Электродуговая сварка и наплавка.

Ремонт деталей ручной электродуговой сваркой и наплавкой выполняется как на переменном, так и на постоянном токе.

При ручной сварке и наплавке деталей на переменном токе применяют сварочные трансформаторы: СТЭ-24У, СТЭ-34У, ТС-120,ТС-300 и др., а при постоянном токе для этих целей используют сварочные агрегаты: ПС-300М; ПСО-120; ПСО-300; ПСО-500; САК-2-1 и др. [31].

Ручная электродуговая сварка стальных деталей.При ручной электродуговой сварке стальных деталей применяют металлические электроды с тонким и толстым покрытием (обмазкой) в зависимости от механических свойств свариваемой стали.

Производительность и качество такой сварки в значительной степени зависят от правильного выбора марки электрода и его диаметра. Марка электрода выбирается в зависимости от свариваемой стали, ее механических свойств, условий работы детали и ее толщины. Диаметр электрода зависит от толщины свариваемой детали и выбирается по следующим данным:

Толщина свариваемого металла

в мм ……………………………0,5-1 1-2 2-5 5-10 свыше 10

Диаметр электрода в мм 1-1,5 1,5-2,5 2,5-4 4-6 5-8

Величина тока может быть определена по эмпирической формуле

I=(20+6dэ)dэ, где: 3.25

- I-величина тока в А;

- dэ - диаметр электрода в мм.

Она может быть определена и по опытным данным, приведенным в табл. 3.5.5.

Таблица 3.5.5Характеристика электродов, применяемых при ремонте деталей ручной электродуговой сваркой

Электрод	Диаметр электрода в мм	Коэффициент наплавки в г/а-ч	Величина сварочного тока в А
Марка	Назначение
Э34 с меловой обмазкой	Сварка малоответственных конструкций, испытывающих статическую нагрузку		6,5	100-130 140-180 200-240 270-320
Э42; ОММ-5	Сварка малоответственных конструкций, испытывающих статическую, динамическую и переменную нагрузку	3 4 5 6	7,25	100-130 160-190 210-220 240-280
Э42; ЦМ-7	Сварка конструкций, работающих при знакопеременной и ударной нагрузках	4 5 6		160-190 210-240 260-300
Э42А; УОНИ-13/45	Сварка особо ответственных конструкций, испытывающих, статическую, динамическую и переменную нагрузку	3 4 5 6		80-100 130-150 170-200 210-240
Э42; ОМА-2	Для сварки тонколистовой стали	1,5 2 3		16-25 25-45 50-80

 

Основное время при сварке Т_о (в часах) – это время непосредственного горения дуги, затрачиваемое на образование сварного шва. Оно определяется по формуле:

 

Т_о = 60×G ×А×m / Ì×а_н, где 3.26

 

G – вес наплавленного металла в г;

А – поправочный коэффициент на длину шва;

m – поправочный коэффициент на положение шва в пространстве;

Ì – величина сварочного тока;

а_н – коэффициент наплавки, (см. табл.1)

Вес наплавленного металла определяется по формуле

 

, где: 3.27

 

G – вес наплавленного металла в г; j

F – площадь поперечного сечения шва в ;

L – длина шва в см;

y – удельный вес металла электрода в г/ .

Удельный вес у принимается: для чугунных электродов 7,1, для стальных с тонкимпокрытием7,5, с толстым покрытием 7,8 и для биметаллических 8 г/ .

Коэффициент А, учитывающий длину шва, составляет: при длине шва до 200 мм 1,2, от 200 до 500 мм 1,1 и от 500 до 1000 мм 1.

Поправочный коэффициент m в зависимости от положения шва в пространстве принимается два шва: нижнего 1; вертикального 1,25; горизонтального 1,3; потолочного 1,6; кольцевого с поворотом детали 1,1 и без поворота ее 1,35.

Ручная электродуговая сварка чугунных деталей биметаллическими электродами. Ремонт чугунных деталей ручной сваркой сводится в основном к заварке трещин, которые требуют герметичности шва. Сварка производится биметаллическими электродами без подогрева.

Трещины для заварки подготовляют следующим образом: зачищают место заварки от грязи, ржавчины и масла; засверливают на концах трещины отверстия диаметром 5-12 мм и раззенковывают их под углом 60-70 ̊; разделывают кромки трещины под углом до 90 ̊на всю ее глубину и по обеим сторонам трещины зачищают до чистого металла литейную корку на ширину, равную толщине свариваемой стенки.

Биметаллические электроды состоят из медного сердечника (80%) с оплеткой из жести или стальной проволоки (20%) и меловой обмазки.

Основные параметры режима сварки серого чугуна назначаются в зависимости от марки и диаметра электрода (табл. 3.5.6).

 

Таблица 3.5.6 Характеристика электродов и режимы сварки серого чугуна

Электроды	Коэффициент наплавки в г/а-ч	Диаметр электрода в мм	Величина сварочного тока в а
Марка	Название
Биметаллический с меловой обмазкой	Заварка дефектов	6,5		130-170 180-240 250-290
034-1 и МНЧ-1	Сварка и наплавка чугунных деталей без подогрева	13,7		90-100 120-140 160-190
Примечание. Сварку рекомендуется вести на постоянном токе обратной полярности.

