4.9.3 Восстановление наплавкой изношенных деталей

а). Автоматическая наплавка под слоем флюса

В практике ремонта машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов автоматическая наплавка под слоем флюса применяется для восстановления крупногабаритных деталей (диаметром более 60 мм) с большим износом: различных валов, барабанов лебедок, шкивов и др.

При ремонте деталей машин применяют наплавочные автоматы АБС, А-874Н, А-384МК, А-580М, ПАУ-1 и др.

Для наплавки деталей из стали 20 или 25 используют сварочные проволоки С_В-08, С_В-08А и наплавочную Н_П-30. Для деталей из стали 35 и 45 – проволоки Н_П-40 и Н_П-50. Детали из легированных сталей, таких как 30Х, 35Х, 40Х и др. наплавляют электродной проволокой Н_П-30ХГСА, Н_П-3Х13, Н_П-2Х24 и др.

Основными параметрами режима наплавки являются:

d_пр – диаметр электродной проволоки, мм;

I – сила тока, А;

U – напряжение дуги, В;

v_пр – скорость подачи проволоки, мч;

v_н – скорость наплавки, мч;

S – шаг наплавки, мм;

l_в – вылет электрода, мм;

l_c – смещение электрода, мм.

Диаметр проволоки определяется в зависимости от толщины или диаметра наплавляемой детали (см. табл. 4).

Р ис. 5 Схема разборки шестеренного насоса

В схему разборки входят следующие комплекты:

– в корпус 1 в прессована втулка 5; – на валик 4 поставлена шпонка 18 и напрессовано зубчатое колесо 6;

– в крышку 12 запрессована втулка 5; – в зубчатое колесо 7 впрессована втулка 9.-

Пример составления «Карты технических требований на дефектацию детали»

Таблица 3

			Деталь: втулка Материал: сталь 12ХН3А Твердость: HRC 56-62
Номер позиции на чертеже	Возможные дефекты	Способ установления и контроля инструментом	Размеры, мм		Рекомендуемый способ восстановления
			по рабочему чертежу	допустимые, без ремонта
1	Износ или смятие стенок шпоночного паза	Замер, штангенциркуль 0,1…125 мм	12^+0,09	12,6	Наплавка в среде СО2
2	Износ по Ǿ105 мм	Замер, скоба			Хромирование или вибродуговая наплавка
3	Износ отверстий под винты	Замер, пробка	20+0,023	20+0,045	Заварка с последующим сверлением отверстий
4	Износ отверстия втулки	Замер, штихмасс 72+0,06	72+0,03	72+0,06	Хромирование
5	Износ по Ǿ160 мм	Замер, скоба			Хромирование

Таблица 4

Диаметр детали, мм	5060	6080	80100	100200	200400
Диаметр электрод-ной проволоки, мм	1.2	1.21.6	1.62.0	2.02.5	2.53.0

Численное значение наплавочного тока, А, определяют в зависимости от диаметра электродной проволоки по формуле

где d_пр – диаметр проволоки, мм.

Напряжение дуги при наплавке принимается равным 2530 В, что способствует хорошему формированию наплавляемых валиков.

Скорость подачи проволоки, мч, определяется по формуле

где _н=1118 – коэффициент наплавки под слоем флюса, гАч,

 - плотность металла наплавочного валика, гсм³.

При различных режимах наплавки скорость подачи проволоки обычно изменяется в пределах от 75 до 200 мч.

Шаг наплавки принимают из условия перекрытия валиков на 13 их ширины и, в зависимости от диаметра электродной проволоки, определяют по формуле

Толщина наплавляемого слоя за один проход h=1.53 мм.

Скорость наплавки, мч, определяют зависимостью

где k=0.850.9 – коэффициент перехода металла электродной проволоки в наплавленный металл.

На практике скорость наплавки обычно составляет 1040 мч.

Вылет электродной проволоки определяется по формуле

и обычно колеблется в пределах от 10 до 25 мм.

Смещение электрода в зените, мм, в зависимости от диаметра детали D определяется из соотношения

б). Автоматическая вибродуговая наплавка

Вибродуговую наплавку применяют при восстановлении цилиндрических поверхностей деталей диаметром 1580 мм, работающих при статических и небольших динамических нагрузках и имеющих симметричный износ до 2 мм на сторону.

В ремонтной практике используют головки с вибратором:

• электромагнитным (УАНЖ-5, УАНЖ-6, ВДГ-5 и др.);

• магнитным (ОКС-1252А, КУМА-5М);

• механическим (ГМВК-2).

