный изгиб
детали в направлении, обратном деформации,
погружение детали в воду без смачивания
наплавляемой поверхности, наложение
наплавляемых валиков в определенной
последова­тельности, высокий
температурный отпуск детали после
наплавки.

Ручная газовая сварка и наплавка. При
ручной газовой сварке и наплавке
расплавление основного и при­садочного
материала осуществляется теплом,
выделяющимся в процессе сго­рания
горючих газов (ацетилена, пропанбутановых
смесей и других) в среде кислорода (рис.
5.10). Наиболее распространенным горючим
газом, применяемым на ремонтных
предприятиях, являет­ся ацетилен.

В зависимости от соотношения
пода­ваемых в горелку ацетилена и
кислорода можно получить нормальное,
науглеро­живающее и окислительное
пламя. Нор­мальное или, как его
часто называют, нейтральное пламя
образуется при соотно­шении кислорода
и ацетилена в смеси, равном 1,0—1,2.
Нормальное пламя является
восстановительным в отношении к
свободной закиси железа и в зоне
I
плавления ограничивает окисление
по­верхности. При соотношении
кислорода и ацетилена, составляющем
0,8—0,9, возникает науглероживающее, а
при соотношении, равном 1,2—1,5, окислительное
пламя. Выбор сварочного пламени влияет
на качество сварного шва или наплавки,
а также на производитель­ность
процесса.

Сварку деталей из алюминиевых сплавов,
а также из стали с содержанием углерода
до 0,5% ведут нормальным пламенем.
Науглероживающее пламя обычно используют
для сварки деталей из серого чугуна и
стали с содержанием углерода более
0,5%.

Для сварки деталей из
цветных металлов, заварки трещин и
раковин не­большой длины в чугунных
деталях при толщине стенок 10—15 мм, а
также для сварки деталей из малоуглеродистой
стали толщиной до 7 мм применяют
бензинокислородное пламя и горелку
ГКУ-01-55.

Рисунок 10.2 – Ручная
газовая наплавка

К недостаткам газовой наплавки следует
отнести неравномерность тол­щины
наплавленного слоя.

Электродуговая сварка и
наплавка. Ручная
электродуговая сварка и наплавка.
При электродуговой сварке и наплавке
источником тепла для расплавле­ния
металлов является электрическая
сварочная дуга, возникающая между
электродом и свариваемым металлом.
Качество сварного шва и наплавленного
слоя определяется диаметром электрода,
типом и маркой электрода, величиной
сварочного тока, напряжением на дуге,
родом и полярностью тока, скоростью
сварки и положением шва в пространстве.

При ручной электродуговой сварке и
наплавке чаще всего используются
металлические электроды, представляющие
собой металлический стержень, на
поверхность которого нанесен слой
покрытия, предназначенного для
стаби­лизации горения дуги, защиты
расплавленного металла от кислорода и
азота воздуха, легирования наплавленного
металла. В состав электродных покрытий
входят следующие группы компонентов:
стабилизирующие, шлакообразующие,
газообразующие, раскисляющие, легирующие
и связующие. Электроды изго­товляют
диаметром 1,6—12 мм и длиной 225—450 мм. В
зависимости от назна­чения стальные
электроды подразделяются на типы. Тип
и марку электродов выбирают в зависимости
от химического состава металла
ремонтируемой де­тали и требований,
предъявляемых к сварному шву или
наплавленному слою.

Диаметр электрода выбирают в зависимости
от толщины наплавляемого слоя. При
толщине наплавки менее 2 мм рекомендуется
применять электроды диаметром 3 мм, а
при большей толщине наплавки — электроды
диаметром 4—5 мм.

При ремонте закаленных деталей
ненаплавляемую часть детали погру­жают
в воду во избежание отпуска. Наплавку
легированных сталей произ­водят при
большой плотности тока с предварительным
подогревом поверхности.

Ручную электродуговую наплавку
целесообразно применять при неболь­шом
объеме работ, а также при наплавке
труднодоступных мест.

К преимуществам ручной
электродуговой наплавки относятся
удоб­ство и простота процесса.
Недостатки ее — низкая производительность
,
низкая стабильность дуги и невысокое
качество наплавки.

Автоматическая электродуговая
наплавка под слоем флюса.
При указанном виде наплавки электрическая
дуга горит под слоем флюса, подаваемого
систематически в зону наплавки. В зоне
горения дуги оплавля­ются поверхность
детали, электрод и прилегающий слой
флюса. Электродная проволока по мере
оплавления автоматически подается в
зону дуги одновре­менно с флюсом. При
плавлении флюса выделяется газ и
образуется газовая оболочка, защищающая
расплавленный металл от взаимодействия
с окружа­ющим воздухом выгорания
легирующих элементов. Кроме того,
флюсовое покрытие способствует сохранению
тепла дуги и препятствует разбрызгиванию
жидкого металла.

На рис.10.3 представлена
схема наплавки под слоем флюса тел
вращения. Между поверхностью детали 5
и электродной проволокой 3
возбуждена электрическая
дуга. Расплавленная капля металла
электрода 3, смещаясь
в направлении вращения детали, смешивается
е расплавленным основным металлом
детали, образуя сварочную ванночку.
При остывании образуется наплавленный
валик, который покрыт шлаковой коркой
7 и частично неиспользованным флюсом
1.

Наплавка в среде защитных газов. При
этом виде наплавки защитный газ,
подаваемый в зону наплавки под избыточным
давлением, изолирует сварочную дугу и
плавильное пространство от кислорода
и азота воздуха.

Рисунок 10.3 –
наплавка под

слоем флюса

Наплавка в среде защитных газов. При
этом виде наплавки защитный газ,
подаваемый в зону наплавки под избыточным
давлением, изолирует сварочную дугу и
плавильное пространство от кислорода
и азота воздуха.

Наплавку углеродистых, легированных
сталей и чугуна производят в среде
углекислого газа; для высоколегированных
сталей применяют аргон. При высо­кой
температуре сварочной дуги происходит
диссоциация углекислого газа.
Образовавшийся атомарный кислород
окисляет металл, что приводит к выгора­нию
железа и других примесей стали. Чтобы
прекратить окисление, а также пополнить
выгоревшие примеси при наплавке в
углекислом газе применяют электродную
проволоку, легированную марганцем и
кремнием, которые свя­зывают кислород
и раскисляют ранее образовавшуюся
закись железа. Образу­ющиеся окислы
марганца и кремния переходят в шлак.

Наплавку в среде защитных газов применяют,
когда невозможна или за­труднительна
подача флюса и удаление шлаковой корки,
например при на­плавке мелких деталей,
внутренних поверхностей и деталей
сложной формы.

Преимуществами наплавки в среде защитных
газов являются высокая производительность
и простота ведения и управления процессом.

Недостатки ее — сложность работы на
открытом воздухе из-за срыва струи
углекислого газа под действием ветра
и окислительная способность углекислого
газа.

