книги / Ремонт подъемных кранов

2.Шихту сталинита наплавляют стальным электродом. На­ плавленный слой получается более вязким, но менее износостойким.

3.Сталинит вводят в состав обмазки стальных электродов.

4.Сталинит вводят в состав шихты специальных пустоте­ лых электродов (трубчатых, ленточных и др.).

Устранение дефектов в деталях из чугуна. При ремонте чугунных деталей применяют дуговую и газовую сварку и наплавку, газопорошковую наплавку и пайку. Выбор спосо­ ба восстановления зависит от конфигурации детали, распо­ ложения в детали дефекта, характера нагрузки, восприни­ маемой деталью, и требований к обрабатываемости восста­ новленного участка.

У деталей из чугуна сваркой заделывают трещины и от­ верстия, присоединяют отколотые части детали, наплавляют износостойкие покрытия.

Ремонт чугунных деталей представляет некоторые труд­ ности, так как чугун имеет значительное содержание углеро­ да, низкую вязкость и свободный углерод в структуре. При быстром охлаждении чугуна возможно образование в околошовной зоне твёрдых закалочных структур. При расплавле­ нии чугуна может произойти местный переход графита в цементит, в результате этого в данном месте металл получа­ ет структуру белого чугуна. В закалённых и отбеленных зо­ нах металл твёрд и хрупок. Разница в коэффициентах ли­ нейного расширения серого и белого чугуна приводит к обра­ зованию внутренних напряжений и появлению трещин. Кроме этого, вследствие выгорания углерода и кремния сварной шов получается пористым и загрязнённым шлаковыми включе­ ниями, так как быстрый переход чугуна из жидкого состоя­ ния в твёрдое не позволяет образовавшимся газам и шлакам полностью выделиться из металла. Следует также иметь в ВИДУ возможность плохого сплавления присадочного метал­ ла с основным металлом в связи с насыщенностью чугуна газами. Такой чугун может быть в деталях, работавших в машине длительное время при температуре 400 °С и выше.

Отмеченные трудности при ремонте деталей из чугуна потре­ бовали разработки специальных технологических приёмов сварки, которые можно разделить на две группы: горячая и

шение внутренних напряжений (ось ординат — степень на­ пряжённости Н, ось абсцисс — температура нагрева).

При горячей сварке деталь предварительно медленно на­ гревают в печи до температуры 550-600 °С. Рекомендуется двухстадийный нагрев детали. Например, блоки и головки цилиндров двигателей нагревают до 400 °С в течение 1 ч и от 400 до 650 °С в течение 0,5 ч. Для того чтобы в процессе заварки деталь не охлаждалась ниже 500 °С, после нагрева её накрывают теплоизоляционным кожухом, а заварку де­ фектного места ведут через окно в кожухе. По окончании заварки деталь вновь помещают в печь, нагревают до темпе­ ратуры 600-650 °С для снятия внутренних напряжений, а затем медленно охлаждают вместе с печью.

При горячей сварке чаще используют ацетилено-кислород­ ное пламя и реже — дуговую сварку. Лучшее качество обес­ печивает газовая сварка вследствие меньшего выгорания уг­ лерода. При газовой сварке следует пользоваться нейтраль­ ным пламенем. Расплавление металла ведут восстановитель­ ной зоной пламени. В качестве присадочного материала при­ меняют чугунные прутки марок А и Б диаметром 6 -8 мм. Химический состав прутков представлен в таблице 3.2.

Таблица 3.2

Химический состав прутков

Прутки марки А предназначены для горячей сварки чугу­ на, а марки Б — для сварки с местным подогревом тонко­ стенных деталей. Номер наконечника горелки принимают из расчёта расхода 100-120 л/ч ацетилена на 1 мм толщины свариваемого металла. Кроме прутков марок А и Б, для сварки применяют также выбракованные поршневые кольца из се­ рого чугуна. Эти кольца имеют повышенное содержание крем­ ния, который снижает отбеливание чугуна.

При газовой сварке чугуна обязательно применение флюса, так как температура плавления чугуна ниже температуры плавления его оксидов (соответственно 1200 и i400 °С). Наи­ более распространены следующие флюсы: 1) бура; 2) смесь из 50 % буры и 50 % двууглекислого натрия; 3) смесь из 56 % буры, 22 % углекислого натрия и 22 % углекислого калия.

Дуговую сварку чугуна применяют для ремонта неответ­ ственных деталей, имеющих сравнительно толстые стенки. При этом используют электроды ОМЧ-1, представляющие собой прутки марки Б со специальным покрытием (мел, по­ левой шпат, графит, ферромарганец, жидкое стекло).

