Оборудование для сварки и нанесения восстановительных покрытий

Состав рабочих мест. Рабочие места сварки и наплавки содержат:

– источники питания (энергетические установки);

– ацетиленовые генераторы;

– станки (стенды) для технологического перемещения заготовок, подачи материалов и энергии в зону сварки и нанесения покрытий;

– установки, управляющие работой источников питания и подачей основных и вспомогательных материалов;

– баллоны с горючими, окислительными и защитными газами, распределительную и регулирующую аппаратуру, резиновые шланги;

– горелки для сварки, наплавки или резки;

– столы для сварочных и наплавочных работ с вентиляционными отсосами;

– оргтехоснастку для размещения и хранения заготовок, инструментов и документации.

Источники питания для сварки, наплавки и напыления. В зависимости от вида используемой энергии и процесса ее преобразования различают следующие типы источников питания (рис. 2.23):

– трансформаторы, понижающие переменное напряжение до необходимого;

– выпрямители, преобразующие энергию сетевого переменного тока в энергию постоянного тока;

– генераторы, преобразующие механическую энергию вращения в электрическую энергию постоянного тока;

– преобразователи, которые являются комбинацией трехфазных асинхронных двигателей переменного тока и сварочных генераторов постоянного тока, установленных на одном валу;

– агрегаты, состоящие из двигателей внутреннего сгорания и генераторов постоянного тока.

Различают источники питания общепромышленного и специального назначения. К первым относятся источники для ручной сварки покрытыми электродами и механизированной сварки в диоксиде углерода и под флюсом, они предназначены для сварки углеродистых и легированных сталей средней толщины. Специализированные источники питания служат для сварки плавящимися и неплавящимися электродами тонколистовых изделий и заготовок из коррозионно-стойких сталей и цветных металлов, а также для наплавки, напыления и резки. Эти источники относительно сложны, оснащены элементами автоматики, но обеспечивают высокие эксплуатационные свойства изделиям.

Единая система обозначения электротехнического оборудования, используемого для сварки, наплавки и напыления, содержит в себе элементы классификации. Классификация источников питания включает:

– тип (первая буква в обозначении): трансформатор (Т), выпрямитель (В), генератор (Г), преобразователь (П), агрегат (А), специализированный источник – установка (У);



– вид сварки (вторая буква): дуговая (Д), плазменная (П);

– способ сварки (третья буква): в защитных газах (Г), под флюсом (Ф), универсальный (У), покрытыми электродами (без обозначения). Отсутствие третьей буквы обозначает ручную дуговую сварку электродами;

– назначение источника или вид внешней характеристики (четвертая буква): многопостовой источник (М), однопостовой (без обозначения), для импульсной сварки (И), жесткая характеристика (Ж), падающая (П);

– значение номинального тока (одна или две первые цифры означают округленную силу тока в десятках или сотнях ампер);

– две последующие цифры – регистрационный номер изделия;

– климатическое исполнение (последние одна или две буквы): для стран с холодным климатом (ХЛ), умеренным (У) или тропическим (Т);

– категория размещения (последняя цифра): для работы на открытом воздухе (1), под навесом (2), в неотапливаемом помещении (3), в отапливаемом помещении (4), в помещении с повышенной влажностью (5).

Пример расшифровки обозначения трансформатора ТДФЖ-1002 У3: Т – тип источника (трансформатор); Д – вид сварки (дуговая); Ф – способ сварки (под флюсом); Ж – тип внешней характеристики (жесткая); 10 - номинальный ток в сотнях А (на 1000 А) 02 – регистрационный номер разработки; У – климатическое исполнение (для стран с умеренным климатом); 3 – категория размещения (для работы в неотапливаемом помещении).

Для ручной дуговой сварки штучными электродами на переменном токе малоуглеродистых и низколегированных сталей выпускаются трансформаторы российского и украинского производства (табл. 2.6).

