- Учебное пособие (часть 1)
- Глава 2. СПОСОБЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИЗНОШЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ ВАГОНОВ
- 2.1. Восстановление деталей сваркой и наплавкой
- Учебник для вузов железнодорожного транспорта направление образования 5 521 100 «Наземные транспортные системы»
- Глава 2. СПОСОБЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИЗНОШЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ ВАГОНОВ
- 2.1. Восстановление деталей сваркой и наплавкой
- Классификация методов и способов восстановления деталей подвижного состава
Учебное пособие (часть 1)
|
Глава 2. СПОСОБЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИЗНОШЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ ВАГОНОВ
2.1. Восстановление деталей сваркой и наплавкой
В вагоноремонтном производстве для восстановления полной работоспособности изношенных деталей используются различные технологические способы. При выборе способа восстановления наряду с техническими возможностями предприятия необходимо учитывать экономические факторы. Деталь целесообразно восстанавливать только тем способом, при котором обеспечивается ее надежная работа до очередного ремонта вагона, а стоимость восстановления будет ниже стоимости новой детали.
Наиболее распространенным способом восстановления деталей является сварка и наплавка.
Cваркой называется процесс получения неразъемного соединения металлических изделий местным оплавлением или пластическим деформированием. Сварка при ремонте металлических деталей вагонов используется для заварки трещин, приварки накладок, наплавки поверхности.
Наплавка является разновидностью сварки и заключается в том, что на поверхность детали наносят слой расплавленного металла для восстановления ее размеров и формы.
При ремонте вагонов применяют два способа сварки – электродуговую и газовую.
Для сварки и наплавки изношенных поверхностей деталей широко применяются ручная дуговая электросварка, автоматическая и полуавтоматическая под слоем флюса и в среде защитных газов, порошковыми проволоками, вибродуговая в среде жидкости, плазменно-дуговая, сварка электрозаклепками и контактная сварка.
Ручная дуговая сварка выполняется в основном стальными электродами. Электроды, применяемые для сварки и наплавки, классифицируют по назначению, технологическим особенностям, типу покрытия и способу нанесения покрытия. Широко применяются стальные электроды из сварочной проволоки диаметром от 0,3 до 12 мм с толщиной обмазки 0,1 – 0,3 мм.
Режим дуговой сварки определяется диаметром и маркой электрода, величиной сварочного тока, положением шва в пространстве и полярностью тока в случае применения постоянного тока.
Диаметр электрода выбирается в зависимости от толщины свариваемого металла, количества слоев шва и положения шва в пространстве. Марка электрода подбирается в зависимости от марки свариваемого металла.
Ручная сварка имеет низкую производительность, а качество сварных соединений зависит от квалификации сварщика.
Автоматическая и полуавтоматическая сварка под слоем флюса применяется для сварных соединений при нижнем положении шва.
Глубина провара и ширина шва зависят от силы тока и напряжения дуги.
При автоматической сварке применяется электродная проволока диаметром от 1,8 до 6 мм, ток от 150 до 1500 А и напряжение дуги 26–46 В. С увеличением скорости сварки уменьшаются глубина провара и ширина шва.
Состав флюса влияет на ширину и глубину шва, а также на чистоту его поверхности. Введение флюса при автоматической и полуавтоматической сварке улучшает качество сварного соединения за счет надежной защиты шва от воздействия кислорода и азота окружающего воздуха, способствует однородности химического состава металла шва, улучшению формы шва, сохранению постоянства его размеров и ликвидации непроваров.
По назначению флюсы разделяют на три основные группы: для сварки углеродистых сталей; для сварки легированных сталей; для сварки цветных металлов и сплавов.
Наиболее широкое применение при автоматической сварке и наплавке углеродистых и низколегированных сталей получили высококремнистые марганцовистые плавленые флюсы марок АН-348-А и ОСЦ-45.
При автоматической и полуавтоматической сварке производительность процесса повышается в 3 – 6 раз по сравнению с ручной дуговой сваркой обмазанными электродами. Уменьшается также расход электроэнергии и электродного металла за счет уменьшения его доли в металле шва с 70% при сварке покрытым электродом до 35% при сварке под флюсом; за счет уменьшения потерь на угар, разбрызгивание и огарки.
