[править | править исходный текст]

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Плазменная наплавка (Plasma transfer Arc, PTA) является современным способом нанесения износостойких покрытий на рабочую поверхность при изготовлении и восстановления изношенных деталей машин.

Содержание

[убрать]

· 1 Технология

· 2 Применение

· 3 Литература

· 4 См. также

Технология[править | править исходный текст]

22. Механизированные способы сварки и наплавки Плазменная наплавка

Плазменно-порошковая наплавка износостойких материалов на заводе в г. Щербинка

Плазмой называется высокотемпературный сильно ионизированный газ, состоящий из молекул, атомов, ионов, электронов, световых квантов и др. При дуговой ионизации газ пропускают через канал и создают дуговой разряд, тепловое влияние которого ионизирует газ, а электрическое поле создает направленную плазменную струю. Газ может ионизироваться также под действием электрического поля высокой частоты. Газ подается при давлении в 2 …3 атмосферы, возбуждается электрическая дуга силой 400 … 500 А и напряжением 120 … 160 В Ионизированный газ достигает температуры 10 … 18 тыс. С, а скорость потока — до 15000 м/сек. Плазменная струя образуется в специальных горелках — плазмотронах. Катодом является неплавящий вольфрамовый электрод.


В зависимости от компоновки различают:

1. Открытую плазменную струю (анодом является деталь или пруток). В этом случае происходит повышенный нагрев детали. Используется эта схема для резки металла и для нанесения покрытий.

2. Закрытую плазменную струю (анодом является сопло или канал горелки). Хотя температура сжатой дуги на 20 …30% в этом случае выше, но интенсивность потока ниже, т. к. увеличивается теплоотдача в окружающую среду. Схема используется для закалки, металлизации и напыления порошков.

3. Комбинированная схема (анод подключается к детали и к соплу горелки). В этом случае горят две дуги. Схема используется при наплавке порошком.

Плазменную наплавку металла можно реализовать двумя способами:

1. Струя газа захватывает и подает порошок на поверхность детали;

2. В плазменную струю вводится присадочный материал в виде проволоки, прутка, ленты.

В качестве плазмообразующих газов можно использовать аргон, гелий, азот, кислород, водород и воздух. Наилучшие результаты наплавки получаются с аргоном и гелием.


Достоинствами плазменной наплавки являются:

1. Высокая концентрация тепловой мощности и минимальная ширина зоны термического влияния.

2. Возможность получения толщины наплавляемого слоя от 0,1 мм до нескольких миллиметров.

3. Возможность наплавления различных износостойких материалов (медь, латунь, пластмасса) на стальную деталь.

4. Возможность выполнения плазменной закалки поверхности детали.

5. Относительно высокий КПД дуги (0.2 …0.45).

6. Малое (по сравнению с другими видами наплавки) перемешивание наплавляемого материала с основой, что позволяет достичь необходимых характеристик покрытий.

Поверхность детали необходимо готовить к наплавке более тщательно, чем при обычной электродуговой или газовой сварке, т. к. посторонние включения уменьшают прочность наплавленного слоя. Для этого производится механическая обработка поверхности (проточка, шлифование, пескоструйная обработка..), иногда обезжиривание. Мощность электрической дуги подбирают такой, чтобы сильно не нагревалась деталь, и чтобы основной металл был на грани расплавления.

42) Дефектация подшипников качения. Очищенные подшипники контролируют следующим образом: внешний осмотр, проверка на легкость вращения и шум, измерение радиального зазора, монтажной высоты (для роликовых конических и упорных) и размеров колец по диаметру при наличии следов сдвига их относительно посадочной поверхности (светлые, блестящие пятна, риски), а также в случае коррозии, ожогов и черноты.


и проверке на легкость вращения следует вращать наружное кольцо, удерживая при этом внутреннее. Наружное кольцо исправного подшипника должно вращаться легко, без притормаживаний и заеданий и плавно останавливаться. При вращении кольца должен быть слышен глубокий шипящий звук. Резкий металлический или дребезжащий звук не допускается.
В шариковых и роликовых подшипниках, признанных годными при осмотре и опробовании вращением, необходимо измерить радиальный зазор, а у конических подшипников монтажную высоту. Технические требования к дефектации подшипников приведены в таблицах 3 и 4. Радиальный зазор в подшипниках измеряют на приборе КИ-1223 или 70-8019-1501, а монтажную высоту конических подшипников на приборе 70-8019-1502.

22. Механизированные способы сварки и наплавки Плазменная наплавка

3. Требования к дефектации роликовых конических подшипников
Подшипники, годные к дальнейшей работе, не должны иметь трещин или выкрашиваний металла на кольцах, цветов побежалости, выбоин и отпечатков (лунок), глубоких рисок и забоин на беговых дорожках колец и телах качения, шелушения металла, чешуйчатых отслоений и раковин. Не допускается отсутствие или ослабление заклепок на сепараторе. Допускаются царапины, риски на посадочных поверхностях наружных и внутренних колец подшипников, матовая поверхность беговых дорожек колец и тел вращения. При дефектации роликовых конических-подшипников следует иметь в виду, что разукомплектование колец или комплектование новых колец с бывшими в эксплуатации запрещается.
Дефектация шестерен.