Таблица 2.6

Технические характеристики сварочных трансформаторов для ручной сварки

Тип Напряжение сети, В Ток номинальный, А ПВ, % Мощность, кВт Масса, кг, Габаритные размеры, мм
ТСБ-103 180´320´320
ТДМ-127 2,4 300´220´280
ТС-151 9,6 290´470´400
ТСМ-160 390´220´300
ТСМ-167 3,3 390´220´300
ТДМ-169 8,5 330´210´325
ТДМ-181 415´205´460
ТСМ-207 5,5 370´220´300
ТДМ-252 390´280´320
ТДМ-259 220/380 610´320´455
ТДМ-2510 520´460´920
ТДМ-3011 380´310´610
ТДМ-3010 220/380 380´310´740
ТДМ-300 370´390´580
ТДМ-301 220/380 385´345´475
ТДМ-303 220/380 380´300´340
ТДМ-401 26,6 585´555´850
ТДМ-402 640´630´900
ТДМ-403 640´630´950
ТДМ-501 640´630´1050
ТДМ-503 760´740´1200
ТДФЖ-1002 760´740´1300
ТДФЖ-2002 1430´760´1220

Освоено также производство трансформаторов типа ТД с подвижными обмотками (ТД-102У2, ТД-306У2, ТДМ-317У2 и др.) и магнитным шунтом (СТШ-250, СТШ-300 и др.). Для ручной сварки и наплавки применяют трансформаторы ТД-300, ТД-500, СТШ-500, СТШ-500-80, ТДМ-503У3, для механизированной – трансформаторы ТДФ-1001, ТДФ-1002, ТДФ-1601.



Выпрямители ВД-131, ВД-306М, ВД-306С и ВД-306Д предназначены для ручной дуговой сварки штучными электродами на углеродистых и легированных сталей (табл. 2.7). Выпрямители ВД-300Б, ВГДИ-302, ВДГ-303-3, ВДГ-304, ВДУ-306, ВДГ-401, ВДУ-506С и ВДУ-601 применяют для комплектации сварочных постов как ручной дуговой сварки штучными электродами, так и для полуавтоматической и автоматической сварки в среде защитных газов. Многопостовые сварочные выпрямители ВДМ-6303 и ВДМ-1202С применяют для комплектации постов ручной дуговой сварки изделий из углеродистых и низколегированных сталей штучными электродами. При необходимости многопостовые выпрямители комплектуются балластными реостатами РБ-302.

Таблица 2.7

Технические характеристики сварочных выпрямителей

Тип Напряжение сети, В Пределы регулирования силы тока, А ПВ, % Диаметр электрода, мм Масса, кг Габаритные размеры, мм
ВД-131 1´220 2´380 220´380 35–130 2–4 360´360´950
ВД-306М 3´380 40–315 2–6 360´360´1250
ВД-306С 3´380 80–320 2–6 760´420´950
ВД-306Д 3´380 5–350 2–6 550´400´600
ВС-300Б 3´380 50–350 850´450´750
ВДГИ-302 3´380 40–325 7650´605´800
ВДГ-303-3 3´380 40–325 750´605´800
ВДГ-304 3´380 50–325 850´450´750
ВДУ-306 3´380 50–315 2–6 800´550´850
ВДГ-401 3´380 80–500 750´605´950
ВДУ-506С 3´380 60–500 2–6 750´605´950
ВДУ-601 3´380 50–630 2–8 750´605´950
ВДМ-6303 3´380 (4 поста по 315 А) 3–6 750´650´950
ВДМ-1202С 3´380 (8 постов по 315 А) 3–6 1050´620´800

Перспективными источниками питания являются инверторные выпрямители (рис. 2.24, табл. 2.8).

Таблица 2.8

Технические характеристики инверторных (универсальных частотных) выпрямителей

Модель Напряжение, В Ток номинальный, А ПВ, % Мощность, кВт Габаритные размеры, мм Масса, кг
ВДУЧ-1371 365´139´196
ВДУЧ-315 600´380´500
ФОРСАЖ-160ПР 410´180´290
ФОРСАЖ-250ПР 410´180´290
ФЕБ-200М 7,5 215´350´500
ФЕБ-350М 300´440´600

Экономия электроэнергии за счет снижения напряжения холостого хода источников питания достигается применением блоков БСНТ-010. Масса устройства составляет 7 кг, время его срабатывания 0,04 с, время выдержки после прекращения сварки 0,64 с, номинальный сварочный ток 500 А при ПВ = 35 %.

