|
Стр. 21
L--------------------------+--------------------+-----------------
Газовая сварка алюминия и его сплавов является малоэффективной
и выполняется с применением флюсов, приведенных в таблице W.7.28.
Мощность пламени принимают в зависимости от толщины
свариваемого металла по данным таблицы W.7.33.
Таблица W.7.33
ЗАВИСИМОСТЬ РАСХОДА АЦЕТИЛЕНА
ОТ ТОЛЩИНЫ МЕТАЛЛА
--------------------T-------T-----T------T-------T-------T-------¬
¦Толщина металла, мм¦ 0,5 - ¦ 1,0 ¦ 1,5 ¦ 1,6 - ¦ 3,1 - ¦ 5,1 - ¦
¦ ¦ 0,8 ¦ ¦ ¦ 3,0 ¦ 5,0 ¦ 10,0 ¦
+-------------------+-------+-----+------+-------+-------+-------+
¦Расход ацетилена, ¦ 50 ¦ 75 ¦ 50 - ¦ 100 - ¦ 200 - ¦ 400 - ¦
¦куб. дм/ч ¦ ¦ ¦ 100 ¦ 200 ¦ 400 ¦ 700 ¦
L-------------------+-------+-----+------+-------+-------+--------
В процессе сварки алюминия и его сплавов пламя должно быть
строго нормальным. Диаметр присадочной проволоки зависит от
толщины свариваемого металла и принимается по данным табл. W.7.34.
Таблица W.7.34
ДИАМЕТР ПРИСАДОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ
ДЛЯ СВАРКИ АЛЮМИНИЯ
---------------------T--------T--------T-------T-------T---------¬
¦Толщина свариваемого¦ До 1,5 ¦1,5 - 3 ¦ 3 - 5 ¦ 5 - 7 ¦ 7 - 10 ¦
¦металла, мм ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
+--------------------+--------+--------+-------+-------+---------+
¦Диаметр присадочной ¦1,5 - 2 ¦2,5 - 3 ¦ 3 - 4 ¦4 - 4,5¦4,5 - 5,5¦
¦проволоки, мм ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
L--------------------+--------+--------+-------+-------+----------
Сварные швы, выполненные дуговой и газовой сваркой электродами
с покрытиями или с применением флюсов, должны быть очищены от
шлака и остатков флюса промывкой горячей водой.
После окончания сварки сварные соединения из дюралюминия и
силумина рекомендуется подвергать отжигу при 300 - 370 °С с
выдержкой в течение 1,5 - 2 ч и последующим медленным охлаждением.
Изделия из закаленного дюралюминия после сварки рекомендуется
подвергать закалке в воде после нагрева до 500 - 510 °С с
последующим старением. Закалку со старением следует применять для
особо ответственных изделий.
W7.5. Контроль качества сварки
Контроль качества сварки при изготовлении, ремонте или
реконструкции металлоконструкций перегрузочных машин по этапам
выполнения работ должен осуществляться в соответствии с ГОСТ 3242
в следующем порядке:
- предварительный контроль;
- текущий контроль;
- контроль качества сварки готового изделия.
В порядке предварительного контроля осуществляется проверка
качества основного металла, сварочных материалов (электродов,
сварочной проволоки, флюсов и т.д.), заготовок, поступающих на
сборку; состояния сварочной аппаратуры; качества сборки;
проверяется также квалификация сварщиков.
В порядке текущего контроля - в процессе выполнения сварки
проверяются внешний вид шва, его геометрические размеры, а также
осуществляется постоянное наблюдение за исправностью сварочной
аппаратуры и выполнением технологического процесса. В порядке
контроля качества сварки готового изделия в зависимости от
назначения сварных соединений осуществляются:
- внешний осмотр и обмер;
- механические испытания контрольных образцов;
- просвечивание проникающим излучением (рентгено- или
гаммаграфирование);
- испытание на непроницаемость.
Контроль качества сварных соединений должен производиться
после термической обработки, если она является обязательной для
данного сварного соединения. Результаты контроля сварных
соединений должны записываться в соответствующих документах
(паспортах, журналах, картах, формулярах и т.д.). Качество
основного металла должно соответствовать требованиям ГОСТ и ТУ на
соответствующее изделие, что должно подтверждаться сертификатами
завода - поставщика. При отсутствии сертификата металл может
запускаться в производство только после его тщательной проверки -
наружного осмотра и пробы на свариваемость, определения
механических свойств, химического состава металла и его
соответствия требованиям ГОСТ и ТУ.
При наружном осмотре металла проверяется отсутствие на нем
окалины, ржавчины, трещин, расслоения и прочих дефектов.
Предварительная проверка металла для обнаружения дефектов
поверхности является необходимой и обязательной с целью
предупреждения применения некачественного металла для сварки
изделия. Механические свойства основного металла определяются
путем испытания стандартных образцов по ГОСТ 1497 и ГОСТ 14019.
Каждая бухта сварочной проволоки, поступившая на склад, должна
иметь металлическую бирку, на которой указаны наименование завода
- изготовителя, номер плавки и обозначение проволоки согласно
стандарту. Бирка должна иметь заводское клеймо и клеймо ОТК завода
- изготовителя. В сертификате, сопровождающем партию проволоки,
должны быть данные:
- диаметр и марка проволоки;
- наименование завода - изготовителя;
- номер плавки, из которой изготовлена проволока;
- масса партии;
- химический состав проволоки;
- номер стандарта.
Гарантией пригодности проволоки для сварки является наличие
бирки, прикрепленной к бухте сварочной проволоки, и сертификата на
проволоку. На поверхности сварочной проволоки не должно быть
окалины, ржавчины, грязи и масла. Проволока из высоколегированной
стали не должна иметь остатков графитовой смазки.