Горячая сварка чугуна обеспечивает высокие качества свар­ ного соединения, однако по техническим и экономическим соображениям применяется сравнительно редко и в основном при сварке сложных корпусных деталей. Более распростране­ на в практике ремонтного производства холодная сварка.

Холодную сварку чугуна ведут без предварительного подо­ грева детали, поэтому сварной шов охлаждается быстро. Это приводит к отбелу чугуна в зоне шва и возникновению в зоне

сварки больших внутренних напряжений и даже трещин. Чтобы уменьшить влияние этих факторов, применяют ряд специальных способов сварки. К ним относятся способ нало­ жения так называемых отжигающих валиков обычными элек­ тродами из низкоуглеродистой стали и сварка с помощью специальных электродов.

Сварка способом отжигающих валиков заключается в сле­ дующем. Сначала накладывают сварной валик длиной 35-50 мм электродом Э-34, а затем на этот валик сразу на­ кладывают второй валик. При этом первый валик больше прогревается и затем остывает с меньшей скоростью, поэто­ му часть цементита распадается, выделяется графит, а зака­ ленная часть шва частично подвергается нормализации. Кро­ ме того, верхний валик менее подвержен закалке, в резуль­ тате чего снижается твёрдость всего шва и частично снима­ ются остаточные напряжения. В зависимости от толщины стенки детали возможно наложение различного числа вали­ ков (рис. ЗЛО): а — в два слоя; б — в три слоя. При толщине стенки свыше 15 мм применяют многослойную наплавку.

Рис. 3.10 Наложение различного числа валиков

Рассмотрим заделку трещины способом отжигающих ва­ ликов в тонкостенной чугунной детали (толщина стенки 6-7 мм). При толщине стенки до 7 мм фасок вдоль трещины не снимают и заделку трещины выполняют в такой последо­ вательности:

1)отступая на 8-10 мм от концов трещины, наваривают поперечные валики 1 и 2 (рис. 3.11, сечение А -А );

2)вдоль трещины, отступая от неё примерно на 2 мм, на­ варивают с двух сторон подготовительные и отжигаю­ щие валики (сечение В-В) участками длиной не более

качестве материала стержня используют проволоку Св.-04Х19Н9 или Св.-04Х19Н9Т диаметром 3,5 мм с фтори­ сто-калиевым покрытием УОНИ-13/55. Металл шва — мед­ нохромоникелевый сплав, хорошо поддающийся механичес­ кой обработке. Трещин и пор при сварке не образуется. Сварку выполняют при силе тока 100-200 А.

Из группы специальных электродов на основе медных спла­ вов наиболее распространены электроды ОЗЧ-1 и МНЧ-1. Электроды ОЗЧ-1 изготовляют из медной проволоки с по­ крытием, содержащим железный порошок (50% ). Наплав­ ленный шов представляет собой железомедный сплав, обла­ дающий хорошей вязкостью. Однако в околошовной зоне образуются участки отбелённого чугуна, трудно поддающие­ ся механической обработке. Лучшие результаты даёт сварка электродами МНЧ-1, материал стержня которых — монельметалл (63 % Ni + 37 % Си). Электроды МНЧ-1 имеют по­ крытие УОНИ-13/55. Металл шва — железоникелевый сплав невысокой твёрдости (около 160 НВ). Шов пластичный, плот­ ный. Сварка чугунов электродами из цветных металлов ме­ нее экономична, но обеспечивает получение пластичного шва, достаточно прочного и хорошо поддающегося механической обработке.

Наплавку деталей специальными электродами ведут на постоянном токе обратной полярности.

Газопорошковая наплавка чугуна. Сущность этого спосо­ ба заключается в том, что на нагретую поверхность напыля­ ют тонкий слой порошкообразного сплава. В результате про­ текания диффузионных процессов между расплавленным порошком и поверхностью основного металла образуется на­ плавленный слой. Для наплавки чугунных деталей приме­ няют порошки марки НПЧ, имеющие следующий состав (в %): медь — 57; бор — 11,8; кремний — 0,7-0,95; никель — остальное. Наплавку осуществляют специальной ацетилено­ кислородной горелкой ГАЛ-2-68. Порошок поступает через воронку, закрепленную на стволе горелки. Слой можно на­ нести толщиной до 3 мм.

