Наплавка как один из методов восстановительных работ при ремонте техники Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 131.3

В. В. КУПАЕВ

НАПЛАВКА КАК ОДИН ИЗ МЕТОДОВ ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ РАБОТ ПРИ РЕМОНТЕ ТЕХНИКИ

Ключевые слова: наплавка, наплавочная головка, ручная дуговая наплавка, сварочный автомат, сварочный полуавтомат.

Аннотация. Дано описание наплавки как одного из методов восстановительных работ при ремонте. Приведена сравнительная характеристика ручной и автоматической наплавки. Кратко описана характеристика наплавочного станка, разработанного на кафедре «Технический сервис»

Детали машин и механизмов выходят из строя в процессе эксплуатации вследствие ударных нагрузок, истирания и т. д. Современная техника располагает различными методами восстановления и упрочнения деталей для повышения срока их службы [2, с. 350].

Одним из методов восстановления деталей является наплавка. Наплавка - это нанесение слоя металла на поверхность заготовки или изделия посредством сварки плавлением. Различают сварку восстановительную и изготовительную.

При ремонтных работах любых видов техники в основном используется восстановительная наплавка. Восстановительная наплавка применяется для получения первоначальных размеров изношенных или поврежденных деталей. В этом случае наплавленный металл близок по составу и механическим свойствам основному металлу.

Наиболее широко наплавка применяется при ремонтных работах по восстановлению корпусных деталей различных двигателей внутреннего сгорания, распределительных и коленчатых валов, клапанов, шкивов, маховиков, ступиц колес и т. д. Наплавку можно производить почти всеми известными способами сварки плавлением. Важнейшие требования, предъявляемые к наплавке, заключаются в следующем:

© Купаев В. В., 2013

- минимальное проплавление основного металла;

- минимальное значение остаточных напряжений и деформации металла в зоне наплавки;

- снижение до приемлемых значений припусков на последующую обработку деталей.

Выбор способа наплавки определяется возможностью получения наплавленного слоя требуемого состава и механических свойств, а также характером и допустимой величиной износа. На выбор способа наплавки оказывают влияние размеры и конфигурация деталей, производительность и доля основного металла в наплавленном слое. Основные виды наплавок: аргонно-дуговая неплавящимся электродом, плавящимся электродом в защитном газе, ручная дуговая покрытыми электродами, дуговая самозащитной проволокой, плазменная порошком.

Ручная дуговая наплавка штучными электродами является наиболее универсальным способом, пригодным для наплавки деталей различных сложных форм, и может выполняться в различных пространственных положениях. Для наплавки используют электроды диаметром 3-6 мм. Для обеспечения минимального проплавления основного металла при достаточной устойчивости дуги плотность тока составляет 11-12 А/мм.

Основными достоинствами ручной дуговой наплавки являются универсальность и возможность выполнения сложных наплавочных работ в труднодоступных местах. Для выполнения ручной дуговой наплавки используется обычное оборудование сварочного поста.

К недостаткам ручной дуговой наплавки можно отнести относительно низкую производительность, тяжелые условия труда из-за повышенной загазованности зоны наплавки, а также сложность получения необходимого качества наплавленного слоя и большое проплавление основного металла.

Для ручной дуговой наплавки применяют как специальные наплавочные электроды, так и обычные сварочные, предназначенные для сварки легированных сталей. Выбор электрода для наплавки определяется составом основного металла.

Для восстановления размеров изношенных деталей помимо электродов и присадочных прутков применяют наплавочные проволоки. Для износостойкой наплавки широкое применение находят порошковые проволоки, например, для наплавки деталей, работающих в условиях абразивного изнашивания с умеренными ударными нагрузками.

При наплавке неплавящимися электродами применяются литые присадочные прутки.

Для плазменной наплавки комбинированной дугой вольфрамовым электродом широко применяются наплавочные порошки. Порошки изготавливаются на основе железа, никеля и кобальта.

В качестве источников плазменной дуги при наплавочных работах чаще всего применяются серийные выпрямители. При элек-тродуговой наплавке в качестве источников питания могут быть использованы и сварочные трансформаторы.

Для реконструкции или реставрации цилиндрических как внутренних, так и наружных поверхностей, существует несколько различных модификаций сварочных наплавочных аппаратов, но они, в основном, узкоспециализированы по способу наплавки или применяемому расходному материалу.

