Инфоурок Другое Рабочие программыУрок. Презентация. Планирование. Сварочное производство.

Урок. Презентация. Планирование. Сварочное производство.

Скачать материал
библиотека
материалов

ЩИГРОВСКИЙ ФИЛИАЛ ОБЛАСТНОГО БЮДЖЕТНОГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ

«СОВЕТСКИЙ СОЦИАЛЬНО- АГРАРНЫЙ ТЕХНИКУМ

ИМЕНИ В.М.КЛЫКОВА»















Методические указания

по выполнению практических и лабораторных работ по

ПМ.03 Наплавка дефектов деталей и узлов машин, механизмов конструкций и отливок под механическую обработку и пробное давление




















2016 год




РАССМОТРЕНО:

на заседании предметно-цикловой

методической комиссии___________М.В.Чубарова_


Протокол №___ от «___»____________20___г.






УТВЕРЖДАЮ:

Зав. Учебной частью

______________ Е.П.Жирнова

«___»________________20___г.












Разработчики:

Гамов Иван Митрофанович – мастер производственного обучения

Прыгаев Владимир Леонидович – мастер производственного обучения

Писаревский Виктор Петрович - мастер производственного обучения







































1.Введение

Настоящие методические рекомендации служат руководством для студентов при выполнении лабораторных и практических работ. С их помощью обучающийся сможет самостоятельно справиться с выполнением заданий.

Лабораторно-практические работы составлены в соответствии с действующей программой профессионального модуля «Наплавка дефектов деталей и узлов машин, механизмов конструкций и отливок под механическую обработку и пробное давление» для студентов по профессии 15.01.05. Сварщик (электросварочные и газосварочные работы).

Работы проводятся по следующим междисциплинарным курсам профессионального модуля:

- МДК.03.01 Наплавка дефектов под механическую обработку и пробное давление

- МДК. 03.02 Технология дуговой наплавки

- МДК. 03.03 Технология газовой наплавки

- МДК. 03.04 Технология автоматического и механизированного наплавления

Цель практических работ:

Главная цель данных лабораторных и практических работ – практическое закрепление и углубление знаний, полученных на теоретических занятиях по ПМ. 03 «Наплавка дефектов деталей и узлов машин, механизмов конструкций и отливок под механическую обработку и пробное давление».

Для успешного выполнения лабораторно-практических работ обучающиеся обязаны ознакомиться с порядком их проведения и изучить соответствующие разделы теоретического курса, они должны четко представлять задачу, уметь проводить необходимые расчеты.

Каждая практическая работа включает в себя контрольные вопросы, направленные на практическое применение полученных знаний.

Задачи практических работ:

-формирование первоначальных умений работы со специальным оборудованием;

-подбор инструментов, инвентаря для выполнения работ;

-изучение правил безопасного использования оборудования и умение им пользоваться;

-формирование умений работы с нормативной и технологической документацией;

решение производственных ситуаций во время практической работы;

осуществлять контроль и качество выполненной работы.

Выполнение лабораторных и практических работ требует наличие сварочных мастерских. Необходимым условием является так же наличие технических средств обучения; персональных компьютеров и систем мультимедиа.













2. Содержание практических и лабораторных работ

Практические и лабораторные работы составляют важную часть профессиональной подготовки студентов. Они направлены на экспериментальное подтверждение теоретических положений и формирование практических навыков и умений.

В результате выполнения лабораторных работ обучающийся должен

уметь:

- выполнять наплавку твёрдыми сплавами простых деталей;

- выполнять наплавление твердыми сплавами с применением керамических флюсов в защитном газе деталей и узлов средней сложности;

- устранять дефекты в крупных чугунных и алюминиевых отливках под механическую обработку и пробное давление наплавкой;

- удалять наплавкой дефекты в узлах, механизмах и отливках различной сложности;

- выполнять наплавление нагретых баллонов и труб;

- наплавлять раковины и трещины в деталях, узлах и отливках различной сложности;

знать:

- способы наплавки;

- материалы, применяемые для наплавки;

- технологию наплавки твердыми сплавами;

- технику удаления наплавкой дефектов в деталях, узлах, механизмах и отливках различной сложности;

- режимы наплавки и принципы их выбора;

- технику газовой наплавки;

- технологические приёмы автоматического и механизированного наплавления дефектов деталей машин, механизмов и конструкций;

- технику устранения дефектов в обработанных деталях и узлах наплавкой газовой горелкой.


Правила выполнения лабораторных работ

Лабораторно-практические работы проводятся после изучения обучающимися соответствующих тем теоретического курса и закрепления пройденного материала.

Практические работы выполняются фронтально, когда обучающиеся выполняют одновременно одну и ту же работу.

Все работы выполняются в следующей последовательности: сначала обучающиеся знакомятся с общими сведениями, затем приступают к практической части работы, после этого составляют отчет и отвечают на контрольные вопросы.

Результаты расчетов, бракераж и составление отчета по лабораторной работе обучающиеся выполняют в часы, отведенные для лабораторных работ; расчеты и ответы на вопросы практических работ - на уроке. Отчет составляется в рабочей тетради. Отчет должен содержать номер и название работы, дату выполнения. Кроме того в отчете приводятся данные, которые обучающиеся получили на лабораторной или практической работе. Данные заносятся в таблицу. Текст, формулы в отчете выполняются одной пастой; рисунки, таблицы - карандашом с помощью чертежных принадлежностей. В заключение отчета обучающиеся, на основании полученных результатов, делают краткие выводы.

Полностью оформленный отчет предъявляется преподавателю. Для получения зачета необходимо предъявить правильно оформленный отчет с записями и ответами на контрольные вопросы.



Основными критериями оценки лабораторных и практических работ являются:

1. Выполнение работы в полном объеме и в отведенное время.

2. Аккуратность и соблюдение режима.

3. Умение пользоваться всем инвентарем и оборудованием, используемым при проведении работы.

4. Самостоятельность и активность при выполнении работы.

5. Техническая грамотность в оформлении работы.

6. Правильные ответы на контрольные вопросы.

Одно из основных условий оценки работы обучающимися - соблюдение правил техники безопасности.

Во избежание несчастных случаев обучающиеся допускаются к выполнению лабораторных работ только после проведения преподавателем инструктажа по технике безопасности.

Инструктаж должен носить как общий для всех работ характер, так и конкретный, для каждой работы в отдельности. Каждый обучающийся после инструктажа расписывается в специальном журнале, что с правилами техники безопасности ознакомлен и обязуется их выполнять. В дальнейшем, на протяжении всего цикла лабораторных работ, обучающиеся должны строго следить за выполнением всех мероприятий, обеспечивающих безопасность работ с различными инструментами, инвентарем и оборудованием.

Ниже приведены основные правила техники безопасности при выполнении лабораторных работ:

1. Прежде, чем приступить к работе, следует внимательно ознакомиться с заданием, необходимым для его выполнения оборудованием, инструментами, инвентарем и порядком выполнения работы.

2. Не приступать к выполнению работы без разрешения преподавателя.

3. Быть внимательным и дисциплинированным, точно выполнять указания преподавателя во время выполнения работы.

4. Нельзя переносить оборудование, загромождать свое рабочее место оборудованием, не относящимся к выполняемой работе, так как это может стать причиной несчастного случая.

5.Следить за исправностью всех креплений в оборудовании.

6.После окончания работы обязательно привести в порядок своё рабочее место и только после этого (с разрешения преподавателя) можно выйти из кабинета.


Методическое обеспечение

Основные источники:

  1. Электрическая дуговая сварка: учеб. пособие для нач. проф. образования / В.С. Виноградов. – М.: Издательский центр «Академия», 2007

  2. Сварочные работы: Учеб. для нач. проф. образования. – М.: ПрофОбрИздат, 2001

  3. Николаев А.А., Герасименко А.И. ЭЛЕКТРОГАЗОСВАРЩИК: Учебное пособие для профессионально-технических училищ. – Ростов н/Д: издательство «Феникс», 2002

  4. Покровский Б.С. и др. Слесарное дело: учебное пособие. – М., АСАDEMIA, 2002

  5. Сварка и резка материалов: Учебное пособие для нач. проф. Образования / М.Д. Банов, Ю.В. Казаков, М.Г. Козулин и др.; Под ред. Ю.В. Казакова.-3-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2003



Лабораторная работа №1

Тема: «Производительность труда при наплавке различными способами»

Цель работы: рассмотреть влияние различных способов наплавки на производительность труда.

