Восстановление наплавкой подпятника надрессорной балки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ПОВРЕЖДЕНИЯ И НЕИСПРАВНОСТИ ВОССТАНАВЛИВАЕМОЙ ДЕТАЛИ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3 Дефекты  надрессорной балки

 

Таблица 2.1

 

УСЛОВИЯ БРАКОВКИ НАДРЕССОРНОЙ БАЛКИ

 

№ зоны	Зона контроля	Характеристика дефекта	Нормы браковки	Принимаемые меры
1             № зоны	Средняя часть нижнего  пояса на длине 800-1000 мм         Зона контроля	Трещины поверхностные и подповерхностные, поперечные и наклонные       Характеристика дефекта	Независимо от размера         Нормы браковки	Браковка             Принимаемые меры
2   3   4     5         6           7	Кромки технологических отверстий нижнего пояса   Боковые пояса средней части на длине 800—1000 мм Кромки технологических отверстий верхнего пояса   Опорная поверхность  подпятника       Наружный и внутренний бурты  подпятника         Наклонная плоскость для клина, углы между ограничительными буртами и наклонной плоскостью	Трещины поперечные, наклонные и продольные Трещины поперечные и наклонные   Трещины поперечные, наклонные и продольные Трещины поперечные и наклонные выходящие на наружный бурт подпятника Трещины поперечные, наклонные и кольцевидные, выходящие на примыкающую поверхность Трещины поперечные и наклонные, выходящие на внутреннюю полость Трещины поперечные и  наклонные, не выходящие на внутреннюю полость	Независимо от размера       Независимо от размера Суммарная длина более 250 мм менее 250 мм   Независимо от размера     Независимо от размера   Независимо от размера	Браковка     Браковка     Браковка     Браковка     Ремонт     Браковка         Браковка     Ремонт
Литейные дефекты
8         9	Нижний пояс         Боковой и верхний пояса	Раковины трещиновидные       Раковины трещиновидные	Независимо от длины, глубиной более 7 мм Длиной менее 30мм, глубиной менее 7 мм Длиной более 30 мм, глубиной  более 7 мм	Браковка         Ремонт       Браковка

2.1 ТИПЫ ДЕФЕКТОВ СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ

ГРУЗОВОЙ ТЕЛЕЖКИ ЦНИИ-Х3

1) поперечные поверхностные трещины;

2) продольные и наклонные поверхностные трещины;

3) поперечные подповерхностные дефекты;

4) продольные и наклонные подповерхностные дефекты;

5) поперечные трещиновидные литейные дефекты;

6) продольно-наклонные трещиновидные дефекты;

7) истечение срока службы;

8) несоответствие табличным размерам;

9) наплавка, сварка в местах запрещенных при ремонте.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДА РЕМОНТА И

ПРИМЕНЯЕМЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

 

Для ремонта подпятника принимаю метод наплавки под слоем флюса.

Этот вид восстановления вагонных деталей пока уступает наплавке порошковой проволокой и наплавке в среде углекислых газов и составляет около 10% в общем объеме механизированных способов сварки и наплавки. Широкие перспективы наплавки под слоем флюса связаны с последними работами в этой области по восстановлению интенсивно изнашиваемых узлов (пятник-подпятник, фрикционный клин - надрессорная балка), а также по восстановлению профиля катания колеса наплавкой.

Наплавку производят голой электродной проволокой, которую  подают в зону горения дуги специальным  механизмом - головкой автомата, а сама зона сварки находится под слоем флюса. Основным назначением флюса является защита расплавленного металла от вредного воздействия  кислорода и азота воздуха. Кроме того, флюс должен обеспечивать правильную форму шва, надлежащий химический состав металла шва, высокие механические свойства наплавленного изделия, устойчивость процесса сварки, легкую удаляемость шлаковой корки с поверхности шва. В процесса сварки флюсы не должны выделять в большом количестве вредные газы и дымы, которые могут отравить работающих.

Флюсы подразделяются на плавленые, керамические и флюсы-смеси.