Сварочная проволока, на которую не имеется документации,
должна подвергаться тщательному контролю. Наиболее важна проверка
химического состава проволоки; для этого из партии отбирается 0,5%
от всего количества бухт, но не менее двух бухт. Стружку для
химического анализа берут от обоих концов каждой бухты. По
результатам химического анализа устанавливается марка сварочной
проволоки и определяется возможность ее применения для сварки в
соответствии с технологическим процессом.
Тип электрода для выполнения сварки должен соответствовать
указанному в чертежах. Применять электроды, не имеющие
сертификата, без предварительной проверки не допускается.
Электроды без сертификата должны контролироваться так же, как на
электродном заводе. При этом в соответствии с ГОСТ 9466 необходимо
проверить прочность покрытия, сварочные свойства электродов,
определить механические свойства металла шва и сварного соединения
на образцах, сваренных электродами из проверяемой партии.
О пригодности электродов для сварки судят также и по качеству
наплавленного металла, который не должен иметь пор, трещин и
шлаковых включений. Внешний вид электродов должен удовлетворять
требованиям стандартов; покрытие электрода должно быть прочным,
плотным, без пор, трещин, вздутий и комков неразмешанных
компонентов. Электроды с отсыревшим покрытием в производство
допускаться не должны. Флюс следует проверить на однородность по
внешнему виду и определить его химический состав, величину зерна,
объемный вес и влажность. Во избежание образования пор в металле
шва влажность должна быть не более 0,1%. Лучшим способом
определения качества флюса является его испытание при сварке. Дуга
под флюсом должна гореть устойчиво. Поверхность шва должна быть
чистой, без пор, свищей и трещин. После остывания шва шлак должен
легко отделяться от металла. Технические требования и методы
испытаний плавленых флюсов приведены в ГОСТ 9087.
Перед сборкой заготовок должна производиться проверка:
- чистоты поверхности металла;
- габаритных размеров заготовок;
- качества подготовки кромок, углов скоса кромок.
В собранном узле контролю подлежат:
- зазоры между кромками свариваемых деталей;
- превышение одной кромки относительно другой в стыковом
соединении;
- относительное положение легален в собранном узле;
- правильное наложение прихваток.
Следует иметь в виду, что отсутствие или малая величина
зазоров между кромками приводит к непровару корня шва, а большая -
к пережогам и увеличению трудоемкости процесса сварки.
Квалификация сварщиков проверяется:
- при установлении разряда;
- при допуске к выполнению ответственных сварочных работ,
инспектируемых Госгортехнадзором;
- непосредственно перед изготовлением ответственной
конструкции путем сварки и испытания опытных образцов.
В каждом случае проверяют как теоретические знания, так и
практические навыки. Разряд устанавливается согласно требованиям,
предусмотренным тарифно - квалификационными справочниками.
Испытание сварщиков перед допуском к ответственным работам
производится в соответствии с Правилами аттестации сварщиков
Госгортехнадзора. После удовлетворительной сдачи испытания
сварщикам выдаются удостоверения на право выполнения ответственных
сварочных работ. В удостоверении должны быть указаны конструкции,
которые может сваривать сварщик. Сварщики, допускаемые к
ответственным работам, должны проходить ежегодные практические и
теоретические испытания согласно Правилам Госгортехнадзора. Перед
началом работы сварщик должен ознакомиться с технологическими
картами (инструкциями), где должны быть указаны последовательность
операций, диаметр и марка применяемых электродов, режимы сварки,
требуемые размеры сварных швов и др. Следует иметь в виду, что
несоблюдение порядка наложения швов может вызвать значительную
деформацию изделия. При ручной дуговой сварке, кроме наблюдения за
показаниями амперметра, необходимо проверять технику наложения
шва.
Режим газовой сварки определяется номером применяемого
наконечника горелки. После окончания сварки изделия сварные швы
зачищают от шлака, наплывов, а поверхность узла - от брызг
металла. Контроль качества сварки готового изделия состоит в
осмотре, обмере сварных швов и производится с целью выявления в
них следующих возможных наружных дефектов:
- излома или неперпендикулярности осей соединяемых элементов;
- смещения кромок соединяемых элементов;
- отступления по размерам и форме швов от данных чертежей и
действующего стандарта по высоте, катету и ширине шва, по
равномерности усиления и т.п.;
- трещин всех видов и направлений;
- наплывов, подрезов, прожогов, незаваренных кратеров,
непроваров, пористости и других технологических дефектов.
Перед внешним осмотром поверхность сварного шва и прилегающих
к нему участков основного металла шириной не менее 20 мм в обе
стороны от шва должна быть зачищена от шлака, брызг, натеков
металла и других загрязнений. Внешний осмотр сварных соединений
производится с остукиванием швов молотком массой 0,5 кг.
Осмотр расчетных соединений должен производиться с помощью
лупы 10-кратного увеличения с замером полноты шва шаблонами. Этому
методу контроля подвергаются все сварные швы изготавливаемых,
ремонтируемых и реконструируемых металлических конструкций всех
перегрузочных машин. Осмотр и измерение сварных соединений
производятся с двух сторон в соответствии с указаниями ГОСТ 3242 и
с инструкцией по контролю сварных соединений. В случае
недоступности для осмотра внутренней поверхности сварного
соединения осмотр производится только с наружной стороны.
По внешнему виду сварные швы должны удовлетворять следующим
требованиям:
а) иметь гладкую мелкочешуйчатую поверхность (без наплывов,
прожогов, перерывов) и плавный переход к основному металлу.
