Дефекты наплавки и меры их предотвращения
Основными дефектами наплавки являются: трещины, поры и раковины, подрезы, деформация изделия.
Трещины. При наплавке на основной металл с неудовлетворительной свариваемостью или при высокой твердости наплавленного металла зачастую образуются сварочные трещины, что может быть связано с чрезмерно большими термическими напряжениями, возникающими, в частности, при сплошной наплавке по большой поверхности.
Для предотвращения образования трещин обычно применяют следующие меры:
– предварительный и сопутствующий подогрев во время наплавки для поддержания заданной температуры нагрева основного металла;
– нагрев изделий непосредственно после наплавки и замедленное охлаждение наплавленного металла;
– последующую термообработку для снятия напряжений;
– наплавку пластичного подслоя на поверхность основного металла, обладающего неудовлетворительной свариваемостью;
– уменьшение числа слоев при многослойной износостойкой наплавке;
– выбор для износостойкой наплавки способов, вызывающих меньшие термические напряжения в изделиях;
– правильный выбор наплавочного материала для первого слоя коррозионно-стойкой наплавки с учетом характера влияния основного металла на состав наплавленного слоя;
– выполнение наплавки только после удаления с поверхности основного металла поверхностного слоя, содержащего дефекты или имеющего повышенную твердость.
Поры и раковины.Для предотвращения образования пор и раковин необходимо:
– зачищать поверхности основного металла от ржавчины, масла и других загрязнений;
– обеспечивать хранение флюса и наплавочных материалов в условиях, исключающих поглощение влаги, и их прокалку перед использованием для наплавки;
– не подавать наплавочный материал к очагу наплавки до момента запотевания поверхности основного металла при газовой наплавке и от резкого удаления пламени при окончании наплавки; применять горючие смеси, обеспечивающие получение науглероживающего пламени;
– воздерживаться от применения при дуговой наплавке большой силы тока и излишних поперечных колебаний электрода, поддерживать оптимальную длину дуги;
– предотвращать проведение наплавки в условиях неудовлетворительной защиты зоны дуги (обеспечение необходимой защиты сварочной ванны флюсом-шлаком или защитным газом).
Подрезы.Для предотвращения подрезов, особенно характерных для наплавки ленточными электродами, необходимо:
– исключать наклон наплавляемой поверхности более чем на 3° к горизонту;
– воздерживаться от чрезмерного повышения скорости наплавки;
– обеспечивать надлежащее положение дуги, исключающее магнитное дутье;
– выбирать оптимальный способ наложения валиков с необходимым их перекрытием.
Деформация изделий. Одной из серьезнейших проблем наплавки является деформация изделий, для предотвращения которой применяют равномерный предварительный подогрев изделия, различные приемы наплавки, исключающие неравномерную деформацию изделия, сварочные приспособления, зажимные устройства и др. Предварительная оценка возможной деформации составляет важнейшую предпосылку правильного выбора мер предотвращения ее при наплавке.
Кроме перечисленных, возможно возникновение других дефектов, в том числе наличие шлака в наплавленном металле, неудовлетворительное сплавление наплавленного слоя с подложкой и др.
Связанные с наличием шлака и плохим сплавлением дефекты возникают вследствие недостаточной силы тока и низкого напряжения при дуговой наплавке или при неправильном манипулировании – подаче присадочного материала. Для предотвращения таких дефектов необходим правильный выбор способа и режима наплавки.
Дата добавления: 2014-12-05 ; просмотров: 4869 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Источник
Дефекты наплавки и меры их предотвращения
Основными дефектами наплавки являются: трещины, поры и раковины, подрезы, деформация изделия.
Трещины. При наплавке на основной металл с неудовлетворительной свариваемостью или при высокой твердости наплавленного металла зачастую образуются сварочные трещины, что может быть связано с чрезмерно большими термическими напряжениями, возникающими, в частности, при сплошной наплавке по большой поверхности.
Для предотвращения образования трещин обычно применяют следующие меры:
– предварительный и сопутствующий подогрев во время наплавки для поддержания заданной температуры нагрева основного металла;
– нагрев изделий непосредственно после наплавки и замедленное охлаждение наплавленного металла;
– последующую термообработку для снятия напряжений;
– наплавку пластичного подслоя на поверхность основного металла, обладающего неудовлетворительной свариваемостью;
– уменьшение числа слоев при многослойной износостойкой наплавке;
– выбор для износостойкой наплавки способов, вызывающих меньшие термические напряжения в изделиях;
– правильный выбор наплавочного материала для первого слоя коррозионно-стойкой наплавки с учетом характера влияния основного металла на состав наплавленного слоя;
– выполнение наплавки только после удаления с поверхности основного металла поверхностного слоя, содержащего дефекты или имеющего повышенную твердость.
