Наплавка металла

По условиям наблюдения за процессом  горения  дуги  различают  открытую, закрытую и полуоткрытую дугу. При открытой  дуге  визуальное  наблюдение  за процессом горения дуги производится  через  специальные  защитные  стекла  - светофильтры. Открытая дуга применяется  при  многих  способах  сварки:  при ручной сварке металлическим  и  угольным  электродом  и  сварке  в  защитных газах. Закрытая дуга располагается полностью в расплавленном флюсе -  шлаке, основном металле и под гранулированным флюсом, и она невидима.  Полуоткрытая дуга характерна тем, что одна  её  часть  находится  в  основном  металле  и расплавленном флюсе, а другая над ним. Наблюдение за процессом производится через светофильтры.  Используется  при  автоматической  сварке  алюминия  по флюсу.

По роду защиты зоны сварки от окружающего  воздуха  различают  следующие способы сварки: без защиты (голым электродом, электродом со  стабилизирующим покрытием), со шлаковой защитой (толстопокрытыми электродами,  под флюсом), шлакогазовой (толстопокрытыми электродами), газовой защитой (в среде  газов) с  комбинированной  защитой   (газовая   среда   и   покрытие   или   флюс).

Стабилизирующие покрытия представляют собой материалы, содержащие  элементы, легко  ионизирующие  сварочную  дугу.  Наносятся  тонким  слоем  на  стержни электродов (тонкопокрытые электроды),  предназначенных  для  ручной  дуговой сварки. Защитные покрытия представляют собой  механическую смесь различных материалов, предназначенных ограждать расплавленный  металл  от  воздействия воздуха, стабилизировать горение  дуги,  легировать  и  рафинировать  металл шва.

Наибольшее  применение  имеют  средне -  и  толстопокрытые   электроды, предназначенные для  ручной  дуговой  сварки  и  наплавки,  изготовляемые  в специальных цехах или на заводах.

Применяются также магнитные  покрытия, которые наносятся на  проволоку  в процессе сварки за счет электромагнитных сил, возникающих между  находящейся под током электродной проволокой и ферромагнитным  порошком,  находящемся  в бункере,    через    который    проходит    электродная    проволока     при полуавтоматической или автоматической сварке. Иногда это еще  сопровождается дополнительной подачей защитного газа.

Наплавкой называется нанесение с  помощью сварки слоя металла на поверхность  изделия. Обычно наплавляемый слой имеет  неравновесную структуру, состоящую  из тончайших частиц твердых зерен  карбидов. В зависимости от состава  карбидов можно получать наплавку с особыми свойствами (износостойкой, кислотоупорной, жаростойкой, антифрикционной и др.). Такую наплавку используют при ремонте и изготовлении новых деталей.

Применяется дуговая, газовая, плазменная, электрошлаковая и другие виды наплавки. Наибольший объем наплавочных работ выполняется сварочной дугой.

При наплавке в отличие от сварки в процессе участвует небольшое  количество основного металла в  связи с небольшой глубиной проплавления, поэтому внутренние напряжения и  деформации изделия, склонность к образованию трещин относительно незначительны.

Заданные особые свойства наплавленного  слоя получают введением в его  состав легирующих элементов. Способы  легирования различны: за счет взаимодействия расплавленного металла и шлака, поглощения некоторых элементов из газовой среды, введения в сварочную ванну легирующих добавок. Чаще всего применяют последний способ, как наиболее надежный и обеспечивающий нужный состав наплавленного слоя.

Особенно важно при наплавке получить однородность химического  состава наплавленного металла, а следовательно, его свойств на всей поверхности наплавляемой детали.