Неровность поверхности шва не должна превышать 0,5 мм для
легкодоступных швов и 1 мм для труднодоступных;
б) иметь форму и размеры в соответствии с указаниями рабочих
чертежей с учетом допусков, приведенных в соответствующих
стандартах и в настоящем Приложении;
в) наплавленный металл должен быть плотным по всей длине шва,
не иметь трещин, скоплений и цепочек поверхностных пор и шлаковых
включений. Допускаются отдельно расположенные поверхностные поры и
шлаковые включения;
г) подрезы основного металла допускаются глубиной не более 0,5
мм при толщине основного металла до 10 мм и не более 1 мм при
толщине свыше 10 мм. Подрезы большей глубины могут быть устранены
наложением дополнительного слоя;
д) все кратеры должны быть заварены.
Размеры сварных швов и предельные отклонения по ним, а также
высота усиления шва в сварных соединениях при ручной
электродуговой сварке углеродистых и низколегированных сталей
должны соответствовать ГОСТ 5264. Превышение размеров усиления шва
не является браковочным признаком, если при этом выполнено
требование плавности переходов. Размером углового шва считается
меньший катет вписанного в сечение шва сварного соединения
неравнобедренного или катет равнобедренного треугольника.
Выпуклость (усиление) шва сварного соединения допускается не
более 2 мм для швов, выполненных в нижнем положении, и не более 3
мм для швов, выполненных в остальных положениях.
Вогнутость шва сварного соединения при сварке в нижнем
положении допускается не более 1 мм, а во всех остальных
пространственных положениях - не более 3 мм.
Допускается увеличение предельных отклонений усиления сварного
соединения, выполненного в вертикальном, горизонтальном и
потолочном положениях, на 1 мм для листов толщиной до 26 мм и на 2
мм для листов большей толщины.
Механические испытания контрольных образцов проводятся с целью
проверки соответствия прочностных и пластических характеристик
соединения на контрольных образцах, сваренных в условиях,
полностью отвечающих условиям изготовления элементов
металлоконструкций перегрузочных машин. Перечень узлов,
подвергающихся контролю этим методом в случае изготовления новой
металлоконструкции, устанавливается изготовителем.
Периодичность проведения контроля механическими испытаниями
устанавливается в случае:
а) изготовления, ремонта и реконструкции металлических
конструкций на специализированных предприятиях - предприятием
через определенное количество часов или через определенное
количество дней, но не реже одного раза в месяц;
б) выполнения работ, указанных в подпункте "а" на
неспециализированных предприятиях (в портах) - после каждого
выполнения сварочных работ на металлоконструкции крана и один раз
в месяц для сварщиков, выполняющих работы на других перегрузочных
машинах.
Примечание. При проведении сварочных работ на
металлоконструкциях перегрузочных машин сварщиками портовых
центральных мастерских, которые выполняют постоянно и повседневно
в течение всего года только такие работы, периодичность контроля
механическими испытаниями устанавливается в соответствии с
указаниями подпункта "а".
Механические свойства сварного соединения проверяются на
контрольных образцах вне зависимости от вида сварного соединения
изделия путем испытания на растяжение и изгиб образцов, сваренных
встык. Образцы должны изготавливаться по ГОСТ 6996. Образцы,
предназначенные для испытания на растяжение, должны
изготавливаться по ГОСТ 6996 и испытываться после снятия утолщения
шва.
Образцы, предназначенные для испытания на изгиб, следует
изготавливать по ГОСТ 6996, причем сварной шов должен быть
расположен поперек образца (типы XXVII и XXVIII по ГОСТ 6996) и
испытываться после снятия утолщения шва.
Контрольные образцы должен сваривать тот же сварщик, который
выполнял сварку металлоконструкции.
Сварка образцов для испытания на растяжение и изгиб
производится всеми сварщиками, принимавшими участие в работах по
сварке металлоконструкций перегрузочных машин, и выполняется встык
с проваром вершины шва с обратной стороны (допускается
предварительная подрубка) пластины из листов тех же толщин того же
металла, теми же электродами, что и основные элементы узлов
металлоконструкций.
Пластины должны быть сварены в тех же положениях, в которых
сварщики выполняют швы при изготовлении (ремонте) изделий. Условия
подготовки под сварку, режимы сварки и термообработка должны быть
такими же, как и при сварке контролируемой конструкции.
Подварка вершины шва должна производиться в тех же положениях,
что и основная сварка. При определении размеров пластин для
изготовления контрольных образцов необходимо учесть припуск на
отрезку полос в начале и конце шва шириной не менее 30 мм. Правка
контрольного образца не допускается. Разрешается править готовые
образцы вне их рабочей части.
Если нет иных указаний в стандартах или другой технической
документации, то стрела прогиба на длине 200 мм не должна
превышать 10% от толщины металла образца, но не более 4 мм.
Несовпадение полоски листов образца в стыковых соединениях не
должно превышать 15% толщины листа, но не более 4 мм. Количество
образцов, свариваемых каждым сварщиком для проверки на растяжение
и изгиб, устанавливается для каждого испытания изготовителем или
исполнителем ремонта (реконструкции), но должно быть не менее двух
для испытания на растяжение и не менее двух для испытания на
изгиб.
Результаты испытаний считаются удовлетворительными, если:
- временное сопротивление образца не менее нижнего предела
временного сопротивления основного металла, установленного для
данной марки стали стандартом или ТУ;
- угол загиба не менее 100°.
Указанные показатели механических свойств считаются средними.
Для отдельных образцов допускается снижение механических свойств,
но не более чем на 10%.
При неудовлетворительных результатах механических испытаний
должны быть проведены испытания на удвоенном количестве образцов.
