Анализ альтернативных технологий восстановления опорных катков электродуговой наплавкой(трактор ДТ 175с)

Содержание
Введение
1. Методы ремонта.
2. Сущность электродуговой наплавки.
3. Оборудование для сварки под флюсом.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Анализ альтернативных технологий восстановления опорных катков электродуговой наплавкой(трактор ДТ 175с)

Сущность способа наплавки НПЭ с ДПМ заключается в следующем (рис.1). На наплавляемую поверхность насыпается изолирующий слой флюса, на него укладывается НПЭ в виде плоской стальной пластины Г-образной формы, один конец которой закрепляется в электрододержателе, а второй замыкается через слой порошкообразного металла с наплавляемой поверхностью. Для повышения производительности процесса на НПЭ насыпается слой ДПМ (крупка, железный порошок и т. д.). На ДПМ, для защиты сварочной ванны от воздействия атмосферы, насыпается сварочный флюсПри включении сварочного тока в месте замыкания НПЭ с изделием возбуждается дуга и происходит самопроизвольное равномерное плавление НПЭ и ДПМ. В результате, на изделии образуется наплавленный слой металла, соответствующий ширине НПЭ.
Для получения специальныхсвойств наплавленного металла (износостойкости, коррозионной стойкости и др.) в качестве ДПМ могут применяться порошки, пластины или прутки соответствующего химического состава.
Основные преимущества данного способа – возможность производить наплавку деталей с использованием обычных источников питания сварочной дуги и несложных приспособлений, возможность автоматизации наплавки коротких швов и поверхностей сложной конфигурации, проведение процесса в труднодоступных местах, обеспечение высокой производительности при наплавке поверхностей с большими износами за один проход.
В последнее время разработаны технология и оборудование для восстановления опорных катков тракторов ДТ-175с электродуговой наплавкой НПЭ с использованием ДПМ. Данная технология по сравнению с существующими способами восстановления этих деталей (автоматическая наплавка порошковой лентой под флюсом и приварка полосы или прутка) обладает значительно меньшей стоимостью и трудоемкостью, а также не требует специального дорогостоящего оборудования. Разработанные технология и установка позволяют наплавлять опорные катки трактора с производительностью до 20 шт. в час.
В качестве источника питания применяются серийно выпускаемые выпрямители типа ВДМ.1201 с набором балластных реостатов, ВДУ.1201 или другие аналогичные источники питания сварочного тока. НПЭ изготавливаются из листовой низкоуглеродистой стали марки Ст.3 толщиной 4.5 мм с размерами и формой, соответствующими наплавляемой поверхности. В качестве ДПМ используется «крупка», получаемая в процессе рубки сварочной проволоки диаметром 0,8.2,0мм марок СВ.08А, СВ.08Г2С или железный порошок марки ПЖ.2К.5К. Длина частиц «крупки» должна быть равна диаметру сварочной проволоки. Наплавку производят под слоем флюса АН.348А. Твердость металла, наплавленного с использованием флюса марки АН-348А, составляет 25.30 ед. HRC. Повышение твердости наплавленного металла до 44.50 ед. HRC достигается наплавкой под слоем смеси флюсов АН.348А и керамического флюса АНК.18 в соотношении 1:1. Дальнейшее повышение твердости достигается наплавкой под слоем смеси флюсов АН.348А и АНК.18 с добавлением к ней алюминия в виде порошка в количестве 5.7% от веса смеси. Режимы наплавки, размер НПЭ, вес ДПМ, величину зазора между плоскостью наплавляемой поверхности и НПЭ выбирают в зависимости от того, какую толщину наплавленного металла необходимо получить. Рекомендуемые параметры режимов наплавки в зависимости от величины износа опорных катков трактора Т.130 приведены в таблице.
Таблица ПАРАМЕТРЫ РЕЖИМОВ НАПЛАВКИ .
Толщина наплавки слоя, мм
Размер НПЭ, мм
Вес ДПМ, г
Зазор, мм
Iд, А
Uд , В
15,0
16,0
17,0
18,0
4 Х 23 Х 480
4 Х 23 Х 480
4 Х 23 Х 480
4 Х 23 Х 480
250
290
330
370
3-4
3-4
3-4
3-4
800
800
850
900
38-40
38-40
38-40
38-40
Данный способ наплавки имеет ряд дополнительных преимуществ перед ранее названными способами. Он отличается фактической автоматизацией процесса без использования специальных сварочных автоматов (за счет самопроизвольного распространения дуги) и высокой стабильностью качества наплавки независимо от квалификации сварщика. Возможность легирования наплавленного слоя за счет широкого применения различных легирующих добавок к флюсу и «крупке» позволила довести твердость наплавленного металла до 55-60 ед. HRC, увеличив ресурс ходимости восстановленных катков в 2 раза по сравнению с новыми.
Данный способ наплавки был успешно реализован при восстановлении опорных катков гусеничного трактора, обод которых изнашиваются по профилю на глубину свыше 10 мм. Отработка технологии наплавки проводилась на колесах, которые имели предельный износ. Как показал анализ рабочих поверхностей опорных катков трактора ДТ- 175С, их износ характеризуется износом поверхности впадины до 10.12 мм; величина износа поверхности обода составляет до 10.15 мм .
