Відновлення деталей способами: зварювання, електроіскровим та електролітичним методами

1. Відновлення деталей зварюванням.

Зварювання є дуже прогресивним і високопродуктивним способом обробки металу. У ремонтному виробництві широкого поширення набули як механізовані способи електродугового зварювання, так і ручна зварка різними електродами, в тому числі при зварюванні сталі, чавуну та алюмінієвих сплавів.

Ручне дугове електрозварювання здійснюється постійним і змінним струмом. При зварюванні постійним струмом «плюс» можна підключити до деталі, а «мінус» - до електрода (пряма полярність) або навпаки (зворотна полярність).

Деталь перед зварюванням повинна бути очищена від бруду, масла та іржі. Тріщини повинні бути засвердлена по краях. Тріщини деталей товщиною до 8 мм НЕ обробляють при заварюванні. При товщині більше 8 мм створюють К-образні канавки на всю глибину тріщини.

При заварюванні отворів малих діаметрів наплавка проводиться по периметру до заповнення всього отвори. Після заповнення отвори проводиться підварювання з іншого боку.

Існує і застосовується спосіб заварювання нероздільної тріщини поперечними швами. Поперечний зварювальний шов, кристалізуючист, стягує тріщину так щільно, що тріщина стає водонепроникною при тиску води до 2943-102 Па.

Для забезпечення необхідних механічних властивостей зварного з'єднання необхідно застосовувати відповідні марки електродов.

Режим зварювання - це комплексне поняття, що включає в себе кілька факторів, серед яких головними є сила струму і швидкість зварювання. Сила струму залежить від діаметра електрода:

Діаметр електрода вибирають залежно від товщини зварюваного металу на підставі наступної взаємозалежності.

Товщина, мм..... 0,5... 1,0 1,0... 2,0 2,0... 5,0 5,0... 10,0 більше 10

Діаметр, мм...... 1,0... 1,5 1,5... 2,5 2,5... 4,0 4,0... 6,0 5,0... 8,0

При заварюванні отворів маленького діаметра на масивних деталях для забезпечення необхідного провару рекомендується вибирати силу струму на 10... 15% більше, ніж вказано вище.

Наведемо приклади відновлених деталей методом зварювання.

2.Відновлення деталей електроіскровим методом.

Електроіскровий спосіб обробки деталей заснований на явищі електричної ерозії (руйнування матеріалу електродів) при іскровому розряді. Під час проскакування іскри між електродами потік електронів, що рухається з величезною швидкістю, миттєво нагріває частину поверхні анода до високої температури (10 000... 15 000 ° С); метал плавиться і навіть переходить в газоподібний стан, в результаті чого відбувається вибух. Частинки відірвалася розплавленого металу анода викидаються в між електродному простір і залежно від його середовища (газова або рідка) досягають катода і осідають на ньому або розсіюються. Ця властивість іскрового розряду (обробці) - до анода. Інструменту (одному з електродів) надають коливальний рух від вібратора для замикання і розмикання ланцюга та отримання іскрового розряду. Необхідний режим встановлюють застосуванням змінного опору і постійної або змінної ємності конденсаторів, але є установки і без конденсаторів.

При ремонті машин електроіскрову обробку застосовують для обдирання деталей після наплавлення твердими сплавами, нарощування і зміцнення зношених поверхонь, а також для видалення зламаних свердел, мітчиків, шпильок, болтів та інших деталей, вирізання канавок і прошивки отворів будь-якої конфігурації в металі будь-якої твердості.

Для вирізки поглиблень і прошивки отворів виготовляють інструмент з міді або її сплавів за формою необхідного профілю і підключають її до катода. Процес краще вести в рідкому середовищі (гас, мінеральне масло та інші рідини, що не проводять електричний струм), щоб виключити нарощування інструменту (катода).

При нарощуванні посадочних місць під підшипники в корпусних чавунних деталях в якості анода часто застосовують мідний наконечник або обертовий від гнучкого валу диск. Нарощування поверхні проводять вручну, вводячи анод в посадочне місце.

Для зміцнення поверхні зношених валів, робочих органів машин і ріжучого інструменту в якості анода використовують пластини ферохрому, графіту та пластини з твердих сплавів типу Т15К6, Т15К8 та ін.

Промисловість випускає різноманітні верстати для електроіскрової обробки, а також переносні установки типу ЕФД-25 і ЕФД-10, які успішно використовують на ремонтних підприємствах.

Оброблювана деталь є в електричному ланцюзі анодом, а інструмент – катодом (рисунок 2.1). Для того щоб крапельки металу не нарощувалися на інструменті і не змінювали його форми, процес обробки ведуть в рідкому середовищі (масло, гас), що не проводить електричний струм. Інструмент закріплений в повзунові, що здійснює вертикальні рухи вверх-вниз за допомогою соленоїдного регулятора. Електричний ланцюг складається з джерел постійного струму, опору, що регулює напругу і силу струму, і конденсатора, що перешкоджає перетворенню іскри в електричну дугу. Коли електрод опускається настільки, що між ним і виробом утворюється невеликий зазор, проскакує електрична іскра і відбувається ерозія вироби. Потім електрод трохи піднімається, і цикл обробки, що триває частки секунди, повторюється.