Если результаты повторных механических испытаний будут также
неудовлетворительными, следует выяснить причины брака.
При использовании некачественных сварочных материалов все
металлоконструкции или сварные швы, сваренные данной партией
материалов, бракуются. При несоблюдении технологического процесса
сварки и других причинах неудовлетворительных механических
испытаний по вине сварщика металлоконструкции, сваренные данным
сварщиком за время с предыдущих удовлетворительных испытаний,
подвергаются дополнительному контролю физическими методами
(радиационной дефектоскопии, ультразвуковой дефектоскопии).
По результатам контроля физическими методами делается
заключение, являются данные металлоконструкции окончательно
бракованными или подлежат исправлению в соответствии с
приведенными выше требованиями.
Характерные дефекты сварных швов указаны в таблице W.7.35.
Таблица W.7.35
ОСНОВНЫЕ ДЕФЕКТЫ СВАРНЫХ ШВОВ И СОЕДИНЕНИЙ
---------------------T--------------------T-----------T----------¬
¦Наименование дефекта¦ Основные причины ¦ Способы ¦ Способы ¦
¦ ¦ появления дефекта ¦обнаружения¦устранения¦
¦ ¦ ¦ дефекта ¦ дефекта ¦
+--------------------+--------------------+-----------+----------+
¦ Внутренние дефекты ¦
+--------------------T--------------------T-----------T----------+
¦1. Непровары: ¦Плохое выполнение ¦Просвечива-¦Вырубка ¦
¦корня шва; ¦работы по небрежнос-¦ние: радиа-¦дефектного¦
¦по кромке между ос- ¦ти сварщика или ¦ционная и ¦участка ¦
¦новным и наплавлен- ¦из-за его низкой ¦(или) ульт-¦шва с по- ¦
¦ным металлом; ¦квалификации. Недоб-¦развуковая ¦следующей ¦
¦между слоями наплав-¦рокачественная под- ¦дефектоско-¦заваркой ¦
¦ленного металла в ¦готовка изделия к ¦пия ¦ ¦
¦многослойных швах ¦сварке, неправильный¦ ¦ ¦
¦ ¦режим сварки. ¦ ¦ ¦
¦ ¦Неудовлетворительное¦ ¦ ¦
¦ ¦качество сварочных ¦ ¦ ¦
¦ ¦материалов. Неудов- ¦ ¦ ¦
¦ ¦летворительное сос- ¦ ¦ ¦
¦ ¦тояние сварочной ¦ ¦ ¦
¦ ¦аппаратуры ¦ ¦ ¦
+--------------------+--------------------+-----------+----------+
¦2. Трещины внутрен- ¦Наличие в сварочной ¦Просвечива-¦Вырубка ¦
¦ние: ¦проволоке повышенно-¦ние: радиа-¦дефектного¦
¦в металле шва: ¦го содержания серы, ¦ционная и ¦участка ¦
¦в зоне термического ¦фосфора и углерода, ¦(или) ульт-¦шва с по- ¦
¦влияния в основном ¦склонность металла к¦развуковая ¦следующей ¦
¦металле. ¦закалке; ¦дефектоско-¦заваркой ¦
¦Трещины могут быть: ¦сварка в жестких ¦пия ¦ ¦
¦продольные и попе- ¦закреплениях, нару- ¦ ¦ ¦
¦речные по отношению ¦шение технологии ¦ ¦ ¦
¦к оси шва; ¦сварки; ¦ ¦ ¦
¦холодные и горячие ¦неудачный проект ¦ ¦ ¦
¦(по температуре об- ¦сварной конструкции;¦ ¦ ¦
¦разования); ¦сварка при низких ¦ ¦ ¦
¦микроскопические, ¦температурах окружа-¦ ¦ ¦
¦обнаруживаемые при ¦ющего воздуха; ¦ ¦ ¦
¦помощи 6 - 8-крат- ¦объемно - структур- ¦ ¦ ¦
¦ной лупы, и видимые ¦ные напряжения при ¦ ¦ ¦
¦невооруженным глазом¦сварке специальных ¦ ¦ ¦
¦ ¦сталей ¦ ¦ ¦
+--------------------+--------------------+-----------+----------+
¦3. Пористость на- ¦Влажность электрод- ¦Просвечива-¦Вырубка ¦
¦плавленного металла:¦ного покрытия или ¦ние: радиа-¦дефектного¦
¦равномерно распреде-¦флюса; загрязнен- ¦ционная и ¦участка ¦
¦ленная по всему объ-¦ность кромок металла¦(или) уль- ¦шва с по- ¦
¦ему наплавленного ¦перед сваркой - ¦тразвуковая¦следующей ¦
¦металла; ¦ржавчиной, маслом и ¦дефектоско-¦заваркой ¦
¦групповая или линей-¦др. ¦пия ¦ ¦
¦ная в виде цепочки ¦Высокая скорость ¦ ¦ ¦
¦ ¦сварки и быстрое ¦ ¦ ¦
¦ ¦затвердевание на- ¦ ¦ ¦
¦ ¦плавленного металла.¦ ¦ ¦
¦ ¦Органические состав-¦ ¦ ¦
¦ ¦ляющие электродных ¦ ¦ ¦
¦ ¦покрытий. ¦ ¦ ¦
¦ ¦Повышенное содержа- ¦ ¦ ¦
¦ ¦ние углерода в элек-¦ ¦ ¦
¦ ¦тродном покрытии ¦ ¦ ¦
+--------------------+--------------------+-----------+----------+
¦4. Шлаковые включе- ¦Высокая удельная ¦Просвечива-¦Вырубка ¦
¦ния: ¦масса шлака, туго- ¦ние: радиа-¦дефектного¦
¦крупные шлаковые ¦плавкость и повышен-¦ционная и ¦участка ¦
¦включения; ¦ная вязкость шлаков,¦(или) уль- ¦шва с по- ¦
¦пленки окислов по ¦плохая очистка по- ¦тразвуковая¦следующей ¦