Вибродуговая наплавка.
Автоматическая
вибродуговая наплавка основана на
использовании тепла кратковременной
электрической дуги, возникающей в момент
разрыва цепи между вибрирующим электродом
и наплавляемой поверхностью. Отличитель­ной
особенностью этого вида наплавки
является возможность получения
напла­вленного слоя малой толщины
0,3—2,5 мм, охлаждение поверхности наплавки
в результате прерывистого характера
процесса, что позволяет значительно
уменьшить нагрев детали, снизить в ней
остаточные напряжения и предот­вратить
ее деформирование.

Автоматическую вибродуговую наплавку
применяют для наращивания изношенных
наружных и внутренних цилиндрических
поверхностей, в част­ности, шеек валов,
штоков буровых насосов, замков бурильных
труб и других деталей.

К преимуществам вибродуговой наплавки
относятся: возможность полу­чения
тонких и прочных покрытий, малая глубина
зоны термического влияния, небольшой
нагрев детали и незначительное
выгорание легирующих электродной
проволоки.

Производительность при
вибродуговой наплавке выше, чем
ручной электродуговой,
но ниже, чем при наплавке под флюсом.

Наплавка металлов трением. Сущность
процесса наплавки металлов трением,
предложенного и разработанного Я.М.
Кершенбаумом и Б.А. Авербухом, заключается
в пла­влении наносимого металла за
счет теплоты трения и соединении его с
деталью при повышенных температуре и
давлении. Наносимый металл или сплав в
гранулированном состоянии (в виде
стружки) плавится в закрытом пространстве
за счет трения о наплавляемую деталь
или специальный инструмент. Трение
обеспечивается вращением наплавляемой
детали или инструмента относительно
массы наносимого металла или сплава.

Литература: 2 осн.
[43-47], 3 осн. [122-143], 5 осн. [81-148].

Контрольные вопросы:

1. Какие особенности процессов сварки
и наплавки?

2. Какие виды сварки
и наплавки Вы знаете и объясните их
различия в зависимости от технологических
процессов?

Ремонт деталей сваркой и наплавкой

Эксплуатация и ремонт машин и оборудования НиГ промыслов.

Лекция 10.

6. Ремонт деталей сваркой и наплавкой.

Сваркой называется процесс неразъемного соединения деталей или их отдельных частей вследствие действия сил молекулярного сцепления. При сварке металлов, за исключением холодной сварки, производят местный нагрев соединяемых частей до перехода их в пластическое или расплавленное состояние. Металл шва должен обладать одинаковыми свойствами с основными металлом. Это определяет подбор присадочного материала и режима сварки. На ремпредприятиях нефтегазовой промышленности для ремонта стальных деталей в основном применяют ручную электродуговую и реже ручную газовую сварку. Оборудование, используемое при ремонте деталей сваркой, такое же как и при сварке новых деталей.

Наплавка – процесс нанесения расплавленного металла необходимого состава не поверхность детали, нагретой до температуры плавления. Наплавку применяют для восстановления размеров детали и придания заданных свойств её поверхности путем правильного выбора химического состава и структуры наплавленного металла. Наплавка является разновидностью сварки. однако отличие в том, что при наплавке процесс используется для наращивания на основной металл слоя металла или сплава со свойствами, иногда отличающимися от свойств основного металла. В этой связи к процессу наплавки предъявляются следующие основные требования:

1) Доля основного металла (детали) в наплавленном слое должна быть минимальна.

2) Для сохранения прочности ремонтируемой детали процесс наплавки не должен изменять её исходного химического состава, структуры и напряженного состояния.

3) Наплавленный слой должен обладать достаточно высокой прочностью сцепления с основным металлом.

На практике это решают путем соответствующего выбора технических режимов наплавки, стараясь обеспечить достаточную прочность соединения основного и наплавленного металлов и в то же время в минимальной степени изменить их исходное состояние.

Виды наплавки: ручная и механизированная.Ручная – газовая, электродуговая, аргонно-дуговая. Механизированная – под слоем флюса, в среде защитных газов, вибродуговая, плазменно-дуговая, электрошлаковая, индукционная, наплавка трением.

Наибольшее распространение получили ручная газовая и электродуговая наплавки, автоматическая и полуавтоматическая наплавки электрической дугой под слоем флюса и вибродуговая наплавка.

Выбор наплавляемого материала производят с учетом материала ремонтируемой детали, её форм, размеров, технических требований, условий работы и применяемого вида наплавки. Широко применяется стальная сварочная проволока. Углеродистая и легированная  проволоки для восстановления размеров изношенных деталей. Высокохромистые – обеспечивают высокую износостойкость и коррозионную стойкость наплавленного слоя. Широко применяют наплавку перочинной проволокой при наплавке высоколегированных и высокоуглеродистых сплавов.  Порошковые проволоки широко используют  при наплавке в углеродистом газе и под слоем флюса.

Для ручной газовой электродуговой наплавки используются металлические электроды. регулирование химического состава и свойств наплавленного слоя осуществляется через покрытие или через электродный стержень или комбинированным методом. Для предотвращения появления деформаций и трещин при наплавке применяют предварительный нагрев детали (200-400⁰С) и другие технологические приемы.

6.1  Ручная газовая сварка и наплавка.

При ручной газовой сварке и наплавке расплавление основного и присадочного материала осуществляется теплом, выделяющимся в процессе сгорания газов (пропанбутановых смесей, ацетилена и др.) в среде кислорода. Качество шва и наплавленного слоя в значительной степени зависит от состава присадочного материала. При сварке следует применять присадочные материалы близкие по химическому составу к материалу ремонтируемой детали. Для защиты металла шва от окисления, а так же для удаления окислов образующихся при сварке применяют флюсы в виде порошка или пасты. Нагрев основного и присадочного металлов при газовой наплавке легко регулируется, что позволяет избежать нежелательного глубокого проплавления основного  металла и смешивания его с наплавочным материалом. Толщина наплавляемого слоя обычно колеблется от 2,5 до 4 мм. К недостаткам газовой наплавки следует отнести неравномерность толщины наплавленного слоя.

Сварка чугунных деталей является сложным процессом, что связано с большим содержанием  углерода и кремния в чугуне, неоднородностью его структуры и чувствительностью к температурным изменениям. Сварку деталей из чугуна производят с подогревом и без подогрева. При сварке с подогревом деталь нагревают до 650 — 700⁰С для предупреждения отбеливания чугуна и возникновения остаточных напряжений. При сварке вследствие выгорания углерода и кремния происходит отбеливание чугуна и для получения качественного сварного шва в присадочных материалах должно быть 3 — 3,6 % углерода, 3 – 4 % кремния, 0,5 – 0,8 % марганца.

Особенность сварки деталей из алюминия и его сплавов определяется их свойствами:

1) Низкой (600⁰С) температурой плавления и большой жидкотекучестью.

2) Высокой теплопроводностью.

3) Способностью окислятся на воздухе с образованием тугоплавкой окисной пленки с температурой плавления 2050⁰ С.

