Наплавка гребных валов под флюсом

 

 

Автоматическая  наплавка под флюсом.

Автоматическая наплавка под слоем флюса (рис. 3) обеспечивает наиболее высокое качество наплавленного металла, так как сварочная дуга и ванна жидкого металла полностью защищены от вредного влияния кислорода воздуха, а медленное охлаждение способствует наиболее полному удалению из наплавленного металла газов и шлаковых включений. При автоматической наплавке заданный режим почти не изменяется.

При наплавке под слоем  флюса электрическая сварочная  дуга горит в закрытой полости  из расплавленного минерального вещества (флюса). Флюс предотвращает разбрызгивание жидкого металла, обеспечивает формирование нормального сварного шва, защищает расплавленный металл от действия кислорода и азота воздуха, влияющих отрицательно на свойства наплавленного металла. Электродная проволока из кассеты к месту наплавки подается автоматической головкой.

Рис.3. Схема механизированной наплавки под слоем флюса: 
1 — источник тока для питания дуги, 2 — оболочка из жидкого флюса, 3 — устройство для подвода флюса, 4 — мундштук, 5 — электродная проволока, 6 — электрическая дуга, 7 — шлаковая корка, 8 — наплавленный слой, 9 — наплавляемая деталь, 10 — скользящий контакт

Применение флюса дало возможность использовать голую (без  покрытия) электродную проволоку. Ток  к проволоке подведен по скользящему контакту 10 на небольшом расстоянии от дуги, что уменьшило длину электрода, по которому протекает сварочный ток. Плотность тока при этом увеличилась в несколько раз, возросла и производительность наплавки. Питание дуги чаще всего осуществляется током от сварочных генераторов или выпрямителей.

Наплавкой под слоем флюса  можно восстанавливать изношенные плоские, цилиндрические, резьбовые и другие поверхности деталей. Цилиндрические поверхности деталей, наплавляемые под слоем флюса, должны иметь наружный диаметр свыше 50 мм, так как на меньших сечениях расплавленный флюс и шлак из-за большого разогрева не успевают затвердевать и стекают с деталей. Механизированной наплавкой под слоем флюса восстанавливают катки, колеса, башмаки, валы, ролики, барабаны и др.

 

 

Расчет наплавки под флюсом.

 

Расчет сварочного тока, А, производится по формуле

При сварке для более глубокого  проплавления рекомендуется использовать высокие значения плотности тока в электродной проволоке (а ≥40 ÷ 50 А/мм² ), а при наплавке для снижения глубины проплавления принимается а≤ 30 ÷ 40 А/мм². Диаметр электродной проволоки желательно выбирать таким, чтобы он обеспечил максимальную производительность сварки (наплавки) при требуемой глубине проплавления. Зависимость силы сварочного тока и его плотности на глубину проплавления приведена в табл. 10 приложения. Зависимость напряжения дуги от силы сварочного тока (флюс АН-348А) следующая:

Сила сварочного тока, А	180-300	300-400	500-600	600-700	700-850	850-1000
Напряжение дуги, В	32-34	34-36	36-40	38-40	40-42	41-43

 

Наплавку рекомендуется  выполнять при постоянном токе прямой полярности. Вылет электродной проволоки  принимается 30 ÷ 60 мм, при этом более высокие его значения соответствуют большему диаметру проволоки и силе тока.

Скорость подачи электродной проволоки, м/ч, расчитывается по формуле

где d_ПР – диаметр проволоки, мм;  ρ – плотность металла электродной проволоки, г/см³ (для стали ρ =7,8 г/см³).

Коэффициент расплавления проволоки  сплошного сечения при сварке под флюсом определяется по формулам:

для переменного тока 

для постоянного тока прямой полярности 

   (6.15)

для постоянного тока обратной полярности  α_Р= 10 ÷ 12 г/А·ч

Скорость сварки, м/ч, рассчитывается по формуле

где α_Н - коэффициент наплавки, г/А ч;  α_Н  =  α_Р·(1-Ψ), где Ψ - коэффициент потерь металла на угар и разбрызгивание, принимается равным 0,02 ÷  0,03.

