книги из ГПНТБ / Черкасов В.К. Механизированная наплавка деталей машин
.pdfИРКУТСКИЙ ОБЛАСТНОЙ ДОМ ТЕХНИКИ
вснто
Инж. В к ЧЕРКАСОВ
Иркутский филиал НИИХИММАШ
МЕХАНИЗИРОВАННАЯ НАПЛАВКА ДЕТАЛЕЙ МАШИН
И Р К У Т С К
( 9 6 0
Внедрение механизированных способов сварки и наплавки в восточных районах СССР в настоя щее время только начинается. Заводским ра ботникам поэтому часто приходится сталкивать ся с недостатком опыта и знаний, ощущается по требность в литературе ознакомительного харак тера типа лекций.
В данной брошюре в популярной форме изла гаются основы процесса механизированной на плавки и описываются ее наиболее распростра ненные способы.
ИРКУТСКИЙ ОБЛАСТНОЙ ДОМ ТЕХНИКИ ВСНТО
Инж. В. К. ЧЕРКАСОВ
Иркутский филиал НИИХИММАШ
МЕХАНИЗИРОВАННАЯ НАПЛАВКА ДЕТАЛЕЙ МАШИН
ИРКУТСКОЕ КНИЖНОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
1960
ГОС. ПУБЛ..ЧС.' |
І |
||
НАУ ЧНО-ТЕХНИЧЕ |
|
у.і |
|
БИБЛИОТЕКА |
СССР |
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
|
< 7 |
19 " W |
|
Введение .............................................................................................. |
|
|
|
|
|
|
3 |
Проблема повышения износостойкостидеталеймашин |
4 |
||||||
Автоматическая электродуговаянаплавка. . . . |
|
5 |
|||||
Автоматическая электродуговая |
наплавка |
под |
слоем |
7 |
|||
ф л ю с а .............................................................................................................. |
|
|
|
|
|
|
|
Электрошлаковая |
н а п л а в к а .......................................................... |
|
|
|
18 |
||
Газоэлектрическая |
|
наплавка .................................................. |
|
|
|
20 |
|
Вибродуговая |
наплавка .......................................................... |
|
|
|
22 |
||
Зак лю чен и е................................................................................ |
|
|
|
|
|
|
2 |
Литература |
. - |
. |
. . . |
. . - |
• ; |
. . |
24 |
Владимир Константинович Черкасов
МЕХАНИЗИРОВАННАЯ НАПЛАВКА ДЕТАЛЕЙ МАШИН
Редактор Э. Я. Бокмельдер
., Теш. редактор В. Д. Караем
Корректор Н. С. Герасимова
Сдано в набор 29 октября 1960 г. Поди, к печати 30 ноября 1960 г. Печ. л. 1,03. Уч.-изд. л. 0,95. Бумага 70Х 108/32. Тираж 500.
Заказ № К-287. НЕ 04549
Иркутское книжное издательство, ул. Красной звезды, 18.
Типография №" Г отдела По.тиграфиздата Иркутского областного управления культуры, г. Иркутск, ул. К. Маркса. И.
ВВЕДЕНИЕ
Народное хозяйство СССР вступило в период бурно го развития механизации и автоматизации, так как толь ко таким путем возможно резко поднять производитель ность труда —црдво из основных условий коммунистиче ского производства. Все более интенсифицируются технологические процессы, что в свою очередь требует повышения стойкости и долговечности деталей машин.
Быстро развивающимся средствам восстановления
и упрочнения деталей является наплавка. Как правило,
врезультате применения наплавки одновременно до стигается удешевление деталей, что также весьма важ
но. Не случайно поэтому развитию сварки и наплавки так много внимания уделил июльский Пленум ЦК КПСС.
Наплавка деталей машин в настоящее время пре вращается из средства только восстановления деталей еще и в средство изготовления их.
ПРОБЛЕМА ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН
Продолжительность полезной жизни изделия чаше всего определяется работоспособностью его поверхности.
Величина износа, при котором деталь становится не пригодной для дальнейшей эксплуатации, может быть различной и колеблется от сотых долей миллиметра до 10—20 мм. В отдельных случаях деталь остается рабо тоспособной при износе вплоть до 90% от первоначаль ной толщины. Если деталь изнашивается до основания ^нэпрямер, бронеплиты в различных цементных, уголь ных и г. п. мельницах) и до конца остается работоспо собной, то, по-видимому, удлинение срока службы такой детали нужно искать в применении более стойкого ма териала. Наиболее трудную проблему представляет по вышение стойкости деталей, выходящих из строя при малом износе (1—5% от веса детали).
Известен ряд способов увеличения износоустойчиво сти поверхностных слоев металла: закалка, цементиро вание, азотирование, цианирование, наплавка. Примене ние первых четырех способов ограничено и недостаточно эффективно для крупногабаритных деталей. Большин ство деталей, особенно с повышенным износом, до по следних лет при ремонте машин заменялось новыми.
4
В ремонтной практике находят применение ручные электродуговая и газопламенная наплавки, хотя ка чество их низкое и обходятся они дорого.