4) Высокой растворимостью водорода в расплавленном алюминии, приводящей к пористости.

Для борьбы с этими явлениями применяют специальные флюсы и технологии сварки.

4.2 Ручная электродуговая сварка и наплавка.

При электродуговой сварке и наплавке источником тепла для расплавления металлов является электрическая сварочная дуга, возникающая между электродом и свариваемым металлом. качество сварного шва и наплавленного слоя определяется диаметром электрода, характеристикой тока, маркой электрода, скоростью сварки, положением шва в пространстве.

При ручной электродуговой сварке и наплавке чаще всего используются металлические электроды, представляющие собой металлический стержень со слоем покрытия, предназначенного для стабилизации дуги горения, защиты расплавленного металла от кислорода и азота воздуха, легирования наплавленного металла. В состав электродных покрытий входят следующие компоненты: стабилизирующие, шлакообразующие, газообразующие, раскисляющие, легирующие и связующие. Электроды изготавливают Ø 1,6-12 мм и длиной 225 – 450 мм. В зависимости от химического состава ремонтируемой детали и требований предъявляемых к сварному шву или наплавленному слою. Для сварки и наплавки применяют типовые электроды определенного назначения. Для наплавки изношенных поверхностей применяют электроды обеспечивающие получение слоя необходимой твердости и высокой износостойкости. Диаметр электрода выбирается в зависимости от толщины наплавляемого слоя и размеров шва. Величина сварочного тока выбирается в зависимости от электрода:

I_СВ=(20+4d_ЭЛ) d_ЭЛ

I_СВ – сварочный ток величина силы;

d_ЭЛ – диаметр электрода.

Ручную электродуговую сварку и наплавку целесообразно применять при небольшом объеме работ, а также в трудоемких местах. К преимуществам ручной электродуговой сварки и наплавки относится простота и удобство процесса.

Недостатки – низкая производительность, низкая стабильность дуги и невысокое качество.

4.3 Электрическая электродуговая наплавка под слоем флюса.

При указанном виде наплавки электрическая дуга горит под слоем флюса, подаваемого в зону наплавки. В зоне горения дуги оплавляются поверхность детали, электрод и прилегающий слой флюса. Электродная проволока по мере оплавления автоматически подается в зону дуги одновременно с флюсом. При плавлении флюса образуется газовая оболочка, защищающая расплавленный металл от взаимодействия с окружающим воздухом и выгорания легирующих элементов. Флюсовое покрытие способствует сохранению тепла дуги и препятствует разбрызгиванию жидкого металла. Шлаковая корка, образующаяся при остывании, снижает скорость охлаждения наплавленного металла, что создает благоприятные условия для формирования шва. Этим способом можно наплавлять разные поверхности в несколько слоев. Толщина слоя наплавки практически не ограничена. Для питания дуги используется постоянный ток обратной полярности. Наплавку можно производить как на универсальном оборудовании так и на специализированных установках. Для получения требуемых свойств наплавленного металла необходимо вводить в него легирующие элементы.

Преимуществами автоматической наплавки под слоем флюса перед ручной электродуговой являются:

1) Высокая производительность процесса.

2) Высокое качество наплавленного слоя.

3) Возможность регулирования свойств наплавленного слоя.

4) Наличие закрытой дуги, что улучшает условия труда.

5) Лучшее использование эл. энергии и материала проволоки.

Автоматическую наплавку целесообразно применять при ремонте большого числа однотипных деталей,  когда требуется наплавить значительный слой металла толщиной 5-40 мм.

4.4 Наплавка в среде защитных газов.

При этом виде наплавки защитный газ, подаваемый в зону наплавки под избыточным давлением, изолирует сварочную дугу и плавильное пространство от кислорода и азота воздуха. наплавку углеродных, легированных сталей и чугуна производят в среде углекислого газа; для высоколегированных сталей применяют аргон. Для наплавки в среде защитных газов применяется серийное оборудование используется постоянный ток. Этот метод применяют, когда затруднена или невозможна подача флюса и удаление шлаковой корки, например при наплавке мелких деталей, внутренних поверхностей и деталей сложной формы. Преимущества: высокая производительность и простота ведения и управления процессом. Недостатки6 сложность работы на открытом воздухе из-за срыва струи углекислого газа под действием ветра и окислительная способность углекислого газа.

4.5 Вибродуговая наплавка.

Автоматическая вибродуговая наплавка основана на использовании тепла кратковременной электрической дуги, возникающей в момент разрыва цепи между вибрирующим электродом и наплавляемой поверхностью. Отличительной особенностью этого вида наплавки является возможность получения наплавленного слоя малой толщины 0,3 – 0,25 мм, охлаждение поверхности наплавки в результате прерывистого характера процесса, что снижает нагрев детали и остаточные напряжения в ней.

Качество наплавленного слоя во многом зависит от материала электродной проволоки, которую выбирают в зависимости от требуемых механических свойств наплавленного слоя. автоматическую вибродуговую наплавку применяют для наращивания изношенных наружных и внутренних цилиндрических поверхностей (шеек валов, штоков, замков бурильных труб и других деталей). К преимуществам  вибродуговой наплавки относятся: возможность получения тонких и прочных покрытий, малая глубина зоны термического влияния, небольшой нагрев детали и незначительное выгорание легирующих элементов электродной проволоки.

4.6  Наплавка металлов трением.

Сущность процесса наплавки металлов трением заключается в плавлении наносимого металла за счет теплоты трения и соединения его с деталью при повышенных температуре и давлении. Наносимый металл или сплав, в гранулированном состоянии, плавится в закрытом пространстве за счет трения о наплавляемую деталь или специальный инструмент. Трение обеспечивается вращением наплавляемой детали или инструмента относительно массы наносимого сплава или металла.

Основным условием для обеспечения плавления наносимого металла или сплава является изготовление инструмента (с помощью которого осуществляется трение) из материала с более высокой температурой плавления по сравнению с температурой плавления наносимого материала. Во избежании прилипания металла или сплава к рабочей поверхности инструмента его изготавливают из соответствующего материала. Основные технологические параметры процесса наплавки трением – это окружная скорость и давление на поверхности трения. Величины этих параметров определяются физическими характеристиками основного и наплавляемого материалов, в особенности коэффициентом трения и температурой плавления материала, а также материала детали и инструмента. Оптимальные значения параметров V=2,5-6 м/с, Р=2-6 кг/мм². наплавка трением отличается от существующих методов наплавки полезным использованием теплового эффекта трения, отсутствием расплавлением основного и перегрева наплавляемого металлов, отсутствием их перемешивания, образованием металлического соединения между жидким и твердым металлами в условиях всестороннего сжатия и возможностью эффективного использования отходов механической обработки.

Преимущества: стабильность химического состава и сохранение исходных механических свойств в наплавленном слое; получение надежного соединения основного и наплавляемого металлов возможность наплавки комбинированным составом для получения заданных свойств в наплавленном слое; высокая экономичность процесса.