Порядок выполнения работы

Различные способы наплавки и их влияние на производительность

Наплавкой называют процесс наплавления на поверхности изделия слоя металла для изменения размеров или придания специальных свойств (твердости, антикоррозионности, износоустойчивости и т. д.). Наплавка может выполняться металлическими штучными: электродами, стальной наплавочной проволокой (лентой) и твердыми сплавами.

В настоящее время в промышленности используется большое количество различных способов наплавки.

Ручная дуговая наплавка. Наплавка выполняется металлическими плавящимися одиночными электродами, пучком электродов, лежачими пластинчатыми электродами, трубчатыми электродами, дугой прямого и косвенного действия и трехфазной дугой.

Наплавку электродами можно выполнять во всех пространственных положениях. Она выполняется путем последовательного наложения валиков, наплавляемых при расплавлении электрода, на поверхность изделия. Наплавляемая поверхность при этом должна быть чистой (зачищена до металлического блеска). Поверхность каждого наложенного валика и место для наложения следующего валика также тщательно зачищают от шлака, окалины и брызг.
hello_html_34e25074.png
Дуговая наплавка под флюсом. По способу выполнения может быть автоматической или полуавтоматической, а по количеству применяемых проволок — одноэлектродной и многоэлектродной. Применяемые для наплавки под флюсом наплавочные проволоки по конструкции разделяют на сплошные и порошковые, а по форме — на круглые и ленточные

Дуговая наплавка в защитных газах вольфрамовым (неплавящимся) и проволочным металлическим (плавящимся) электродом. Для защиты дуги используют аргон, азот, водород и углекислый газ.

Производительность труда при наплавке оценивают весом; или площадью (размерами) наплавленного металла.

hello_html_34e25074.pngВибродуговая наплавка. Эта наплавка является разновидностью электрической дуговой наплавки металлическим электродом и выполняется путем вибрации электрода. Амплитуда вибрации находится в пределах от 0,75 до 1,0 диаметра электродной проволоки.

Электрошлаковая наплавка. Отличительной особенностью этого способа наплавки является высокая производительность, при которой могут быть достигнуты не только десятки, но и сотни килограмм наплавленного металла в час. Наплавка производится с принудительным, формированием металла за один проход. Электроды применяются практически любого сечения: прутки, пластины и т. п. Глубину проплавления основного металла можно регулировать в широких пределах.

hello_html_34e25074.pngНаплавка открытой дугой. Для этой цели применяют порошковую проволоку с внутренней защитой, которая позволяет расширить область применения механизированной износостойкой наплавки. При наплавке этой проволокой применение флюса или защитного газа не требуется, поэтому способ отличается простотой и маневренностью и создается возможность восстановления деталей сложной формы, глубоких внутренних поверхностей, деталей малых диаметров и пр. В настоящее время имеются различные конструкции аппаратуры, а также разработана технология упрочнения деталей широкой номенклатуры. Расход проволоки составляет 1,15 — 1,35 кг на 1 кг наплавленного металла. Производительность при полуавтоматической наплавке повышается в 2 — 3 раза по сравнению с наплавкой штучными электродами.

hello_html_34e25074.pngПлазменная наплавка. При плазменной наплавке источником тепла является высокотемпературная сжатая дуга, получаемая в специальных горелках. Большое применение получили плазменные горелки с дугой прямого действия, горящей между неплавящимся вольфрамовым электродом и наплавляемым изделием. Иногда применяют горелки комбинированного типа, в которых от одного электрода одновременно горит две дуги — прямого и косвенного действия.

hello_html_34e25074.pngПрисадочным материалом при этом способе наплавки служит проволока, лента, порошок и пр. Практический интерес представляет прежде всего наплавка с присадкой мелкозернистого порошка. В этом случае применяется плазменная горелка комбинированного типа. Порошок при помощи транспортирующего газа подается из питателя в горелку и там вдувается в дугу. За время пребывания в дуге большая часть порошка успевает расплавиться, так что на наплавляемую поверхность попадают уже капельки жидкого присадочного материала.

Производительность при электродуговой наплавке


Несмотря на низкую производительность ручная электродуговая наплавка является наиболее распространенным методом наплавки. Для ручной дуговой наплавки поверхностей отечественной промышленностью выпускается большое разнообразие металлических электродов, дающих возможность получить наплавленные слои, обладающие различными свойствами и необходимого химического состава. Широкое применение для наплавки находит метод электродуговой наплавки под флюсом. Наплавка под флюсом может производиться как полностью механизированным (автоматическим), так и полуавтоматическим способами. Преимуществами автоматической наплавки под флюсом является следующее.

Высокая производительность труда, которая достигается главным образом за счет использования большой плотности тока и исключения потерь рабочего времени на смену электродов. Меньший расход материалов вследствие почти полного отсутствия потерь на угар и разбрызгивание, отсутствия потерь на огарки электродов, меньшего окисления и испарения легирующих элементов, снижения припусков на механическую обработку.

Высокое качество наплавленного металла, которое обеспечивается улучшением формирования наплавленных валиков, большей равномерностью наплавленного металла по химическому составу и механическим свойствам, меньшей зависимостью качества наплавки от квалификации рабочих.

Улучшение свойств наплавленного слоя связано в первую очередь с введением в наплавляемый металл легирующих элементов (углерода, хрома, марганца, ванадия, вольфрама и др.). Введение легирующих элементов в металл при наплавке под флюсом возможно несколькими способами: через электродную проволоку, путем использования специальных легированных флюсов, за счет материалов, наносимых на деталь перед движущейся дугой (порошка, пасты и т. д.).


Задание

1. Проведите сравнительный анализ производительности процесса ручной дуговой и механизированной наплавки толстостенных деталей.

2.Предложите наиболее производительный способ автоматической наплавки крупных деталей

Оформите отчёт о проделанной работе


Практическая работа №1

Тема: «Условия работы изделий и рекомендуемый состав сплава для наплавки»

Цель работы: познакомиться с рекомендуемым составом сплава для наплавки

Порядок выполнения работы

Материалы для наплавки

Порошковый электрод представляет собой стержень из порошковой проволоки, имеющий толстое основное покрытие. На свойства и состав наплавленного металла влияют изменения состава порошкового наполнителя. Порошковые электроды более производительные, чем стержневые. Они имеют коэффициент наплавки 11— 12 г/(А-ч).

Под коэффициентом усвоения понимают отношение содержания легирующего элемента в наплавленном металле к содержанию того же элемента в наплавляемом материале. При наплавке порошковым электродом коэффициент усвоения для марганца 0,8, а для углерода 0,9.

При наплавке порошковым электродом создается защита легирующих элементов за счет относительно более быстрого плавления наполнителя по сравнению со скоростью плавления оболочки электрода.

Наплавку высоколегированных сталей рекомендуется вести под низколегированными флюсами ФЦЛ-2 и АН-20, под бескислородными флюсами БКФ-1, БКФ-2 и под флюсами 48-ОФ-7 и АН-70. Коэффициент плавления ленточного электрода на 20—30 % выше той же характеристики обычного электрода.

Холоднокатаную ленту выпускают шириной 20—100 мм и толщиной 0,4—1 мм. Используя порошковую ленту, можно в широких пределах изменять химический состав наплавленного металла за счет изменения состава шихты ленты.

Сплавы, применяемые для дуговой наплавки, можно подразделить на литые (сормайт) порошкообразные или зернистые (вокар); плавленые карбиды и спеченные (карбиды вольфрама и титана). Для ручной и механизированной наплавки выпускают большое количество различных наплавочных материалов (проволок, лент, электродов, флюсов и др.) различных химических составов и свойств. При выборе наплавляемого металла учитывают химический состав металла наплавляемой детали, условия работы, характер и вид нагрузки, износ, требуемую износостойкость.

Особое внимание при наплавке под флюсом уделяют свойствам флюсов: способствуют ли они формированию наплавленного металла, стабильности горения дуги, какой склонностью обладают к образованию пор в наплавленном металле, какие содержат легирующие элементы и др.


Марки сплавов

1. В зависимости от химического состава порошки из сплавов для наплавки изготовляют следующих марок: ПГ-С27 (тип ПН-У40Х28Н2С2ВМ), ПГ-УС25 (тип ПН-У50Х38Н), ПГ-ФБХ6-2 (тип ПН-У45Х35ГСР), ПГ-АН1 (тип ПН-У25Х30СР), ПГ-СР2 (тип ПН-ХН80С2Р2), ПГ-СР3 (тип ПН-ХН80С3Р3), ПГ-СР4 (тип ПН-ХН80С4Р4).