 

 

Основное время при холодной сварке чугуна определяется по формуле (3.26), а вес наплавленного металла по формуле (3.2.7). Поправочные коэффициенты А к основному времени (на длину шва) приведены выше.

Ручная электродуговая наплавка стальных деталей. Качество металла, наплавленного на изношенную стальную поверхность, зависит от состояния поверхности перед наплавкой, от качества и марки электродов и от технологии наплавки.

Наплавка выполняется короткой дугой, валики должны перекрывать друг друга на 1/2 - 1/3 своей ширины. Высота наплавленного металла зависит от величины износа поверхности и приписка на механическую обработку (2-3 мм на сторону). Во избежание коробления детали валики наплавляют с диаметрально противоположных сторон с перерывами для охлаждения. Для наплавки применяют электроды с толстым покрытием. Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины слоя наплавки и диаметра детали по следующим данным:

 

Диаметр детали (не более) в мм ….. 30 60 100

Диаметр электрода 3 4 5

Толщина слоя в мм …… 2 3 до 5

Марку электродов выбирают в зависимости от материала наплавляемой детали [10].

Продолжительность наплавки зависит от диаметра электрода и величины сварочного тока.

Основное время определяется по формуле

Т_о = 60× G / Ì ×а_н 3.28

 

Вес наплавленного металла определяется по формуле (2), а удельный вес электродов согласно данным, приведенным выше.

Величина сварочного тока I и коэффициент наплавки а_н выбираются в зависимости от марки электрода и его диаметра (табл.3.5.7).

Таблица 3.5.7

Электроды	Диаметр в, мм	Коэффициент наплавки в г/а-ч	Величина тока в А
Марка	Назначение
УОНИ-13/45	Наплавка особо ответственных деталей, работающих при различных нагрузках		9,8	80-100 130-150 170-200 210-240
У-340	Наплавка деталей твердостью НВ280-360			160-220 200-240
ОЗН-300	То же, НВ270-330			170-220 210-240
ОЗН-350	То же, НВ 320-380			170-220 210-240

 

2. Газовая сварка

При ремонте строительных машин наиболее широкое применение получила ацетилено -кислородная сварка. Такую сварку используют для заварки стальных тонкостенных деталей толщиной от 0,2 до 4мм (баки, крылья, капоты, облицовка автомашин и др.), а также деталей из серого чугуна и цветных металлов.

Сварка производится при помощи специальной горелки, имеющей сменные наконечники. Выбор типа горелки и номера наконечника производится с учетом толщины свариваемого металла (табл.3.5.8).

Таблица 3.5.8 Данные для выбора горелки и наконечника

Тип горелки	Толщина свариваемого металла в мм	№ наконечника	Расход ацетилена В А/ч
СУ	0,3 -1 1-2 2-4 4-6
СГМ	0,2-0,5 0,5-1 1-2

 

Чрезмерное увеличение расхода ацетилена может привести к прожогу основного металла.

В состав оборудования для ацетилено - кислородной сварки входят: кислородный баллон, ацетиленовый баллон или ацетиленовый генератор, кислородный и ацетиленовый редукторы, кислородные и ацетиленовые шланги и горелки.

Качество газовой сварки зависит от диаметра присадочной проволоки, которая выбирается по следующим данным:

Толщина свариваемого металла в мм 2-3 3-5 5-10 10-15 15 и более

Диаметр присадочной проволоки в мм 2 3-4 3-5 4-6 6-8

Основное время То, затрачиваемое сварщиком на прогревание и плавление основного и присадочного металлов, определяется по формуле

 

Т_о = 60×G ×А ×m / β, где 3.29

 

G – вес наплавленного металла в г;

А – поправочный коэффициент, зависящий от длины шва;

m- поправочный коэффициент, учитывающий способ сварки и положение шва в пространстве (табл. 3.5.9);

β – расход ацетилена в л/ч (табл.3.5.8).

 

Таблица 3.5.9 Значение коэффициента m при газовой сварке

Материал, свариваемый и расположение шва в пространстве	Коэффициент
Углеродистая сталь: С≤0,4%............................................................... С˃0,4%.............................................................. Чугун…………………………………………… Алюминий и его сплавы……………………… Вертикальное положение шва………………. Горизонтальный шов на вертикальной плоскости Потолочный шов…………… Кольцевой шов: с поворотом детали без поворота детали	1,2 0,8 0,6 1,2 1,25 1,6   1,15 1,3

3. Автоматическая вибродуговая наплавка

Автоматическая вибродуговая (электроимпульсная) наплавка (рис. 1) производится на вращающуюся деталь с помощью специального наплавочного аппарата

(головки).При изображении эскиза перехода в технологической карте вместо букв d и L следует указывать их цифровые значения.

Для улучшения формирования наплавляемого слоя металла и предохранения его поверхности от окисления применяется охлаждающая жидкость (обычно 5-6%-ный водный раствор кальцинированной соды). С увеличением подачи жидкости в зону наплавки твердость наплавленного слоя возрастет. Вибродуговой способ наплавки требует более строгого соблюдения параметров режима по сравнению с другими способами наплавки.