Проект сварочно-наплавочного участка с разработкой технологического процесса восстановления блока цилиндров автомобиля ЗИЛ-130

штук

1.3 Выбор рационального способа восстановления детали

Восстановить работоспособность детали можно путем:

1.Заварка с предварительным нагревом детали.

Горячая сварка чугуна — процесс, который предусматривает нагрев детали (в печи или другими способами) до температуры 650-680 С. Темпер

атура детали во время сварки должна быть не ниже 500С. Такие температуры позволяют:

задержать охлаждение сварочной ванны, что способствует выравниванию состава металла ванны;

освободить свариваемую деталь от внутренних напряжений литейного и эксплуатационного характера;

предупредить появление сварочных напряжений и трещин.

Для деталей с большой жесткостью (блок цилиндров и другие корпусные детали) при сварке обязателен общий нагрев.

В процессе сварки происходят структурные преобразования с перераспределением внутренних напряжений (термическое воздействие). Металл, на который непосредственно действует сварочная дуга, плавится, образуя жидкую ванну, а тот, который соприкасается со сварочной ванной, нагревается вследствие теплоотдачи. В результате скорости нагрева и охлаждения отдельных участков зоны термического влияния при сварке неодинаковы. Металл сварочной ванны при охлаждении кристаллизуется (с большой скоростью) в тонкий слой первого участка зоны термического влияния. Происходит уменьшение объема за счет усадки на 1%. Этот слой первого участка связан с основным металлом детали и твердым металлом шва, что мешает нормальной усадке и приводит к возникновению напряжений растяжения и образованию трещин.

Усадка по время охлаждения сокращает длину валика (валик соединен с основным металлом), а основной металл детали растягивает его. Этот процесс является следствием образования поперечных трещин. Для предотвращения этого процесса необходимо:

обеспечить достаточную пластичность наплавленного шва (подобрать соответствующие присадочный материал, обмазку и режимы сварки);

проковывать швы во время кристаллизации;

равномерно нагревать и особенно охлаждать как шов, так и свариваемую деталь;

сварку выполнять на постоянном токе обратной полярности (« + » — электрод, «-» — деталь) и малой силы (25-30 А на 1 мм диаметра электрода);

наплавлять валики длиной 30-40 мм;

применять сварку отжигающими валиками и многослойным швом.

Если при сварке чугуна использовать электрод из низкоуглеродистой стали, то металл шва получится высокоуглеродистым (т. е. будет отличаться высокими хрупкостью и твердостью).

Чем меньше значение этого отношения, тем меньше в металл шва поступает расплавленного чугуна детали и тем ниже содержание в шве углерода. Например, если в чугуне около 3% углерода, то в металле шва в зависимости от Л, углерода будет 1,5-2,0% (в нижней части больше, чем в верхней). Снижают содержание углерода в наплавленном слое за счет уменьшения силы сварочного тока (глубины проплавления чугуна), подбора компонентов покрытия электрода и многослойности сварного шва.

Изменяя состав и толщину обмазки сварочной проволоки, скорость сварки и силу тока, можно получить стальной шов с разным содержанием углерода и разной твердости от закаленной высокоуглеродистой стали до мягкой отпущенной низкоуглеродистой.

Лучшие результаты при горячей сварке чугуна дает ацетилено-кислородное пламя с присадочным материалом из чугуна.

Горячая сварка чугуна предполагает необходимость применения специального нагревательного оборудования: термические и нагревательные печи, кожухи, термостаты и т. д. Поэтому этот способ сварки применяют только в тех случаях, когда необходимо получить наплавленный металл, близкий по структуре, прочности и износостойкости к основному металлу детали.

При сварке необходимо обязательно применять флюс, который выполняет следующие функции: растворяет образующиеся оксиды кремния и марганца, переводя их в шлак; окисляет и частично растворяет графитные включения чугуна, находящиеся на свариваемых поверхностях; образует микро-углубления, которые повышают свариваемость чугуна; предохраняет от окисления расплавленную ванну; увеличивает текучесть сварочных шлаков. В качестве флюса применяют техническую безводную буру (Na3B4O7). Бура в чистом виде для сварки не пригодна, так как высокая температура ее плавления вызывает образование в сварочной ванне густых шлаков, которые плохо всплывают на поверхность металла, в результате чего образуются шлаковые раковины. Применение в качестве флюса смеси из 50% переплавленной измельченной буры и 50% кальцинированной соды увеличивает текучесть шлаков и расплавленного металла в ванне, улучшает качество сварки. Лучшие результаты дает флюс ФСЧ-1 следующего состава (% по массе): буры — 23, кальцинированной соды — 27, азотнокислого натрия — 50.

Кромки трещины для сваривания готовят механическим способом или оплавлением металла газовой горелкой с избытком кислорода. Перед сваркой подогретые кромки и конец стержня покрывают слоем флюса. Пламя горелки должно быть строго нейтральным. В ванну расплавленного металла вводят присадочную проволоку с флюсом, подогретые перед этим до температуры плавления. Затем сварщик концом чугунной проволоки воздействует на кромки ванны, делая круговые движения.

Горячей сваркой ацетиленокислородным пламенем с присадкой чугуна рекомендуется восстанавливать блоки цилиндров двигателей и других корпусных деталей при наличии трещин на ребрах жесткости.

2.Газовая сварка чугуна цветными сплавами без подогрева детали.

Газовую сварку чугуна цветными сплавами без подогрева детали выполняют в сочетании с дуговой сваркой и широко применяют в ремонтном производстве для сварки трещин на обрабатываемых поверхностях корпусных деталей. Присадочный материал — латунь. Температура плавления латуни ниже температуры плавления чугуна (880-950 С), поэтому ее можно применить для сварки, не доводя чугун до плавления и не вызывая в нем особенных структурных изменений и внутренних напряжений. Использование этого процесса позволяет получить сварочные швы плотные, легко поддающиеся обработке.

При сварке трещин в чугунных деталях выполняют следующие операции:

снятие с кромок трещин фасок с углом разделки 70-80°;

грубая обработка фасок (желательно с образованием насечки);

очистка места сварки от грязи, масла и ржавчины; подогрев подготовленных к сварке мест пламенем газовой горелки до температуры 900-950 С;

нанесение на подогретую поверхность слоя флюса;

нагрев в пламени горелки конца латунной проволоки;

натирание латунной проволокой горячих кромок трещины (латунь должна покрывать фаски тонким слоем);

сварка трещины;

медленный отвод пламени горелки от детали;

покрытие шва листовым асбестом.

3. Холодная сварка чугуна.

При холодной сварке чугуна деталь не нагревают (возможен подогрев не выше 400С для снятия напряжения и предупреждения возникновения сварочных напряжений). Сварочная ванна имеет небольшой объем металла и быстро твердеет. Способ получил более широкое применение по сравнению с горячей сваркой из-за простоты выполнения.

 Скачать реферат