Поры и раковины.Для предотвращения образования пор и раковин необходимо:
– зачищать поверхности основного металла от ржавчины, масла и других загрязнений;
– обеспечивать хранение флюса и наплавочных материалов в условиях, исключающих поглощение влаги, и их прокалку перед использованием для наплавки;
– не подавать наплавочный материал к очагу наплавки до момента запотевания поверхности основного металла при газовой наплавке и от резкого удаления пламени при окончании наплавки; применять горючие смеси, обеспечивающие получение науглероживающего пламени;
– воздерживаться от применения при дуговой наплавке большой силы тока и излишних поперечных колебаний электрода, поддерживать оптимальную длину дуги;
– предотвращать проведение наплавки в условиях неудовлетворительной защиты зоны дуги (обеспечение необходимой защиты сварочной ванны флюсом-шлаком или защитным газом).
Подрезы.Для предотвращения подрезов, особенно характерных для наплавки ленточными электродами, необходимо:
– исключать наклон наплавляемой поверхности более чем на 3° к горизонту;
– воздерживаться от чрезмерного повышения скорости наплавки;
– обеспечивать надлежащее положение дуги, исключающее магнитное дутье;
– выбирать оптимальный способ наложения валиков с необходимым их перекрытием.
Деформация изделий. Одной из серьезнейших проблем наплавки является деформация изделий, для предотвращения которой применяют равномерный предварительный подогрев изделия, различные приемы наплавки, исключающие неравномерную деформацию изделия, сварочные приспособления, зажимные устройства и др. Предварительная оценка возможной деформации составляет важнейшую предпосылку правильного выбора мер предотвращения ее при наплавке.
Кроме перечисленных, возможно возникновение других дефектов, в том числе наличие шлака в наплавленном металле, неудовлетворительное сплавление наплавленного слоя с подложкой и др.
Связанные с наличием шлака и плохим сплавлением дефекты возникают вследствие недостаточной силы тока и низкого напряжения при дуговой наплавке или при неправильном манипулировании – подаче присадочного материала. Для предотвращения таких дефектов необходим правильный выбор способа и режима наплавки.
Источник
Методы исправления дефектов наплавки
Основные виды дефектов при наплавке, причины их возникновения и меры их предупреждения представлены в таблице 5.2.
Таблица 5.2 — Виды дефектов, причины их возникновения и меры предупреждения
| Виды дефектов | Внешние признаки дефектов | Возможные причины возникновения | Меры предупреждения дефектов |
| Подрез зоны сплавления | Углубление по линии сплавления наплавленного валика с основным металлом. | Нарушение режима наплавки (высокая интенсивность светового потока, плохая защита металла шва от окисления) | Соблюдение режима наплавки, указанного в операционной карте технологического процесса при наплавке изделия. |
| Свищ | Воронкообразное углубление в наплавленном валике. | Недостаточная очистка металла. | Соблюдение требований при металла. |
| Трещина | Разрыв в наплавленном валике и (или) прилегающих к нему зонах. | Зависит от содержания углерода и серы в наплавленном металле, жесткости изделия, плохой газовой защиты. Нарушение лигатуры наплавочного порошка. | Соблюдение требований при наплавке. |
| Усадочная раковина | Полость или впадина, образовавшаяся при усадке наплавленного металла в условиях отсутствия питания жидким металлом. | Нарушение режима наплавки (высокая интенсивность светового потока, большая энергия излучения); | Соблюдение режима наплавки, указанного в операционной карте технологического процесса на наплавку изделия. |
| Поверхностное окисление | Окалина или пленка окислов на поверхности наплавленного металла. | Нарушение режима наплавки (неоптимальный расход защитного газа). | Соблюдение режима наплавки указанного в операционной карте технологического процесса на изделие. |
| Поры | заполненные газом полости в наплавленном слое, имеющие округлую, вытянутую или более сложную форму | Использование влажного или отсыревшего порошка. | Снижение скорости сварки, увеличение объема сварочной ванны, уменьшение теплоотвода в основной металл и увеличение его начальной температуры снижают скорость кристаллизации металла и уменьшают пористость швов. |
Трещины являются наиболее опасным дефектом при наплавке, так как под воздействием быстроизменяющихся нагрузок или тепловых колебаний они могут развиваться, т. е. увеличиваться в размерах, что может привести к преждевременному выходу детали из строя. Поэтому контролю на обнаружение трещин необходимо уделять весьма серьезное внимание.
Возникновение трещин зависит от содержания углерода и серы в наплавленном металле, от недостаточного предварительного подогрева детали при наплавке, жесткости изделия и пр. Холодные трещины могут возникать при отсутствии замедленного охлаждения детали после наплавки.
Поры являются менее опасным дефектом, чем трещины, но их наличие снижает износостойкость и прочность наплавленного металла.
