Renowacja części przez spawanie i napawanie: metody i metody renowacji, cechy, proces technologiczny

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Technologie spawania i napawania umożliwiają skuteczną renowację części metalowych, zapewniając wysoki stopień niezawodności i trwałości produktu. Potwierdza to praktyka stosowania tych metod przy wykonywaniu napraw w różnych obszarach - od napraw samochodów po produkcję walcówki. W całkowitym nakładzie pracy przy naprawie konstrukcji metalowych renowacja części przez spawanie i napawanie zajmuje około 60-70%. Najczęstsza naprawa stalowych bloków cylindrów, wałów silników, skrzyń korbowych, ogniw łańcucha, łopatek itp.

Spawanie i napawanie w naprawach i pracach renowacyjnych

Obie metody opierają się na metodach obróbki cieplnej o różnych parametrachdziałanie podłączonego sprzętu. Spawanie rozumiane jest jako proces tworzenia wiązań międzyatomowych, które można wykorzystać do łączenia różnych elementów części, zamykania luk technologicznych oraz eliminowania drobnych defektów na powierzchni. Potencjał energetyczny dla procesu spawania zapewnia ogólne lub lokalne nagrzewanie przedmiotu obrabianego.

Typowe operacje tego rodzaju obejmują mocowanie dodatkowych lub uszkodzonych części płyt, felg i tulei. Oprócz naprawy produktów o prostych kształtach geometrycznych możliwe są również bardziej złożone zadania renowacyjne, ale w ramach innych operacji technologicznych. Na przykład odtworzenie gwintu przez spawanie zostanie uzupełnione o procedury mechanicznego prostowania i toczenia. Ponadto w takich pracach należy przestrzegać wymagań dotyczących przegrzewania się narzędzia pomocniczego jakim jest matryce, które bezpośrednio bierze udział w korekcji gwintu.

Jeśli chodzi o obróbkę powierzchni, metoda ta polega na nałożeniu dodatkowej powłoki metalicznej na odnawianą powierzchnię. Nowa warstwa technologiczna może być przydatna przy naprawie zużytych części lub wzmocnieniu powierzchni w obszarze tarcia.

Sprzęt stosowany

Podczas spawania konieczne jest użycie źródła zasilania, sprzętu do przytrzymywania części i kierowania łuku. Częściej stosuje się konwerter spawalniczy, który zawiera silnik z generatorem prądu stałego od 70 do 800 A. Można również zastosować prostowniki z transformatorami.osprzęt prądowy i sterujący. Jeśli mówimy o materiałach eksploatacyjnych i urządzeniach pomocniczych, to odnawianie części przez spawanie i napawanie odbywa się z połączeniem ustników trzymających, elektrod i systemów chłodzenia. Przy napawaniu stosuje się również głowice odkształcające ze suwmiarkami i podnośnikami, które umożliwiają montaż na obrabiarkach (tokarkach lub wkrętarkach). Specjalne noże służą do usuwania nadmiaru metalowych krawędzi i warstw.

Wymagania dotyczące przygotowania części

Zarówno w spawaniu, jak iw procesie napawania, jakość operacji będzie w dużej mierze zdeterminowana stanem początkowym przedmiotu obrabianego. Powierzchnie części muszą być oczyszczone z rdzy, kamienia, brudu i tłuszczu. W przeciwnym razie zwiększa się ryzyko utrzymywania braku penetracji, pęknięć i wtrąceń żużla. Szczególną uwagę należy zwrócić na odtłuszczanie z olejów fabrycznych i konserwacyjnych. Ta procedura jest wykonywana w gorącym roztworze, po czym produkt jest myty i suszony. Przed odtworzeniem części metodą spawania zaleca się wykonanie piaskowania, co poprawia jakość naprawy. Do takich zadań stosuje się metody obróbki ściernej z połączeniem urządzeń kompresorowych, tarcz szlifierskich i frezów. Niewielkie ślady uszkodzeń korozyjnych można również usunąć ręcznymi szczotkami metalowymi.

Które elektrody są używane do regeneracji?

Po przygotowaniu głównego sprzętu roboczego i przedmiotu obrabianego można przystąpić do doboru elektrod. Wybór zależy od rodzaju metalu, charakteru wady iwymagania dotyczące warstwy nakładki. Z reguły w typowych przypadkach pęknięć i pęknięć stosuje się konwencjonalne elektrody spawalnicze o wytrzymałości na rozciąganie około 4 MPa. Do pracy ze stalami węglowymi zaleca się stosowanie materiałów eksploatacyjnych, których pręty wykonane są z drutu gatunku Sv-08 o grubości 1,5-12 mm. Nie ignoruj właściwości powłoki. Wysoki efekt stabilizujący w renowacji części metodą spawania i napawania zapewni kredowe nanoszenie elektrody typu E-34. Przyczyni się to do stabilnego procesu spalania łuku, co pozwoli na uformowanie gęstego i równomiernego szwu.

Niestandardowe materiały eksploatacyjne do elektrod, takie jak taśmy i rurkowe elementy proszkowe, są również używane dzisiaj. Zwykle są to walcowane taśmy metalowe o grubości do 0,8 mm, których powierzchnia jest wypełniona różnymi sproszkowanymi mieszankami stopowymi na bazie żelazomanganu, stalinitu itp. Takimi elektrodami należy się zająć, jeśli planuje się nadanie naprawionemu obszarowi dodatkowych właściwości użytkowych.