Недостатки: невозможность нанесения металлов более тугоплавких, чем основной металл; ограниченные размеры наплавляемых поверхностей; необходимость изготовления специальных приспособлений для наплавке деталей каждого типа. Процесс наплавки трением целесообразно применять для ремонта изношенных и изготовления биметаллических деталей, а также для поверхностного упрочнения деталей.

7.  Ремонт деталей металлизацией.

Процесс металлизации заключается в нанесении расплавленного металла на специально подготовленную поверхность детали распылением его струёй воздуха или газа. Частицы расплавленного металла, ударяясь о поверхность детали, заполняют предварительно созданные на поверхности неровности, в результате чего происходит их механическое закрепление, а так же возникает молекулярное схватывание между наплавляемым и основным металлом. В результате закалки, окисления и наклепа частиц напыляемого металла твердость материала покрытия повышается. Различают газовую, электродуговую, высокочастотную, тигельную и плазменную металлизацию. Напыляемый материал применяется в виде проволоки, ленты или порошка. Наибольшее применение на ремпредприятиях получила электродуговая металлизация. Две электрически изолированные друг от друга электродные проволоки, к которым подведен электрический ток, перемещаются механизмом подачи. При их пересечении возникает ток, и проволоки расплавляются. Струя сжатого воздуха распыляет расплавленный металл на мельчайшие частицы и при скорости 75-200 м/с они наносятся на подготовленную поверхность детали, создавая напыленный слой. Для электродуговой металлизации выпускают стационарные и ручные металлизаторы.

Преимущество электрометаллизации – производительность.

Недостатки: выгорание легирующих элементов, окисление напыляемого металла, низкие механические свойства напыляемого слоя и большие потери металла при напылении.

При газовой металлизации проволоку напыляемого металла расплавляют ацетиленокислородным пламенем, а распыление осуществляется сжатым воздухом или инертным газом. Газовая металлизация обеспечивает получение покрытий высокого качества из-за меньшего выгорания легирующих элементов. Недостаток : необходимость горючего газа, большая стоимость покрытия. Газовая металлизация широко используется для напыления тугоплавких сплавов и металлов, например, титана.

Одним из прогрессивных методов является плазменно-дуговая металлизация. При пропускании эл.тока большой плотности через газовую среду, находящуюся под повышенным давлением, газ ионизируется. Наряду с положительно и отрицательно заряженными ионами в газе содержатся электроны и нейтральные атомы. Такое состояние вещества называется плазмой. Плазма обладает высокой электрической проводимостью  и образует вокруг себя магнитное поле, которое заставляет частицы плазмы сжиматься и двигаться узким пучком. Плазменная струя служит интенсивным источником тепла, температура её достигает 15000⁰С.

Схема плазменного металлизатора: между вольфрамовым электродом и соплом горелки создается дуговой разряд, в зону дуги подается инертный газ, который ионизируясь выходит из сопла виде плазменной струи. В зону плазменной струи непрерывно подается напыляемый материал, расплавленные частицы которого увлекаются плазменной струей и с высокой (900 м/с) скоростью напыляются на поверхность детали.

Плазменная металлизация применяется для напыления тугоплавких металлов и соединений ( вольфрам, окиси алюминия, карбиды, бориды и т.д. ).

Преимущества: предотвращается окисление напыляемых металлов; процесс производителен; достигается прочное сцепление напыляемого слоя с металлом детали.

Недостатки: высокая хрупкость напыленного слоя.

После металлизации производят механическую и термическую обработку детали для получения необходимых параметров восстанавливаемой поверхности.

8.  Ремонт деталей гальваническим наращиванием.

Гальваническое наращивание металла на поверхность основано на процессе электролиза. Под действием постоянного электрического тока положительно заряженные ионы движутся к катоду, в качестве которого используется восстанавливаемая деталь, на которой выделяется металл и водород. Электролиз металлов может осуществляться с растворимыми и нерастворимыми анодами. Растворимые изготавливают из губчатого железа, меди или никеля в зависимости от вида электролитического процесса; нерастворимые из свинца, платины и других металлов. В комплект оборудования для гальванического наращивания входят: источник постоянного тока, ванны с химически стойкими облицовками, специальные контактные подвесные приспособления, нагревательные устройства, вентиляционное оборудование.

Для восстановления размеров изношенных поверхностей наибольшее применение находят электролитическое хромирование, осталивание, меднение и твердое никелирование.

Хромированиеприменяют для восстановления размеров деталей и получения декоративных, коррозиостойких и износостойких покрытий. Электролитический хром обладает высокой коррозионной стойкостью, низким коэффициентом трения, высокой твердостью, жаростойкостью, высоким пределом текучести. При тщательной подготовке поверхности прочность сцепления хрома со сталью, чугуном, медью и латунью достигает при сдвиге 30кгс/мм². однако стали с высоким содержанием вольфрама и кобальта, а также высокоуглеродистые стали и высококремниевые чугуны хромировать нельзя, вследствие низкой прочности сцепления. Прочность сцепления резко снижается с увеличением толщины покрытия в связи с ростом остаточных напряжений. После хромирования снимается также усталостная прочность деталей вследствие значительной величины остаточных напряжений в покрытии. Усталостная прочность углеродистых сталей в результате хромирования снижается на 25-40%.

Электрохимическое осаждение хрома отличается от других процессов, как по составу электролита, так и по условиям протекания процесса. Осаждение хрома осуществляется в электролите, содержащем хромовый ангидрид с добавкой серной кислоты.

При хромировании применяют нерастворимые аноды из свинца или сплава свинца с сурьмой. Концентрацию хромового ангидрида в электролите можно изменять в широких пределах, распространение получили горячие электролиты с концентрацией CrO₃  от 150 до 350 г/л. Условно хромовые покрытия разделяют на три вида: молочные, блестящие и матовые.

Блестящие покрытия отличаются высокой твердостью, высокой износостойкостью и хрупкостью, имеют на поверхности мелкую сетку трещин.

Молочные – более мягкие и вязкие. Без трещин. По сравнению с блестящими имеют большую износостойкость.

Матовые имеют повышенную твердость и хрупкость, низкую износостойкость, трещины на поверхности.

Для повышения износостойкости применяют пористое хромирование. Оно отличается от твердого дополнительной анодной обработкой (дехромирование) после наращивания хромового покрытия. В результате на покрытии образуется сеть углубленных трещин обеспечивающих большую маслоемкость при работе. Контроль хромового покрытия осуществляется путем наружного осмотра с простукиванием медным молотом.

Преимущества:

§ Высокая прочность сцепления покрытия с основным металлом.

§ Возможность получения покрытия с высокой износостойкостью, с химической тепловой стойкостью.

Недостатки : длительность, сложность, трудоемкость технологического процесса, высокая стоимость.

Хромирование применяют при ремонте штоков насосов, гильз цилиндров ДВС и насосов, гнёзд подшипников, шеек валов и других деталей.