Сведения о дизельных сварочных агрегатах приведены в таблице 2.9.

Таблица 2.9

Технические характеристики дизельных сварочных агрегатов

Тип Ток, А (ПВ, %) Тип двигателя Место установки Масса, кг; Габаритные размеры, мм
АДД-4001С 400 (60) Д 144-81 На раме 820; 1850´950´1300
На шасси То же

Для сварки и наплавки выпускаются поличастотные источники питания ТДП-301 «Ремдеталь» и ТДП-302 «Ремдеталь».

Для вибродуговой наплавки применяют генераторы АДН-500/250, выпрямители ВС-300, ВС-600, преобразователи ПД-305, ПСГ-500. Применяют дроссели типа А-780 или А-855 конструкции ИЭС им. Е.О. Патона, дроссели РСТЭ-24 или РСТЭ-34 от сварочных трансформаторов СТЭ-24, СТЭ-34 или дроссельную обмотку трансформатора СТН-500. При использовании указанных дросселей для получения нужного значения индуктивности следует сделать отводы от верхнего ряда обмотки через 1–2 витка для последующей их коммутации.

Для ручной сварки и наплавки применяют источники питания с крутопадающей характеристикой, для механизированной наплавки под флюсом – с пологопадающей и для вибродуговой и наплавки в среде СО2 – источники с жесткой характеристикой.

Источники питания взаимодействуют со стендами для установки и технологического перемещения заготовок и механизмами для подачи материала.

Механизмы для подачи материала. Характеристика механизмов, подающих проволоку в зону сварки или наплавки, приведена в таблице 2.10. МПО – механизмы открытого типа, а МПЗ и МПК – механизмы закрытого и компактного типа. Автономные механизмы включают в себя все элементы управления процессом. Диаметр кассет с проволокой – 300 мм (для МПК-2А – 200 мм). Рабочие размеры подающих роликов оговариваются при заказе.

Таблица 2.10

Подающие механизмы для проволоки

Тип Ток, А (ПВ) Скорость подачи проволоки, м/мин Диметр проволоки, мм Количество роликов Тип разъема Габаритные размеры, мм Масса, кг
МПО-42-2 МПО-42-3 500 (60 %) 1,25–16 1,2–2,0 ВКМ-02 ВКМ-03 330´440 ´220
МПО-44-2 500 (60 %) 2–12 1,6–2,0 ВКМ-02 350´700 ´260
МПЗ-2А-1 автономный 500 (60 %) 1,2–16 0,8–2,0 евро 230´590 ´420
МПЗ-4А-1 автономный 500 (60 %) 1,2–16 0,8–2,0 евро 230´650 ´440 16,5
МПК-2А-1 компактный автономный 500 (60 %) 1,2–16 0,8–2,0 евро 180´470 ´330 12,5

Для автоматической наплавки под слоем флюса применяют наплавочные головки А-580М, ОКС –5523 «ГосНИТИ», ОКС-1031Б. Для вибродуговой наплавки применяют наплавочные головки с электромагнитным или механическим (рис. 2.25) вибрационными устройствами ОКС-6569 «ГосНИТИ», ОКС-1252А, ВК-3 и др.

Устройство, включающее источник питания и механизм подачи проволоки, называют полуавтоматом. Выпускают стационарные полуавтоматы моделей А547У, А825М и ПДГ-305. Специально для ремонтных предприятий ИЭС им. Е.О. Патона выпускает переносной сварочный полуавтомат А1615, который комплектуется однофазным источником питания И102, подключаемым к сети 220 В, и трехфазным – И103, подключаемым к сети 380 В.

Порошковые материалы подают в зону наплавки или напыления с помощью питателей (рис. 2.32 б).

Оборудование для газовой сварки. Сжатые и сжиженные газы поставляется в баллонах под давлением (рис. 2.26). Например, в стальных баллонах емкостью 90 л находится 6 м3 (при нормальных условиях) сжатого газа (кислорода, диоксида углерода, аргона) под давлением 15 МПа. Баллоны устанавливают группами в рампах.