стерни поступают на дефектацию со следующими неисправностями: износ зубьев по толщине и длине, выкрашивание или раковистая сыпь на рабочей поверхности зубьев, трещины и откол отдельных зубьев, сколы, выкрашивание металла на торцах зубьев, микротрещины у основания зуба, износ шлицев и шпоночных канавок, поверхности ступицы под втулку, подшипника, цапфы валов или осей.
В процессе дефектации шестерен прежде всего контролируют состояние рабочих поверхностей наружным осмотром или с помощью лупы. Шестерни при точечном выкрашивании металла на рабочей поверхности с общей площадью более 15 % или местном выкрашивании более 5 % площади зуба, а также микротрещинах у основания зуба бракуют. Если после контроля наружным осмотром установлена годность шестерни, то остальные элементы проверяют измерением.

22. Механизированные способы сварки и наплавки Плазменная наплавка

4. Требования к дефектации шариковых и роликовых подшипников

22. Механизированные способы сварки и наплавки Плазменная наплавка

5. Требования к дефектации пружин
Износ зубьев по толщине контролируют, измеряя длину общей нормали микрометрическим зубомером (ГОСТ 6507—78). При этом необходимо охватить число зубьев, обусловленное техническими условиями. Контроль проводят в трех местах, расположенных под углом 120°. Износ зубьев по толщине допускается определять измерением толщины зуба по начальной окружности микрометром (ГОСТ 6507—78), шаблонами или измерением длины общей нормали (ГОСТ 7760—81).


нос шпоночных канавок и шлицевых впадин по ширине контролируют листовыми пробками, шаблонами или универсальным инструментом.
Износ ступицы под подшипники проверяют посредством индикаторного нутромера (НИ ГОСТ 868—82) или калибров. Износ, выкрашивание, сколы зуба шестерни по длине замеряют масштабной линейкой или штангенциркулем. Конусность зубьев определяют измерением толщины в двух крайних сечениях по длине зуба с последующим вычитанием из большего размера меньшего: Допускается неравномерность износа зуба (конусность) до 0,01 мм на длине 10 мм. Забоины и заусенцы на рабочих поверхностях шестерен не допускаются, их следует зачищать.

43)

44)

Низкотемпературная пайка

Низкотемпературная пайка (мягкая пайка)– получила широкое распространение во второй половине 20 века в связи с массовым производством электронной техники. Компьютеры, телевизоры, мобильные телефоны – изготавливают с применением паяния. Применяемые в производстве микроэлектроники технологии пайки – сложные процессы с использованием дорогого оборудования.

Однако, до настоящего времени, представляет интерес когда-то традиционное, но незаслуженно забытое, использование мягкой пайки в областях, связанных с изготовлением изделий из металлов. Радиолюбители, моделисты, профессиональные инженеры могут эффективно пользоваться паянием в своей работе. Мягкая пайка не требует ощутимых материальных затрат на оборудование и расходные материалы, что особенно привлекательно для предприятий малого бизнеса и научных лабораторий (наверное сохранившихся в нашей стране).


Соединения спаянные мягкими припоями, не выдерживают больших механических нагрузок, чтобы усилить их прочность, в ряде случаев их скрепляют заклепками, винтами или делают фальцы. Припой в этом случае рассматривают, как средство уплотнения соединения. (см. Рекомендации по практике низкотемпературной пайки конструкционных изделий). В токоведущих соединениях мягкие припои обеспечивают необходимую электропроводность. Паять мягкими припоями можно разные металлы, однако степень подготовки их под пайку, флюсование и очистка различны. Цинк, серебро сравнительно легко растворяются в расплавленном припое, поэтому тонкие листы и проволоку из них необходимо паять как можно быстрее и при более низкой температуре. Применение мягких припоев для пайки стальных деталей требует предварительного лужения соединяемых поверхностей. Только в этом случае можно получить качественное паяное соединение.

Пайка мягкими припоями может быть выполнена:

  1. паяльником
  2. погружением деталей в ванну с расплавленным припоем
  3. пламенем паяльной лампы или горелки
  4. инфракрасным излучением
  5. горячим воздухом

Чаще всего низкотемпературная пайка выполняется при помощи паяльника.

Паяльник представляет собой кусок чистой меди, насаженный на ручку, которому придана молоткообразная форма (мощные паяльники) или форма стержня (маломощные паяльники). В результате высокой теплопроводности и теплоемкости меди паяльник хорошо аккумулирует тепло и быстро передает его на рабочую часть, что ускоряет проведение процесса пайки.


Паяльники для периодического нагрева нагреваются с помощью бензиновой или керосиновой лампы, газовой горелки и т.д., такой нагрев используют для мощных паяльников. Паяльники для непрерывного нагрева – электрические.