Электролитическое осталивание. При прохождении постоянного тока низкого напряжения через раствор солей железа происходит осаждение на катоде (ремонтируемой детали) электролитического железа. Прочность и твердость осажденного слоя приближаются к аналогичным свойствам среднеуглеродистой стали, поэтому процесс получил название осталивание.

Для осталивания применяют горячие и холодные электролиты. В зависимости от состава электролита и режима осталивания получают мягкие покрытия с твердостью (НВ 120-220) и твердые покрытия с твердостью (НВ 250-600). Прочность сцепления на отрыв покрытия со сталью, медью и чугуном достигает 15 МПа, благодаря чему восстановленная деталь надежно работает при больших нагрузках. Прочность сцепления покрытия с металлом зависит от предварительной подготовки наращиваемой поверхности.

Преимущества:

§ Недефицитность и дешевизна исходных материалов.

§ Выход металла на тонну 75-95%.

§ Скорость осаждения металла и толщина покрытия значительно выше, чем при хромировании. Для твердых покрытий толщина 1-1,2 мм, для мягких 2-3 мм.

§ Механическую обработку покрытия после осталивания производят при обычных процессах резания.

§ Процесс устойчив и может быть автоматизирован.

Недостатки:

§ Высокая коррозионная активность электролита.

§ Сложность технологического процесса.

§ Необходимость частой фильтрации электролита.

Осталивание применяют для наращивания изношенных поверхностей гнезд подшипников, шеек валов, наружных поверхностей бронзовых втулок и т.д.

Меднение. Для меднения деталей применяют два типа электролитов: сернокислые и цианистые, последние токсичны и применяются редко. Аноды при медении применяют растворимые – медные пластины, катодом является ремонтируемая деталь.

На ремпредприятиях меднение применяют при восстановлении размеров бронзовых втулок, вкладышей подшипников, для облегчения приработки трущихся поверхностей и т. п.

Твердое никелирование. Электролитический процесс осаждения никеля называется твердым никелированием. Гальванически осажденный никель порист и имеет пониженную пластичность. Твердость никелированных покрытий составляет 30-60МПа. В зависимости от содержания в электролите получают матовые и блестящие осадки. Процесс ведется при температуре электролита 75-95⁰С. Применяются растворимые аноды из никеля. Вследствие невысокой твердости и малой износостойкости никелирование применяют для восстановления размеров в неподвижных сопряжениях, например, для восстановления посадочных поверхностей деталей под подшипники.

9.  Ремонт деталей с применением клеевых соединений.

Склеивание металлов основано на способности некоторых неметаллических материалов образовывать достаточно прочные связи с металлом. Клей для металлов приготавливают на основе термореактивных и термопластичных полимеров. Клей на основе термореактивных полимеров позволяет получить прочные и теплостойкие соединения. Клей на основе термопластичных полимеров позволяет получать менее прочные и с более низкой теплостойкостью соединения.

По внешнему виду клеи для металлов разделяют на жидкие, пастообразные, пленочные и порошкообразные. Они могут быть одно и много консистентными. Выбор клея в каждом конкретном случае должен определятся конструкцией склеиваемого узла, условиями эксплуатации и производительными возможностями предприятия. Физико-механические свойства клеевых соединений металлов зависят от технологии склеивания:

§ Подготовки металлических поверхностей.

§ Приготовления клеевого состава.

§ Технологии нанесения клея на поверхность.

§ Процесса отвердения клея.

Значительное влияние на прочность клеевого соединения оказывают конструктивные факторы и в частности форма и размеры клеевого соединения. На ремпредприятиях склеивание применяют для следующих работ:

§ Соединение частей разрушенных деталей.

§ Заделка трещин, свищей и раковин.

§ Посадка втулок и гнезд взамен запрессовки, приварки и пайки.

§ Восстановление и упрочнение прессовых насадок подшипников.

§ Фиксация сменных деталей.

§ Наложение заплат.

§ Герметизация неплотностей в резьбовых, фланцевых и сварных соединениях.

§ Наклеивание фрикционных накладок.

На практике ремонта бурового и НП оборудования клеи используют для ремонтов резервуаров, трубопроводов и арматуры, насосного и компрессорного оборудования, ДВС. Применение клеевых соединений упрощает технологический процесс ремонта, ускоряет его, снижает стоимость ремонта

Рекомендация для Вас — Долото для бурения сплошным забоем и с отбором керна.

Недостатки клеевых соединений:

§ Невысокая температура эксплуатации (до 300⁰С).

§ Низкая прочность при неравномерном отрыве.

§ Склонность к старению при воздействии различных внешних факторов.

Литература:

1) Авербух и др. «Ремонт и монтаж бурового и НП оборудования » Недра, 1976.

Абразивы для сварки и изготовления Часть 1 – Резка, очистка и ремонт сварных швов

Абразивы используются на всех этапах производства и сварки для надлежащей подготовки поверхностей, чтобы обеспечить выполнение прочных сварных швов, ремонт плохих сварных швов и улучшение внешнего вида готовых сварных швов. Если вы заинтересованы в использовании возможностей абразивов в производстве и сварке, читайте дальше, пока мы пытаемся ответить на следующие вопросы:

• Почему абразивы и шлифование так важны в производстве и сварке?
• Какие типы абразивов лучше всего подходят для каждого этапа процесса изготовления и сварки?
• Как эффективно и безопасно использовать эти абразивные материалы на этих этапах изготовления и сварки?
• Как абразивы и шлифование влияют на стоимость сварки и соединения?
• Как абразивы экономят деньги по сравнению с альтернативными методами?
• Где я могу найти нужные мне абразивные материалы?

Пропустить вперед:

ЧАСТЬ 1 — Абразивы для сварки и изготовления Часть 1 — Резка, очистка и ремонт сварных швов

• Абразивы для изготовления металлов — резка и надрез
• Шлифовка между проходами сварки

ЧАСТЬ 2. Абразивы для и полировка

1. Абразивы для изготовления металлов – резка и надрезы

Прежде чем детали можно будет сварить вместе, необходимо изготовить отдельные детали. Если компоненты не подходят друг к другу должным образом, то в свариваемых соединениях могут возникнуть зазоры и несоосность. Улучшение подгонки зависит от точного формования, резки и придания формы заготовкам на детали с правильными формами и размерами.

В то время как тонкие трубчатые заготовки и более мягкие металлы можно резать ножницами, ножницами и полотнами для сабельных пил, абразивные отрезные круги и полотна для пил по металлу являются полезными инструментами для быстрой резки и придания формы компонентам сварной сборки, особенно для более твердых металлов, таких как легированные стали и более толстые куски металла.

Отрезная пила с подходящим абразивным кругом, например,
Отрезной диск диаметром 14 дюймов может быстро резать прутки, трубы, трубы и другие металлические заготовки. Плоские отрезные круги, установленные, например, на плоских отрезных дисках типа 1 4 1/2 дюйма на угловых шлифовальных машинах или даже на 7-дюймовой циркулярной пиле Диски на роторной пиле отлично подходят для резки и формовки листового металла, металлических пластин и других форм заготовки.

