3335

Відновлення деталей вібродуговим наплавленням

Лабораторная работа

Производство и промышленные технологии

Відновлення деталей вібродуговим наплавленням Обладнання, інструмент. Наплавочна установка в комплекті: токарний верстат, наплавочна головка ОКС 6569, джерело живлення ВДУ-506, балон з вуглекислим газом, підігрівник, осушувач, редуктор, пульт керува...

Украинкский

2012-10-29

1.11 MB

63 чел.

Відновлення деталей вібродуговим наплавленням

Обладнання, інструмент. Наплавочна установка в комплекті: токарний верстат, наплавочна головка ОКС 6569, джерело живлення ВДУ-506, балон з вуглекислим газом, підігрівник, осушувач, редуктор, пульт керування, дріт електродний Св-08ГС, вал, молоток слюсарний, зубило слюсарне, плоскогубці комбіновані, ключі гайкові 10 X 12, 11 X 14, 17 X 19, 22 X 24, 24 X 27 мм, індикаторна головка з стояком, штангенциркуль ШЦ 1-125-0,1, щітка металева, фартух, рукавиці.

Суть вібродугового наплавлення. Електродний дріт подається до поверхні деталі, яка знаходиться під струмом з коливаннями, за рахунок яких відбувається періодичне замикання і розмикання електричної дуги між електродом і поверхнею деталі. Процес наплавлення складається з трьох фаз: короткого замикання, горіння дуги і холостого руху.

Оплавлення поверхні деталі, плавлення електрода і формування зварного шва відбуваються на етапі горіння дуги. Для зменшення імпульсів струму, стабілізації горіння дуги, скорочення холостого руху до зварного ланцюга підключають індуктивний опір. Вібрація електрода зменшує тепловий вплив на деталь.

Процес вібродугового наплавлення відбувається в середовищі захисного газу, охолоджувальної рідини, під шаром флюсу і без захисту.

Вібродугове наплавлення забезпечує малу зону термічного впливу, покриття різної товщини з високою твердістю, зносостійкістю і незначними деформаціями поверхні деталі. Недоліком способу є неоднорідність структури, нещільність і пористість металу шва, які зменшують міцність і спричинюють втомленість деталі.

Вібродуговим наплавленням відновлюють циліндричні поверхні деталей із сталі і чавуну діаметром 15 мм і більше, які мають спрацювання не більш як 2 мм на сторону.

Наплавочна головка ОКС 6569 закріплюється на супорті токарного верстата і має такі параметри: продуктивність — 2,6..3,3 кг/год; частота змінного струму живлення—50 Гц; напруга мережі живлення — 380 В; тип зварювального струму —постійний; межі регулювання: зварювального струму — 100..500 А; зварювальної напруги — 15..35 В; частота коливання електрода —75 Гц; амплітуда — 0..3 мм; діаметр зварювального дроту; мм: суцільного перерізу —1,2..2,0; порошкового —2..3; швидкість подачі електродного дроту — 0,52..4,5 м/хв; діаметр наплавлюваних деталей; мм: зовнішній — І5..350, внутрішній  45; споживна потужність—0,4 кВт; габаритні розміри —730 х 300 х 700 мм; маса —70 кг.

Наплавочна головка (рис. 24, а) складається з електродвигуна 1, механізму подачі електрода 2, вібратора 3, змінних мундштуків 4, механізму піднімання 5, опори із затискачем 6, опорної плити 7, захисного щита 8.

Кінематичний ланцюг головки наведено на рис. 24, 6.

Механізм подачі електрода складається з двоступеневого черв'ячного редуктора, відкритої зубчастої пари, подаючих роликів і притискного пристрою. Швидкість руху електрода регулюється змінними шестернями (табл. 38).