 

           

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II Передовые методы труда, прогрессивные инструменты и приспособления

 

2.1 НОТ по организации рабочего места

 

 

Для сварки, наплавки и резки металлов и их сплавов в зависимости от условий производства рабочее место может быть организовано в сварочном цехе, в специальной кабине, на открытой площадке или в технологическом потоке производства. Рационально оборудованное рабочее место существенно влияет на производительность труда и его безопасность, а образцовое содержание рабочего места и размещенного на нем оборудования исключает возможность производственного травматизма и профессиональных заболеваний. При организации рабочего места надо учитывать, чтобы площадь была не менее 4,5 м². В эту площадь не включают площадь, занимаемую сварочным, наплавочным оборудованием, а также площадь проходов между оборудованием, степами здания и оборудованием. Ширина проходов должна быть не менее 1 м, а высота помещения от уровня пола до низа выступающих конструктивных элементов перекрытия над рабочими местами — не менее 3,2 м. Некоторые вредные газы и пары окислов металлов, выделяющиеся при сварке, наплавке и резке металлов, тяжелее воздуха, они скапливаются в низких местах. Поэтому не следует организовывать рабочие места в подвальных помещениях, на втором и более высоких этажах многоэтажных зданий. Полы на рабочих местах должны быть из несгораемого, малотеплопроводного и нескользкого материала, допускающего легкую очистку. Если полы покрыты бетоном или асфальтом, их надо застилать сухими деревянными, подножными решетками.

Стены, перегородки  и двери, сделанные из горючих  материалов и расположенные на расстоянии менее 5 м от сварочных, наплавочных  и резательных постов, штукатурят или обивают листовым асбестом или листовой сталью по войлоку, смоченному в глинистом растворе.

В зимнее время  температура в помещении должна быть в пределах 16-20° С.

Образующиеся  при сварочно-наплавочных работах  вредные для здоровья человека газы, пыль, пары окислов металлов и другие аэрозоли из рабочей зоны сварщиков и наплавщиков удаляются вентиляцией. Вентиляция может быть естественной и искусственной с механическим нагнетанием воздуха. Естественная вентиляция обычно общеобменная. Она наиболее распространена в помещениях сварочных цехов большого объема с относительно малым количеством рабочих мест и вредных выделений, то есть в тех цехах, где расход сварочного материала ниже 0,2 г/ч на 1 м3 цеха. При естественной вентиляции обмен воздуха происходит сквозь неплотности дверей, окон, открытые форточки, оконные фрамуги. Движение воздуха при естественной вентиляции вызывается разностью температур внутри и вне помещения. Эффективность естественной вентиляции значительно увеличивается при наличии ветра, при устройстве вытяжных шахт со специальными насадками – дефлекторами. В этом случае можно использовать ветер для усиления вентиляции помещения. Естественной вентиляцией оборудуют ацетиленовые станции, склады карбида кальция, баллонов с различными газами, иловые ямы и т. д.

Вопросы организации и оборудования рабочих мест сварки и наплавки должны решаться в каждом конкретном случае в зависимости от типа и мощности ремонтного предприятия, его производственных возможностей, объектов ремонта, принятой технологии, санитарных норм, техники безопасности и других факторов.

 

 

 

2.2 Новинки техники

 

 

Сварочный трансформатор МОСКИТ ТСБ 200

Предназначен для ручной дуговой  сварки, наплавки и резки углеродистых сталей обыкновенного качества толщиной от 2 до 8 мм 
Счетчик электрической энергии, установленный в сети, должен быть на ток 32А. Трансформатор предназначен для работы в помещениях с естественной или искусственной вентиляцией в стационарных и полевых условиях, на строительстве, на промышленных производствах, в гараже, на дачном участке. Рабочая температура окружающей среды от минус 30 до плюс 40 ^оС.

Эксплуатация в режиме: один час работы и один час перерыва с целью охлаждения.

Охлаждение естественное, атмосферным воздухом.

Технические характеристики:

Напряжение питания:	200/50 В/Гц
Диапазон изменения питающего  напряжения:	190-220 В
Напряжение на дуге в режиме сварки:	35-40 В
Ступени регулирования сварочного тока:	80,120,160,200 А
Потребляемая мощность:	5, 7, 9.5, 11 кВт
Потребляемый ток:	20,32,40,46 А
Толщина свариваемого металла:	2-8 мм
Диаметр электродов:	2-5 мм
Выходная мощность в режиме сварки:	5,2 кВт
КПД в режиме сварки:	70 %
Режим работы:	60/60 мин
Габариты:	460х200х335 мм
Вес:	27 кг

 

Сварочный аппарат Мастер АС-200А 11.2 кВт 220/380v

 

Аппарат предназначен для ручной дуговой сварки, наплавки и резки  штучными покрытыми электродами  на переменном токе изделий из низкоуглеродистых и низколегированных сталей толщиной от 2 до 8 мм.