Только |
с внедрением |
в производство начиная с |
|
1940 |
года |
автоматической |
сварки появилась возмож |
ность. |
эффективно и высококачественно восстанавли |
||
вать изношенные детали. |
|
||
|
АВТОМАТИЧЕСКАЯ |
ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ |
|
|
|
НАПЛАВКА |
|
Автоматическая электродуговая наплавка как раз новидность автоматической сварки особенно быстро на чала развиваться в послевоенные годы. В настоящее время различаются три целевых направления наплавки:
а) восстановление размеров изношенных деталей; б) восстановление размеров изношенных деталей е
одновременным упрочнением наплавленного слоя; в) износостойкая наплавка вновь изготавливаемых
деталей.
Эти три направления отражают этапы развития на плавки. Вызванный к жизни необходимостью восстанав ливать изношенные детали, процесс наплавки в настоя щее время переводится па более высокую ступень и становится распространенным т урологическим процес сом при изготовлении деталей.
В самом деле, если работоспособность детали опре деляется стойкостью ее поверхностного слоя, то нет никакой необходимости изготавливать всю деталь из дорогой износостойкой стали. Достаточно нанести на поверхность детали, изготовленной из дешевой кон струкционной стали, слой повышенного качества. На плавка является наиболее гибким процессам для вы полнения этой задачи. Представляется возможным на-
2 |
К. Черкасов |
5 |
плавить такой материал, из которого изготовить деталь целиком было бы чрезвычайно трудно из-за высокой твердости и прочности.
Вместе с тем наплавка остается важным процессом при восстановлении деталей, ибо она позволяет много кратно использовать деталь, что освобождает промыш ленность от изготовления большого количества запас ных деталей взамен изношенных.
Таким образом, автоматическая электродуговая на плавка имеет следующие преимущества:
1) позволяет экономить дорогой легированный ме талл при изготовлении деталей, работающих в усло виях сильного износа;
2)позволяет многократно восстанавливать изношен ные детали, часто с достижением большей стойкости, чем у новых;
3)обеспечивая высокую производительность труда, резко сокращает сроки ремонта агрегатов, каждый час простоя которых в общей сложности приносит миллион ные убытки государству;
4).позволяет наносить слои из труднообрабатывае мого материала, изготовить из которого новую цельную деталь было бы невозможно;
5)позволяет наносить слои со специальными свой ствами (жаропрочные, окалиностойкие, нержавеющие, антифрикционные и т. д.).
Из электродуговых способов наплавки в настоящее, время известны: наплавка под слоем флюса, наплавка в среде газа (газоэлектрическая наплавка), вибродуго вая наплавка в среде электролита, электрошлаковая наплавка (имеет сходство с указанными тремя видами наплавки).
Рассмотрим кратко сущность каждого из этих спосо бов наплавки.
в
АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ НАПЛАВКА ПОД СЛОЕМ ФЛЮСА
Автоматическая электродуговая наплавка под слоем флюса является наиболее распространенным и наиболее универсальным способам. При наплавке под слоем флю са (см. фиг. 1) электрическая дуга (7), являющаяся источником тепла, горит между электродом (1) и изде лием (3) внутри оболочки из расплавленного флюса (6).
Сыпучий флюс (2) полностью покрывает зону горе ния дуги, защищая ее от вредного воздействия воздуха, и предохраняет оператора от излучения. Стрелками на фигуре указано движение электрода.
Фиг. 1. Горение дуги под флюсом:
1 _ электродная проволока, |
подаваемая |
в зону |
|
дуги; ■2 — флюс; |
3 — наплавляемая |
деталь; |
|
4 — наплавленный |
металл; |
5 — корка |
шлава; |
б _ оболочка из |
расплавленного флюса; |
7 —ду |
|
га; 8 — ванночка расплавленного металла; 9 — пу зырьки газа, выходящие из расплавленного ме талла; 10 —зона кристаллизации расплавленно го металла.
Электродная проволока непрерывно подается в зону дуги, плавится и в виде капель жидкого металла осе дает на изделии. Поверхность изделия под действием
7
тепла дуги также оплавляется, так что наплавленный
металл (4) |
представляет собой смесь |
металла изделия |
с металлом |
электродной проволоки. |
Образовавшаяся |
ванночка жидкого металла (8) вследствие высокой тем пературы находится в перегретом состоянии; газы, рас творенные в металле, интенсивно выделяются в виде мелких пузырьков,— ванна «кипит».
Происходит также выгорание ряда компонентов из расплавленного металла (углерод, кремний). Чтобы вос полнить потеріб элементов из расплавленного металла, применяется флюс специального состава. При взаимо действии расплавленного металла с расплавленным флюсам происходят удаление окислов из металла (рас кисление) и обогащение его элементами взамен выгорев ших (см. фиг. 2). Собственно, в этом и состоит основное назначение флюса при автоматической электродуговой наплавке*
Обычно флюс выполняет следующие функции:
а) защищает расплавленный металл от воздействия воздуха;
б) легирует расплавленный металл; ів) формирует наплавленный валик;
г) повышает устойчивость горения электрической дуги:
д) защищает оператора от излучения дуги; е) предохраняет металл шва от резкого охлаж
дения.
В зависимости от химического состава применяемой электродной проволоки и основного металла, от свойств, которые должен иметь наплавленный слой, состав флю са меняется в очень широких пределах. Например, флюс марки АН-348 прекрасно зарекомендовал себя при на плавке проволокой 18ХГСА деталей из малоуглероди стой стали, но он совершенно непригоден при налавке стальных прокатных валков для получения наплавлен-
8