¦границам зерен ¦верхности кромок и ¦дефектоско-¦заваркой ¦
¦ ¦отдельных слоев при ¦пия ¦ ¦
¦ ¦многослойных швах, ¦ ¦ ¦
¦ ¦низкая квалификация ¦ ¦ ¦
¦ ¦сварщика ¦ ¦ ¦
+--------------------+--------------------+-----------+----------+
¦ Наружные дефекты ¦
+--------------------T--------------------T-----------T----------+
¦1. Отклонения разме-¦Неправильный режим ¦Внешний ос-¦ ¦
¦ров и формы сварного¦сварки, неправильная¦мотр и об- ¦ ¦
¦шва от проектных: ¦подготовка кромок ¦мер швов ¦ ¦
¦одиночная высота; ¦под сварку, неравно-¦шаблонами и¦ ¦
¦чрезмерная высота; ¦мерная скорость ¦другими ин-¦ ¦
¦неравномерная шири- ¦сварки, неправильное¦струментами¦ ¦
¦на; неравные катеты ¦перемещение элект- ¦ ¦ ¦
¦при валиковых швах; ¦рода в процессе ¦ ¦ ¦
¦недостаточное запол-¦сварки, неправильная¦ ¦ ¦
¦нение шва ¦установка конца ¦ ¦ ¦
¦ ¦электрода или сва- ¦ ¦ ¦
¦ ¦рочной проволоки, ¦ ¦ ¦
¦ ¦большая скорость ¦ ¦ ¦
¦ ¦сварки или большой ¦ ¦ ¦
¦ ¦угол раскрытия ¦ ¦ ¦
+--------------------+--------------------+-----------+----------+
¦2. Подрезы основного¦Чрезмерная сила то- ¦Внешний ¦Вырубка ¦
¦металла вдоль шва, ¦ка, большой диаметр ¦осмотр ¦канавки и ¦
¦натеки, наплывы, ¦электрода, непра- ¦ ¦ее завар- ¦
¦прожоги, незаделан- ¦вильное движение ¦ ¦ка, удале-¦
¦ные кратеры ¦электрода в процес- ¦ ¦ние наплы-¦
¦ ¦се сварки, плохая ¦ ¦вов и на- ¦
¦ ¦сборка под сварку, ¦ ¦теков, за-¦
¦ ¦низкая квалификация ¦ ¦варка кра-¦
¦ ¦сварщика, небреж- ¦ ¦теров ¦
¦ ¦ность сварщика ¦ ¦ ¦
+--------------------+--------------------+-----------+----------+
¦3. Трещины: ¦Те же причины, что ¦Внешний ос-¦ ¦
¦в наплавленном ¦и для внутренних ¦мотр, маг- ¦ ¦
¦металле шва, в зоне ¦трещин ¦нитная де- ¦ ¦
¦термического влия- ¦ ¦фектоско- ¦ ¦
¦ния, в основном ме- ¦ ¦пия, люми- ¦ ¦
¦талле, горячие и ¦ ¦нисцентный ¦ ¦
¦холодные ¦ ¦метод конт-¦ ¦
¦ ¦ ¦роля, метод¦ ¦
¦ ¦ ¦цветной де-¦ ¦
¦ ¦ ¦фектоскопии¦ ¦
+--------------------+--------------------+-----------+----------+
¦4. Наружная порис- ¦Те же причины, что и¦Внешний ¦Вырубка ¦
¦тость и ноздрева- ¦для внутренних пор ¦осмотр ¦дефектного¦
¦тость ¦ ¦ ¦участка ¦
¦ ¦ ¦ ¦шва с по- ¦
¦ ¦ ¦ ¦следующей ¦
¦ ¦ ¦ ¦заваркой ¦
L--------------------+--------------------+-----------+-----------
W8. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ИЗНОШЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ
W8.1. Общие положения
W8.1.1. Современные методы восстановления позволяют
восстанавливать геометрические размеры деталей, а также упрочнять
детали путем применения специальных электродов и порошковых
материалов, обеспечивающих получение поверхностного покрытия с
заданными физико - механическими свойствами. В условиях порта
восстановление деталей может осуществляться ручной или
полуавтоматической сваркой и наплавкой (дуговой и газовой),
различными методами металлизации (электродуговой, газовой и др.),
механической обработкой (под номинальный или новый размер), а
также электролитическими способами (хромирование, никелирование,
осталивание и др.).
W8.1.2. Наиболее широкое распространение в качестве метода
восстановления получила наплавка, в процессе которой на деталь
наносится 2 - 6% металла от массы самой детали. В зависимости от
формы, размера и материала наплавляемой поверхности для
восстановления используют различные виды наплавки.
W8.1.3. К перспективным относятся различные методы
металлизации, сущность которой заключается в нанесении на
восстанавливаемую поверхность покрытий в распыленном состоянии.
Для напыления используют прутковые или проволочные электроды, а
также порошковые композиции, распыляемые при помощи электродуговых
металлизаторов, газопламенных горелок, плазмотронов и другой
аппаратуры. Значительный интерес представляет газотермическое
напыление порошков с самыми различными свойствами - теплостойких,
теплоизоляционных, износостойких, коррозиестойких,
электроизоляционных и др. Применение различных способов напыления
(газопламенное, плазменное и т.п.) позволяет получать многослойные
покрытия и регулировать их физико - механические свойства,
повышать ресурсы деталей.