При визуальном контроле валка холодной наплавки не допускаются дефекты в виде трещин в наплавленном слое и в зоне сплавления с основным металлом детали, пор и раковин, шлаковых включений, несплавления слоя с основным металлом детали, подрезов. При выявлении дефектов внешним осмотром производится повторная лазерная наплавка дефектного места.
5.5 Расчет производственной площади и разработка плана расстановки оборудования
Производственные площади для наплавочного производства по каждому виду оборудования представлены в таблице 3.11.
Таблица 3.11 – Производственные площади заготовительного производства, м 2
| Наименование | Производственная площадь, м 2 |
| Склад заготовок | |
| Участок очистки | |
| Лазерная наплавка | |
| Участок контроля | |
| Участок консервации и упаковки | |
| Склад готовой продукции | |
| Итого: |
Площадь цеха с учётом проходов и проездов определяется по формуле [11]:
, (3.2)
где Fпп – производственная площадь цеха, м 2 ;
kп – коэффициент использования площади цеха (kп = 0,6).
Площадь цеха с учётом санитарно-бытовых помещений определяется по
, (3.3)
Длина цеха определяется, исходя из расчётной площади цеха и выбранной ширины пролёта:
(3.4)
где В – ширина цеха, м (В=10 м).
Длина цеха должна делиться на строительный модуль 6 м, длина цеха будет равна 18 м.
Размеры цеха, в котором установлен лазерный комплекс и будет производиться наплавка валков: 18х10 м, а площадь 180 м 2 . Согласно проведенным расчетам необходимая площадь должна составлять 111 м 2 т.е.
меньше имеющейся в распоряжении, что соответствует существующим нормам.
При разработке плана цеха для лазерной сварки необходимо соблюдать следующие требования [13,14]:
1. Лазерные технологические установки должны размещаться, как правило, в отдельном помещении.
2. В случае размещения лазерной машины в общем помещении лазерный участок должен быть изолирован и приняты меры, препятствующие доступу к нему посторонних лиц.
3. При эксплуатации нескольких лазерных установок желательно иметь отдельное помещение для обслуживающего персонала, проведения ремонта, хранения оборудования и инструмента.
4. Полы в помещении должны быть покрыты половой керамической плиткой. Допускается покрытие полов пластиком, линолеумом.
5. На расстоянии менее 40 м от лазерного технологического комплекса не должно быть источников повышенных вибраций, таких как движение тяжелого автотранспорта, кузнечные молоты и штампы, долбежные и строгальные станки.
6. Для размещения лазерного оборудования мощностью с излучения более 200Вт желательно устройство отдельного фундамента или платформы.
7. Поверхности внутренних конструкций и оборудования помещений должны быть светлых оттенков и матовыми, не иметь блестящих или отражающих поверхностей.
8. Помещение должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией, желательно кондиционирование воздуха. Общая вытяжная вентиляция помещения должна иметь производительность, зависящую от мощности используемого лазера и размеров помещения, но не менее 1000 куб.м/час Удаление продуктов горения из рабочей зоны должно обеспечиваться отдельным вентилятором с производительностью, зависящей от мощности используемого лазера и размеров стола, но не менее 700 куб.м/час.
9. Высота помещений должна обеспечивать удобство монтажа и обслуживания оборудования, но не менее 2,5м.
10. В помещении, где расположен лазерный технологический комплекс, должны быть обеспечены:
— температура воздуха в диапазоне от +15 °С до +25 °С;
— относительная влажность воздуха при максимальной температуре не более 80%;
— содержание пылевидных частиц в воздухе не более 2 мг/м 3 ;
— наличие контура заземления.
Указанные требования могут корректироваться в зависимости от параметров лазерной технологической установки (тип лазера, координатного стола, вспомогательного оборудования) и характера решаемых с ее помощью производственных задач.
При расстановке оборудования необходимо соблюдать следующие требования:
— оборудование располагаются на расстояние не ближе 0,6 — 1 метров от стены;
— баллоны с защитным газом должны находиться в специальном шкафу;
— оборудование должно располагаться так, чтобы можно было свободно подвозить и отвозить материалы.
Планировка сборочно-сварочного цеха представлена в графической части на листе ТПЖА.067514.079 ДПЛ.
Заключение
Выполнение данного курсового проекта позволило закрепить теоретические знания, полученные при изучении дисциплины «Производство сварных конструкций»
В ходе выполнения данного курсового проекта был разработан технологический процесс наплавки изделия “Лопатка ТВД”. Для этого был проанализирован традиционный заводской технологический процесс и произведена замена существующего способа ручной дуговой наплавки на импульсную лазерную наплавку порошковой проволокой. Подобрано необходимое оборудование. Выполнен расчет режимов импульсной лазерной наплавки. Произведены необходимые расчеты для определения площади производственных помещений и разработана планировка цеха. Также выбраны необходимые способы контроля качества и методы исправления дефектов.
Источник
