Раздел 4 устранение износа деталей восстановлением их формы и размеров

Восстановление изношенных деталей машин широко практикуется на многих заводах. Стоимость восстановления обычно колеблется от 15 до 40% стоимости новых деталей.

Восстановление деталей существенно ускоряет ремонт машин, оно также способствует значительной экономии легированных и цветных металлов.

В ремонтной практике применяются следующие основные способы восстановления изношенных деталей: 1) сварка и на­плавка; 2) металлизация; 3) хромирование; 4) осталивание; 5) склеивание. Сломанные детали восстанавливают газовой, электрической и кузнечной сваркой, а также механическим спо­собом, т. е. наложением заплат, накладок, стяжек и т.д.

Восстановление изношенных деталей сваркой и наплавкой

Сварку в ремонте применяют для заварки трещин и пробоин и устранения некоторых других дефектов оборудования, а так­же для восстановления поломанных деталей. Нередко из кон­структивных соображений или с целью возобновить номиналь­ный размер сопрягаемой поверхности прибегают к сварке как к средству восстановления деталей до первоначальных раз­меров. На изношенную поверхность наплавляют слой металла и затем детали, как правило, проходят механическую обра­ботку.

Подлежащие восстановлению детали подвергают определен­ной подготовке. Замасленные детали вываривают в горячем растворе каустической соды, затем их промывают теплой водой. Детали тщательно осматривают. Если у них имеются трещины, то в случаях, когда не предусматривается механическая обра­ботка сварного шва, очищают только места сварки. Концы замк­нутых трещин зачищают в сторону непораженного металла на 10–25 мм; ширина полосы зачистки с каждой боковой стороны должна быть равна толщине детали по месту сварки. У дета­лей, имеющих разветвленные трещины, зачищают всю сеть тре­щин.

Подготовка деталей с трещинами, идущими на расстоянии от краев детали, заключается в следующем.

Концы несквозных трещин засверливают, а если это сделать невозможно, то вырубают металл вокруг трещины так, чтобы получить плавный переход от нее к здоровому металлу. При сквозных трещинах вырубают стенки трещины так, чтобы ее кромки образовали Х-образную или V-образную разделку с уг­лом 90° и зазором между стенками трещины 4–8 мм.

При решении вопроса о ремонте тех или иных деталей свар­кой (наплавкой) необходимо учитывать свариваемость металла, из которого эти детали изготовлены, т. е. его способность давать доброкачественные соединения.

Сварка и наплавка стальных деталей. Свари­ваемость стали зависит от ее химического состава, главным об­разом от содержания углерода. Большое влияние оказывают и легирующие элементы – хром, марганец, никель и др. С увели­чением количества углерода и легирующих элементов в стали ее свариваемость ухудшается.

Хорошо сваривающиеся стали можно сваривать или наплав­лять в обычных производственных условиях без предваритель­ного нагрева и без последующей термической обработки. Это же относится и к удовлетворительно сваривающимся сталям. Однако детали из этих сталей при их большой толщине и боль­шом диаметре нужно перед свар­кой нагреть, чтобы предотвратить образование трещин. Стали с ог­раниченной и тем более с плохой свариваемостью могут давать трещины при сварке (в зоне теп­лового влияния, в наплавленном металле), поэтому рекомендуется детали из них перед сваркой от­жигать. До сварки (наплавки) необходимо детали нагреть, а по окончании сварки подвергнуть закалке и отпуску.

Данные о свариваемости сталей приводятся в специальных изданиях.

В ремонтной практике применяют главным образом элект­родуговую сварку металлическими электродами. Сталь свари­вают (наплавляют) специальной стальной электродной проволо­кой диаметром 1–3 мм с обмазкой.

Рис. 60. Направление плавки

Для получения прочного шва при электродуговой сварке металлическими электродами необходимо добиться полного сплавления основного и наплавленного металла. Важнейшее условие качественной сварки – это правильный выбор силы то­ка и вообще режима сварки соответственно толщине сваривае­мой детали и требованиям, диктуемым характером шва, диамет­ром электрода и применяемой обмазкой.

Наплавкой восстанавливают многие детали, в том числе и вращающиеся в подшипниках скольжения цапфы валов и осей, если их диаметр после обточки уменьшился более чем на 5% против диаметра, указанного в чертеже. Прежде чем присту­пить к наплавке, очищают поверхность до металлического блес­ка. Наплавку ведут слоями, идущими параллельно оси цапфы (рис. 60), причем слои один за другим наплавляют поочередно на диаметрально противоположных участках цапф, чтобы пре­дупредить деформацию детали. Ширина наплавленного слоя не должна превышать двойной толщины электрода. Наплавив слой, зачищают его стальной щеткой; следующий слой должен покрывать предыдущий на одну треть ширины (1/3 а на рисун­ке).

Сварка и наплавка деталей из чугуна. Для чугуна (а также для углеродистых сталей толщиной менее 3 мм) применяется главным образом газовая сварка. Свароч­ный шов получают посредством присадочного материала в виде прутков или проволоки. Сварка чугуна ведется слабым восста­новительным пламенем с небольшим избытком ацетилена. Что­бы предохранить расплавленный металл шва от окисления, при­меняют флюсы.

Сварка деталей из серого чугуна может производиться с предварительным общим нагревом от постоянного источника тепла (горячая сварка), с местным подогревом (полугорячая сварка) или без подогрева (холодная сварка). Лучшие резуль­таты дает горячая сварка. При горячей и полугорячей сварке детали нагревают до 400–700° в печах или на специальных гор­нах с применением в качестве топлива древесного угля.

Ковкий чугун плохо поддается сварке. И электросварка, и газовая сварка деталей из ковкого чугуна стальными и чугун­ными электродами не дают прочного шва.

Охлаждение чугунных деталей, сваренных электрической ду­гой, должно быть медленным. Крупные детали охлаждают вме­сте с печью, в которой они были нагреты, мелкие помещают в сухой песок или золу.

Для заварки трещин в сложных чугунных деталях (карте­рах, кожухах редукторов, корпусах насосов и т. п.), без их пред­варительного нагрева широкое применение получила электро­сварка пучком электродов по способу, предложенному свар­щиком А. Г. Назаровым. При этом способе сварку осуществля­ют перемещением пучка только вдоль шва; поперечное движе­ние дуги происходит автоматически. Детали толщиной от 1 до 8 мм сваривают пучком из одного стального и одного медного электрода диаметром 4 мм, а детали толщиной от 8 до 22 мм – пучком из двух стальных и двух медных электродов диаметром 4–5 мм.

Сваркой пучком электродов получают плотный, легко обра­батываемый шов, превосходящий по прочности свариваемый чугун.