Восстановление деталей сваркой, наплавкой и пайкой

Широкое применение в ремонтном производстве нашли сварка, наплавка и пайка.

Сваркой называют процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, при пластическом деформировании или совместном действии того и другого.

При ремонте деталей машин распространена газовая ацетильнокислородная и электрическая сварка, наплавка.

Механические свойства сварного, наплавленного соединения зависят от процесса плавления металла, последующего охлаждения и от структурных изменений основного металла в зонах термического влияния.

Зоной термического влияния называют участок основного металла, прилегающий к сварному или наплавленному шву и изменяющий от действия тепла сварки, наплавки свою структуру или механические свойства. Для электросварки зона термического влияния составляет 10—12 мм, а для газосварки 25—30 мм. Степень воздействия зоны термического влияния зависит, от вида и состава металла. Дня углеродистых и легированных сталей она значительно усложняет производство сварочных и наплавочных работ при ремонте. Поэтому сварку и наплавку ответственных деталей рекомендуется производить с предварительным подогревом и при последующем медленном охлаждении.

Для получения доброкачественного сварного соединения или заданного качества наплавленного слоя при восстановлении деталей электросваркой первостепенное значение имеют правильный выбор электрода и соблюдение технологии сварки. Выбор электрода зависит от характера устраняемого дефекта, марки стали, из которой изготовлена деталь, и требований к наплавленному слою.

Электроды, применяемые для сварки, указаны в ГОСТ 9466—75, ГОСТ 9467—75. Согласно этим ГОСТам электроды имеют 12-номерное условное обозначение:

Цифры здесь означают:

• 1 — тип электрода. Например, Э-46 с пределом прочности на разрыв 460 Н/мм²;
• 2 — марка покрытия. Например, УОНИ-13/45, ПД-9, ПД-20;
• 3 — диаметр электрода;
• 4 — назначение электрода; У — углеродистые и низколегированные стали со_в< 600 Н/мм²; Л — легированные о_в > 60 Н/мм²; Т — теплостойкие; В — высоколегированные; Н — наплавочные с особыми свойствами;
• 5 — толщина покрытия. При отношении наружного диаметра d (электрода с покрытием к диаметру стержня d₀ без покрытия, равном 1,2 — покрытие тонкое (обозн. М) d/d₀ = 1,2 + 1,45 — среднее (С), d/ d₀ = 1,45 + 1,8 — толстое (Д) и d/d₀ = 1,8 — особо толстое (Г);
• 6 — группа электрода по содержанию фосфора и серы (всего три группы);
• 7 — минимальный предел прочности и ударная вязкость сварного шва (обозначается трехзначным числом, в котором первые две цифры указывают предел прочности, третья — ударную вязкость при температуре испытания);
• 8 — вид покрытия: А — кислые, Б — основные, Р — рутиловые, П — прочие;
• 9 — допустимое пространственное положение. Принято 4 индекса: 1 — в любом положении, 2 — в любом, кроме вертикального сверху, 3 — вертикальное вниз и 4 — горизонтальное на вертикальной плоскости;

• 10 — полярность (прямая и обратная) и род тока (постоянный или — переменный);
• 11—12-ГОСТы.

Пример обозначения:

Числитель такой записи показывает на то, что электрод имеет стержень Э-46 с пределом прочности на разрыв 460 Н/мм², с обмазкой УОНИ- 13/45, диаметром 3 мм, для сварки углеродистой и низколегированной стали, обмазка толстая, группа по содержанию фосфора и серы вторая.

Знаменатель: предел прочности сварного шва 430 Н/мм², ударная вязкость 2 кГм/см², химический состав покрытия имеет основной характер, сварку можно осуществить в любом положении постоянными токами обратной полярности.

В технических документах электроды обозначаются следующим образом: электроды УОНИ — 13/45 — 3,0 — 2 — ГОСТ 9466-75.

При восстановлении изношенных деталей электродуговой наплавкой выбор электродов зависит от марки стали наплавляемой детали, необходимой твердости покрытия и износостойкости наплавленного слоя. Наплавку изношенных поверхностей деталей, изготовленных из малоуглеродистой стали и не подвергавшихся термической или химико-термической обработке, можно проводить сварочными электродами. При наплавке деталей из среднеуглеродистых и легированных сталей (например, сталей марок 30, 35, 45), закаленных, а также из малоуглеродистых сталей, но с цементированной поверхностью должны применять специальные наплавочные электроды или твердые сплавы. ГОСТ устанавливает ряд типов наплавочных электродов, различаемых по химическому составу наплавленного слоя.

Сварка, наплавка деталей из чугуна и цветных металлов связана с рядом трудностей, которые преодолевают специальной термической обработкой, применением присадочных материалов и использованием инертной газовой среды, например аргона.

Паянием называют процесс, состоящий в том, что металлические части соединяют друг с другом в подогретом состоянии при помощи расплавленных металлов или сплавов (припоев), служащих связующими веществами.

В отличие от сварки при паянии основной металл не доводят до пластичного состояния и не расплавляют. Температура плавления припоя значительно ниже температуры плавления основного металла.