Придание формы и шлифование контуров и более сложных форм может выполняться с помощью колес с вогнутым центром или колес со ступицей, таких как
7-дюймовый шлифовальный диск с вогнутым центром типа 27 или отрезной и шлифовальный диск со втулкой 4 1/2 дюйма типа 27.

Лепестковые диски и фибровые диски, установленные на угловых шлифовальных машинах, также полезны при
придание формы и удаление острых краев или заусенцев после резки , что рекомендуется во избежание пореза рук при работе с металлическими деталями.

Металл также можно быстро разрезать с помощью строжки угольной дугой или плазменной резки, но эти методы термической резки приводят к более шероховатой, окисленной кромке, что может потребовать дополнительной шлифовки и подготовки поверхности перед сваркой.

Когда концы труб или труб необходимо сварить вместе, требуется косой срез конца. Резку труб и труб под углом можно выполнять с помощью отрезной пилы, угловой шлифовальной машины или дисков для сабельных пил.

Когда конец одной трубы должен быть приварен к стороне другой трубы, требуются боковые надрезы и надрезы на концах. Кольцевые пилы, концевые фрезы, плазменные резаки и абразивные ленты можно использовать для надрезов на трубах или нарезки труб для создания «рыбьих ртов». Вырубные станки для труб с кольцевой пилой являются относительно недорогими и подходят для небольших работ.
Кольцевые пилы для надрезов труб, а также для сверления больших отверстий в стальных листах или пластинах доступны в широком диапазоне диаметров.

В то время как абразивные вырубные станки или машины для вырубки труб с абразивной лентой могут стоить тысячи долларов, повышение производительности может окупить использование машины в цехах, где обычно изготавливают рамы, трубчатую мебель или велосипеды из квадратных и круглых труб.

2. Абразивы для подготовки сварных швов – очистка и снятие фасок

Очистка поверхности соединения

Соединение компонентов любыми немеханическими методами, такими как склеивание, пайка твердым припоем, пайка или сварка, требует чистой поверхности для обеспечения прочного соединения.

Оксидная окалина, ржавчина, масло, смазка, покрытия, краска, грязь и другой мусор, скорее всего, загрязнят сварной шов, что приведет к ослаблению соединения. На самом деле, некоторые производители продают заглушки, покрытия против брызг или маскирующие составы, которые можно распылять или наносить на определенные участки детали, чтобы предотвратить прилипание клея, припоя, пайки или металла сварного шва к заготовке.

Металлические поверхности можно очищать с помощью моек для деталей, моек высокого давления, кислотных травильных ванн, ванн с растворителями и абразивов. Однако эти варианты имеют свои ограничения.

• Мойки высокого давления и ванны с моющими средствами могут растворять масло, жир и грязь, но не краску, ржавчину и органические покрытия.
• Ванны с растворителем или растворителем могут удалять краску, жир и органические покрытия, но не окалину или ржавчину.
• Кислотные травильные ванны могут удалять ржавчину, оксиды и прокатную окалину, но они затрудняют удаление органических покрытий и могут сделать некоторые стали с более высоким содержанием углерода хрупкими.

Методы промывки имеют несколько недостатков, включая опасность для здоровья при обращении с этими химическими веществами, а также экологические нормы, ограничивающие покупку и утилизацию отработанных чистящих растворов. Домашние магазины могут найти химикаты труднодоступными и неэкономичными. Если используется промывочная машина для деталей или растворяющая ванна, то можно сваривать только детали, достаточно маленькие, чтобы поместиться в баке.

Методы абразивной очистки и подготовки поверхности , такие как абразивоструйная очистка, шлифование и очистка проволочной щеткой, имеют ряд преимуществ по сравнению с химическими методами, в том числе:

• Может удалять практически любой тип загрязнения поверхности
• Может обрабатывать детали любого размера
• Переносится на удаленные площадки
• Меньшая стоимость оборудования и расходных материалов
• Расходные материалы легко доступны, безопасны в использовании, и их утилизация не регулируется

Для очистки и подготовки поверхности перед сваркой можно использовать широкий спектр абразивов, включая диски из абразивного волокна, абразивные ленты, проволочные щетки, лепестковые диски и шлифовальные круги со связкой.

Формование швов и снятие фасок

Помимо очистки, абразивы могут
подготовить геометрию на соединяемых деталях .

Например, толстый стержень или плита и толстостенная труба свариваются в полевых условиях за несколько проходов, поскольку тепловложение и подведение материала будут слишком высокими для одного прохода.
Значительная деформация и деформация могут возникнуть при массивном одиночном сварном шве в проекте с тяжелыми секциями. Один или несколько стыковочных краев заготовок должны быть скошены под углом, чтобы электрод мог получить доступ к материалу и осадить его в корне сварного шва.

В
многопроходная сварка , сварной шов формируется за счет серии проходов сварки, которые медленно заполняют и закрывают треугольный зазор сварки. Чередующиеся проходы сварки от передней к задней боковой пластине будут минимизировать искажения . Шлифовальные круги с вогнутым центром, лепестковые диски, абразивные ленты и фибровые диски шлифуют кромку заготовки для получения скошенной кромки. Другой вариант — использование отрезного диска или отрезного круга для отрезания кромки под углом для получения фаски или фасок.

Шлифовка между проходами сварки

Во время сварки флюс в сердечнике сварочной проволоки или флюсовое покрытие на стержнях сварочных электродов образует расплавленный шлак, который защищает металл шва от окисления.

На трубопроводах, сосудах под давлением и сварных швах толстого сечения, требующих структурной целостности,
Межпроходное шлифование или межпроходное шлифование применяют для удаления окисления, шлака и дефектов . Если ваш проект носит более декоративный характер и не должен поддерживать никаких нагрузок, то вам, возможно, не придется беспокоиться о шлифовке между проходами.

При шлифовке сварного шва всего за два прохода или переднего и заднего шва задний корень первого или переднего шва зачищается, выдалбливается или шлифуется, чтобы обеспечить чистую поверхность для второго прохода. Задняя корневая поверхность шва не защищена от окисления флюсовым или шлаковым покрытием, поэтому перед наложением второго тыльного шва необходимо удалить материал.

При сварке алюминия можно использовать пильное полотно с твердосплавными напайками для «сколки»* или обратного разреза, поскольку алюминий очень мягкий. Требуется абразивный продукт, который может проникать в полость сварного шва для шлифовки материала между проходами, например, шлифовальные круги со ступицей или вогнутым центром, твердосплавные борфрезы, лепестковые диски для углового шлифования и специальные абразивы, такие как картриджные ролики, поперечные подушки или спиральные ленты.

*Вырубка – это процесс очистки сварного шва с помощью молотка для сварки (отбойного молотка) или долота. Пневматические отбойные молотки представляют собой пневматические отбойные молотки, которые обеспечивают механический способ удаления стружки от сварных швов. Пневматическая стружка и строжка обычно требуют дополнительной шлифовки, так что вы можете использовать только шлифовку.