Рис. 24. Наплавочна вібродугова головка ОКС 6569:

а загальний вигляд; б кінематичний ланцюг; а змінні мундштуки; 1електродвигун; 2 — механізм подачі електрода; 3 — вібратор; 4 — мундштук; 5 — механізм піднімальний; 6 — опора із затискачем; 7 — опорна плита; 8 — щиток захисний; І для наплавлення з охолодженням рідиною; II. Illдля наплавлення порошковим дротом без захисту; IV, Vдля наплавлення у середовищі захисного газу; V, VIIдля наплавлення внутрішніх поверхонь.

Вібрація електрода забезпечується за рахунок передачі обертання шківом на ексцентриковий вал, на якому розміщена ексцентрикова втулка, що шарнірно з'єднана з шатуном. Шатун передає коливання через коромисло змінним мундштукам.

Мундштуки призначені для підведення електрода, охолоджувальної рідини і газу до місця наплавлення, для передачі вібрації електроду і для підведення струму. Комплект змінних мундштуків наведено на рис. 24, в.

Опора із затискачем забезпечує поворот і фіксацію головки відносно вертикальної осі.

Механізм піднімання змінює відстань по вертикалі від кінця мундштука до поверхні деталі.

Конструкція головки передбачає можливість регулювання нахилу електрода. До головки кріпляться два барабани для намотування електродного дроту, які мають гальмівні пристрої запобігання самовільному розкручуванню барабанів.

Джерело живлення, випрямляч зварювального струму типу ВДУ-506, призначене для живлення зварювальних автоматів і напівавтоматів однопостового механізованого зварювання в середовищі вуглекислого газу і під шаром флюсу, а також порошковим дротом.

Головні технічні характеристики випрямляча: номінальна напруга мережі живлення трифазного струму —220, 380 В; номінальна частота — 50 Гц; первинна потужність не більше 40 кВт; первинний струм при виконанні відповідно на 220 В/380 В не більше 105/62 А;

Рис. 25. Зварювальний випрямляч ВДУ-506:

1заземлення; 2 — штепсельний роз'єм для підключення мережі; 3 — автоматичний вимикач; 4, 18 — струмові роз'єми зварювального ланцюга; в роз'єм для підключення блоку керування автомату; 6 — роз'єм для підключення підігрівача газу; 7 — вольтметр; 8 — амперметр; 9перемикач зовнішніх характеристик; 10 — перемикач місцевого дистанційного керування; IIрегулятор струму (напруги); 12 — тумблер ввімкнення зварювального ланцюга; 13 — тумблер попередньої установки напруги на жорстких характеристиках: 14 — вимикач трансформатора живлення ланцюга керування; 15 — кнопка «Стоп»; 16 — кнопка «Пуск»: 17 — сигнальна лампа; 19 — шина заземлення роз'єму зворотного кабеля.

напруга холостого ходу не більше 85 В; номінальна робоча напруга відповідно для жорстких і падаючих зовнішніх характеристик — 18..60 В/22..46 В; номінальний зварювальний струм для жорстких і падаючих зовнішніх характеристик 60..500 А/50..500 А; тривалість циклу зварювання при ПВ 60 % — 10 хв; габаритні розміри —820 х 620 х 1100 мм; маса —300 кг.

Загальний вигляд зварювального випрямляча наведено на рис. 25. Випрямляч складається з силового трансформатора, силового блока теристорїв, зрівняльного реактора, дроселя у зварювальному ланцюгу, автоматичного вимикача електромережі, блока керування, електродвигуна з вентилятором.

Токарний верстат переобладнаний під установку: в кінематичний ланцюг введено редуктор, який разом з верстатом забезпечує регулювання робочих обертів шпинделя в межах від 5 до 30 хв—1; на токарному патроні змонтовано електроконтактний пристрій; із супорта верстата знято різцетримач і верхні полозки.

Газова апаратура призначена для подачі захисного вуглекислого газу в зону горіння дуги. До її складу входять балон з вуглекислим газом, підігрівач, осушувач, редуктор, шланги, а також витратомір.

Рис.26. Схема установки електрода:1-зварний шов;2-електрод;3-деталь.