 2. В зависимости от гранулометрического состава порошки из сплавов для наплавки изготовляют следующих классов: крупный (К), средний (С), мелкий (М) и очень мелкий (ОМ).

3. В условном обозначении порошков из сплавов для наплавки сначала указывают марку по химическому составу, затем класс по гранулометрическому составу.
     

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПОРОШКОВ ИЗ СПЛАВОВ ДЛЯ НАПЛАВКИ    
     

Марки

Типы

Применение

ПГ-С27

ПН-У40Х28Н2С2ВМ

Для наплавки деталей металлургического и энергетического оборудования, сельскохозяйственных машин и т.п, работающих в условиях абразивного изнашивания при температуре до 500 °С с умеренными ударными нагрузками

ПГ-УС25

ПН-У50Х38Н

Для наплавки деталей сельскохозяйственных машин и т.п, работающих в условиях интенсивного абразивного изнашивания без ударов

ПГ-ФБХ6-2

ПН-У45Х35ГСР

Для наплавки деталей угледобывающего и торфоперерабатывающего оборудования, работающих в условиях абразивного изнашивания

ПГ-АН1

ПН-У25Х30СР

Для наплавки деталей металлургического оборудования, сельскохозяйственных и строительных машин и т.п, работающих в условиях абразивного изнашивания с умеренными ударами

ПГ-СР2

ПГ-СР3

ПН-ХН80С2Р2

ПН-ХН80С3Р3

Для наплавки и напыления деталей уплотнительных поверхностей арматуры тепловых и атомных электростанций, подвергающихся изнашиванию при нагреве до 600 °С и воздействию агрессивных сред

ПГ-СР4

ПН-ХН80С4Р4

Для наплавки и напыления деталей, подвергающихся интенсивному изнашиванию при температурах до 600 °С и воздействию агрессивных сред


Задание

Предложите марку и тип порошков для наплавки для предложенной вам детали

















Лабораторная работа №2

Тема: «Схема подготовки деталей к наплавке»

Цель работы: рассмотреть схему подготовки деталей к наплавке

Порядок выполнения работы

Подготовка деталей к наплавке

Процесс сварки и наплавки металла состоит из трех этапов: подготовки деталей, сварки (наплавки), зачистки.

Если поверхности, подлежащие сварке или наплавке, загрязнены или покрыты ржавчиной, в наплавленном металле будут образовываться шлаковые включения, непровар, трещины. Газовые поры появляются в наплавленном металле, если поверхность покрыта маслом или влагой. Эти дефекты значительно ухудшают качество сварки (наплавки) или приводят к браку. Поэтому все детали, поступающие на сварку или наплавку, тщательно очищают от грязи, ржавчины и других загрязнений.

hello_html_m528c2bbc.png

Рис. 47. Сварка трехфазной дугой: а — схема процесса; б — заварка трещин

Затем детали обезжиривают в горячих растворах, моют в горячей воде и сушат. Наплавляемую или свариваемую поверхность желательно очистить до металлического блеска пескоструйной обработкой, стальными щетками, абразивными кругами или резцом. Если поверхности отверстий или валов имеют неравномерный износ, превышающий 0,5 мм на сторону, то такие поверхности протачивают резцом. Это связано с тем, что рабочая поверхность детали с небольшим износом, если ее предварительно механически не обработать, после наплавки может оказаться в переходном слое, который имеет пониженные механические свойства. Изношенные или поврежденные резьбы (внутренние и наружные) перед наплавкой необходимо срезать для того, чтобы в углубления старой резьбы не попадал шлак, так как загрязнения между гребнями резьбы трудно очистить. В противном случае при наплавке могут образовываться шлаковые включения или поры, снижающие качество наплавленного металла.

Имеющиеся на наплавленной поверхности отверстия, шпоночные пазы и канавки заделывают медными графитовыми вставками, которые после наплавки удаляют. Трещины подготавливают к сварке путем разделки кромок при помощи шлифовального круга на гибком валу. Для этого может быть использовано зубило. При толщине стенок детали до 5 мм разделку можно не делать, а ограничиться зачисткой, прилегающей к трещине поверхности шириной 15—20 мм с каждой стороны. При большой толщине стенок (до 12 мм) трещины разделывают V-образно. Если толщина стенок свариваемой детали более 12 мм, трещину разделывают с двух сторон Х-образно. Концы трещин рекомендуется засверливать, чтобы при сварке они не распространялись дальше.

Задание Подготовьте предложенную деталь к наплавке; сделайте отчёт о проделанной работе

Практическая работа №2

Тема: «Порядок наложения валиков при наплавке на различные формы деталей»


Цель работы: познакомить учащихся с порядком наложения валиков при наплавке на различные формы деталей

Порядок выполнения работы

Способы наплавки и порядок наложения валиков

Валы и оси, имеющие цилиндрическую или коническую форму, наплавляются двумя способами:

первый способ - валики накладываются вдоль оси (продольная наплавка);

второй способ - валики накладываются по окружности (круговая наплавка).

Шейки валов малых диаметров и значительной длины рекомендуется наплавлять по первому способу. На очищенную поверхность шейки наплавляется валик. После этого деталь поворачивают на 180° и на противоположной стороне наплавляется второй валик. Далее, повернув деталь на 90°, наплавляется третий валик, а через 180° четвертый валик.

Затем наплавляется пятый валик, перекрывающий первый, причем перед наложением последующих валиков предыдущие должны быть тщательно очищены от шлака.

При наплавке по окружности деталь должна поворачиваться вокруг своей оси в течение всего процесса наплавки. Для наплавки по этому способу обычно требуется применение приспособлений. При восстановлении деталей, работающих при знакопеременных нагрузках, в целях предотвращения образования трещин на начальных участках наплавляемой поверхности первый валик наплавляют на расстоянии от торца детали, равном ширине валика, а затем ведут наплавку с торца детали, переплавляя при этом первый валик. Исследованиями установлено, что второй способ наплавки снижает предел усталостной прочности в меньшей степени, чем первый способ.

Наплавку металла на торцы валов и торцевые поверхности следует начинать от центра и накладывать валики концентрично. Точно так же наплавляются сферические и выпуклые поверхности.


Задание

1. Спрогнозируйте влияние на качество наплавки несоблюдение техники наложения валиков при наплавке деталей цилиндрической формы продольными швами.















Практическая работа №3

Тема: «Выбор технологии наплавки для деталей различного назначения»


Цель работы: рассмотреть правила выбора технологии наплавки для деталей различного назначения

Порядок выполнения работы

Выбор технологии наплавки для деталей различного назначения

В ремонт­ном производстве существует большое число способов и средств восстановления изношенных деталей. Одни и те же дефекты можно устранять несколькими способами.

На выбор рационального способа влияют материал детали, ее из­нос, характер нагружения, стоимость восстановления и т .д. Методика выбора зависит от последовательного применения критериев:

технологический, который дает возможность использовать различные способы восстановления определенной поверхности детали;

долговечности, характеризуемый коэффициентом долговечнос­ти;

технико-экономический, связывающий долговечность детали с экономикой ее восстановления.

Технологический критерий (критерий применимос­ти). Такой критерий учитывает, с одной стороны, особенности вос­становления определенной поверхности конкретной детали и, с другой — технологические возможности соответствующих спосо­бов. Он не оценивается количественно и относится к категории ка­чественных. Поэтому его используют интуитивно с учетом накоп­ленного опыта применения тех или иных способов.

Способы и технология наплавки

Дуговая наплавка под флюсом. Нагрев и расплавление металла, так же как при сварке, осуществляются теплом дуги, горящей между плавящимся электродом и основным металлом под слоем флюса. Наплавка под флюсом является одним из основных видов механизированной наплавки. Основными преимуществами являются непрерывность и высокая производительность процесса, незначительные потери электродного металла, отсутствие открытого излучения дуги. Отличительной особенностью наплавки под флюсом является хороший внешний вид наплавленного слоя (гладкая поверхность и плавный переход от одного наплавленного валика к другому). В процессе наплавки возможны четыре основных способа легирования наплавленного металла (рис. 1). 

hello_html_m6307ae90.jpg

Рис. 1. Способы легирования наплавленного металла:а - через сварочную проволоку, б - порошковую проволоку, в - керамический флюс, г - укладка легированной присадки.

 Дуговая наплавка в защитных газах.