Наибольшее распространение получили плавленые флюсы.  Для наплавки углеродистых и низколегированных сталей применяются  в основном высоко-кремнистые марганцовые флюсы ОСЦ-45 и АН-348. Первый малочувствителен к ржавчине на поверхности основного металла и обеспечивает получение плотных швов, стойких против образования трещин. К недостаткам флюса следует отнести высокое содержание фтора, выделение которого требует эффективной вентиляции. Флюс АН-348 обеспечивает несколько большую устойчивость горения дуги и выделяет меньше вредностей из-за пониженного содержания фтористого кальция,  но более чувствителен к коррозии. Известны и другие плавленые флюсы, например АН-20, АН-28, АН-60.

По структуре плавленые  флюсы делятся на стекловидные, пемзовидные (пористые) и кристаллические. Стекловидные имеют светло-серый, желтый и коричневый цвета разных оттенков. Зерна пемзовидного флюса светлых оттенков. Стекловидный флюс по сравнению с пемзовидным обеспечивает  более совершенную защиту зоны сварки от действия воздуха. Для сварки проволокой диаметром  менее 3 мм применяют стекловидный флюс с размерами зерен 0,25-1мм.

Керамические флюсы  АНК-18, АНК-19,К-11, КВС-19 кроме стабилизирующих и шлакообразующих элементов содержат легирующие добавки ферросплавы, обеспечивающие высокую твердость и износостойкость наплавленного металла.

Основными параметрами  режима сварки являются сварочный ток и диаметр электродной проволоки, напряжение на дуге и скорость ее перемещения.

Влияние сварочного тока проявляется в том, что с его увеличением  растет и глубина провара и доля участия основного металла в металле шва. Обратная зависимость наблюдается при увеличении диаметра проволоки. Напряжение дуги почти не влияет на глубину проплавления, но с ее увеличением увеличивается подвижность дуги, а вместе с ней возрастает ширина шва и снижается его выпуклость. С увеличением скорости перемещения дуги увеличивается горизонтальная составляющая давления дуги на расплавленный металл сварочной ванны, жидкий металл из-под дуги вытесняется, и глубина проплавления возрастает, несмотря на уменьшение погонной энергии. Это приводит к сокращению площади шва и увеличению доли участия основного металла в металле шва.

На форму и размеры  шва влияют и такие технологические  факторы, как род и полярность тока, наклон электрода и изделия, вылет электрода, марка и структура флюса.

Влияние рода тока и полярности на форму шва объясняется различным  количеством теплоты, выделяющейся на катоде и аноде. При сварке под флюсом на аноде выделяется меньше теплоты, чем на катоде, и поэтому при прямой полярности глубина провара на 40-50% меньше, чем при обратной. В тоже время глубина провара на 15-20% меньше, чем при сварке на переменном токе.

Влияние наклона электрода  сказывается на изменении положения  дуги. Так, при наклоне электрода углом назад происходит более интенсивное вытеснение металла сварочной ванны, несколько увеличивая при этом глубину провара. Этот метод применяют редко. В основном наплавку ведут при наклоне электрода углом вперед.

Изменение вылета электрода  и марки флюса приводит к  изменению условий выделения теплоты. Увеличение вылета электрода ведет к усилению предварительного подогрева электрода током и к увеличению скорости его плавления. Суммарное напряжение при этом несколько увеличивается, а сварочный ток и глубина провара уменьшаются.

Состав и строение флюса оказывают влияние на форму и размеры шва. При уменьшении насыпной массы флюса (пемзовидные флюсы) повышается газопроницаемость слоя флюса над сварочной ванной, в результате чего уменьшается давление в газовом пузыре, что увеличивает толщину прослойки под  дугой и уменьшает глубину проплавления (валик низкий и широкий с плавным переходом к основному металлу).

Стекловидный флюс увеличивает  глубину проплавления. Крупнозернистый флюс дает более широкий валик и меньшую глубину проплавления, чем мелкозернистый.

При наплавке следует стремиться к тому, чтобы припуск на обработку не превышал 1,5-2 мм, т.е. поверхность должна быть достаточно ровной без значительных наплывов и провалов между валиками. Это достигается определенным соотношением между током и напряжением (рис. 4).