Підігрівач і осушувач очищаютьгаз від вологи, оскільки при витіканні газу з балона зменшується його температура і наявність вологи може привести до закупорювання каналів вентиля і редуктора.Для керування процесом наплавлення використовують пульт, на передній панелі якого розміщені амперметр, вольтметр, сигнальна лампочка,перемикач реверсування електрода «Вперед» — «Назад», кнопки «Включено» — «Стоп» джерела живлення, механізму подачі і коливань електрода. На боковій панелі зліва розміщені вмикачі підігрівача і відсікача газу.

Проектування технологічного процесу. Вибір дроту. Для вібро-дугового наплавлення використовують вуглецевий або легований зварювальний дріт діаметром 1..З мм. Вибір дроту здебільшого залежить від потрібної твердості наплавленого шару. При використанні дроту, до складу якого входить до 0,4 % вуглецю, можна одержати шар твердістю до HRC 40—45. Із збільшенням у дроті вмісту вуглецю і легованих елементів твердість наплавленого шару зростає і може досягати HRC 55. Здебільшого для вібродугового наплавлення використовують зварювальні дроти Св-08А, Св-08ГЛ, Св-10Г2, Св-08ГС, леговані Св-10ХМ, Св-18ХГСА, Св-08Г2СА, а також дроти із конструкційних високовуглецевих сталей 70, 75, 80 і пружинних сталей І і II класів.

Для ліквідації негативних явищ, пов'язаних з розкладом вуглекислого газу при високій температурі під час наплавлення в середовищі вуглекислого газу, слід надавати перевагу дротам з розкислювачами Св-08ГС, Св-10ГС, Св-І8ХГСА, Нп-З0ХГСА та іншим.

Діаметр електродного дроту вибирають залежно від товщини на-плавлюваного шару і потужності джерела струму. Для шару товщиною до 1 мм беруть дріт діаметром 1..1,6, для шару 2 мм —діаметром до 2,5 мм.

Сила струму. Вібродугове наплавлення проводять при постійному струмі зворотної полярності (плюс до електрода, мінус до деталі). Силу струму визначають за густиною, користуючись формулою

де Fдрплоща перерізу дроту, мм2; Dа — 60..90 А/ мм3 густина струму.

Напруга. Оптимальна напруга для вібродугового наплавлення 14..22 В. Для малих товщин (до 1 мм ) і деталей малих розмірів беруть менші значення, для більших більші значення напруги.Для товстих шарів на великих деталях напругу збільшують до 24— 28 В.

Швидкість подачі, електродного дроту vлр і швидкість наплавлення vH (м/хв) визначають за формулами

де н = 6,5..8,5 г/(А • год) —коефіцієнт наплавлення; — 7,6..7,9 г/см3 густина розплавленого металу; t товщина наплавленого металу, мм; K = 0,8..0,9 —коефіцієнт переходу електродного матеріалу в наплавлений метал; К2 = 0,8..0,95 — коефіцієнт відхилення площі перерізу наплавленого шару від розрахункової.

Крок наплавлення S визначають за формулою

S = (l,6..2,2)d.

 Кількість обертів наплавлюваної деталі

де d діаметр деталі, мм.

Схему установки електродного дроту наведено на рис. 26. Параметри установки електродного дроту: виліт електрода а (5..10) d- кут нахилу електрода = 45..60° при наплавленні поверхні деталі з галтелями;  = 90° —без галтелей; зміщення електрода

= 35..50° або  

Амплітуда коливань електрода (мм):

А =(0,75..1,0) d

Витрати вуглекислого газу, л/хв q = 8..15.

Машинний час наплавлення, хв:

де L довжина наплавлення, мм; і кількість проходів; Sподача електрода, мм/об.

Витрати матеріалів на наплавлення поверхні деталі визначають еа формулами

; ,

де KB = 1,15...1,25 —коефіцієнт перевитрати газу за рахунок того, що подачу газу вмикають раніше, ніж дроту, а вимикають після закінчення наплавлення, а також витрати газу на продування системи.