Перед пайкой рабочую часть паяльника зачищают напильником, а затем облуживают. Форма поверхности рабочей части может быть различной, в зависимости от задачи пайки. Перед пайкой на соединяемые поверхности наносится флюс, а затем паяльником с прутка припой подается в места соединений. Если паяют мелкие изделия, можно пользоваться припоем, осевшим на лезвии паяльника.

Когда паяльник и место пайки достаточно нагреты, припой легко затекает в зазор между деталями и соединение получается достаточно прочным. При недостаточном нагреве паяльника припой не растекается под ним, а «мажется». Хотя по внешнему виду соединение получается удовлетворительным, но будет непрочным, так как в зазор припой не затекает.

Не следует допускать перегрева паяльника, ток как это приводит к быстрому разъеданию его рабочей части расплавленным припоем.

При пайке массивных деталей, для осуществления качественной пайки, производят предварительный нагрев деталей до 100-150ºC.


Для получения качественного соединения детали перед пайкой должны быть зачищены до металлического блеска, а места пайки покрыты флюсом. При пайке изделий из меди, латуни, бронзы и луженой жести припой хорошо затекает в зазоры при их одностороннем нагреве паяльником. В случае пайки изделий из стали или припайки деталей из цветных металлов к стальным необходимо облуживание поверхности стальных деталей (по ним припой растекается хуже).

45)

Широкое применение в настоящее время находят плазменные способы наплавки. При плазменной наплавке (ПН) в качестве источника нагрева используется плазма, которая представляет собой вещество в сильно ионизированном состоянии. В 1 см3 плазмы содержится 109 – 1010 и более заряженных частиц. Практически в любом дуговом разряде образуется плазма. Основным методом получения плазмы для технологических целей является пропускание газовой струи через электрическую дугу, расположенную в узком медном канале. При этом в связи с отсутствием возможности расширения столба дуги возрастает число упругих и неупругих соударений заряженных частиц, т. е. увеличивается степень ионизации, возрастает плотность и напряжение дуги, что вызывает повышение температуры до 10000 – 15 000 оС.

Наличие у плазменных горелок стабилизирующего водоохлаждаемого канала сопла является основным отличием от обычных горелок, применяемых при сварке в среде защитных газов неплавящимся электродом.


При упрочнении и восстановлении деталей в зависимости от их формы, условий работы применяют несколько разновидностей плазменной наплавки, отличающихся типом присадочного металла, способом его подачи на упрочняемую поверхность и электрическими схемами подключения плазмотрона.

При плазменной наплавке по отношению к наплавляемой детали применяют два вида сжатой дуги: прямого и косвенного действия. В обоих случаях зажигание дуги плазмотрона и осуществление процесса наплавки выполняют комбинированным способом: вначале между анодом и катодом плазмотрона с помощью осциллятора возбуждают дугу косвенного действия.

Дуга прямого действия образуется при соприкосновении малоамперной (40 – 60 А) косвенной дуги с токоведущей деталью. В зону дуги могут подаваться материалы: нейтральная или токоведущая проволока, две проволоки (рис. 8.8), порошок, порошок одновременно с проволокой.

Метод косвенной дуги заключается в том, что между дежурной дугой и токоведущей проволокой образуется прямая дуга, продолжение которой является косвенной независимой дугой по отношению к электрически нейтральной детали.

Высокую производительность (до 30 кг/ч) обеспечивает плазменная наплавка с подачей в ванну двух плавящихся электродов 1 (рис.8.8), подключенных последовательно к источнику питания и нагреваемых почти до температуры плавления. Защитный газ подается через сопло 2.

Универсальный способ плазменной наплавки – наплавка с вдуванием порошка в дугу (рис.8.9).


релка имеет три сопла: 3 – для формирования плазменной струи, 4 – для подачи присадочного порошка, 5 – для подачи защитного газа. Один источник тока служит для зажигания дуги осциллятором 2 между электродом и соплом, а другой источник тока формирует плазменную дугу прямого действия, которая оплавляет поверхность изделия и плавит порошок, подающийся из бункера 6 потоком газа. Изменяя ток обеих дуг устройствами 1, можно регулировать количество теплоты, идущей на плавление основного металла и присадочого порошка и, следовательно, долю металла в наплавленном слое.

22. Механизированные способы сварки и наплавки Плазменная наплавка

Рис. 8.9 . Плазменная порошковая наплавка

Увеличение производительности процесса плазменной наплавки во многом зависит от эффективности нагрева порошка в дуге. Температура, которую приобретают частицы порошка в дуге, определяется интенсивностью и продолжительностью нагрева, зависящими от параметров плазмы, условия ввода порошка в дугу, технических параметров процесса наплавки. Наибольшее влияние на нагрев порошка оказывают ток дуги, размер частиц и расстояние между плазмотроном и анодом.

Основные достоинства метода ПН: высокое качество наплавленного металла; малая глубина проплавления основного металла при высокой прочности сцепления; возможность наплавки тонких слоев; высокая культура производства.

Основные недостатки ПН: относительно невысокая производительность; необходимость в сложном оборудовании.

22. Механизированные способы сварки и наплавки Плазменная наплавка

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector