Восстановление цилиндрических деталей металлической лентой методом электроконтактной сварки

Для восстановления наружных и внутренних цилиндрических поверхностей чугунных и стальных деталей, в том числе корпусных, может быть использован прогрессивный процесс электроконтактной сварки ленты и изношенной поверхности. При восстановлении изношенных отверстий вместо ленты часто применяют проволоку.

Сущность данного метода состоит в получении сварных точек (точечная сварка) между лентой и изношенной поверхностью детали при воздействии мощного импульса тока. В точке сварки происходит расплавление металла ленты и детали.

Схема восстановления детали с помощью стальной ленты показана на рис. 9.4. Деталь 2 устанавливают в центрах / или патроне, а сварочная головка с роликами 4 перемещается на тележке. Лента 3 плотно прижимается роликами с помощью пневматических цилиндров. Подвод тока к роликам производится от трансформатора Т. Требуемая длительность цикла обеспечивается прерывателем 5 тока.

Изношенную поверхность восстанавливают сваркой широкой стальной ленты со всей поверхностью или узкой ленты — по винтовой линии в процессе вращения детали. Частота вращения детали пропорциональна частоте импульсов и продольному перемещению сварочной головки.

Станок для восстановления изношенных цилиндрических поверхностей имеет следующие конструктивные особенности:

Рис. 9.4. Схема восстановления детали с помощью стальной ленты:

/ — центр; 2 — деталь; 3 — лента; 4 — ролик; 5 — прерыватель тока; Т — трансформатор; Р — усилие сжатия.

• • сварочная установка размещается на продольных направляющих станины и имеет возможность совершать поперечное (настроечный ход) и продольное (рабочий ход) перемещения;
• • бесступенчатое регулирование частоты вращения детали и продольного перемещения сварочной установки обеспечивается тиристорными электроприводами постоянного тока;
• • применяется гидравлический или электромеханический привод прижима электродов к восстанавливаемой поверхности детали.

Преимущества способа восстановления лентой перед дуговой наплавкой состоят в следующем:

• • высокая производительность процесса (в 2 — 3 раза превосходит производительность вибродуговой наплавки);
• • малое тепловое воздействие на деталь (ЗТВ не более 0,3 мм);
• • небольшая глубина плавления;
• • низкий расход присадочных материалов;
• • значительное уменьшение припуска на механическую обработку;
• • возможность получения наплавленного металла с любыми свойствами;
• • благоприятные санитарно-производственные условия для сварщика.

Диаметр восстанавливаемых деталей 20… 200 мм; толщина привариваемой ленты 0,15… 1,5 мм.

Износостойкость, твердость и прочность сцепления ленты с деталью зависят от марки стали ленты. Высокой твердостью обладают ленты из хромистых и марганцевых сталей. Рекомендации по выбору материала ленты представлены в табл. 9.2.

Усилие прижатия роликов при сварке ленты 1,3… 1,6 кН.

Электроды (ролики) изготавливают из бронзы (БрНБТ-0,5−0,3; БрХ; БрХЦр-0,6−0,05) или меди Ml.

В качестве оборудования для реализации процесса электроконтактной сварки ленты (проволоки) применяют специальные установки ЗАО «Ремдеталь» мод. 011−1-02 и ОКС-12 296-ГОСНИТИ —.

Таблица 9.2.

Твердость приваренного слоя в зависимости от материала ленты.

Режимы сварки стальной ленты.

для шеек валов, мод. 011−1-05 — для резьбовых участков валов малого диаметра и поверхностей деталей типа вала, мод. 011−1-06 — для внутренних поверхностей гильз цилиндров и мод. 011−1-11 — для коренных опор блоков цилиндров.

Режимы сварки стальной ленты приведены в табл. 9.3.

В целом режимы процесса регламентируются электрическими и механическими показателями. К электрическим показателям относятся сила сварочного тока и длительность сварочного цикла. Малая сила тока не обеспечивает надежного сварного соединения, а большая сила тока приводит к образованию на поверхности детали пор и трещин.

Механическими показателями являются частота вращения детали, подача электродов и усилие их сжатия. Подачу электродов, частоту вращения детали и продолжительность сварочного цикла подбирают из условия получения шести-семи сварных точек на 1 см длины шва. Подбор технологических параметров осуществляется с помощью эталонных образцов при постоянной частоте вращения детали. Подача электрода должна обеспечить оптимальное перекрытие сварных точек: малое перекрытие ухудшает свариваемость ленты с основным металлом, а повышенное увеличивает зону отпуска, что снижает твердость приваренного слоя.

Недостаточное усилие сжатия электродов на поверхности ленты и детали приводит к эрозионному разрушению роликов, сопровождающемуся сильным искрением в зоне контакта; большое усилие сжатия электродов вызывает деформацию электродов и снижение их стойкости. Роль охлаждающей жидкости сводится к снижению температуры роликов сварочной головки и эффективному отводу теплоты из зоны сварки.

Твердость восстанавливаемой поверхности достигает 55 HRC и более.

В качестве примера для деталей типа «вал» диаметром 30… 50 мм рекомендуются следующие технологические режимы сварки ленты толщиной 0,44 мм: частота вращения детали 5 мин^-1; скорость подачи сварочной головки 3 мм/мин; усилие сжатия электродов 1,5 кН; расход охлаждающей жидкости 1,5 дм³/мин.