Наплавку в защитных газах применяют в тех случаях, когда невозможны или затруднены подача флюса и удаление шлаковой корки. Преимуществами данного вида наплавки являются визуальное наблюдение за процессом и возможность его широкой механизации и автоматизации с использованием серийного сварочного оборудования. Ее применяют при наплавке деталей в различных пространственных положениях, внутренних поверхностей, глубоких отверстий, мелких деталей и сложных форм и т.п. Технология выполнения наплавки в защитных газах во многом сходна с технологией наплавки под флюсом, отличие лишь в том, что вместо флюсовой применяют газовую защиту зоны сварки. С целью уменьшения разбрызгивания металла наплавка в защитном газе производится самой короткой дугой. Наплавку плоских поверхностей во избежание коробления деталей производят отдельными участками «вразброс». Цилиндрические детали можно наплавлять по винтовой линии как непрерывным валиком, так и с поперечными колебаниями электрода: Короткие участки могут наплавляться продольными валиками вдоль оси цилиндрической детали, но здесь возможно возникновение деформаций, которые в процессе наплавки следует уравновешивать. Для этого наплавка каждого последующего валика должна производиться с противоположной стороны по отношению к уже наплавленному.

Наплавка может производиться в углекислом газе, аргоне, гелии и азоте. Высоколегированные стали, а также сплавы на алюминиевой и магниевой основе наплавляются в аргоне или гелии. Наплавка меди и некоторых ее сплавов может производиться в азоте, который ведет себя по отношению к ней нейтрально. При наплавке углеродистых и легированных сталей используют более дешевый углекислый газ. Наплавка может производиться как плавящимся, так и неплавящимся электродами. Неплавящийся вольфрамовый электрод обычно применяют при наплавке в аргоне и гелии. Наибольшее распространение получила наплавка в углекислом газе плавящимся электродом на постоянном токе обратной полярности.

Недостатком способа является то, что в процессе наплавки в углекислом газе наблюдается сильное разбрызгивание жидкого металла, приводящее к налипанию брызг на мундштук и засорению сопла горелки. Кроме того, возможность сдувания газовой струи ветром затрудняет наплавку на открытом воздухе.


Дуговая наплавка порошковыми проволоками.

Наплавка порошковой проволокой с внутренней защитой основана на введении в сердечник проволоки кроме легирующих компонентов также шлакообразующих и газообразующих материалов. Применение флюсовой и газовой защиты при наплавке такой проволокой не требуется. Легирующие элементы порошковой проволоки переходят в шов, а газо- и шлакообразующие материалы создают защиту металла от азота и кислорода воздуха. В дуге тонкая пленка расплавленного шлака покрывает капли жидкого металла и изолирует их от воздуха. Разложение газообразующих материалов создает поток защитного газа. После затвердевания на поверхности наплавленного валика образуется тонкая шлаковая корка, которая может не удаляться при наложении последующих слоев. При наплавке используют различные самозащитные порошковые проволоки. Для получения слоев с особыми свойствами применяют специальные проволоки.

Одним из преимуществ этого способа является применение менее сложной аппаратуры по сравнению с аппаратурой, применяемой при наплавке под флюсом и защитном газе, а также возможность выполнять наплавочные работы на открытом воздухе; увеличивается производительность по сравнению с наплавкой под флюсом и в защитных газах, снижается себестоимость наплавляемого металла.

Плазменная наплавка и напыление.

Сущность этого метода заключается в том, что нагрев присадочного металла и основного осуществляется сжатой дугой или газовой плазмой, выделенной или совпадающей со столбом дуги. Механизм образования наплавленного слоя такой же, как и при других способах дуговой наплавки. Из наплавочных материалов при плазменной наплавке используют проволоку,  прутки и порошки. Схема плазменной наплавки с вдуванием порошка в дугу показана на рис. 2.

hello_html_m47dfd2dd.jpgРис. 2. Схема плазменной наплавки с вдуванием порошка в дугу

 Из защитных газов при плазменной наплавке применяют аргон, азот, углекислый газ, смеси аргона с гелием или азотом и др. Выбор защитного газа связан со степенью его воздействия на наплавляемый и основной металлы. В качестве плазмообразующего могут применяться аргон, гелий, углекислый газ, воздух и др. Для обеспечения стабильного протекания процесса наплавки необходимо применять неплавящиеся электроды из такого материала, который способен без разрушения выдерживать нагревание до высоких температур. Таким требованиям лучше всего отвечают электроды из чистого вольфрама или с присадками диоксида тория, оксидов лантана и иттрия. Преимущества этого вида наплавки - малая глубина проплавления основного металла, возможность наплавки тонких слоев, высокое качество и гладкая поверхность наплавленного металла.


Электрошлаковая наплавка.

При электрошлаковой наплавке для оплавления основного и присадочного металла служит шлаковая ванна, разогреваемая проходящим через нее электрическим током. Этот способ наплавки, как правило, сочетается с принудительным формированием наплавляемого слоя. Сущность процесса электрошлаковой наплавки (рис. 3) состоит в том, что в пространстве, образованном поверхностью наплавляемого изделия 1 и формирующим кристаллизатором 4, охлаждаемым водой, создается ванна расплавленного шлака 3, в которую подается электродная проволока 5. Ток, проходя между электродом и изделием, нагревает шлаковую ванну до температуры выше 2000°С, в результате чего электродный и основной металлы оплавляются, образуя металлическую ванну, при затвердевании которой формируется наплавленный слой 2.


 

hello_html_4ee50cad.jpgРис.3. Схема электрошлаковой наплавки на вертикальную поверхность

 Для осуществления процесса электрошлаковой наплавки различных поверхностей необходима достаточно глубокая шлаковая ванна, получение которой проще всего при вертикальном или наклонном расположении деталей. По сравнению с дуговой наплавкой это менее универсальный способ, но он весьма эффективен в тех случаях, когда на деталь необходимо наплавить слой металла большой толщины (более 14 - 16 мм). Благодаря применению большой силы тока и электродов большого сечения можно достичь высокой производительности - до 150 кг наплавленного металла в час.




Задание

1. Необходимо наплавить поверхностный слой S = 10 мм на вал диаметром Ǿ 300 мм, длиной L = 2000 мм. Обоснуйте выбор способа наплавки.

2. Сделайте сравнительный анализ способов наплавки деталей машин и инструментов в зависимости от из эксплуатационных требований.

3. Необходимо получить с помощью наплавки особые свойства наплавленного слоя детали. Предложите наиболее эффективные методы и соответственно технику наплавки.


Оформите отчёт















Практическая работа №4

Тема: «Выбор оборудования для ручной дуговой наплавки»

Цель работы: ознакомить учащихся с правилами выбора оборудования для ручной дуговой наплавки

Порядок выполнения работы

Выбор оборудования для ручной дуговой наплавки

Самым распространенным  способом наплавки является дуговая наплавка. Наплавка может выполняться без внешней защиты дуги, под флюсом и в среде защитных газов.

Наплавка без внешней защиты дуги и в среде защитных газов может быть ручной, механизированной и автоматической, а сварка под флюсом — механизированной и автоматической. Различаются эти способы лишь степенью механизации отдельных операций.

При ручной наплавке подача электрода в зону дуги и передвижение его вдоль свариваемого соединения производятся вручную. В качестве основного оборудования для ручной дуговой наплавки применяют рабочие места, инструмент и защитные приспособления. При механизированной наплавке механизирована только подача электрода, а перемещение его вдоль линии сварочного соединения и некоторые другие операции выполняются вручную. Наиболее распространенным способом механизированной сварки является сварка тонкой электродной проволокой диаметром 2 мм и менее, которая подается в зону сварки по гибкому шлангу. В качестве основного оборудования при механизированной дуговой сварке (наплавке) применяют шланговые полуавтоматы с различными горелками (держателями), а также специальные типы полуавтоматов, в которых используются дополнительные устройства, например ручные механизмы передвижения дуги, прижимные механизмы в случае сварки электрозаклепками и т. п. Полуавтоматы для дуговой сварки применяются как плавящимся, так и неплавящимся электродом.

При автоматической дуговой сварке (наплавке) такие процессы, как возбуждение дуги в начале сварки, поддержание дугового процесса, подача сварочных материалов в зону плавления и перемещение дуги вдоль линии сварного соединения путем перемещения сварочного инструмента или изделия, защита дуги и сварочной ванны от воздействия воздуха (по необходимости), колебательные движения электрода (по необходимости), прекращение процесса сварки, заварка кратера в конце шва, и другие выполняются механизмами без непосредственного участия человека по заданной программе. Сварочный аппарат, выполняющий эти функции, является сварочным автоматом [7, 26]. Основным оборудованием для автоматической дуговой сварки (наплавки) являются: сварочные автоматы, станки и установки. Автоматы для дуговой сварки имеют плавящиеся и неплавящиеся электроды как со свободным формированием шва, так и с принудительным.