Сварочный аппарат МАСТЕР АС-250А универсален, надежен, прост в эксплуатации. Предназначен для работы в помещениях с естественной и искусственной вентиляцией. Допускается работа на открытых площадках в сухую погоду. Окружающая среда должна быть не взрывоопасной, не содержащей токопроводящей пыли, агрессивных паров и газов.

Продолжительность непрерывной сварки не более 10 минут. Аппарат имеет встроенную термозащиту. Выполнен в виде переносного  напольного прибора, на переднюю панель которого выведены ручки органов  управления.

На верхней части корпуса  размещена информация по продолжительности нагрузки при 10 минутном рабочем цикле для бытовой сети в зависимости от диаметра электрода.

  Технические характеристики:

 

Вес, кг:	23
Габариты (Д*Ш*В, мм)	495х270х330
Диаметр электрода (мм)	2-4
Диапазон температуры окружающей среды (°С)	-20...+40
Напряжение питающей сети (В)	220/380
Напряжение сварочного контура  без нагрузки (В)	48
Потребляемая мощность (кВт)	11.2
Тип электрода	Е 43R
Ток сварки (А)	60-200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

III Расчетно-технологическая часть

 

3.1 Выбор химического состава наплавленного металла

 

Свойства наплавленного металла, зависящие в основном от его химического  состава, должны соответствовать условиям работы детали. Деталь при работе испытывает комплекс разрушающих воздействий, однако всегда существует ведущий вид изнашивания, которому главным образом обязан сопротивляться наплавленный металл.

Для    восстановления   и    упрочнения и    деталей  применяют  разнообразные  наплавочные  материалы, способные сопротивляться   различным    видам   изнашивания (таблица 1).

Низкоуглеродистые     низколегированные   стали   используют   для   восстановительной наплавки различных роликов, колес электромостовых кранов, посадочных мест под подшипники, осей, валов и многих других   деталей, а также для создания подслоя при, наплавке износостойкими сплавами.

Углеродистые низколегированные  стали, содержащие более 0,4% С и до 5% легирующих примесей, применяют для износостойкой наплавки штампов холодной и горячей штамповки, ножей грейдеров и бульдозеров, ножей для резки бумаги и других деталей.

Высокомарганцевые аустенитные  стали, содержащие до 13% Мn, обладают высокой стойкостью против ударов и способностью наклепываться, в результате чего твердость их поверхности возрастает до НВ 450—500, при этом сердцевина остается вязкой. Этими сталями наплавляют детали дробильно-размольного оборудования, железнодорожные крестовины и другие изделия, работающие в условиях абразивного изнашивания с ударными нагрузками.

Хромоникелевые аустенитные  стали, обладающие высокой стойкостью к коррозии, используют в качестве наплавочных материалов при изготовлении аппаратов в химическом и нефтяном машиностроении. При легировании марганцем стали этой группы приобретают высокую вязкость и способность сильно наклепываться, поэтому их применяют для наплавки деталей, подверженных кавитационному изнашиванию, таких, как лопасти гидротурбин, плунжеры гидропрессов и др.

Хромистые стали, обладающие высокими стойкостью к коррозии и прочностью при повышенных температурах, применяют для наплавки уплотнительных поверхностей задвижек для пара и воды, плунжеров гидропрессов, штампов и других деталей.

Хромовольфрамовые и  хромомолибденовые стали, обладающие высокой стойкостью к термической усталости и изнашиванию, применяют для наплавки валков горячей прокатки, штампов горячей штамповки и других деталей.

Высокохромистые чугуны применяют для наплавки деталей, работающих в условиях абразивного, газоабразивного и гидроабразивного изнашивания при обычных и высоких температурах, например детали засыпных аппаратов доменных печей, броневые плиты лотков, валки коксовых дробилок, ножи бульдозеров, зубья ковшей экскаваторов и т. п.