W8.1.4. Восстановление деталей механической обработкой
выполняется под номинальный размер удалением дефектной части
детали и установкой на это место дополнительной ремонтной детали
(втулки, кольца, накладки и т.д.) или под новый ремонтный размер -
регламентированный или свободный - с подгонкой сопряженных
деталей.
W8.1.5. Электрическое восстановление основано на наращивании
необходимого слоя металла на изношенную поверхность при разложении
электролита под действием электрического тока и осаждении на
детали (катоде) положительно заряженных ионов металла.
W8.2. Восстановление деталей ручной наплавкой
W8.2.1. Технологический процесс наплавки включает в себя
подготовительные операции, нанесение слоя металла и последующие
процессы обработки детали.
W8.2.2. В порядке предварительной подготовки все детали,
поступающие в ремонт, должны быть очищены от грязи, ржавчины,
краски, после чего должны быть отсортированы и отобраны детали,
подлежащие восстановлению. После очистки поверхности детали
определяются величина и характер износа детали, наличие трещин,
надрывов, вмятин, задиров, наклепа, старой наплавки, повреждения
резьбы, шлицевых соединений, общей или местной (поверхностной)
закалки, цементации и т.д., а также определяется марка стали, из
которой изготовлена деталь.
Детали, имеющие эксцентричный износ, необходимо до наплавки
подвергнуть механической обработке.
Трещины, если позволяет характер дальнейшей работы детали,
должны быть заварены перед наплавочными работами, а затем
тщательно зачищены и обработаны; мелкие трещины с небольшой
глубиной устраняются шлифованием или местной вырубкой.
Изношенная или поврежденная резьба перед наплавкой должна быть
полностью удалена.
Имеющиеся на наплавляемой части отверстия, пазы и канавки,
которые необходимо сохранить, должны быть заделаны медными,
графитовыми или угольными вставками. При механической обработке
наплавленного металла верхняя часть вставки, связанная с
наплавленным металлом, срезается, что облегчает удаление
оставшейся части вставки. Способ закрепления вставки перед
наплавкой выбирается применительно к каждой детали отдельно.
Поверхности детали, не подвергающейся наплавке, в случае
необходимости должны защищаться от брызг сухим или мокрым
асбестовым картоном.
В порядке подготовки детали к наплавке также необходимо
изготовить планки и кольца для вывода начала и конца наплавленного
валика, медные пластины для удержания флюса, разнообразного
твердого сплава, жидкого металла и шлака.
В эту работу входит и центрование наплавляемых деталей для
дальнейшей механической обработки их на токарном станке.
Для правильной организации подготовки деталей к наплавке и
выполнения наплавочных работ необходимо после осмотра и замеров
износа детали составить карту технологического процесса ремонта. В
ней должны быть отражены характер износа, объем работ, вид и
способ наплавки, марка и диаметр электродов, режим и технология
наплавки, последовательность операций, припуск на механическую
обработку, необходимость предварительной и последующей термических
обработок.
W8.2.3. Электродуговая наплавка может выполняться как
металлическим, так и угольными (графитовыми) электродами.
Ручная наплавка выполняется электродами диаметром 2 - 6 мм на
постоянном токе силой 80 - 300 А обратной полярности ("плюс" на
электроде) с производительностью 0,8 - 3,0 кг/ч.
Металлические электроды для наплавочных работ дают возможность
в широких пределах изменять химический состав и свойства
наплавленного металла, что достигается путем легирования
наплавленного металла с помощью электродного покрытия.
Наплавка изношенных деталей, изготовленных из углеродистых или
легированных сталей и не подвергающихся после наплавки термической
обработке, производится электродами, обеспечивающими необходимые
твердость и износостойкость наплавленного металла.
Если же восстановленные детали после наплавки подвергаются
термической обработке, то наплавка их должна производиться такими
электродами, наплавляемый металл которых допускает эту обработку
без снижения твердости и ухудшения других механических свойств.
Восстановление наплавкой деталей, быстро изнашивающихся от
трения, должно производиться твердыми сплавами (ЦС-1, ЦС-2).
Для наплавки деталей, выполненных из углеродистых и
низколегированных сталей, работающих на износ и подверженных
ударным нагрузкам при обычных температурах, следует применять
электроды следующих наиболее распространенных марок: ОЗН-250У,
ОЗН-300У, ОЗН-350У, ОЗН-400У, Т-590, ЦС-1, ЦС-2, 12АН/ЛИВТ,
13КН/ЛИВТ и др. Металл, наплавленный этими электродами,
представляет собой сплав на железной основе с небольшим
количеством таких легирующих элементов, как марганец, кремний,
углерод, вольфрам, титан и др. Наплавленный металл легируется с
помощью электродного покрытия. Электроды марок ОЗН-250У, ОЗН-300У,
ОЗН-350У, ОЗН-400У имеют покрытие основного типа и предназначаются
для наплавки деталей, работающих в условиях интенсивных ударных
нагрузок и подверженных сравнительно быстрому износу,
изготовленных из малоуглеродистых сталей и сталей марок 35, 40,
45, 30Х, 35Х, 40Х.