Частота вибраций электродной проволоки составляет 50100 с^-1. За один проход может быть наплавлен слой металла толщиной 0.32.5 мм. При наплавке используют сварочные и наплавочные проволоки (С_В-08А, С_В-08ГА, С_В-18ХГС, С_В-30ХГС, Н_П-30, Н_П-50Г, Н_П-65 и др.) диаметром 1.22 мм.

Наплавку ведут на постоянном токе обратной полярности. Источниками тока служат низковольтные генераторы и выпрямители (ВСА-600300, ВСТ-3М и др.).

Основными параметрами режима вибродуговой наплавки являются: диаметр электродной проволоки, сила тока наплавки, напряжение, скорость подачи электродной проволоки, скорость наплавки, шаг наплавки, вылет электродной проволоки, амплитуда колебания электрода, расход охлаждающей жидкости.

Диаметр электродной проволоки выбирают в зависимости от толщины наплавляемого слоя (см. табл. 5).

Таблица 5

Толщина слоя наплавки, мм	1	12	2
Диаметр электродной проволоки, мм	11.6	1.62	23

Ток, А, определяется по его плотности:

где d_пр – диаметр электродной проволоки, мм;

I_уд=5075 – удельная плотность тока, Амм².

Напряжение выбирают в зависимости от толщины слоя наплавки. При толщине слоя до 1 мм рекомендуется принимать напряжение от 12 до 15 В, а при слоях большей толщины – от 15 до 20 В.

Скорость подачи электродной проволоки зависит от тока и диаметра проволоки и рассчитывается по формуле

где _н=811 – коэффициент наплавки, гАч,

 7.8 - плотность металла наплавочного валика, гсм³.

Скорость наплавки, мч, можно определить по формуле

где k=0.850.9 – коэффициент перехода металла электродной проволоки в наплавленный металл; S – шаг наплавки, мм, определяется из соотношения

Вылет электродной проволоки, мм:

Амплитуда колебания электрода, мм:

Расход охлаждающей жидкости при вибродуговой наплавке составляет от 0.5 до 3 лмин.

в) Автоматическая и полуавтоматическая наплавка в среде

углекислого газа СО₂

Наплавка в среде СО₂ широко используется для восстановления деталей машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов со сложной конфигурацией: коленчатых и шлицевых валов, опорных роликов, корпусов редукторов, резьбовых деталей, шестерен, звездочек, круглых деталей малых диаметров (до 40 – 60 мм) с нанесением слоя небольшой толщины (от 0.8 до 1.0 мм), а также деталей с изношенными отверстиями, в том числе, малого диаметра и большой глубины.

Для автоматической наплавки в среде углекислого газа применяют наплавочную головку А-580М, а для полуавтоматической наплавки – полуавтоматы А-547Р, А-547У, А-929, ПДПГ-500 и др.

Источниками тока служат сварочные преобразователи ПСУ-500 и ПСГ-500-1 и сварочные выпрямители ВС-300, ВГД-301 и др.

Для наплавки используют легированные сварочные и наплавочные проволоки С_В-10ГС, С_В-18ХГСА, Н_П-30ХГСА или порошковые (ПП-18РТ, ПП-4Х288Т, ПП-Р9Т), содержащие в своем составе титан.

Режим наплавки в среде углекислого газа выбирают в зависимости от материала, размеров и условий работы деталей.

Диаметр электродной проволоки обычно составляет 0.82.5 мм. Диаметр и смещение конца проволоки от зенита детали принимают в зависимости от диаметра детали по табл. 6.

Таблица 6

Диаметр детали, мм	10	20	30	40	40
Диаметр электродной проволоки, мм	0.8	0.8	1.0	1.2	до 2.5
Смещение проволоки, мм	03	35	56	810	10

Наплавочный ток, шаг наплавки и вылет электродной проволоки из наконечника мундштука выбираются в зависимости от диаметра проволоки по табл. 7.

Таблица 7

Диаметр проволоки, мм	0.8	1.0	1.2	1.6	2.0	2.5
Ток, А	60150	80180	90270	120350	200500	250600
Шаг наплавки, мм	2.53.0	3.0	3.5	4.06.0	6.08.0	8.010.0
Вылет проволоки	612	713	815	1320	1525	1530

Напряжение электрической дуги выбирают в зависимости от тока наплавки и принимают обычно 2035 В.

Скорость подачи электродной проволоки при наплавке колеблется в пределах от 150 до 250 мч, а скорость наплавки детали – от 25 до 45 мч. Расход СО₂ составляет 0.81.0 м³ч (8001000 лч).