При наплавке под флюсом F_B - площадь поперечного сечения одного валика, см², укладываемого за один проход можно принять равной 0,3 ÷ 0,6 см².

Масса наплавленного  металла, г, определяется по формуле

где V_Н - объем наплавленного металла, см³.

Объем наплавленного  металла, см³,  определяется из выражения

(6.16)

где F_н – площадь наплавленной поверхности, см²; h – высота наплавленного слоя, см.

Расход сварочной  проволоки, г, определяется по формуле

где G_H – масса наплавленного металла, г; Ψ  – коэффициент потерь.

Расход флюса, г/пог.м,  определяется по формуле

(6.17)

Время горения  дуги, ч,  определяется по формуле

Полное время  сварки, ч, определяется по формуле

где k_П – коэффициент использования сварочного поста принимается равным 0,6 ÷ 0,7.

Расход электроэнергии, кВт· ч, определяется по формуле

где U_Д– напряжение дуги, В; η– КПД источника питания: при постоянном токе 0,6÷0,7 , при переменном  0,8÷ 0,9; W_O– мощность источника питания, работающего на холостом ходе, кВт·ч (на постоянном токе 2,0÷ 3,0 кВт, на переменном –  0,2÷ 0,4 кВт).

 

 

Подготовка к  наплавке.

Подготовка к наплавке состоит в тщательной очистке  свариваемых поверхностей от грязи, масел, ржавчины, окалины.

При подготовке деталей цилиндрической формы (пальцы, оси, валы) к наплавке, при наличии на их поверхностях задиров, мелких поверхностных трещин, эксцентрического износа, расслоений (если износ не превышает 1 мм) производится токарная обработка. Толщина снимаемого при этом слоя 1,5—2 мм.

Обработка деталей  после наплавки.

Механическая обработка  детали после восстановления производится для предания детали правильной геометрической формы , снятия дефектного слоя .

Предварительная обработка  детали после наплавки выполняется  резцами с пластинами из сверхтвердых материалов . Заточку резцов для увеличения износостойкости и прочности выполняют с отрицательным передним углом 8-10 , положительным задним углом 10-15 и главным углом в плане 65-75 .

Режим обработки наплавленной поверхности шлицов по наружному диаметру.

Для прерывистой наружной цилиндрической поверхности с твердостью материала после наплавки более 45 HRC выбирается материал резца ПСТМ, режим резания : скорость 0,8-1,2 м/с , подача 0,15-0,2 мм/об , глубина 1,0-1,5 мм , технологическая среда без охлаждения .

Для чистовой обработки наплавленных поверхностей используется шлифование .

Обработка осуществляется шлифовальным кругом из электрокорунда белого повышенного  качества 39 А ,зернистостью 24-40 , твердостью СМ2-1С с керамической вязкостью .

 

Требования  техники безопасности при ремонте гребного вала.

К выполнению работ  по демонтажу и монтажу вала должен допускаться только производственный персонал, прошедший соответствующую профилю работ аттестацию, а также инструктаж по технике безопасности с регистрацией в соответствующем журнале под роспись. Все работники занятые на монтаже валопровода должны быть обеспечены необходимыми индивидуальными средствами защиты, спецодежды и т.д.

При сверлении  и развертывании отверстий, центровке  валов необходимо соблюдать следующие требования Техники Безопасности:

• обеспечить чистоту  рабочего места;

• все действующее  оборудование должно находиться в полной исправности, а заграждения и  защитные устройства должны быть установлены  на место и надежно закреплены;

• во время отлучки  действующее оборудование должно быть отключено;

• кнопки электрических  пусковых устройств должны быть защищены от попадания металлической пыли и масла на контакты;

• металлические  кожухи пусковых устройств должны быть заземлены;

• кнопки останова должны быть красного цвета, иметь надпись  «Стоп» и выступать над панелью на 3 мм;

• запрещается  работать в рукавицах на переносных станках;

• наружная электропроводка  переносного оборудования должна быть надежно защищена от механического  и химического воздействия;

• пользоваться только переносными электролампами не выше 12В и защищенными предохранительной сеткой и снабженные исправным шланговым проводом.