Наплавка в зависимости от массы детали, степени ее
предварительного подогрева и толщины основного металла выполняется
при силе тока 170 - 220 А, при диаметре электрода 4 мм и 210 - 240
А при диаметре электрода 5 мм. Наплавка производится короткой
дугой постоянного тока обратной полярности. Твердость
наплавленного металла составляет: для электродов ОЗН-300У НВ 270 -
300, для электродов ОЗН-350У НВ 320 - 380 и для электродов
ОЗН-400У НВ 370 - 430. Электроды марки ЦС-1 изготавливаются из
сормайта N 1 и применяются для наплавки деталей из
малоуглеродистых и низколегированных сталей с цементированной
рабочей поверхностью и из углеродистых и легированных сталей с
закаленной поверхностью, а также для наплавки деталей без
дальнейшей термической обработки. Наплавка производится постоянным
или переменным током 180 - 225 А при электроде диаметром 5 мм и
выполняется по возможности короткой дугой. Твердость наплавленного
и термически не обработанного металла HRC 28 - 54. Электроды марки
ЦС-2 изготовляются из сормайта N 2 и применяются для наплавки
деталей как подвергающихся, так и не подвергающихся термической
обработке после наплавки. Наплавленный металл без термической
обработки имеет твердость HRC 39 - 45, после отжига - HRC 30 - 35,
после закалки и отпуска HRC 56 - 62. Род тока и режим наплавки те
же, что и для электродов ЦС-1.
Электроды марки Т-590 применяются для наплавки деталей,
работающих в условиях преимущественно абразивного износа: режущей
части ножей бульдозеров, поверхности ковшей породопогрузочных
машин и т.д.
Ток наплавки постоянный обратной полярности или переменный 200
- 220 А для электродов диаметром 4 мм и 250 - 270 А для электродов
диаметром 5 мм. Твердость наплавленного металла HRC 58 - 62.
Электроды марки Т-620 применяются для наплавки деталей,
работающих в условиях особенно интенсивных абразивных износов и
ударных нагрузок. Наплавка производится в нижнем положении и на
тех же режимах, что и электродами Т-590. Твердость наплавленного
металла HRC 55 - 60.
Электроды марки 13КН/ЛИВТ предназначены для наплавки ножей
дорожных машин, цепей механизмов, режущих кромок челюстей
грейферов и других деталей машин и механизмов, работающих в
аналогичных тяжелых условиях. Наплавка производится в нижнем
положении постоянным или переменным током 200 - 220 А электродом
диаметром 5 мм. Твердость наплавленного металла HRC 55 - 60.
Электроды марки 12АН/ЛИВТ применяются для наплавки деталей,
изготовленных из малоуглеродистых, среднеуглеродистых и
легированных сталей, подверженных ударной нагрузке с трением
(опорные катки, гусеницы, звездочки тракторов и др.). Области
применения электродов различных типов и марок указаны в таблице
W.8.1.
Таблица W.8.1
ТИПЫ И МАРКИ ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯ НАПЛАВКИ ДЕТАЛЕЙ
--------------T------------T-------------------------------------¬
¦ Тип ¦ Марка ¦ Область применения ¦
+-------------+------------+-------------------------------------+
¦Э-80Х4С ¦13КН/ЛИВТ ¦Наплавка деталей, работающих в усло- ¦
¦Э-320Х23С2ГТР¦Т-620 ¦виях абразивного изнашивания ¦
¦Э-320Х25С2ГР ¦Т590 ¦ ¦
+-------------+------------+-------------------------------------+
¦Э-95Х7Г5С ¦12АН/ЛИВТ ¦Наплавка деталей, работающих в усло- ¦
¦Э-30Х5В2Г2СМ ¦ТК3-Н ¦виях интенсивных ударных нагрузок с ¦
¦Э-110Х14В13Ф2¦ВСН-6 ¦абразивным изнашиванием ¦
+-------------+------------+-------------------------------------+
¦Э-300Х28Н4С4 ¦ЦС-1 ¦Наплавка деталей, работающих в усло- ¦
¦Э-225Х10Г10С ¦ЦН-11 ¦виях интенсивного износа с ударными ¦
¦ ¦ ¦нагрузками ¦
+-------------+------------+-------------------------------------+
¦Э-10Г2 ¦03Н-250У ¦Наплавка деталей, работающих в усло- ¦
¦Э-15Г5 ¦03Н-400У ¦виях интенсивных ударных нагрузок ¦
¦ ¦ ¦(оси, рельсы и др.) ¦
+-------------+------------+-------------------------------------+
¦Э-65Х11Н3 ¦ОМГ-Н ¦Наплавка изношенных деталей из высо- ¦
¦Э-65Х25Г3Н3 ¦ЦНИИН-4 ¦комарганцовистых сталей типа 100Г13 ¦
¦ ¦ ¦и 110Г13Л ¦
+-------------+------------+-------------------------------------+
¦Э-90В10Х5Ф2 ¦ЦИ-2У ¦Наплавка металлорежущего инструмента ¦
¦Э-10К18В11- ¦ОЗИ-5 ¦ ¦
¦М10Х3Ф ¦ ¦ ¦
L-------------+------------+--------------------------------------
Наплавка производится постоянным или переменным током 200 -
220 А электродом диаметром 5 мм. Наплавленный металл без
термообработки имеет твердость НВ 180 - 210.
Наплавка малоуглеродистых и низколегированных сталей
производится электродом, наклоненным под углом 15 - 20° к
вертикали, со средней величиной вылета электрода для тел вращения
около 20 - 30 мм. Характер перемещения электрода поперек
наплавленного валика определяется шириной этого валика. При
наплавке необходимо накладывать более широкие валики посредством
поперечных колебательных перемещений конца электрода.