Эффективность (повышение качества и производительности) технологических процессов сварки в большой мере зависит от технического уровня существующего и вновь создаваемого сварочного (наплавочного) оборудования: сварочных аппаратов, установок и станков (станов).

Определение "аппарат для дуговой сварки и наплавки" объединяет понятия "автомата" и "полуавтомата". Основной частью автомата для дуговой сварки является сварочная головка — устройство, осуществляющее подачу сварочной проволоки и поддержание заданного режима сварки. Подвесная сварочная головка (автомат) закреплена неподвижно, а самоходная перемещается механизмом по направляющим вдоль изделия. Трактор для дуговой сварки — это переносной сварочный автомат с самоходной тележкой, которая перемещает его вдоль свариваемого шва по поверхности изделия или переносному пути.

В состав сварочной установки, станка (стана) входят: сварочный аппарат, источник питания, аппаратура управления и регулирования процесса сварки, механизмы (устройства) для крепления и передвижения в заданном направлении сварочных аппаратов, для установки, крепления, перемещения и изменения ориентации свариваемого изделия, а также вспомогательное оборудование (флюсовые аппараты, скользящие токоподводы и др.). Четкое разграничение в определениях сварочной установки и сварочного станка отсутствует. Станком называют комплекс перечисленного оборудования, основные части которого объединены станиной. Станами обычно называют установки для сварки крупных изделий в массовом производстве (трубосварочные и картосварочные станы).

Механизация и автоматизация отдельных операций технологического процесса может быть частичной или полной. Механизированное производство — способ выполнения технологического процесса (операции) с помощью машин и механизмов, получающих энергию от специального источника. Управление машинами и механизмами, часть вспомогательных операций выполняются вручную. Комплексно-механизированное производство — способ выполнения технологического процесса по всему циклу машинами, механизмами, другим оборудованием. Основные и вспомогательные операции взаимосвязаны и обеспечивают заданный темп, производительность и осуществление в срок всего процесса. Управление частично выполняется вручную. Автоматизированное производство — способ выполнения технологического процесса, при котором основные и вспомогательные процессы, процессы управления и регулирования осуществляются машинами, механизмами автоматически, без участия человека, который только выполняет наладку и наблюдает за ходом процесса.

Комплексно-автоматизированное производство — способ выполнения производственного процесса, при котором все основные и вспомогательные операции, в том числе управление и регулирование осуществляются машинами, механизмами так, что заданная производительность и качество продукции достигаются без участия человека. Человек лишь наблюдает за работой специальных устройств или систем управления. Автоматическая (механизированная) поточная линия — ряд машин (автоматов, полуавтоматов), расположенных по технологическому циклу и соединенных транспортными устройствами. Следует отметить, что термины "автоматическая сварка" и соответственно "сварочный автомат" несколько условны и не отражают того, что сварочный автомат работает без участия человека, как это понимается в машиностроении. В то же время определение "сварочные станки-автоматы" соответствует принятому в машиностроении понятию "станок-автомат", которое обозначает агрегат, работающий по автоматическому циклу.Прогресс, достигнутый в области производства силовой производственной техники, микроэлектроники, новых электротехнических материалов, позволил разработать широкую номенклатуру современного электросварочного оборудования, отличающегося расширенными технологическими возможностями, повышенной надежностью и меньшими массой и размерами. Рост производительности и качества при сварочных работах достигается за счет применения сборочно-сварочных линий, оснащенных автоматами, сварочными роботами, инверторными источниками сварочного тока.


Задание

1. Проведите сравнительный анализ технологических свойств порошковой проволоки и проволоки сплошного сечения.





Практическая работа №5

Тема: «Выбор наплавочного материала»


Цель работы: ознакомить учащихся с порядком выбора наплавочного материала

Порядок выполнения работы

Выбор наплавочного материала

Наплавка - сложный металлургический процесс, требующий комплексного решения ряда сложных вопросов: выбор наплавочного материала, обеспечивающего необходимые свойства, соответствующие условиям эксплуатации; выбор способа и режимов наплавки.

Выбор наплавочных материалов определяется видом износа. В свою очередь, вид износа деталей зависит от условий работы машины, агрегата, узла: одни детали работают при значительном абразивном изнашивании, другие - при высоких температурах, третьи - при знакопеременных нагрузках в условиях сильных давлений, ударов. Выбор наплавочных материалов оптимального состава вызывает определенные трудности, поскольку наплавка слоев с заданными физико-механическими свойствами зависит от многих факторов: состава и формы наплавочного сплава, состава металлической основы детали, характера взаимодействия легирующих и других элементов, способа и режима наплавки и др.

Например, изменение грануляции порошковых сплавов сопровождается изменением интенсивности реакций окисления. Применяемые при наплавке различные газовые среды также по-разному влияют на протекание реакции в сварочной ванне.

Поскольку теоретически определить соотношение элементов в исходном наплавочном и наплавленном металле и характер их взаимодействия можно только ориентировочно, то выбор рациональных составов порошковых сплавов применительно к восстановлению конкретных деталей возможен путем проведения экспериментальных исследовании (металлографических, химических, физико-механических) и эксплуатационных испытаний.

Твердые сплавы особого класса - износостойкие металлические материалы, обладающие высокой твердостью и сохраняющие ее при высоких температурах в процессе работы. Для твердых сплавов характерно содержание большого количества карбидов и боридов, сцементированных соответствующей эвтектикой. Название «твердые сплавы» условное, поскольку большинство из них имеют твердость ниже твердости закаленных высокоуглеродистых сталей. Многие закаленные стали имеют твердость порядка HRC 56-60, но их износостойкость ниже, чем, например, у наплавленного слоя ПГ-С1, имеющего твердость HRC 45-50. Твердые порошковые сплавы - это, в первую очередь, износостойкие сплавы, предназначенные для нанесения покрытий на детали, работающие в условиях абразивного изнашивания, коррозии, эрозии при повышенных температурах. Однако ценность твердых порошковых сплавов не только в их использовании для увеличения срока службы деталей, подверженных различным видам абразивного изнашивания.

Твердые сплавы, как высоколегированные наплавочные материалы, открывают широкие возможности для разработки новых наплавочных сплавов путем создания композиций с другими наплавочными материалами. Применение таких сплавов оказалось весьма эффективным при других видах изнашивания и характера нагрузок, например, при знакопеременных нагрузках, где требуется не только высокая износостойкость, но и пластичность . Несмотря на разнообразный ассортимент наплавочных сплавов, выпускаемых отечественной промышленностью, обеспечить требуемый состав наплавленного металла часто не представляется возможным. Чтобы получать слои требуемого состава при плазменной наплавке с использованием порошковых твердых сплавов, а также выбирать рациональный состав путем их смешения в различных соотношениях с другими наплавочными материалами, следует знать свойства наплавочных порошковых сплавов, их склонность к образованию трещин, а также свойства легирующих и раскисляющих элементов, оказывающих влияние на состав и структуру наплавленных слоев.

Износостойкость наплавленных слоев определяется не только наличием в сплаве тех или иных карбидов, но и строением матрицы - основы сплава, которая может быть ферритной, аустенитной, мартенситной. Феррит имеет низкую твердость, и в силу этого в нем плохо удерживаются твердые карбидные частицы характеризующие износостойкость сплава. Мартенситная основа обладает наибольшей износостойкостью при абразивном изнашивании без ударных нагрузок. При ударных нагрузках из-за высокой хрупкости происходит выкрашивание карбидов, что ускоряет изнашивание.

При ударных нагрузках более высокую износостойкость обеспечивают аустенитная и аустенитно-мартенситная основы. Аустенит по сравнению с мартенситом менее износостойкий, но зато более вязкий и создает условия для прочного удержания внедренных карбидных частиц в своей основе. Но и в аустенитной матрице для получения сплавов с высокой износостойкостью количество карбидов должно быть в определенных пределах. Значительное увеличение их может уменьшить износостойкость сплава, так как карбиды начинают выкрашиваться, а не изнашиваться. При Ударно-абразивном изнашивании рекомендуется, чтобы количество карбидной фазы не превышало 25-30%.

В процессе работы соединения в покрытиях из высоколегированных и хромоникелевых сплавов в результате их пластической деформации и упрочнения происходит превращение аустенита в мартенсит, что повышает износостойкость поверхностных слоев и сопротивляемость к схватыванию [17].