Источник изображения

3. Абразивы для ремонта сварных швов и устранения дефектов

Во многих случаях небольшие зазоры и несоосность в соединении, предназначенном для сварки, могут быть устранены в процессе сварки. Если деформированная или слишком крупная деталь создает слишком большие зазоры или несоответствие деталей в месте соединения, то может потребоваться обрезка, изменение формы или коррекция деталей с помощью дополнительной абразивной резки или распиловки. Наилучшей практикой является исправление любых деталей большего размера, замена или регулировка деталей меньшего размера и обеспечение надлежащих зазоров и надлежащего выравнивания деталей до начала сварки.

Серьезное смещение стыка, плохая посадка стыка и чрезмерное тепловложение во время сварки могут привести к деформации сварного узла или изделия.

Деформация может потребовать вырезания, шлифовки, а затем повторной сварки сварных швов. Чрезмерная деформация во время сварки может привести к разрыву сварных швов на объекте. Сварные швы также могут трескаться во время эксплуатации из-за перенапряжения. Установлены плоские отрезные круги, такие как
Плоские отрезные диски 4 1/2 дюйма типа 1 или даже 7-дюймовые отрезные диски для циркулярных пил можно использовать для разрезания сварного соединения для изменения положения и повторной сварки.

Крупные трещины, поры, прожоги, включения и другие дефекты сварки требуют ремонта по структурным или внешним причинам.

В большинстве сплавов, если дефект находится только в одной небольшой части сварного шва, то только эти области можно зашлифовать и заварить повторно. В других случаях может потребоваться прорезать сварной шов и заварить заново, чтобы исправить деформацию или деформацию из-за перегрева во время сварки.

Если дефекты имеются по всей длине сварного шва, то целесообразнее будет разрезать стык и зашлифовать металл для повторной подготовки поверхностей или начать заново с новыми деталями.

Абразивные диски с покрытием или лепестковые диски могут использоваться для выравнивания сварного шва, но требуется абразивный продукт, который может резать или шлифовать в зону сварки, например шлифовальные круги со ступицей или вогнутым центром, твердосплавные борфрезы или абразивные отрезные круги. Абразивный отрезной диск в циркулярной пиле можно использовать для удаления ограниченного количества материала из дефектной зоны сварки путем тщательной регулировки глубины ручной пилы.

Распространенные дефекты сварки, связанные с изготовлением, которые можно исправить абразивной шлифовкой или комбинацией резки, шлифовки и повторной сварки:

• Непровар (LOF)
• Подрез сварного шва
• Чрезмерный наплыв
• Непровар (LOP) или неполный проплав
• Шлаковые включения
• Пористость или пустоты
  

  8 брызги, разряды дуги, недолив

• Шугаринг
• Оксидирование корневого шва
• Трещины

Что дальше

В то время как абразивы являются незаменимыми инструментами для подготовки поверхности сварного соединения, удаления шлака между сварными швами и ремонта сварного шва путем удаления «плохих» сварных швов перед повторной сваркой, они также необходимы для очистки, шлифовки, удаления заусенцев, выравнивания, сглаживания и полировки законченных сварных швов, которые мы обсудите в части 2 нашей серии «7 способов, которыми абразивы улучшают сварку и производство». Следите за нашими новостями.
экспертное руководство по шлифовке, смешиванию и полировке сварных швов (часть 2).

Рекомендация для новых сварщиков

Если вы только начинаете проект по сварке и изготовлению, то одним из вариантов может быть пакет Black Hawk Abrasives Variety, который содержит пять отрезных кругов, один шлифовальный круг, один лепестковый диск типа 27 (T27) и один диск типа 29 (T29). лоскутный диск.

Все диски и колеса имеют диаметр 4 ½ дюйма и могут быть установлены на угловые шлифовальные машины меньшего размера. Небольшие угловые шлифовальные машины отлично подходят для сварочных работ, потому что они легче и компактнее, что снижает утомляемость и повышает способность шлифовать труднодоступные места. Лепестковые диски доступны с зернистостью 40, 60, 80 и 120. Мы рекомендуем приобрести тип 27 с зернистостью 40 и тип 29.в 60 гр. Вам также следует подумать о том, чтобы дополнить эту покупку дополнительными дисками из абразивного волокна, лепестковыми дисками или полугибкими дисками с зернистостью 80 и 120 для смешивания.

Поверхностные дефекты, ухудшающие качество сварки | Качество сварки и проблемы | Основы автоматизированной сварки

В принципе, процессы сварки должны соединять материалы в соответствии с чертежами на основе соответствующей схемы сварки. Кроме того, важно обеспечить качество сварки, включая внешний вид и прочность сварного шва. На этой странице представлены типичные дефекты поверхности, ухудшающие качество сварки.

Обязательна к прочтению всем, кто занимается сваркой!

Это руководство содержит основные сведения о сварке, такие как типы и механизмы сварки, а также подробные сведения об автоматизации сварки и устранении неисправностей.

Скачать

• Ямы
• Подрез
• Перекрытие
• Недостаточное армирование
• Поверхностное растрескивание
• Зажигание дуги
• Извилистая кромка (изогнутая/смещенная кромка)
• Оставшаяся канавка

Ямки (открытые дефекты) представляют собой поверхностные дефекты, возникающие при затвердевании газовых полостей внутри металла сварного шва после выхода газа с поверхности валика. Газовые полости, остающиеся внутри борта, представляют собой внутренний дефект, известный как газовые дыры. Причины этих дефектов включают использование неподходящего защитного газа; недостаточный раскислитель; масло, ржавчина, покрытие или другие вещества, прилипшие к поверхности канавки в основном материале; и влаги, содержащейся в материале.

1. Ямы
2. Дыхательное отверстие

Скачать

Подрез — это канавка на кромке сварного шва, образованная основным материалом, выходящим из сварного шва. Типичными причинами являются чрезмерно высокий сварочный ток или скорость сварки. Слишком большая ширина плетения также может быть причиной подреза.

1. Выточка

Скачать

Наложение происходит, когда расплавленный металл течет по поверхности основного материала, а затем охлаждается, не сплавляясь с основным материалом. Типичной причиной перехлеста является подача слишком большого количества металла шва из-за низкой скорости сварки. Нахлест в угловых швах возникает из-за падения избыточного количества расплавленного металла под действием силы тяжести. Необходимой контрмерой является пересмотр условий сварки (например, установка более высокой скорости сварки или более низкого сварочного тока).

1. Перекрытие

Скачать

Усиление – это металл сварного шва, нарастающий над поверхностью сверх необходимого размера в сварном шве с разделкой кромок или угловом шве. Типичной причиной является высокая скорость сварки (скорость перемещения источника тепла), из-за которой наплавка металла шва в канавке становится недостаточной.