Ręczne spawanie łukowe i metoda napawania

Podczas naprawy uszkodzonych spawów, uszczelniania pęknięć i uszczelniania hermetycznych skrzynek można zastosować metodę ręczną z użyciem elektrod grafitowych, węglowych lub wolframowych. W trakcie pracy pobierana jest wiązka prętów z powłoką i mocowana drutem. Końce muszą być wstępnie zespawane i włożone do przygotowanego uchwytu. Podczas pracy elektrody utworzą tak zwany wędrujący łuk o szerokim polu działania. Jakim większy uszkodzony obszar, tym większa powinna być belka. Główna trudność procesu spawania w ten sposób polega na konieczności podłączenia sieci trójfazowej, ponieważ ta sama powierzchnia z wiązką 5-6 elektrod musi być wykonana przy zwiększonym prądzie. Metoda ta służy do naprawy części wykonanych ze stali stopowych i niskostopowych o średniej i dużej grubości.

Metoda automatycznego spawania łukiem krytym

Automatyczny proces napawania różni się tym, że dostarczanie elektrody z ruchem samego łuku wzdłuż powierzchni roboczej jest całkowicie zmechanizowane. Z kolei topnik zapewnia izolację strefy docelowej od szkodliwego działania tlenu. Metoda służy do odnawiania powierzchni płaskich i cylindrycznych części o głębokości zużycia do 15 mm. Wraz ze wzrostem wielkości ubytku można nałożyć kilka warstw napawania, ale w tym przypadku konieczne będzie poczekanie na polimeryzację każdej poprzedniej warstwy. Ta technologia przywracania części poprzez spawanie i napawanie wymaga połączenia źródeł prądu w postaci przekształtnika lub prostownika z tokarką śrubową. W obszarze roboczym powstaje powłoka topnika o grubości 1-4 mm, po której automatycznie prowadzony jest drut elektrodowy z łukiem. Główne zalety tej metody w stosunku do spawania ręcznego to minimalna utrata metalu w wyniku odprysków. Metoda ręczna daje kilkakrotnie więcej żużli i odpadów.

Metoda napawania łukiem wibracyjnym

W tym przypadku stosuje się elektrody topliwe, które w procesiepłonące łuki wibrują przy zwarciu. Zautomatyzowane są również operacje dostarczania i przenoszenia materiałów eksploatacyjnych. Pomimo zewnętrznej złożoności procesu, metoda jest dość prosta i nie wymaga użycia specjalnego sprzętu. Ponadto na dłuższą metę można się spodziewać wykluczenia odkształcenia części z zachowaniem twardości bez obróbki cieplnej. Jednak są też ograniczenia. Tak więc metody wibracyjne do przywracania części przez spawanie i napawanie są odpowiednie dla przedmiotów o średnicy co najmniej 8 mm lub grubości od 0,5 do 3,5 mm. Teoretycznie napawanie wibro-łukowe może być wykonywane w różnych środowiskach ochronnych za pomocą gazu lub topnika, ale w praktyce częściej stosuje się izolację płynną - np. roztwór sody kalcynowanej.

Spawanie i napawanie w środowiskach gazoochronnych

Ta metoda polega na przygotowaniu specjalnej butli ze sprężoną mieszanką gazów. Można stosować gazy argon i dwutlenek węgla, kierowane do strefy spawania pod wysokim ciśnieniem. Zadanie mieszanki sprowadza się również do funkcji ochronnej izolacji przedmiotu obrabianego przed negatywnym wpływem azotu i tlenu z powietrza. Najwyższą jakość połączeń spawanych w mediach gazowych uzyskuje się przy użyciu elektrod wolframowych z oddzielnym wprowadzaniem materiałów wypełniających w obszar roboczy. Napawanie odbywa się pod prądem stałym o odwrotnej polaryzacji. Proces może być zmechanizowany, jeśli używany jest drut elektrodowy, ale palniki gazowo-elektryczne są zwykle obsługiwane ręcznie.

Półautomatyczne metody spawania i napawania

Optymalna metoda pracy z aluminium i różnymi stopami metali nieżelaznych. Dzięki elastycznemu ustawianiu parametrów sprzętu oraz możliwości zastosowania różnych środowisk ochronnych, operator może uzyskać wysokiej jakości szew na przedmiocie o grubości do 12 mm przy niskim natężeniu prądu. Półautomatyczna metoda przywracania części przez spawanie odbywa się za pomocą elektrod wolframowych o grubości 0,8-6 mm. Napięcie w tym przypadku może wahać się od 20 do 25 V, a natężenie prądu mieści się w granicach 120 A.

Alternatywna technologia odzyskiwania ciśnienia

Oprócz termicznych metod spawania i napawania stosowana jest również szeroka grupa metod kontaktowych lub zimnych zmiany struktury półwyrobów metalowych. W szczególności renowacja części przez spawanie pod ciśnieniem odbywa się za pomocą jednostek mechanicznych ze stemplami. W procesie odkształcenia plastycznego w punktach styku powstaje złącze spawane o określonych parametrach. Konfiguracja efektu odkształcenia będzie zależeć od charakterystyki stempla i techniki ściskania.

Wniosek

W dzisiejszych czasach nie ma bardziej skutecznych sposobów korygowania wad konstrukcji metalowej niż spawanie i napawanie. Inna sprawa, że w tych segmentach następuje aktywny rozwój różnych metod wdrażania technologii w praktyce. Najbardziej obiecujący kierunek można nazwać renowacją części poprzez spawanie i napawanie na zautomatyzowanym sprzęcie. Mechanizacja operacji naprawczych zwiększa wydajność procesu, jegoergonomia i poziom bezpieczeństwa dla spawacza. Równolegle rozwijane są metody wysokoprecyzyjnego spawania łukiem argonowym z podłączeniem gazowych mediów osłonowych. Za wcześnie, aby mówić o pełnej automatyzacji w tym kierunku, ale pod względem jakości wyniku obszar ten jest zaawansowany.