Наплавочная головка ОКС-6569М-ГОСНИТИ устанавливается на суппорт токарного станка вместо резцедержателя. Уменьшение скорости подачи осуществляется редуктором типа РЧН-120. В качестве источника сварочного тока используется сварочный выпрямитель ВДУ-506 УЗ. На этом станке можно производить наплавочные работы на цилиндрических деталях сварочной проволокой в среде защитных газов, с вибрацией и без нее, под слоем флюса, при установке дополнительного бункера, а также можно дополнительно применять охлаждение зоны шва водой. Бункер под флюс и подача воды - отдельные системы, независимые от работы головки. Скорость подачи проволоки регулируется ступенчато, заменой шестерен редуктора. Амплитуда колебания электрода 0-2,4 мм, частота постоянна - 75 раз в секунду [1, с. 28].

На кафедре «Технический сервис» инженерного факультета Нижегородского государственного инженерно-экономического института создан и запущен в работу наплавочный станок, созданный по характеристикам станка ОКС-6569М-ГОСНИТИ. В отличие от промышленной наплавочной головки была создана собственная конструкция, обладающая теми же возможностями, а по некоторым характеристикам более совершенная. В нашей конструкции имеется возможность плавной регулировки подачи сварочной проволоки без реконструкции головки. Регулировка амплитуды осуществляется в пределах 0-3 мм, а частота колебания горелки 0-120 раз в секунду. Все это было осуществлено на базе сварочного полуавтомата ПДГ-250-3 и разработанного привода горелки. Привод вибрации горелки осуществляется эксцентриковым механизмом с плавной регулировкой частоты. Амплитуда вибрации также регулируется. Изменение входной скорости

привода станка осуществлено через коробку перемены передач автомобиля ГАЗ-51. Этот станок можно считать наплавочным автоматом.

На данном станке можно выполнять наплавочные сварочные работы внутренних и наружных цилиндрических поверхностей диаметром от 10 до 150 мм. Наплавка производится сварочной проволокой различных марок в режимах с вибрацией или без нее и в защитном газе. Также можно дополнительно установить системы подачи флюса и охлаждающей жидкости в сварочную зону. Все эти усовершенствования позволяют получить более качественное выполнение наплавочных работ.

Порядок работы на станке. Включается сварочный полуавтомат ПДГ-250-3 согласно технического описания и инструкции по его эксплуатации, предварительно устанавливается сварочная проволока требуемой марки в кассету. Устанавливается требуемое расстояние от электрода до детали при помощи ограничительного опорного винта. Выбирается требуемый сварочный ток и скорость подачи проволоки. При необходимости согласно технологических требований включается вибрация горелки, подача защитного газа, флюса и охлаждающей жидкости. Электрод устанавливается в стартовую позицию. Включается токарный станок с выбранной скоростью подачи и движения суппорта, одновременно с включением наплавки кнопкой, находящейся на ручке сварочной головки. Наплавочная зона контролируется визуально. Режим наплавки по окончании работы или при необходимости останавливается отпусканием кнопки «ПУСК».

Если наплавочная головка ОКС-6569М устанавливается на базу токарного станка на место резцедержателя, то наша головка расположена вместе с ним, на одном суппорте, имеет те же передвижные возможности. Сохранив суппорт с резцедержателем, базовую скорость привода станка, у нас осталась возможность использовать токарный станок по прямому назначению, т. е. за одну установку детали в патрон производить наплавку и токарную обработку. В резцедержатель можно сконструировать и установить обдирочную подсистему с наждачным кругом, это позволит получить дополнительную экономию против использования дорогостоящих резцов повышенной прочности. Применение этого станка сокращает время работы с деталью и повышает точность ее восстановления, также токарный станок можно использовать по прямому назначению, что сокращает требуемую рабочую зону мастерской.

ЛИТЕРАТУРА

1. Техническое описание, головка наплавочная вибродуговая ОКС-6569-м. 1982. 35 с.

2. Пучин А. Е. Технология ремонта машин. Москва, «Колос». 2GG7 г. 488 с.

BUILDING-UP - AS A METHOD OF REHABILITATION FOR REPAIR EQUIPMENT

Keywords: manual arc welding, the influx of welding machine, welding machine, welding.

Annotation. Article contains the description of the building-up, as a method of rehabilitation for repair. The comparative characteristics of manual and automatic welding are analyzed. Briefly described the characteristics of welding machine developed at the chair technical support.

КУПАЕВ ВЛАДИМИР ВАЛЕРЬЕВИЧ - заведующий лабораторией сварки и наплавки кафедры технического сервиса, Нижегородский государственный инженерно-экономический институт, Россия, Княгинино (texservis21@mail.ru)

KUPAEV VLADIMIR VALERIEVICH - Head of the laboratory of welding and cladding of the Department of Technical Services, Nizhniy Novgorod State Engineering and Economic Institute, Russia, Knyaginino (texservis21@mail.ru)_________________________________