Хромоникелевые сплавы содержат в своем составе присадки бора и кремния, которые снижают температуру плавления и придают сплавам способность самофлюсования. Эти сплавы имеют низкую температуру плавления (980-1080°С), хорошо смачивают поверхность наплавляемого изделия, обладают высокой износо- и жаростойкостью.

Сплавы на основе железа - это высокоуглеродистые, высокохромистые заэвтектические сплавы, обладающие высокой износостойкостью при истирании в абразивной среде. Температура плавления этих сплавов 1275-1350°С. Характерный недостаток сплавов - высокая хрупкость, приводящая к образованию трещин.


Задание

1. Подберите наплавочный материал для получения особых свойств наплавленного слоя шлака.

2. Составьте маршрутную карту технологического процесса наплавки в среде углекислого газа изношенной детали цилиндрической формы вала. Выберите наплавочный материал, оборудование, инструмент, технику наплавки.

hello_html_3f4efa5f.gif


Практическая работа №6

Тема: «Ориентировочные режимы дуговой наплавки порошкообразными смесями»


Цель работы: ознакомить учащихся с режимами дуговой наплавки порошкообразными смесями


Порядок выполнения работы

Режимы дуговой наплавки порошкообразными смесями 

Сущность ручной наплавки заключается в том, что теплом сварочной дуги плавится основной металл (металл наплавляемой детали) и присадочный материал (электродный стержень с покрытием), затем происходит кристаллизация расплавленного металла.
 При ручной дуговой наплавке плавящимся электродом режим наплавки зависит от толщины металла, подлежащего наплавке, размеров изделия, требований к качеству и внешнему виду и др.
Таблица1

Толщина стали, мм

Диаметр электрода,мм

1...2

2...3

3...5

3...5

4...10

4...5

12...24

6...7

30...60

6...7


Для наплавки обычно применяют ток следующей величины:

Диаметр электрода 3 мм  сила тока 80...110 А

Диаметр электрода 4 мм  сила тока 100...160 А

Диаметр электрода 5 мм  сила тока 140...220 А

Диаметр электрода 6 мм  сила тока 180...300 А

 Ручная наплавка может быть выполнена: угольными электродами, газовым пламенем, с применением литых прутков или с вдуванием порошков в среде защитных газов (неплавящимся электродом в среде аргона, плазменной дугой) и электродами с особыми свойствами.

 Наплавку ведут на постоянном или переменном токе. Примерные режимы  наплавки приведены в таблице 2,

Таблица2 Примерные режимы наплавки порошкообразных смесей угольным и графитовым электродами (постоянный ток прямая полярность)

Электрод

Диаметр электрода,мм

Сила сварочного тока, А

Напряжение дуги,В

Угольный

10

160...200

24...26

12

200...300

24...26

14

300...350

25...28

16

350...400

25...28

20

400...500

26...30

Графитовый

6

120...160

26

8

200...250

25

10

250...300

26

Наплавка порошкообразных наплавочных материалов может производиться угольной дугой на постоянном токе прямой полярности или током высокой частоты на очищенную от загрязнений поверхность. 

hello_html_m6c2a424.jpg Рис. 1. Наплавка порошкового материала угольной дугой

При наплавке угольной дугой (рис. 1) кромки детали подформовываются пластинами 1 из графита или меди; на наплавленную поверхность насыпается слой прокаленной буры 2 высотой 0,2 - 0,3 мм и слой порошкообразного материала 3, толщина которого после уплотнения должна быть в два раза больше высоты наплавки, которая обычно равна 2 - 3 мм. Затем дуга возбуждается на основном металле, переносится на порошкообразный материал, и при поступательно - зигзагообразном движении электрода по всей ширине наплавляемой полоски производится одновременное расплавление шихты и основного материала, который после охлаждения образует слой твердого сплава. При необходимости получения более высокой наплавки, наплавка ведется в несколько слоев.

Для уменьшения вероятности образования трещин и уменьшения остаточных деформаций детали сложной формы рекомендуется подогреть до 5000С. По окончании наплавки следует обеспечить медленное охлаждение деталей, для чего их помещают в горячий песок, покрывают асбестом и т. д.

При наплавке токами высокой частоты необходимая тепловая энергия в нагреваемом изделии получается за счет электромагнитного поля, создаваемого в индукторе, к которому подводится ток от высокочастотного генератора. Материал для наплавки подготавливается в виде пасты, брикета или смеси порошкообразного материала с флюсом, обычно бурой.


Задание

1. Составьте схему технологического процесса ручной дуговой наплавки штампа с указанием марки электродов, режима наплавки, режима термической обработки деталей до и после наплавки, оборудования.








Практическая работа №7

Тема: «Схемы наплавки на плоские, цилиндрические, конические, сферические и другие формы поверхности в один или несколько слоёв»


Цель работы: ознакомить учащихся с основными правилами наплавки на плоские, цилиндрические, конические, сферические формы поверхности в один или несколько слоёв


Порядок выполнения работы

Технология и способы наплавки.

Сущность процесса наплавки заключается в использовании теплоты для расплавления присадочного материала и его соединения с основным металлом детали.
Используя возможности дуговой наплавки, на поверхности детали можно получить наплавленный слой любой толщины, любого химического состава с разнообразными свойствами.

Наплавка может производиться на:

плоские;

цилиндрические;

конические;

сферические и другие формы поверхности в один или несколько слоев.

Толщина слоя наплавки может изменяться в широких пределах - от долей миллиметра до сантиметров. При наплавке поверхностных слоев с заданными свойствами, как правило, химический состав наплавленного металла существенно отличается от химического состава основного металла.

Поэтому при наплавке должен выполняться ряд технологических требований.

1. В первую очередь таким требованием является минимальное разбавление наплавленного слоя основным металлом, расплавляемым при наложении валиков. Поэтому в процессе наплавки необходимо получение наплавленного слоя с минимальным проплавлением основного металла, так как в противном случае возрастает доля основного металла в формировании наплавленного слоя. Это приводит к ненужному разбавлению наплавленного металла расплавляемым основным.

2. При наплавке необходимо обеспечение минимальной зоны термического влияния и минимальных напряжений и деформаций. Это требование обеспечивается за счет уменьшения глубины проплавления, регулированием параметров режима, погонной энергии, увеличением вылета электрода, применением широкой электродной ленты и другими технологическими приемами.
Технология наплавки различных поверхностей предусматривает ряд приемов нанесения наплавленного слоя:

ниточными валиками с перекрытием один другого на 0,3-0,4 их ширины;

широкими валиками, полученными за счет поперечных к направлению оси валика колебаний электрода, электродными лентами и др.

Расположение валиков с учетом их взаимного перекрытия характеризуется шагом наплавки (рис. 44).

hello_html_56338be4.jpg Рис. 44. Схема наплавки слоев: В, hн, hпр - соответственно ширина валика, высота наплавки, глубина проплавления; Sн - шаг наплавки


Наплавку криволинейных поверхностей тел вращения выполняют тремя способами:

hello_html_6b5e87b5.jpgРис. Наплавка тел вращения:
а - по образующей; б - по окружности; в - по винтовой линии


Наплавку по образующей выполняют отдельными валиками так же, как при наплавке плоских поверхностей.

Наплавка по окружности также выполняется отдельными валиками до полного замыкания начального и конечного участков со смещением их на определенный шаг вдоль образующей.

При винтовой наплавке деталь вращают непрерывно, при этом источник нагрева перемещается вдоль тела со скоростью, при которой одному обороту детали соответствует смещение источника нагрева, равное шагу наплавки.
При наплавке тел вращения необходимо учитывать возможность стекания расплавленного металла в направлении вращения детали. В этом случае источник нагрева смещают в сторону, противоположную направлению вращении (рис. 46).

hello_html_56ff356e.jpgРис. 46. Смещение электрода при наплавке тел вращения:
а - наклонно расположенным электродом; б - с вертикальным расположением электрода


Выбирая способ наплавки, вначале оценивают возможность его применения в данном конкретном случае, затем определяют возможность обеспечения технических требований, предъявляемых к наплавленному материалу, и, наконец, оценивают экономическую эффективность наплавки.


Задание

1. Опишите технологию многодуговой наплавки крупногабаритных деталей цилиндрической формы с указанием наплавочного материала, параметров режима наплавки, оборудования, преимущества перед однодуговой наплавкой.

hello_html_49a5fb41.gif












Практическая работа №8

Тема: «Схема плазменной наплавки дугой прямого и косвенного действия»


Цель работы: ознакомить учащихся со схемой плазменной наплавки дугой прямого и косвенного действия


Порядок выполнения работы

Сущность плазменных способов наплавки и их применение.