Разработанная технология заключается в следующем: колесо устанавливается в специально разработанную для этой цели установку, которая позволяет вести наплавку двух боковых поверхностей катка, поворачивая колесо относительно своей оси.
Наплавляемая поверхность в процессе наплавки должна быть горизонтальна. Первоначально производят наплавку на поверхность впадины, для чего над ней устанавливают НПЭ на расстоянии 3.4 мм от наплавляемой поверхности (рис. 1). Пространство между НПЭ и наплавляемой поверхностью заполняют флюсом. На горизонтальную поверхность НПЭ насыпают расчетное количество ДПМ. В зависимости от величины наплавляемого слоя за один проход берется (100-300) % ДПМ от расплавляемой массы НПЭ, что позволяет наплавить за один проход слой толщиной 6 – 8 мм. Далее НПЭ вместе с ДПМ засыпают слоем флюса толщиной 30 – 40 мм и после включения сварочного источника НПЭ вместе с ДПМ расплавляются, образуя наплавленный слой. Время расплавления составляет около 30 секунд. Ток наплавки – 750 А.
Напряжение дуги – 38 В. В качестве НПЭ использовались пластины из стали Ст-3 Г-образной формы, толщиной 2-3 мм и шириной равной ширине наплавляемой поверхности. Для обеспечения износостойкости наплавленного слоя на уровне технических требований наплавку осуществляли с использованием смеси флюсов АН-348А (75-80%) и керамического флюса АНК-18 (25-20%). В качестве ДПМ использовали крупку из проволоки СВ.08Г2С диаметром 1,2 мм, нарубленную на специализированном станке.
После наплавки одной впадины каток поворачивают в установке вокруг оси на шаг зубьев колеса и в такой же последовательности производят наплавку остальных впадин . После уточнения толщины 1-го наплавленного слоя впадин производят наплавку 2-го слоя, при этом только корректируется необходимое количество ДПМ.
При предельном износе наплавку необходимо производить в два слоя по всей изношенной поверхности. В этом случае общая масса наплавленного металла составляет около 10 кг на одно изделие. Последующей механической обработки наплавленной поверхности венца ведущего колеса при данном методе восстановления не требуется. Производительность работ в этом случае составляет в среднем два ведущих колеса в смену.
Значительно эффективнее процесс восстановления катков трактора ДТ.175С можно организовать при допустимом ремонтном износе обода 6.8 мм, что позволит производить наплавку в один слой. Затраты на процесс восстановления в этом случае можно свести до 30 – 40 % от стоимости нового катка.
Известно, что для восстановления наружных цилиндрических поверхностей с большим износом наиболее широко применяется метод электродуговой наплавки под слоем флюса.
Для повышения производительности данного метода восстановления деталей типа «опорный каток» с большим износом был разработан метод электродуговой наплавки под слоем флюса, также с использованием ДПМ (рис. 2).
При данном способе ДПМ из специального бункера.дозатора в определенных количествах подается по каналу навылет электродной проволоки. В результате действия магнитного поля сварочного тока ДПМ налипает на поверхность электродной проволоки со стороны его подачи и транспортируется движущейся электродной проволокой в зону действия сварочной дуги.
Для отработки технологии наплавки опорных катков трактора ДТ.175с использовалась установка марки У.653 для механизированной наплавки, в которую встраивался дозатор для подачи и регулирования количества ДПМ на вылете электродной проволоки. В качестве ДПМ использовалась «крупка», приготовленная на специализированном рубочном станке из сварочной проволоки СВ.08Г2С диаметром 1,2 мм. В качестве электродной проволоки использовались сварочная проволока СВ.08А диаметром 4 мм.
Рис. 1. Схема наплавки с подачей ДПМ навылет электрода 1 – дозатор; 2 – электродная проволока; 3 – токосъемник; 4 – ДПМ; 5 – бункер с флюсом
Для обеспечения требуемых свойств наплавленного металла на уровне основного металла использовали смесь флюсов АН.348 (80%) и АНК.18 (20%). Наплавку катка производили на постоянном токе прямой полярности в один слой кольцевыми валиками с дискретным смещением наплавочной головки на величину шага наплавки, равную 5.6 мм. Ширина одного кольцевого валика – 10.12 мм. Толщина наплавленного валика в зависимости от количества подаваемого ДПМ составляет 4.8 мм.
Проведенные исследования процесса наплавки под флюсом с подачей ДПМ навылет электрода показали следующее:
1. При наплавке под слоем флюса с ДПМ происходит более рациональное использование тепла сварочной дуги, что позволяет повысить производительность наплавки более чем в 2 раза, снизить расход электро-энергии на единицу массы наплавленного металла в 1,5-1,7 раза, уменьшить разбавление наплавленного металла основным металлом и вероятность прожогов по сравнению с обычной наплавкой под флюсом.
2. Максимальное количество подаваемого ДПМ навылет электродной проволоки, обеспечивающее максимальную производительность и высокое качество наплавки, составляет 100.120% по отношению к массе электродной проволоки.