ОСНОВЫ СВАРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Технология устранения повреждений деталей автомобиля ручной электродуговой сваркой

Наилучшее качество ручной электродуговой сварки чугуна дос­тигается при использовании аппаратов постоянного тока: преобразо­вателей типа ПСО или выпрямителей типа ВД. Возможно применение и сварочных трансформаторов. Однако при сварке на переменном то­ке имеет место сильное разбрызгивание электродного металла, а свар­ной шов получается пористым и менее плотным.

Большое многообразие видов дефектов чугунных деталей (по характеру и размеру), которые обнаруживаются в отливках при экс­плуатации, определяет необходимость выбора определенной марки электродов в каждом конкретном случае. Используя различные элек­троды и их сочетание, при соответствующей технологии применения, можно получать наплавленный металл (металл шва) с заданными свойствами. Это позволяет достигать в сварном соединении требуе­мые показатели прочности, пластичности, твердости, герметичности и обрабатываемости резанием.

Для устранения повреждений в автомобильных деталях наибо­лее подходящими электродами для сварки чугуна являются электроды типа 034. Электрод марки 034-6 дает устойчивое горение дуги. Ме­талл, наплавленный этим электродом, имеет высокие физико­механические свойства. Почти равноценными электроду 034-6 явля­ются электроды этого типа; 034-2, 034-3,034-4. Электроды 034-2 при­меняют в случае повышенных требований к обрабатываемости реза­нием. При необходимости обеспечения высокой плотности сварного соединения применяются электроды 034-2 в сочетании с электродами марки МНЧ-2. Электроды 034-3 предпочтительны для сварки соеди­нений, к которым предъявляют повышенные требования по чистоте обрабатываемой поверхности. Они обеспечивают твердость наплав­ленного металла, более близкую к твердости чугуна, чем электроды марки МНЧ-2. Электроды 034-4 предпочтительны для наплавки по­следнего слоя при работе поверхности на истирание или при наличии ударных нагрузок. В этом случае подслой наплавляют электродами 034-3. Сварку электродами 034 ведут на постоянном токе обратной полярности. При ремонте чугунных деталей в соединениях, требую­щих высокой плотности, а также для сварки соединений, к которым предъявляются повышенные требования по чистоте поверхности по­сле обработки можно также использовать электроды на никелевой ос­нове МНЧ-2. Эти электроды предпочтительны для заварки первого слоя. Как и электродами типа 034, сварку электродами МНЧ-2 ведут на постоянном токе обратной полярности. Электроды 03ЖН-1 и ЦЧ-4 применяются значительно реже и в основном, для холодной сварки, наплавки и заварки дефектов литья в деталях из серого и высокопроч­ного чугуна. При заварке крупных дефектов первый и последний слои выполняют электродами марок 034-3 или МНЧ-2, а промежуточные слои поочередно выполняют электродами марок 03ЖН-1 и 034-3 или МНЧ-2.

Покрытия всех применяемых для сварки чугуна электродов склонны к поглощению влаги. Поэтому при хранении электродов в не отапливаемом помещении они отсыревают. Для обеспечения нор­мальной сварки отсыревшие электроды перед применением необхо­димо прокалить в электропечи при температуре 200. 280оС в течение

1. 2 час. Если электроды хранятся в сухом проветриваемом помеще­нии, их не надо прокаливать.

Детали, предназначенные для ремонта электродуговой сваркой, предварительно промывают и очищают от всех загрязнений. Одним из важных моментов является точное определение границ повреждения детали. Например, при размораживании рубашки охлаждения блока цилиндров довольно часто невдалеке от основной видимой трещины образуются другие тонкие и малозаметные трещины. Все их следует перед сваркой обнаружить и соответствующим образом подготовить.

Сначала зачищается поверхность вокруг повреждения. Если это трещина, то поверхность вокруг нее зачищают не вдоль, а в попереч­ном направлении. Такой метод зачистки позволяет обнаружить даже те трещины, которые простым глазом не видны, и не выявлены во время опрессовки блока под давлением водой. Дело в том, что при поперечной зачистке трещины на ней откладывается валик металли­ческой пыли, которая и обозначает всю длину трещины.

Для того чтобы трещину не потерять из виду, после зачистки поверхности, выявленные трещины обозначаются (мелом или керне - нием) с промежутками 20.30 мм. Затем трещину разделывают на всю длину. Глубина разделочной канавки должна быть приблизитель­но в два раза меньше толщины стенки детали в этом месте, а ширина - приблизительно 6.8 мм. При образовании трещины в стенке с тол­щиной менее 4 мм, эту трещину можно не разделывать.

Зачистку поверхности вокруг трещины до металлического бле­ска и разделку канавки лучше всего производить при помощи прорез­ного шлифовального круга пневматической или электрической шли­фовальной машинкой.

В случае образования пробоины в стенке детали или нескольких сгруппированных трещин дефект устраняют методом наложения ме­таллической заплаты толщиной 2,0.2,5 мм, размеры которой должны

быть такими, чтобы ее края перекрывали края повреждения не менее чем на 10.15 мм. Лучше всего, если края заплаты ложатся на более толстые и менее напряженные стенки, которые обычно находятся ближе к углам детали.