1. Недостаточное армирование

Скачать

Поверхностное растрескивание образует трещины на поверхности горячих сварных швов сразу после сварки. Он широко делится на растрескивание при затвердевании и растрескивание при разжижении. Растрескивание происходит при затвердевании сварного шва. Растрескивание при разжижении возникает при многослойной сварке, когда предыдущий сварочный слой расплавляется последующей сваркой. Другая классификация относится к сгенерированному положению и форме трещины, такой как продольное растрескивание, растрескивание носка, поперечное растрескивание, растрескивание кратера и так далее.

1. Продольные трещины
2. Трещины на пальцах ног
3. Поперечные трещины
4. Растрескивание кратера

Скачать

Это дефект, вызванный мгновенным зажиганием дуги на основном материале. Другими словами, зажигание дуги – это место неудавшегося зажигания дуги, которое не расплавилось при последующей сварке и осталось на основном материале. Удар дуги может быть причиной растрескивания основного материала.
Аналогичный дефект может возникнуть, когда крупные частицы брызг прилипают и остаются на поверхности.

Скачать

Этот дефект возникает, когда валик изгибается и отклоняется от линии сварки. Возможные причины включают в себя неправильное исправление волнистости или завитка автоматически подаваемой сварочной проволоки или направление линии сварки и закручивания проволоки под прямым углом друг к другу. Этот дефект также может возникать при несоответствии настроек скорости подачи проволоки и сварочного тока.

Скачать

Это состояние, при котором части канавки не сварены и остаются открытыми, потому что процесс не может сформировать валик, продолжающийся от начальной точки до конечной точки канавки. Когда этот дефект обнаруживается при роботизированной сварке вокруг начальной или конечной точки, может возникнуть проблема в управлении роботом. Если дуга, подача газа или проволоки нестабильны, канавка также может оставаться открытой в середине валика.

Скачать

• Качество сварки и проблемы Требования к качеству сварки
• Качество сварки и проблемы Внутренние дефекты, ухудшающие качество сварки

ИНДЕКС

Правильный выбор сварочного оборудования для ремонта и технического обслуживания

Сварка и связанные с ней процессы широко используются в производстве, а также при ремонтных работах и ​​восстановлении поврежденных или изношенных деталей. Наиболее распространенные области применения включают строжку и резку, сварку разнородных и «трудных» сталей, сварку чугуна, износостойких деталей, алюминия, а также наплавку/наплавку.

Электрод для строжки и резки обычно используется в ремонтных работах для удаления дефектов или трещин сварного шва перед сваркой, для подготовки канавок или отверстий и для резки листов или прутков. Электрод для дуговой строжки одинаково подходит для нелегированных и нержавеющих сталей, чугуна, алюминиевых и медных сплавов, но не для чистой меди.

Процесс основан на том же принципе, что и сварка электродом, так что дуга горит между концом электрода и заготовкой. Однако специальное покрытие электрода для дуговой строжки образует мощную газовую струю, которая сдувает расплавленный дугой материал, создавая форму, например, канавку. Глубокие канавки можно сделать многократным долблением. Обычно сварка может следовать без дополнительной подготовки; однако при строжке нержавеющей стали необходимо удалить науглероженный поверхностный слой шлифованием.

Когда дело доходит до сварки разнородных металлов, часто возникает необходимость соединения нелегированной или низколегированной стали с аустенитной нержавеющей сталью, такой как S355/AISI 316. Эти разнородные соединения легко свариваются при правильном выборе расходных материалов. . Подходящими присадочными материалами являются сверхлегированные нержавеющие материалы, которые дают металл сварного шва, который смешивается с не нержавеющей сталью, образуя высокопрочный аустенитный или аустенитно-ферритный сварной шов.

Ремонтно-восстановительная сварка часто включает в себя ремонт так называемых «трудно свариваемых»

стали, часто встречающиеся в валах, шестернях и компонентах машин. Материалы включают высокоуглеродистые стали, закаленные и отпущенные стали, инструментальные стали, износостойкие стали и пружинные стали. «Неизвестные» стали также часто требуют сварки, и, если состав неизвестен или тип стали неясен, их следует рассматривать как трудносвариваемые стали. Общей характеристикой этих сталей является их склонность к закалке, что приводит к высокой склонности к растрескиванию во время сварки. Для предотвращения этого требуется предварительный нагрев или обработка после нагрева, что часто невозможно при проведении ремонта.

Чугуны — это сплавы железа, которые содержат 2–5% углерода, а также некоторое количество кремния и марганца. Большинство марок чугуна плохо поддаются сварке, так как они имеют низкую прочность на растяжение и могут деформироваться, делая их хрупкими, а сварочные напряжения могут легко вызвать трещины или дефекты в сварных соединениях. Тем не менее, сварка возможна, и чугунные детали обычно ремонтируют с помощью холодной сварки ММА, при которой в заготовке выделяется как можно меньше тепла. и слегка приварить, чтобы снять напряжение.

Износостойкие стали используются там, где недостаточно износостойкости, обеспечиваемой более мягкими конструкционными сталями. Типичные области применения включают конструкции, которые подвергаются истиранию от почвы, камня или гравия в таких местах, как карьеры, шахты и оборудование, такое как погрузчики и землеройные машины. Современные износостойкие стали легко свариваются, а расходные материалы подбираются индивидуально в зависимости от требуемых свойств сварного шва. При сварке большой толщины износостойкой стали необходимость предварительного нагрева может быть устранена за счет использования расходных материалов из аустенитной нержавеющей стали.

Благодаря легкому весу, хорошей электропроводности, высокой коррозионной стойкости и свариваемости алюминий широко используется во многих отраслях промышленности, от судостроения до транспортного оборудования, упаковочных материалов, электротехнической и аэрокосмической промышленности. Сварка алюминиевого производства обычно включает сварку MIG или TIG. Сварка ММА используется редко, но полезна при небольшом ремонте, особенно когда нельзя использовать дуговую сварку в среде защитного газа.

Температура плавления алюминия составляет около 600°C, а его теплопроводность в четыре раза больше, чем у стали. Это означает, что при сварке алюминия требуется относительно большое количество тепла, а толстые материалы требуют предварительного нагрева. Коэффициент теплового расширения алюминия примерно в два раза выше, чем у стали, а это означает, что потенциал деформации от сварки также выше. Многие алюминиевые сплавы довольно восприимчивы к тепловым трещинам, так что сварной шов легко растрескивается по мере затвердевания сварочной ванны. По этой причине правильный выбор расходных материалов крайне важен, чтобы избежать образования чувствительной к растрескиванию композиции в сварочной ванне.

Износ приводит к значительным затратам в различных отраслях промышленности, так как изношенные материалы и оборудование требуют ремонта. Формы износа могут включать истирание, контакт металла с металлом, ударный износ, коррозию и высокие температуры. Наплавка обычно используется для противодействия износу, а также является полезным методом продления срока службы новых деталей перед их вводом в эксплуатацию. Наплавку часто называют наплавкой, что конкретно относится к наплавке с использованием твердого и износостойкого расходного материала.