Рисунок 2.1 – Схема електроіскрової обробки.

1 – соленоїд; 2 – джерело струму; 3 – опір 4 – конденсатор; 5 – деталь; 6 – рідке середовище (мастило, керосин); 7 – інструмент; 8 – повзун.

2. Відновлення деталей електролітичним методом.

3.1. Відновлення деталей хромуванням.

Найбільше поширення при відновленні деталей знайшли електролітичні (гальванічні) процеси хромування й осталювання. Електролітичнехромування застосовується в тих випадках, коли покриття повинне мати дуже високу твердість і зносостійкість. Електролітичний хром має твердість від НВ 400 до НВ 1200, а також характеризується високою зносостійкістю, низьким коефіцієнтом тертя (0,13 при терті по бабіту й 0,16 при терті по сталі), високою теплопровідністю, низьким коефіцієнтом лінійного розширення. Електрохімічний еквівалент хрому рівний 0,324 г/A– год.

Хромові електроліти являють собою розчини хромової кислоти Н2СrO4, що утворюється при розчиненні хромового ангідриду СгО3 у воді. Для осадження хрому на катоді-деталі, у розчин потрібно додати сірчану кислоту Н2SО4. При цьому найкращі по якості осади й найбільший вихід хрому по струму отримуємо при співвідношенні СгО3: Н2SО4 = 100. Вихід хрому по струму дуже малий – усього 13‒15%. Встановлено, що нормальний процес хромування забезпечується тоді, коли тривалентний хром утримується в межах від 5 до 20 г/л. Це може бути забезпечене, якщо площа анодів буде в 1,8‒2 рази більшою площі катодів-деталей.

У якості анода при хромуванні застосовують рольний свинець із додаванням 6‒12% сурми. У процесі роботи ванни аноди окиснюються, тому їх слід періодично очищати.

3.1.1. Підготовка поверхні перед хромуванням

Підготовка деталей під електролітичне хромування складається з механічної обробки, ізоляції поверхонь, які не підлягають нарощуванню, монтажу (вішання) у пристрій, знежирювання і травлення поверхонь, що покриваються. Від якості підготовки поверхні деталі до нарощування залежить міцність зчеплення покриття з основним металом. Ізоляцію поверхонь, що не підлягають нарощуванню, виконують нанесенням дешевих матеріалів, стійких до електролітів, щільних і таких, які легко можна зняти. Такими матеріалами можуть бути мастики на основі воску, парафіну, каніфолі, плівкові поліетиленові й перхлорвінілові пластикати. Травлення (декапірування) застосовують для видалення окисних плівок з поверхні деталі. Часто травлення проводять у тих же ваннах, в яких наносять гальванічні покриття, але з заміною полюсів: до деталі під'єднують позитивний полюс, а до електродів – негативний. Тривалість електрохімічного травлення 0,5...2 хв, щільність струму 20...50 А/дм2.

Механічна обробка (шліфування, точіння, зачищення поверхонь шкуркою та ін.) має забезпечити видалення слідів спрацювання, надати деталі правильної геометричної форми й забезпечити закруглення гострих кромок. Шорсткість поверхні після механічної обробки має бути в межах 4...6 класу.

У деяких випадках окисні плівки на деталях видаляють хімічним травленням у розчинах кислот, наприклад, у 5-процентному розчині соляної кислоти.

Монтаж деталей у підвісні пристрої проводять або перед знежирюванням або після нього. Деталі у підвісних пристроях бажано розміщувати вертикально. При цьому покриття одержують щільнішим Знежирюють деталі віденським вапном (суміш окису кальцію і магнію) з домішкою 3 % кальцинованої соди і 1,5 % їдкого натрію. Цю суміш розводять водою до пастоподібного стану й наносять на деталі щіточкою. Видаляють суміш промиванням деталей у проточній воді.

Схема установки для хромування

1 – анод; 2 – катод (деталь); 3 – ванна; 4 – електроліт.

Приклад хромування в промисловості

3.2. Відновлення деталей сталюванням

Сталювання - процес отримання твердих зносостійких залізних покриттів з хлористих електролітів. Процес характеризується високим виходом по струму (85-90%), великою швидкістю нанесення покриття, яка досягає 0,3-0,5 мм / год, високою зносостійкістю покриття (не нижче, ніж у загартованої сталі 45), можливістю отримання покриття з твердістю в межах 20-60 HRC товщиною 1-1,5 мм і більше. Широко застосовується в ремонті автомобілів.

Аноди розчинні, з маловуглецевої сталі 08 або 10. Мікротвердість покриття збільшується з підвищенням катодної щільності струму і зниженням температури електроліта.

Для твердого й зносостійкого осталювання зазвичай застосовують хлористі електроліти наступного складу: хлористе залізо FеС12 – 200–500 г/л, хлористий натрій NaС1 – 100 г/л, соляна кислота НС1 – 0,5–0,9 г/л, хлористий марганець MnСl2 – 10 г/л. Аноди виготовляють із маловуглецевої сталі. Загальна площа анодів повинна бути в 2 рази більшою поверхні деталей, яка покривається

Після сталювання поверхню можна піддавати електромеханічній обробці.

Відновлені деталі методом сталюванням.

Дата добавления: 2015-07-11