Если обломанная часть не сохранилась, то ее лучше отпилить от окончательно выбракованной аналогичной детали, подогнать по месту восстанавливаемой детали и приварить.

При сварке большинства автомобильных деталей, у которых толщина стенки составляет 4.8 мм, используют электроды диамет­ром 3.4 мм. Величина тока устанавливается в зависимости от диа­метра электрода из расчета 30.40А на 1 мм диаметра стержня элек­трода. Например, при использовании электрода МНЧ-2 диаметром 3 мм сварку ведут при токе 90.110А, при употреблении электрода 034-6 такого же диаметра - при 80. 100А.

Сварку тонкостенных деталей выполняют короткой дугой не­большими участками длиной 15.40 мм. Чем свариваемая стенка тоньше, тем короче должны быть накладываемые швы. Порядок их наложения выбирают таким, чтобы теплота, выделяемая при сварке, распространялось равномерно во все стороны, Для этих целей приме­няют так называемый обратно-ступенчатый метод наложения швов на трещину. С целью уплотнения наплавленного металла и уменьшения напряженности стенки после наложения каждого участка шва (на за­ранее определенный участок) делают проковку наплавленного метал­ла. Её проводят легкими ударами молотка (носовой частью). Очеред­ной участок трещины заваривают после того, как металл охладился до температуры 50. 70оС. Электрод при сварке обычно располагают по отношению к поверхности детали под углом 70. 85о. Для лучшего выхода газов из сварной ванны длину дуги не выдерживают постоян­ной, а изменяют в пределах 3.5 мм, т. е. разница в колебаниях длины дуги должна примерно составлять 2 мм.

Часто материал автомобильных деталей загрязнен масляными или другими включениями, что ухудшает сплавление электродного и основного металла. Для улучшения сплавления применяют так назы­ваемый способ капельно-порционным методом. Возбудив дугу, конец электрода отводят от поверхности детали на максимально возможную длину и на какое-то время задерживают в зените. При этом создаются более благоприятные условия для выгорания из сварочной ванны га­зов и других включений. В момент опускания электрода с него сры­ваются несколько крупных капель металла, которые сплавляются с основным. После этого дугу обрывают и делают небольшую паузу (приблизительно 10.15с.) При этом под воздействием высокой тем­пературы металл очищается от загрязнений. Затем снова возбуждают дугу и сплавляют очередную порцию электродного металла. Таким же образом наложение шва продолжают до полной заварки трещины.

При этом способе наложения шва нельзя допускать перегрева метал­ла, сварку следует вести короткими участками с проковкой шва после наложения каждого из них и небольшой выдержкой до охлаждения наплавленного металла. Чтобы лучше переплавить электродный и ос­новной металлы, сделать шов более плотным и прочным при сварке капельно-порционным способом шов обычно накладывают в два - три слоя. Заварку трещин в этом случае производят электродами типа 034, обеспечивающими более пластичные свойства шва.

Сварку трещин в толстостенных деталях, которые в дальнейшем подвергаются механической обработке или работают под нагрузкой, проводят с разделкой кромок исходя из условий, что ширина разделки краев трещины на поверхности детали должна быть в два раза больше ее толщины, а глубина разделки на 2.3 мм меньше этой толщины. Кромки трещины разделывают фрезерованием или слесарным спосо­бом вручную. При таком способе облегчается сварка деталей в верти­кальной плоскости.

Схема наложения валиков при сварке чугунных толстостенных деталей показана на рис. 2.15, б, в. Подготовительные валики на кром­ки трещины наплавляют раздельно: сначала на одной стороне среза, на участке протяженностью 30.50 мм надо наложить два ряда вали­ков. Затем, наложить два ряда валиков на другой стороне. Каждый предыдущий валик должен частично перекрываться последующим. После наплавки первого слоя очищают шлак и наплавляют второй. Подготовительные валики второго слоя не должны соприкасаться с основным металлом. Так же наплавляют подготовительные валики и на других участках, дают им охладиться до температуры 30. 50оС, счищают с них шлак и в такой же последовательности, как и при на­плавке скосов, соединяют валики центральными (соединительными) валиками. Заполнение шва на каждом участке проводят с перерывом для охлаждения.

Главной трудностью при заварке трещины - обеспечение герме­тичности шва. Даже послойная проковка его не всегда обеспечивает требуемую герметичность, и при опрессовке детали под давлением обнаруживаются сквозные поры. Поэтому для герметизации шва при­бегают к дополнительной его обработке клеевым составом на эпок­сидной основе. Следует иметь в виду, что этот клей не выдерживает высоких температур и на деталях, которые во время работы нагрева­ются выше 120оС, применять эпоксидный клей для герметизации сварных соединений не рекомендуется.

В некоторых случаях, когда применение эпоксидного клея не­допустимо, для герметизации сварных швов используют так называе­мый метод «приржавления». Он заключается в смачивании шва 10%- ным раствором хлористого аммония. Через некоторое время после на­несения раствора происходит интенсивная коррозия шва, выполнен­ного медно - железным электродом, и ее продукты плотно закупори­вают мелкие поры.