При упрочнении и восстановлении деталей в зависимости от их формы, условий работы применяют несколько разновидностей плазменной наплавки, отличающихся типом присадочного материала, способом его подачи на изношенную поверхность и электрической схемой подключения. При плазменной наплавке по отношению к наплавляемой детали применяют два вида сжатой дуги: прямого и косвенного действия. В обоих случаях зажигание дуги плазмотрона и осуществление процесса наплавки выполняют комбинированным способом, т. е. вначале между анодом и катодом плазмотрона с помощью осциллятора возбуждают сжатую дугу косвенного действия.

Метод косвенной дуги заключается в том, что между дежурной дугой и токоведущей проволокой образуется прямая дуга, продолжение которой является косвенной (независимой) дугой по отношению к электрически нейтральной детали. По этой схеме вместе с токоведущей проволокой (прутком, лентой) на наплавляемую поверхность можно одновременно подавать и порошок.

Плазменную наплавку можно выполнять одиночными валиками (при наплавке цилиндрических деталей по винтовой линии), а также с применением колебательного механизма (для широких слоев), на прямой или обратной полярности.

hello_html_11090369.pngПри плазменной наплавке с применением наплавочных сплавов в виде порошка наиболее простым способом является наплавка по слою крупнозернистого порошка (размер зерен 0,5- 3 мм), заранее насыпанного на наплавляемую поверхность. При использовании мелкого порошка для предохранения его от раздувания сжатой дугой и защитным газом применяют различные закрепляющие вещества. При наплавке клапанов по профилю фаски клапана изготовляют металлокерамические кольца, которые надевают на фаску клапана и расплавляют сжатой дугой.

hello_html_m6a16be68.jpgРис. 1. Схема плазменной наплавки с вдуванием порошка в дугу:

1 - вольфрамовый электрод; 2 - источник питания сжатой дуги косвенного действия (плазменной струи); 3- плазмообразующее сопло; 4 - плазменная струя; 5-защитное сопло; 6 - сжатая дуга прямого действия; 7 - источник питания сжатой дуги прямого действия

hello_html_11090369.pngНаплавку тугоплавких порошков осуществляют путем их подачи в хвостовую часть сварочной ванны.

Универсальный способ плазменной наплавки - наплавка с вдуванием порошка в дугу, который, частично оплавляясь, переносится на поверхность изделия, оплавляемого дугой прямого действия (рис. 1). За счет широкого диапазона регулирования теплоты, идущей на нагрев порошка и детали, этот способ позволяет получать наплавленные слои высокого качества с минимальной глубиной проплавления. К недостаткам способа следует отнести сложность конструкции плазмотрона, его низкую надежность работы и большие размеры (наружный диаметр 55- 60 мм), а также значительный общий расход газа (22- 26 л/мин).

В ВСХИЗО разработаны два способа плазменной наплавки: с подачей порошка в сварочную ванну транспортирующим газом через защитное сопло и с одновременной подачей порошка и проволоки в зону наплавки (комбинированный способ).

При использовании наплавочной проволоки наиболее перспективна наплавка токоведущей проволокой. В этом случае сжатая дуга используется главным образом для плавления проволоки и в меньшей степени для подогрева детали. Наплавленный слой в основном образуется за счет теплоты перегретого наплавленного металла, смачивающего поверхность подогретого основного металла (рис. 2).

hello_html_11090369.pngНаплавка косвенной дугой токоведущей проволокой позволяет снизить долю участия основного металла в первом наплавленном слое до 4%, что важно для обеспечения требуемых физико-механических свойств наплавки.

Наплавка прямой дугой токоведущей проволокой увеличивает производительность, но при этом возрастает глубина проплавления основного металла (см. рис. 2) (подвод тока к детали показан штриховой линией).

hello_html_m5632c763.jpgРис.2. Схема плазменной наплавки с присадочной

проволокой:

1 - вольфрамовый электрод; 2 - плазмообразующее сопло; 3- вода; 4 - балластные реостаты; 5 - источник питания; 6 - токоведущая проволока (пруток); 7 - плазменная струя; 8 - защитный газ; 9 - плазмообразующий газ; подвод тока к детали в случае наплавки прямой дугой


Задание

Зарисуйте схемы плазменной наплавки, сделайте обозначения






Практическая работа №9

Тема: «Разработка технологического процесса наплавки латуни»


Цель работы: ознакомить учащихся с технологическим процессом наплавки латуни


Порядок выполнения работы

Наплавка латуни

Цветные металлы и их сплавы обычно наплавляют дуговой сваркой, что производительнее и эффективнее. Однако латунь наплавлять дуговым способом не рекомендуют, ввиду интенсивного испарения цинка при температурах, достигающих 900°С. Водород, поглощаемый жидким металлом из сварочного пламени, не успевает выделиться, так как латунь быстро остывает. Поэтому в охлажденном металле остаются пузырьки.

Пары цинка попадают в пузырьки водорода и там кристаллизуются, в результате чего наплавленная поверхность получается пористой. Поэтому для латуни применяют газопламенную наплавку.

При наплавке латуни в качестве флюса используют буру, которую разводят в виде пасты и кистью наносят на наплавляемую поверхность, которую перед наплавкой тщательно зачищают до металлического блеска. Для наплавки можно использовать все виды горючих газов (ацетилен, пропан-бутан, керосин и т.д.). Мощность сварочного пламени должна быть такой же, как при сварке сталей, а конец ядра должен находиться от поверхности на расстоянии в 2 - 3 раза большем, чем при сварке. Наплавку ведут по возможности быстро.

В данной области используются установки проволочного и порошкового типов. Одна из них-установка УГПЛ показана на рис. 106.

hello_html_m472499a2.pngРис. 106 Установка УГПЛ: 1-щит управления;

2-газопламенный напылитель, 3-порошковый питатель; 4-редукторы

Она предназначена для ручного напыления термопластовых, цинковых и других материалов с температурой плавления 800°С. Используют в качестве напыляемого материала порошок. При работе используют ацетилен и воздух.

Применение порошкообразных флюсов.

Флюсами в виде порошков обрабатывают наплавляемую поверхность, что создает предпосылку для защиты сварочной ванны. При использовании порошкообразных флюсов не следует применять латунь с содержанием кремния более 0,3%, так как могут образоваться хрупкиепрослойки, снижающие прочность сцепления. Поэтому для наплавки чаще всего используют низкокремнистые латуни (ЛК-62-02 и др.). Перед наплавкой поверхность готовят, зачищают до металлического блеска, выполняют предварительный подогрев и после этого покрывают порошком флюса и приступают к наплавке. Сварочное пламя используют с небольшим избытком кислорода. Основные режимы, используемые при наплавке латуни, приведены в таблице 51.

Таблица 51. Режимы, используемые при наплавке латуни

Толщина наплавляемого слоя, мм

Диаметр присадочного прудка, мм.

Номер сменного наконечника

3-4

4-6

4

5-6

8-10

5

6-7

10-12

6

Газофлюсовая наплавка выполняется с применением газообразного флюса, например БМ-1, который вводят в пламя горелки при помощи специальных установок. При наплавке используют нормальное пламя, применяя в качестве присадочного материала кремнистую латунь. Схема процесса газофлюсовой наплавки приведена на рис.106А. Процесс газрфлюсовой наплавки легче поддается механизации. Поэтому его выполняют на специальном оборудовании.

hello_html_m5c0375d0.pngРис. 106-А Газофлюсная наплавка:

1-наплавляемая деталь; 2-полуда;3-сварочная ванна; 4-слой наплавленного металла.



Задание

Необходимо выполнить газопламенную наплавку латуни на изготовленные стальные и чугунные детали. Опишите технологию наплавки с учетом способности сплава интенсивно окисляться, интенсивно испаряться, интенсивно отводить тепло от места наплавки.

hello_html_5a2fb01c.gif


Практическая работа №10

Тема: «Выбор наплавочных твёрдых сплавов для газопламенной наплавки»


Цель работы: ознакомить учащихся с основными правилами выбора твёрдых сплавов для газопламенной наплавки


Порядок выполнения работы

Газопламенная наплавка

Этот вид наплавки применяется наряду с электродуговыми методами наплавки. Но по сравнению с последними газопламенная наплавка имеет более низкую Производительность. Положительным качеством этой наплавки является то, что она позволяет гибко и независимо регулировать нагрев основного и присадочного металла. Применяется газопламенная наплавка в основном для наплавки латуни, черных металлов и твердых сплавов на сталь и чугун.