Відновлення деталей зварювальним напівавтоматом

Обладнання, інструмент. Установка для напівавтоматичного зварювання в комплекті: пристрій подавальний ПДГ-516, випрямляч зварювальний ВДУ-506, пальник зварювальний ИГД-501, балон з вуглекислим газом, підігрівник, осушувач, редуктор, з'єднувальні кабелі і шланги, зварювальний дріт Св-08ГС, вал з шліцами, стіл зварника, молоток слюсарний, зубило слюсарне, плоскогубці комбіновані, ключі гайкові 10 X 12, 11 X 14, 17 X 19, 22 X 24, 24 X 27 мм, штангенциркуль ШЦ 1-125-0,1, щітка металева, фартух, рукавиці.

Установка для напівавтоматичного зварювання (надалі напівавтомат) (рис. 27, а) призначена для зварювання (наплавлення) електродним дротом у вуглекислому газі стальних деталей і металевих конструкдій. При відновленні деталей напівавтомат застосовують для ремонту тріщин, пробоїн корпусних деталей, для відновлення деталей з тонкими стінками і деталей складної конфігурації, для наплавлення шліців тощо.

Головні технічні параметри напівавтомата: номінальна напруга мережі трифазного змінного струму —380 В; частота мережі живлення — 50 Гц; номінальний зварювальний струм при ПВ 60% і циклі зварювання 5 хв—500 А; номінальна споживана потужність — 40 кВт; рід зварювального струму постійний; межі регулювання зварювального струму 100..500 А; діаметр електродного дроту -1,2..2,0 мм; швидкість подачі електродного дроту — 100..960 м/год; захисний газ СО2; витрати захисного газу —500—1280 л/год; габаритні розміри подавального пристрою —465 х 365 х 430 мм; маса подавального пристрою — 16 кг.

Пристрій подавальний призначений для безперервної подачі електродного дроту в зону зварювання в міру його плавлення. Подача дроту забезпечується чотирма приводними роликами-шестірнями з гладенькими конічними канавками від електродвигуна (48 В, І20 Вт) через триступінчастий циліндричний редуктор == 35,4). Верхні ролики шестірні притискуються важільним механізмом. Зусилля притискання забезпечується пружинами, стиснення яких регулюється гайкою.


Рис 27. Установка для напівавтоматичного зварювання і наплавлення у середовищі вуглекислого газу:

а- схема установки; б — пульт блока керування; 1 пальник зварювальний; 2 — механізм подаючий; 3 — джерело живлення; 4 — редуктор з витратоміром: 5 — осушувач; 6 балон з вуглекислим газом; 7 — підігрівач; 8ввімкнення пульта дистанційного керування: 9 — настройка; 10 —робота; 11 — 14 резистори затримання часу ввімкнення джерела живлення, подачі газу, тривалості ввімкнення електродвигуна подаючого механізму при зварюванні точками, швидкості подачі електродного дроту; 15 — продувка; 16 зварювання короткими швами; 17 - зварювання точковими швами; 18 зварювання довгими шпами; 19 штуцер приєднання шланга; 20 — штепсельний роз'єм ланцюга керування; 21 — резистор регулювання сили зварювального струму; 22 — сигнальна лампа; І—V-з'єднувальні кабелі;ш з'єднувальні шланги


Пристрій подавальний монтується на каркасі з труб разом з блоком керування, касетним пристроєм для дроту місткістю 12 кг, гальмівним пристроєм, електропневматичним клапаном для регулювання витрат захисного газу, ніпелем для підключення газової комунікації, роз'єднанням ланцюгів керування, елементами керування електричною схемою і хомутиком для кріплення зварювального кабелю.

Блок керування напівавтоматом БУСП-1 призначений для керування послідовністю включення органів зварювального напівавтомата, забезпечує регулювання швидкості подачі дроту і вибір робочого циклу зварювання у вуглекислому газі.

На передній панелі блока знаходяться кнопки керування, резистори й перемикачі (рис. 27, б).