Вибродуговая наплавка является наиболее производительным способом наращивания поверхности деталей при восстановлении. При вибродуговой наплавке детали меньше нагреваются, меньше деформируются, чем при электродуговой наплавке.
Сущность вибродуговой наплавки состоит в том, что восстанавливаемую деталь закрепляют в центрах токарного станка, приспособленного для этих целей. Отрицательный полюс генератора постоянного тока соединяют с ремонтируемой деталью, положительный полюс – с электродом.
При включении генератора между деталью и электродом образуется дуга, под действием которой плавится основной металл и металл электрода. Во время наплавки деталь вращается с заданной скоростью, а электродная проволока по мере расплавления непрерывно подается к восстанавливаемой поверхности. В процессе наплавки электрод вибрирует с частотой 50 – 100 колебаний в секунду, что достигается с помощью вибратора.
Вибродуговой наплавкой восстанавливают наружные поверхности шеек валов, втулок, шпоночных и шлицевых соединений.
Контактная сварка металлов производится за счет тепла, выделяемого при прохождении электрического тока в месте контакта свариваемых деталей, которые в процессе сварки сжимаются и выдерживаются под усилием сжатия до образования сварного соединения.
Этот вид сварки один из самых производительных.
Существует несколько видов контактной сварки: стыковая, точечная, роликовая, рельефная.
Стыковая сварка применяется для соединения элементов сплошного сечения толщиной до 20 мм и труб диаметром до 25 мм.
Точечная сварка применяется для одностороннего или двустороннего соединения внахлестку или с отбортовкой тонколистовых деталей толщиной до 5 мм.
Роликовая сварка внахлестку и с отбортовкой применяется для получения плотных и прочных швов в изделиях из малоуглеродистых и нержавеющих сталей.
Газовая (кислородно-ацетиленовая) сварка производится с помощью сварочной горелки, к которой подводятся кислород, ацетилен или пропан-бутановая смесь. Этот способ применяют при получении изделий из легких сплавов и конструкционных сталей всех марок.
Для повышения плавкости свариваемого металла и защиты его по-верхности от окисления присадочную проволоку обмазывают различными флюсами.
Пламя горящих газов имеет температуру 3100−3300°С и очень трудно избежать перегрева и прожога свариваемого металла, поэтому сварку газовой горелкой могут выполнять только сварщики высокой квалификации.
Преимущества газовой сварки – простота оборудования и инструмента, возможность сваривания деталей различной толщины и выполнения сварочных работ при различных внешних условиях, а также независимость от источников электроэнергии.
К недостаткам газовой сварки следует отнести малую производительность, большие деформации изделия и необходимость в высококвалифицированных сварщиках.
Источник
Учебник для вузов железнодорожного транспорта направление образования 5 521 100 «Наземные транспортные системы»
|
| 1. /UchTRV.doc 2. /info.txt | Учебник для вузов железнодорожного транспорта направление образования 5 521 100 «Наземные транспортные системы» |
Глава 2. СПОСОБЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИЗНОШЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ ВАГОНОВ
2.1. Восстановление деталей сваркой и наплавкой
В вагоноремонтном производстве для восстановления полной работоспособности изношенных деталей используются различные технологические способы. При выборе способа восстановления наряду с техническими возможностями предприятия необходимо учитывать экономические факторы. Деталь целесообразно восстанавливать только тем способом, при котором обеспечивается ее надежная работа до очередного ремонта вагона, а стоимость восстановления будет ниже стоимости новой детали.
Наиболее распространенным способом восстановления деталей является сварка и наплавка.
Cваркой называется процесс получения неразъемного соединения металлических изделий местным оплавлением или пластическим деформированием. Сварка при ремонте металлических деталей вагонов используется для заварки трещин, приварки накладок, наплавки поверхности.
Наплавка является разновидностью сварки и заключается в том, что на поверхность детали наносят слой расплавленного металла для восстановления ее размеров и формы.
При ремонте вагонов применяют два способа сварки – электродуговую и газовую.
Для сварки и наплавки изношенных поверхностей деталей широко применяются ручная дуговая электросварка, автоматическая и полуавтоматическая под слоем флюса и в среде защитных газов, порошковыми проволоками, вибродуговая в среде жидкости, плазменно-дуговая, сварка электрозаклепками и контактная сварка.