В точках перемены направления движения конца электрода
скорость перемещения электрода должна уменьшаться. При этом
увеличивается прогрев кромок валика и замедляется охлаждение
сварочной ванны, что уменьшает возможность появления непровара,
шлаковых и газовых включений, пор. Лучшее качество наплавки
получается при ширине валика, равной 2,5 диаметра электрода, и для
этого амплитуда поперечного колебательного перемещения электрода
должна быть равна 1,5 - 2 диаметрам электрода. В результате
получается более плоский валик, что улучшает качество наплавочных
работ, особенно при восстановлении деталей с небольшим износом по
толщине.
При наплавке мелких и цилиндрических деталей небольших
диаметров рекомендуется применять электроды малых диаметров и
минимальную плотность тока, обеспечивающую устойчивое горение
дуги, необходимую глубину проплавления основного металла и
удаление газов и шлаков из наплавленного металла.
Наплавка должна выполняться короткой дугой; валики необходимо
накладывать так, чтобы каждый последующий перекрывал предыдущий на
1/3 - 1/2 ширины. По высоте слой наплавленного металла
устанавливается так, чтобы припуск на механическую обработку
составлял 2 - 3 мм и чтобы впадины между валиками наплавки
находились выше линии обработки поверхности после наплавки.
Между толщиной слоя наплавленного металла, диаметром
электрода, числом слоев наплавки и силой тока рекомендуется
выдерживать соотношения, приведенные в таблице W.8.2.
Таблица W.8.2
УСЛОВИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ НАПЛАВКИ
-------------------------------T----------T-----------T----------¬
¦Толщина наплавленного слоя, мм¦ До 1,5 ¦ До 5 ¦ Свыше 5 ¦
+------------------------------+----------+-----------+----------+
¦Диаметр электрода, мм ¦ 3 ¦ 4 - 5 ¦ 5 - 6 ¦
+------------------------------+----------+-----------+----------+
¦Число слоев наплавки ¦ 1 ¦ 1 - 2 ¦2 и больше¦
+------------------------------+----------+-----------+----------+
¦Сила сварочного тока, А ¦ 80 - 100 ¦ 130 - 180 ¦ 180 - 240¦
L------------------------------+----------+-----------+-----------
Производительность работы при электродуговой ручной наплавке
составляет 0,8 - 1,0 кг/ч.
Кратеры и непровары необходимо выводить за пределы рабочей
наплавляемой поверхности, используя для этого выводные временные
планки, кольца, втулки и т.д. Эти дефекты наплавки могут
выводиться на наплавленный металл в том случае, если последующей
механической обработкой они будут удалены с поверхности
наплавленного металла. Оставлять кратеры на поверхности основного
металла не допускается. После наложения каждого валика с
поверхности наплавки необходимо удалять шлаки, брызги металла,
налеты окислов. Рядом расположенные плоскости, отверстия, канавки
в случае необходимости следует защитить от налета брызг
расплавленного металла и шлаков листовым асбестом. Переход от
наплавленного металла к основному после механической обработки
должен быть плавным и ровным. Наплавка деталей из легированных и
углеродистых сталей должна производиться с применением специальной
технологии, предусматривающей:
- предварительный подогрев детали;
- применение термической обработки после наплавки для
улучшения механических свойств и для снятия внутренних напряжений;
- применение специальных наплавочных электродов, а при их
отсутствии - применение сварочных элементов с покрытием основного
типа, например электродов УОНИ-13/55 и др.;
- повышенную плотность тока, особенно когда наплавка
производится без предварительного подогрева. Наплавка с подогревом
должна производиться быстро и за один прием. Для наплавки
легированных сталей нельзя применять электроды с кислым покрытием,
содержащим окислы железа, марганца, титана и других элементов, а
также органические вещества.
W8.2.4 При наплавке с помощью газовой горелки используется
смесь кислорода с распыленным керосином, но чаще всего применяют
для наплавки ацетилено - кислородное пламя. В качестве наплавочных
материалов применяются проволока и прутки, в том числе из
легированных сталей, специальных сплавов и цветных металлов.
Наплавка производится в 1 - 2 слоя. Толщина наплавленного
металла допускается до 5 мм (с учетом припуска на обработку).
Толщина наплавленного слоя определяется с учетом износа, характера
сопряжений деталей и требований (глубина упрочнения),
предъявляемых к наплавленному металлу. В качестве присадочных
материалов могут быть использованы также порошковые материалы
требуемого состава и грануляции, с размерами частиц 0,7 - 0,15 мм.
При наплавке деталей рекомендуемся следующая последовательность
технологических операций:
- удаление с детали остатков смазки, защитных покрытий, следов
коррозии и других загрязнений моющими средствами, травлением,
нагреванием, пескоструйной обработкой, обработкой абразивами,
металлическими щетками и т.п.;
- предварительный отжиг деталей, имеющих общую или
поверхностную закалку или значительные внутренние напряжения;
- разметка наплавляемых поверхностей, проточка канавок,
вырубка или строжка фасок;
- зачистка и выравнивание дефектных мест;
- предварительный нагрев детали, если это предусмотрено
технологией, в нагревательных печах, газовыми горелками, током
промышленной или повышенной частоты;
- установка и закрепление деталей на столе, плите или в
приспособлении;
- нанесение на поверхность детали легирующих порошков,
пласткерамических или защитных плавленых флюсов, установка и
закрепление электродов и проведение других подготовительных
операций, определяемых особенностями процесса наплавки;
- производство наплавочных работ;
- снятие детали с приспособления после затвердения металла и
очистка ее поверхности от остатков шлаковой корки;
- охлаждение детали на воздухе или в печи для отжига перед
последующей механической обработкой;
- контроль качества наплавленного металла;
- исправление (при необходимости) дефектов наплавленного слоя;
- механическая обработка для снятия припусков и получения
заданных размеров и чистоты поверхности детали;
- заключительная термическая обработка детали;
|