При выполнении электросварочных работ необходимо соблюдать следующие правила:

• запрещается  эксплуатация неисправного сварочного оборудования, устройств и приспособлений;

• перемещение  сварочных генераторов разрешается  только при отключении их от питающей сети;

• токоведущие  части электродержателя должны быть надежно огорожены для предотвращения случайного прикосновения к ним;

• запрещается  применение аппаратуры с открытыми  токоведущими частями;

• кабели и провода  к сварочному аппарату и от него должны быть без сростков и защищены от проникновения влаги и от механических повреждений;

• запрещается  хранение огнеопасных материалов в  помещении, где проводятся электросварочные работы;

• запрещается  прокладка сварочных кабелей  рядом со шлангами ацетилена и кислорода;

• при выполнении работ с электросваркой необходимо соблюдать требования ОСТ5.9823-80.

При сверлении, развертывании  отверстий необходимо руководствоваться «Правилами техники безопасности и производственной санитарии при холодной обработке металлов».

При работе с инструментом и механизмами с электроприводом должны соблюдаться требования «Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей» и «Правил технической эксплуатации электроустановок».

К работе с оборудованием, оснасткой, инструментом должны допускаться только лица, изучившие устройство и правила безопасной эксплуатации.

К работе с подъемно-транспортными  механизмами и приспособлениями должны допускаться лица, аттестованные квалификационной комиссией и имеющие при себе специальные продленные на текущий год удостоверения.

Для осуществления  руководства погрузкой гребного вала назначается ответственное лицо из числа ИТР, ответственное за безопасное перемещение груза кранами. Все работы по погрузке должны производиться по его указанию. При этом необходимо соблюдать требования инструкций по Т.Б. На месте производства погрузочно-разгрузочных, стропальных работ, а также вблизи от них, не допускается присутствие лиц, не имеющих прямого отношения к выполнению этих работ. Стропы из цепей и канатов должны быть в соответствии с массой поднимаемого груза и подбираться такой длины, чтобы угол развода между ветвями не превышать 90°.

Обработку отверстия  с помощью сверлильных машин  производится в очках. Применять ручной электрифицированный инструмент напряжением свыше 36В запрещается.

Весь пневмоинструмент должен быть исправным. Арматура инструмента должна обеспечивать плотное и прочное присоединение к инструменту и к воздушной магистрали.

При выполнении работ должны применяться только оснастка, оборудование и инструмент, предусмотренные   конструкторской   и  технологической документацией.

Помещения, где  проводят изолировочные работы, а  также окрасочные работы, должны быть оборудованы приточно-вытяжной вентиляцией и иметь первичные средства пожаротушения (огнетушители, ящики с песком, пожарные рукава, подсоединенные к временной пожарной магистрали).

Ящики для ветоши должны быть закрывающимися и металлическими. Участок работ должен быть оборудован искусственным освещением. При работе с абразивным инструментом должны применяться  средства индивидуальной защиты; а) от пыли - респираторы ШБ-1, б) от искр - очки с упрочненными силикатными стеклами.

Инструктаж рабочих  по Т.Б. и пожарной безопасности проводит производственный мастер. Факт и дата проведения инструктажа заносится в журнал учета инструктажа с обязательной росписью получившего инструктаж.

При гидропрессовом способе насадки гребного винта  и муфты на вал применяют оснастку, в которой используют масло под высоким давлением. Рабочие должны знать правила обращения с оборудованием и оснасткой при гидропрессовом способе насадки или съеме гребного винта. Работу должны производить под руководством мастера или высококвалифицированного бригадира. Оснастка для гидропрессового способа насадки полумуфты должна быть исправной и содержаться в чистоте. В процессе работы категорически запрещается ремонтировать оснастку или проводить работы, связанные с ликвидацией неисправностей в соединениях, находящихся под давлением.

 

 

Экономическая   эффективность   наплавки   судовых гребных   валов.