Сварка деталей из алюминия и его сплавов. Сварка и на­ плавка деталей из алюминия и его сплавов затруднена по следующим причинам:

1)при сварке образуются тугоплавкие плёнки оксидов А120 3 с температурой плавления 2050 °С, в то время как тем­ пература плавления алюминия 660 °С;

2)алюминий и его сплавы в расплаве весьма жидкотеку­ чи, а при остывании имеют большой коэффициент усад­ ки и высокий коэффициент линейного расширения;

3)при температуре 400-500 °С алюминиевые сплавы при­ обретают повышенную хрупкость, что способствует об­ разованию при сварке трещин;

4)алюминиевые сплавы обладают значительной раствори­

мостью в расплавленном металле водорода, что способ­ ствует образованию пористого шва.

Детали из алюминиевых сплавов соединяют газовой или дуговой сваркой.

При газовой сварке в качестве горючего используют аце­ тилен. Сварку выполняют нейтральным пламенем. Приса­ дочный материал должен быть того же состава, что и ос­ новной металл. Для защиты металла от окисления приме­ няют флюс АФ-4А, способствующий удалению окислов. В состав флюса входят (в %): хлористый натрий — 28, хло­ ристый калий — 50, хлористый литий — 14 и фтористый натрий — 8.

При дуговой сварке чаще всего используют электроды ОЗА-2. Сварку ведут на постоянном токе при обратной полярности. Стержень электрода изготовляют из алюминиевой проволоки. Электрод имеет покрытие толщиной 0,6-0,8 мм следующего состава (в %): флюс АФ-4А65; криолит —25; хлористый ка­ лий — 9; губчатый титан — 1 и связующий раствор карбоксиметилцеллюлозы — 12-14 (к сумме компонентов). Режим свар­ ки: при толщине стенки детали 4-9 мм диаметр электрода берут 5 мм, длину дуги принимают 4-5 мм; при толщине стенки 4-6 мм сила тока 140-70 А; при толщине стенки 7-9 мм сила тока 160-210 А.

Другим способом дуговой сварки является сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в среде защитного газа (аргона) на установках типа УДАР, УДГ. Присадочным ма­ териалом является проволока того же состава, что и основ­ ной металл. Сварку этим способом ведут на переменном токе без применения флюса, так как аргон хорошо защищает рас­ плав алюминия от окисления; шов получается прочным, без пор и оксидов. При всех способах соединения деталь перед сваркой необходимо подвергнуть местному или общему на­ греву до температуры 200-250 °С, что предотвратит коробле­ ние детали и образование трещин, а также улучшит крис­ таллизацию расплавленного металла. После сварки деталь подвергают термообработке при температуре 300-350 °С с последующим медленным охлаждением, что обеспечит сня­ тие внутренних напряжений в зоне сварки.

3.4.2 Присадочные материалы

Присадочные материалы служат для компенсации угара металла и заполнения зазора или канавки между сваривае­ мыми элементами. Они подбираются так, чтобы образующий­ ся при сварке сплав обеспечивал высокое качество шва. Для этого составы присадочной проволоки и свариваемого мате­ риала должны соответствовать друг другу. В состав приса­ дочной проволоки могут вводиться элементы имеющие мень­ шее сродство с кислородом, чем основа сплава, если они ока­ зывают благоприятные влияние на свариваемый материал.

Чтобы получить высококачественный шов, при выборе присадочной поволоки следует учитывать следующие реко­ мендации. В процессе сварки материал проволоки должен увеличивать количество элементов интенсивно выгорающих при сварке; вводить элементы, более активно соединяющие­ ся с кислородом по сравнению с основой и легирующими компонентами сплава; вводить элементы менее активные к кислороду, чем основа сплава и в тоже время благоприятно влияющие на свариваемый металл; уменьшать количество

элементов, оказывающих вредное воздействие на шов. При­ садочные проволоки, применяемые при сварке имеют 77 ма­ рок диаметром от 0,3 до 12 мм. Часть из них приведена в таблице 3.3. Марка проволоки содержит буквы Св (свароч­ ная) и далее через дефис — типовое обозначение использо­ ванный для её изготовление стали. Например: Св-08А, Св-08Г2С, Св-ЗОХГСА. В ГОСТ 10543—82 указанны 30 марок проволок диаметром от 0,3 до 8,0 мм, применяемых для на­ плавки, из которых 9 применяются для углеродистых ста­ лей, 11 — для легированных. Наплавочная проволока обо­ значается символом Нп (таблица 3.4).

Таблица 3.3

Присадочные проволоки для сварки сталей