Ручная дуговая сварка выполняется в основном стальными электродами. Электроды, применяемые для сварки и наплавки, классифицируют по назначению, технологическим особенностям, типу покрытия и способу нанесения покрытия. Широко применяются стальные электроды из сварочной проволоки диаметром от 0,3 до 12 мм с толщиной обмазки 0,1 – 0,3 мм.
Режим дуговой сварки определяется диаметром и маркой электрода, величиной сварочного тока, положением шва в пространстве и полярностью тока в случае применения постоянного тока.
Диаметр электрода выбирается в зависимости от толщины свариваемого металла, количества слоев шва и положения шва в пространстве. Марка электрода подбирается в зависимости от марки свариваемого металла.
Ручная сварка имеет низкую производительность, а качество сварных соединений зависит от квалификации сварщика.
Автоматическая и полуавтоматическая сварка под слоем флюса применяется для сварных соединений при нижнем положении шва.
Глубина провара и ширина шва зависят от силы тока и напряжения дуги.
При автоматической сварке применяется электродная проволока диаметром от 1,8 до 6 мм, ток от 150 до 1500 А и напряжение дуги 26–46 В. С увеличением скорости сварки уменьшаются глубина провара и ширина шва.
Состав флюса влияет на ширину и глубину шва, а также на чистоту его поверхности. Введение флюса при автоматической и полуавтоматической сварке улучшает качество сварного соединения за счет надежной защиты шва от воздействия кислорода и азота окружающего воздуха, способствует однородности химического состава металла шва, улучшению формы шва, сохранению постоянства его размеров и ликвидации непроваров.
По назначению флюсы разделяют на три основные группы: для сварки углеродистых сталей; для сварки легированных сталей; для сварки цветных металлов и сплавов.
Наиболее широкое применение при автоматической сварке и наплавке углеродистых и низколегированных сталей получили высококремнистые марганцовистые плавленые флюсы марок АН-348-А и ОСЦ-45.
При автоматической и полуавтоматической сварке производительность процесса повышается в 3 – 6 раз по сравнению с ручной дуговой сваркой обмазанными электродами. Уменьшается также расход электроэнергии и электродного металла за счет уменьшения его доли в металле шва с 70% при сварке покрытым электродом до 35% при сварке под флюсом; за счет уменьшения потерь на угар, разбрызгивание и огарки.
Вибродуговая наплавка является наиболее производительным способом наращивания поверхности деталей при восстановлении. При вибродуговой наплавке детали меньше нагреваются, меньше деформируются, чем при электродуговой наплавке.
Сущность вибродуговой наплавки состоит в том, что восстанавливаемую деталь закрепляют в центрах токарного станка, приспособленного для этих целей. Отрицательный полюс генератора постоянного тока соединяют с ремонтируемой деталью, положительный полюс – с электродом.
При включении генератора между деталью и электродом образуется дуга, под действием которой плавится основной металл и металл электрода. Во время наплавки деталь вращается с заданной скоростью, а электродная проволока по мере расплавления непрерывно подается к восстанавливаемой поверхности. В процессе наплавки электрод вибрирует с частотой 50 – 100 колебаний в секунду, что достигается с помощью вибратора.
Вибродуговой наплавкой восстанавливают наружные поверхности шеек валов, втулок, шпоночных и шлицевых соединений.
Контактная сварка металлов производится за счет тепла, выделяемого при прохождении электрического тока в месте контакта свариваемых деталей, которые в процессе сварки сжимаются и выдерживаются под усилием сжатия до образования сварного соединения.
Этот вид сварки один из самых производительных.
Существует несколько видов контактной сварки: стыковая, точечная, роликовая, рельефная.
Стыковая сварка применяется для соединения элементов сплошного сечения толщиной до 20 мм и труб диаметром до 25 мм.
Точечная сварка применяется для одностороннего или двустороннего соединения внахлестку или с отбортовкой тонколистовых деталей толщиной до 5 мм.
Роликовая сварка внахлестку и с отбортовкой применяется для получения плотных и прочных швов в изделиях из малоуглеродистых и нержавеющих сталей.
Газовая (кислородно-ацетиленовая) сварка производится с помощью сварочной горелки, к которой подводятся кислород, ацетилен или пропан-бутановая смесь. Этот способ применяют при получении изделий из легких сплавов и конструкционных сталей всех марок.
Для повышения плавкости свариваемого металла и защиты его поверхности от окисления присадочную проволоку
обмазывают различными флюсами.
Пламя горящих газов имеет температуру 3100−3300°С и очень трудно избежать перегрева и прожога свариваемого металла, поэтому сварку газовой горелкой могут выполнять только сварщики высокой квалификации.
Преимущества газовой сварки – простота оборудования и инструмента, возможность сваривания деталей различной толщины и выполнения сварочных работ при различных внешних условиях, а также независимость от источников электроэнергии.
К недостаткам газовой сварки следует отнести малую производительность, большие деформации изделия и необходимость в высококвалифицированных сварщиках.
Источник
Классификация методов и способов восстановления деталей подвижного состава
Восстановление детали — комплекс технологических операций по устранению дефектов детали, обеспечивающих возобновление ее работоспособности и геометрических параметров, установленных нормативно-технической документацией.
Дефект — каждое отдельное несоответствие продукции установленным требованиям.
Дефектная деталь — деталь, показатели качества которой имеют недопустимые отклонения от требований нормативно-технической документации по ремонту.
Устранить одни и те же дефекты возможно различными способами, например изношенные места могут быть отремонтированы хромированием, металлизацией, наплавкой, механической обработкой и другими способами, и наоборот, — один и тот же способ ремонта может быть применен для устранения разных дефектов. Например, сварка применима для восстановления изношенных участков детали, заварки трещин, наплавки резьбы и др.
Способы механической обработки:
— под новый размер (отличный от номинального): индивидуальный (подгонкой); ремонтный;
— под номинальный (первоначальный) размер: добавочными ремонтными деталями (ДР); заменой части детали; смещением осей обрабатываемых поверхностей в новое положение.
Способы слесарно-механической обработки припиловкой, притиркой, шабровкой, постановкой заплат, штифтовкой и склеиванием.
Способы ремонта деталей давлением: раздачей, осадкой, обжатием, вдавливанием, правкой и накаткой.
Наплавка и сварка (газовой, электродуговой при постоянном и переменном токе, автоматической под слоем флюса, электроимпульсной наплавкой и пайкой).
Металлизация (газовая, электрометаллизация высокочастотная плазменная).
Способы электролитического наращивания (хромированием, осталиванием, меднением, химическим никелированием).
Перезаливка антифрикционными сплавами (баббитом и свинцовистой бронзой).
Наиболее широкое применение при восстановлении деталей получили различные виды слесарно-механической обработки. К ним относятся собственно слесарная обработка, механическая обработка, связанная с подготовкой деталей к нанесению покрытий и обработкой после их нанесения, обработка деталей под ремонтный размер, постановка дополнительных ремонтных деталей.
Пластическое деформирование — как способ восстановления основан на использовании пластических свойств материала деталей. Этим способом восстанавливают не только размеры деталей, но также их форму и физико-механические свойства. В зависимости от конструкции деталей применяют такие виды пластической деформации, как осадку, раздачу, обжатие, вытяжку, накатку, правку и др.
Сварка и наплавка — являются самыми распространенными способа восстановления деталей. Сварку применяют при устранении механических повреждений на деталях(трещины, пробоины т. п.), а наплавку — для нанесения покрытий с целью компенсации износа рабочих поверхностей.
Пайка — авторемонтном производстве широко применяется при восстановлении герметичности в полых деталях, при устранении механических повреждений, а также как способ компенсации износа деталей.
Напыление — как способ восстановления деталей основано на нанесении распыленного металла на изношенные поверхности деталей. В зависимости от способа расплавления металла различают виды напыления: электродуговое, газопламенное, высокочастотное, плазменное, детонационное и ионноплазменное.
Восстановление деталей нанесением гальванических и химических покрытий —основано на осаждении металла на поверхности деталей из растворов солей гальваническим или химическим методом. Гальванические и химические процессы применяют при восстановлении изношенных поверхностей деталей, а также для защиты их от коррозии. В целях компенсации износа деталей наиболее часто применяют хромирование, железнение и химическое никелирование. Для защиты: деталей от коррозии применяют гальванические процессы: хромирование, никелирование, цинкование, кадмирование.
Классификация способов восстановления деталей.
Сваркой и наплавкой:
— ручной покрытыми электродами;
— в среде углекислого газа;
— неплавящимся электродом (вольфрамовым) в среде аргона;
— электроконтактной приваркой ленты (проволоки).
Источник