Головні параметри блока: споживана потужність блока з електродвигуном— 630 Вт; кратність регулювання частоти обертання якоря електродвигуна — 10; час затримання вимикання зварювального джерела після вимикання подачі дроту в крайніх положеннях потенціометра не більш як 0,5 с, не менш як 2,5 с; час затримання вимикання газового клапана після вимикання зварювального джерела в крайніх положеннях потенціометра не більш як 0,5 с, не менш як 1,5с; тривалість роботи електродвигуна подавального механізму при точковому зварюванні у крайніх положеннях потенціометра не менш як 1 с, не більш як 5 с; час затримання вмикання електродвигуна після вмикання клапана і джерела зварювального струму (не регулюється) —(0,5 ± 0,1) с.

Пальники зварювальні ИДГ-401, ИДГ-501 призначені для підведення зварювального струму, захисного газу і електродного дроту в зону зварювання діаметром відповідно 1,2..1,4 мм при струмах до 400 А і 1,4—2,0 мм при струмах до 500 А. На пальнику розміщена кнопка включення блока керування.

Відомості про джерело живлення, газову апаратуру наведено в роботі 10.

Робота системи керування. Перемикачем випрямляча подається живлення на блок керування, про що вказує сигнальна лампочка. Після натискання кнопки пальника на блок подається команда про початок зварювання, в результаті чого вмикається електропневматичний клапан подачі захисного газу; подається команда на вмикання зварювального струму; включається електродвигун подачі електродного дроту з нерегульованим затриманням 0,5 с; збуджується дуга і починається процес зварювання.

При вимкненні кнопки пальника блок забезпечує: вимкнення і гальмування електродвигуна подачі електродного дроту; вимкнення зварювального струму через відрегульований інтервал часу; вимкнення подачі захисного газу через відрегульований інтервал часу. Установку треба привести у початковий стан.

Проектування технологічного процесу. Вибір дроту. Рекомендації щодо вибору марки електродного дроту для зварювання у вуглекислому газі наведено в роботі 10.

Діаметр електродного дроту вибирають залежно від діаметра наплавлюваної деталі і потрібної товщини наплавленого шару.

Наплавлення у вуглекислому газі здійснюють постійним струмом зворотної полярності великої густини і короткою дугою. Для визначення режимів наплавлення зварювальних напівавтоматів можна скористатись методикою, викладеною в попередній роботі, при цьому густину струму приймають в межах 100..300 А/мм2.

Рекомендації щодо вибору режимів зварювання напівавтоматами у вуглекислому газі для тонколистової сталі наведені в табл. 39, для наплавлення циліндричних деталей малих діаметрівв табл. 40, для кутових швів з катетом 5—6 мм —в табл. 41.

Залежно від розмірів і характеру спрацювання шліців відновлювати їх можна двома методами: заплавленням впадин або наплавленням бокових поверхонь.

Машинний час для наплавлення шліців визначають за умови рівності об'ємів металу розплавленого електродного дроту Vр.др і металу, потрібного для заплавленнн впадин шліців Vабо наплавлення їхніх бокових поверхонь , тобто

Vр.др= V3В=

Об'єм металу розплавленого дроту Vp др =

Об'єм металу для заплавлення впадин шліців V3B = FВПLШЛ.

Об'єм металу для наплавлення однієї бокової поверхні шліців

Виразивши площу заплавлення впадин Fвп і наплавлення бокової поверхні шліців Fб через діаметри вала за умови рівності об'ємів, матимемо формули для обчислення машинного часу:

де D3, DB —відповідно зовнішній діаметр і діаметр впадин шліців, мм; 2 —кількість шліців; L —довжина шліців, мм: ішл — —∆сп+zпр—товщина наплавлення бокової поверхні шліца, мм; ∆СП —спрацювання бокової поверхні шліца, мм; zпр —припуск на обробку бокової поверхні, мм, Kсп = 1,15..1,25 —коефіцієнт збільшення площі впадин шліців за рахунок спрацювання; КЗ = 1,1.. 1,3—коефіцієнт збільшення площі впадин за рахунок того, що наплавлений шар повинен виступати за межі зовнішнього діаметра шліців; Кб=1,15..1,3 —коефіцієнт збільшення площі наплавлення бокової поверхні за рахунок евольвентності профілю шліців; і — кількість проходів для заплавлення шліців (дорівнює кількості впадин і = z. Для наплавлення бокової поверхні шліца і = n/z; z — кількість шліців; п —кількість зварювальних валиків на одній боковій поверхні шліца) (див. роботу 10).