 

                                                                U,В  

 

 

 

Рис.4. Область оптимальных               30   

режимов наплавки, обеспечи-

вающих ровную поверхность 

наплавленного слоя

                                                                20  

                                                                                 200      400      600    I,А 

 

При наплавке плоских  поверхностей небольшой ширины, например, клина гасителя колебаний или пятника, приходится ограничивать стекание шлака и металла в процессе наплавки дополнительными устройствами. При наплавке цилиндрической поверхности детали небольшого диаметра (например, шпинтоны, цапфы триангеля) следует учитывать возможность стекания жидкого металла. Это ограничивает выбор режима по току и напряжению. С учетом  длины сварочной ванны необходимо выбирать величину смещения электрода с "зенита" в  сторону, противоположную направлению вращения  детали. Для деталей малого диаметра, где формирование валиков практически не удается, наплавку ведут самозащитной проволокой или в защитной среде углекислого газа.

Расчет режима наплавки производят в следующей последовательности:

а) Выбирают диаметр электродной  проволоки в зависимости от величины износа или диаметра детали.

б) Определяют сварочный ток по формуле

                     I =   i F_пр,                                                                                  

      где   i - плотность  тока, А/мм. i= 35-160А/мм²;

              F_пр - площадь поперечного сечения проволоки, мм².

      в) Скорость подачи  проволоки (см/с) находят по формуле

                    V = 100 ά _рI / F_пр ρ ,                                                                

      где  ά _р- коэффициент расплавления,г/А с;

              ρ - плотность металла шва, г/см  ³.

      г) Коэффициент  расплавления определяют  в   зависимости  от рода тока  по формулам

      - для переменного  тока

                   α _р= (19 + 0,1 I/d ) 10 ^-4,                                                            

      - для постоянного  тока прямой полярности

                   α _р= ( 5,5 + 2,8    I/d  ) 10 ^-4 .                                                      

      д) Скорость наплавки (см/с) определяется соотношением

                  V = α_н I / F_ш ρ ,                                                                           

      где α _н - коэффициент наплавки. α_н = α _р(1 - 0,01Ψ);

            Ψ  - коэффициент потерь. Принимается  менее 3%;

             F_{ш   -} площадь сечения шва, см².

Значительное повышение  производительности наплавочных работ можно получить при сварке двумя проволоками и более. Если все проволоки присоединены к одному полюсу источника питания, процесс называют многоэлектродным (до 6 электродов); при присоединении каждого из электродов к отдельному источнику питания, процесс называют многодуговым. Возможно питание и по трехфазной схеме, когда одну из фаз подводят к изделию, а две других - к электродам.

Значительное повышение  производительности автоматической сварки может быть достигнуто при введении в сварочную ванну дополнительного присадочного металла, не несущего электрического заряда и подаваемого в зону дуги дополнительно к основному присадочному металлу - плавящемуся  электроду. Это может быть как сплошной материал (проволока, лента), так и сыпучий (порошок, рубленая проволока и др.).

Введением в сварочную  ванну металлической крупки из сварочной проволоки диаметром 0,8-2 мм достигается перераспределение тепловой мощности и существенно уменьшается количество теплоты, поглощаемой основным металлом, его доля в металле шва уменьшается. Меньше перегревается изделие, повышается его стойкость против трещин. Повышается производительность процесса.

В ряде случаев в  вагонных депо используют в качестве электрода вырезанную по шаблону металлическую пластину толщиной 3-4 мм. Эту пластину накладывают на изношенную поверхность под слой  флюса и ведут процесс наплавки путем искусственного возбуждения дуги.          

Известно также применение пластинчатых электродов при наплавке изношенных поверхностей корпуса автосцепки.

 

Сварочная проволока

 

Выпускают 77 марок сварочной  проволоки разного химического  состава и назначения, в том  числе шесть для низкоуглеродистой  и тридцать для низко и среднелегированной. Условное  обозначение сварочной проволоки состоит из буквенного индекса "Cв" (сварочная), затем пишут марку проволоки, включающую среднее содержание углерода в сотых долях процента. Цифры, следующие за буквенным обозначением химических элементов, указывают на среднее содержание их в процентах.