Поверхность детали, подвергаемой наплавке, должна быть предварительно механически обработана. Наплавлять латунь непосредственно на литейную или прокатную корку запрещается.

Наплавка может быть однослойной или многослойной.

Техника наплавки при использовании порошкообразного или газообразного флюса имеет свои отличительные особенности.

Если применяется порошкообразный флюс, то деталь нагревается до 950°С. Если наплавка будет производиться на крупногабаритную деталь, то последняя должна быть предварительно прогрета не менее чем до 500°С. Наносится вручную флюс и первый слой наплавки в виде полуды наносится толщиной не более 0,5 мм. Таким же образом наносится последующий слой. Образуется валик необходимой высоты. Горелка при работе держится наклоненной вправо, а наплавочный пруток — влево, образуя таким образом угол с горелкой 90°. Нежелательно применение порошкообразных флюсов при наплавке на чугун из-за того, что существует опасность отбела, т.к. температура предварительного подогрева составляет 90ГС.

Наплавка с газообразным флюсом: подогревают деталь пламенем с флюсом до температуры смачивания (примерно 700°С), наплавляют первый слой с погружением конца прутка в жидкую ванну. Второй и последующие слои наплавляются аналогичным образом. Газофлюсовую наплавку можно производить как на сталь, так и ига чугун.

Чтобы увеличить срок службы деталей осуществляется наплавка твердыми сплавами. В данном случае в качестве основы надо применять низкоуглеродистые стали с наплавкой износостойких сплавов непосредственно на рабочие поверхности.

Особое внимание надо уделять процессу наплавки на марганцовистые, высокоуглеродистые и хромомолибдёновые стали (включая и серые чугуны). Дело в том, что все перечисленные сплавы требуют обязательного предварительного подогрева и медленного охлаждения после наплавки. Если этого не соблюдать после производства наплавки могут появиться трещины.

Какие же наплавочные материалы лучше всего применять? Хорошую репутацию имеют трубчатые наплавочные стержни ТЗ, прутки из белого чугуна Б 4 или Х4. Широко распространена практика наплавки литыми твердыми сплавами, припайки металлокерамических пластин к стальным державкам.

Флюсы при данном способе наплавки используют для защиты наплавленного слоя при газопламенной наплавке литыми твердыми сплавами. К примеру, наплавка сормайта производится с флюсом, в состав которого входят: 50% буры, 3% кремнезема, 47% двууглекислой соды.

При наплавке стеллита применяется флюс, состоящий из 20% прокаленной буры, 12% плавикового шпата и 68% борной кислоты.

Наплавочные материалы, применяемые при газопламенной наплавке, даны в таблице.

Газопламенная плавка предусматривает применение ацетилена, мощность пламени которого должна быть 100—120 л/ч на 1 мм толщины металла. Глубина прославления не должна быть больше 0,3—0,5 мм. В этом случае не произойдет перемешивания основного металла с наплавленным .

hello_html_m100bd21b.jpg


Задание

Подберите наплавочные твёрдые сплавы, необходимые для восстановления наружной поверхности стального вала газопламенной наплавкой







Практическая работа №11

Тема: «Выбор порошковых наплавочных материалов для газопорошковой наплавки»


Цель работы: ознакомить учащихся с основными правилами выбора наплавочных материалов для газопорошковой наплавки


Порядок выполнения работы

Газопорошковая наплавка

Этот вид наплавки наиболее простой и эффективный способ, который предполагает подачу наплавочного материала в виде по­рошкового сплава непосредственно через газокислородное пла­мя в место наплавки. Таким образом можно получить слой наплав­ки до 2 мм.

Такой слой обладает достаточной твердостью и сохраняет при этом химический состав применяемого материала. Наплавка дает повышение износостойкости обработанных деталей в 3—5 раз, позволяет восстанавливать первоначальные размеры деталей. Га­зопорошковая наплавка хорошо зарекомендовала себя при исправ­лении дефектов чугунного литья. Для осуществления этого спо­соба наплавки применяются только специальные горелки (тип ГН с дозатором порошка и бункером). В процессе нанесения наплавки такой горелкой порошок подается через пламя путем нажатия ры­чага на горелке.

Для газопорошковой наплавки применяются само- флюсующиеся порошки на хромбороникелевой основе с добав­ками кремния, порошок должен иметь форму шариков размерами 40—100 мкм. Хорошо зарекомендовали себя для наплавки на чу­гун порошки НПЧ, содержащие 5—7% меди.

Сам процесс наплавки осуществляется следующим образом: деталь тщательно очищается от грязи и жировых отложений. За­тем деталь прогревается до температуры 350—400°С. Напыляется тонкий слой порошка и участок прогревается до момента «схваты­вания» порошка с деталью. После этого горелка отводится а расстояние, равное 1,5 длины ядра пламени горелки. В пламя начина­ют плавно подавать порошок и напыляется слой толщиной не бо­лее 1 мм. Если требуется получить большую толщину наплавляе­мого слоя, то уже нанесенный слой расплавляется (но не перегре­вается на него напыляется новый слой. Такой способ многослой­ной наплавки (с оплавлением предыдущего слоя) может дать качественный наплавленный слой толщиной до 5 мм. Если же предыду­щие слои не оплавлять, то возможны шлаковые включения между слоями. Описанный нами процесс по своей производительности не уступает наплавке прутком. Но преимущество газопорошковой наплавки в том, что она позволяет осуществить наплавку в труднодоступных местах и не зависит от пространственного поло­жения детали.

В таблице даны более подробно области применения суще­ствующих наплавочных порошков

Твердость

наплавленного

слоя

Применение

НПЧ-3

Твердые сплавы на основе никеля с до­бавкой меди, бора и кремния

НВ180-210

Наплавки на чугун, еще не подвергавшийся поверхност­ной закалке. Температура плавления сплава 960°С

НПЧ-2

То же

НВ360

Наплавка на изношенные рабочие поверхности чугунных изделий, которые имеют высокочастотную закалку Температура плавления сплава 1170°С

НПЧ-1

То же

НВ220

Наплавка на более обширные дефектные площади чугунных деталей — до 20 см2 (при НПЧ-2 — до 10 см2), имеющих поверхностную закалку. Плав­ление при 1280°С

НПЧ-4

То же

НВ45 0-500

Наплавление на чугунные детали, подвергнутые по­верхностной закалке

СНГН-50

Самофлюсую - щийся порош­ковый сплав, содержащий хром, бор, ни­кель и кремний

HRC 53-57 HRC 58-60 HRC

Для упрочнения и восстановле­ния деталей, работающих в условиях абразивного износа

ВСНГН-88

То же, с добав­кой вольфрама (30-37%)

HRC 60-62

Для упрочнения и восстановле­ния деталей, работающих в условиях абразивного износа



Задание

Подберите порошковые наплавочные материалы для исправления дефекта площадью не более 20 см2 на обработанной рабочей поверхности чугунной детали, не подвергающейся поверхностной закалке, газопорошковой наплавкой.



  • Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
    Пожаловаться на материал
Скачать материал
Найдите материал к любому уроку,
указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:
также Вы можете выбрать тип материала:
Проверен экспертом
Общая информация
Скачать материал

Вам будут интересны эти курсы:

Курс повышения квалификации «Подростковый возраст - важнейшая фаза становления личности»
Курс профессиональной переподготовки «Библиотечно-библиографические и информационные знания в педагогическом процессе»
Курс повышения квалификации «Введение в сетевые технологии»
Курс повышения квалификации «История и философия науки в условиях реализации ФГОС ВО»
Курс повышения квалификации «Применение MS Word, Excel в финансовых расчетах»
Курс профессиональной переподготовки «Организация маркетинга в туризме»
Курс повышения квалификации «Основы менеджмента в туризме»
Курс профессиональной переподготовки «Управление ресурсами информационных технологий»
Курс профессиональной переподготовки «Разработка эффективной стратегии развития современного вуза»
Курс повышения квалификации «Актуальные вопросы банковской деятельности»
Курс профессиональной переподготовки «Деятельность по хранению музейных предметов и музейных коллекций в музеях всех видов»
Курс профессиональной переподготовки «Метрология, стандартизация и сертификация»
Курс профессиональной переподготовки «Теория и методика музейного дела и охраны исторических памятников»
Курс профессиональной переподготовки «Управление качеством»

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.