Витрати матеріалів на відновлення шліців визначають так само, як і в попередній роботі.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

65654. Патологічна схильність до азартних ігор (клініка, терапія та реабілітація) 644.5 KB
  Ситуація, що пов’язана з адиктивною поведінкою, є досить проблемною для багатьох країн світу, у тому числі, і України. Причина полягає у докорінній відмінності стереотипів мислення та світогляду послідовних генерацій, що виховувались у різних соціально-економічних умовах, а також через затяжну політичну...
65656. Подолання дезорганізації діяльності підрозділів промислового підприємства 198.5 KB
  Надмірна організованість діяльності підприємств є одним з чинників зниження стійкості їхньої діяльності втрати креативності в цій діяльності. Це зумовлює необхідність і доцільність надання певної свободи дій окремим працівникам та...
65657. Система педагогічних задач як засіб формування професійних умінь учителів початкових класів 284.5 KB
  Домінуючою на сучасному етапі й у прогнозованому майбутньому розвитку вищої професійної школи є парадигма особистісно зорієнтованої освіти, концепції та моделі її реалізації через компетентнісний підхід. У зв’язку з цим перетворення всіх компонентів стосуються не лише структурних складових...
65658. Науково-дослідні установи і організації Криму у системі відносин: влада – економіка – довкілля (1861–1917 рр.) 217.5 KB
  Досвід європейських держав свідчить про виняткову роль наукового знання у досягненні економічного прогресу і процвітання. Соціально-економічні зміни активно впливали на розвиток прогресивних тенденцій у громадському житті і сприяли формуванню системи наукового дослідництва країни.
65659. Комплексна оцінка впливів і управління екологічною безпекою протяжних гідротехнічних споруд 1.21 MB
  В Україні в останні десятиріччя розробляється та здійснюється ряд проектів великих гідротехнічних споруд (ГТС). Створення ГТС спричиняє істотні впливи на навколишнє природне середовище (НПС), які полягають у техногенному забрудненні...
65660. Раціоналістичні тенденції в українській філософській думці ХІ – поч. ХVІІ століття 188 KB
  Актуальність дослідження раціоналістичних тенденцій в українській філософській думці зумовлена пожвавленим осмисленням ідентичності української філософії зміною парадигм раціональності. Таким чином здійснення історико-філософського дослідження зумовлене потребами...
65661. МЕТОДИ ОБҐРУНТУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЙ ПАСАЖИРСЬКИХ ПЕРЕВЕЗЕНЬ В ІНТЕГРОВАНИХ ТРАНСПОРТНИХ СИСТЕМАХ 1.47 MB
  Досягнення цієї мети можливе через здійснення ефективної координації роботи різних видів транспорту загального користування а саме: авіаційного автомобільного водного та залізничного. Серед пріоритетів Транспортної стратегії щодо авіаційного транспорту є приведення його інфраструктури...
65662. ОСОБЛИВОСТІ ПОШИРЕННЯ СОСНОВИХ ПИЛЬЩИКІВ ТА НАСЛІДКИ ЇХ ВПЛИВУ НА ДЕРЕВОСТАНИ ЦЕНТРАЛЬНОГО ПОЛІССЯ 267.5 KB
  Мета і завдання дослідження. Метою досліджень є визначення особливостей поширення соснових пильщиків у насадженнях Центрального Полісся та впливу пошкодження крон личинками на стан і приріст дерев сосни в осередках.