Наибольшую производительность и лучшее качество газосварочных работ достигают при использовании ацетилено-кислородного пламени. Ацетилен получают в ацетиленовых стационарных или переносных генераторах (рис. 2.27). В первом случае установку размещают в отдельном помещении, а ацетилен по трубам подают к каждому посту сварки. Во втором случае генератор располагают у сварочного поста. Характеристика ацетиленовых генераторов приведена в таблице 2.11.

Таблица 2.11

Технические характеристики ацетиленовых генераторов

Параметры Марка генератора
ГВД-0,8 ГВР-1,25 АНВ-1,66 АСМ-1,25 МГ-65 ГВР-3
Расход ацетилена, м3/ч 0,8 1,25 1,25 1,25
Рабочее давление ацетилена, МПа 0,007 –0,030 0,008 –0,015 0,002 –0,003 0,01 –0,03 0,035 0,015 –0,030
Система генератора Вытеснение Вода на карбид Вода на карбид Вытеснение Вода на карбид Вода на карбид
Количество карбида кальция в одной загрузке, кг 2,2 2´2,5 2´4
Грануляция карбида кальция, мм 25/80 25/80 25/80 25/80 15/80 25/80
Масса генератора, кг
Использование в зимних условиях С теплоизоляционным чехлом С чехлом ГВР-1,25 МЧ До –25 оС До –30 оС Не используют Не используют

Оборудование для подготовки материала. Наплавочные материалы должны быть прокалены для удаления влаги, которая может быть источником водорода, диффундирующего в наплавленный слой и зону термического влияния. Характеристика оборудования для сушки и прокалки электродных материалов приведена в таблице 2.12.

Таблица 2.12

Термическое оборудование для сушки и прокалки электродных материалов

Марка Напряжение, В Мощность, кВт Температура нагрева, °С Масса электродов, кг Габаритные размеры, мм Масса, кг
СНОЛ-3,5.5,3 70–350 520´550´630
СНО-1 70–350 720´200´230
СШО-3,2.3,2 90–350 830´900´600
СШО-3,2.3,2 90–350 830´900´600

Оборудование для наплавки заготовок. ИЭС им. Е.О. Патона разработал станки моделей У-651, У-652, У-653 и У-654 (рис. 2.28) из унифицированных узлов, предназначенные для дуговой наплавки различных поверхностей. В состав каждого станка входят станина, вращатель, наплавочный автомат, пульт управления, сварочный выпрямитель и сварочные кабели. На станине установлены механизмы вращения заготовок с коробками скоростей и подач. По направляющим станины перемещаются наплавочный автомат и пиноль. Для отвода вредных газов и аэрозолей из зоны наплавки имеются вытяжные зонты. Технические характеристики станков представлены в таблице 2.13.

Таблица 2.13

Технические характеристики наплавочных станков общего назначения

Показатели Наплавочные станки
У-651 У-652 У-653 У-654
Наплавочный аппарат А1408 А1409 А1406 А1406
Источник питания ВДУ-504 ВДУ-1001
Наплавляемая поверхность Наружная цилиндрическая, шлицы Коренные и шатунные шейки коленчатых валов Наружная и внутренняя цилиндрическая, коническая и плоская Наружная цилиндрическая, коническая, шлицы
Наплавляемая заготовка диаметр, мм 20–150 50–800 50–800
длина, мм
масса, кг
Диаметр проволоки при наплавке, мм под слоем флюса 1–2 2–5 3–5
порошковой проволокой 2–3 2–2,5 2–3,6 2–2,5
в среде CO2 1–2
Габаритные размеры станка, мм 2720´1800 ´2050 2720´1800 ´2900 2720´1400 ´3050 2900´1400 ´3050
Масса, кг

Станок У-651 (см. рис. 2.28 а) предназначен для наплавки наружных поверхностей гладких цилиндрических деталей типа валов методом винтового нанесения валика и зубчатых деталей типа шлицевых валов и шестерен методом прямолинейного нанесения валика, а также сварки заготовок кольцевыми и продольными швами простой формы.

Наплавляемое изделие устанавливают в патроне вращателя и при необходимости поджимают задней бабкой. При наплавке нежестких изделий на направляющие станка может быть установлен люнет. Частота вращения заготовки определяется настройкой коробки скоростей. Наплавочная (сварочная) головка имеет индивидуальный привод маршевого перемещения для настроечного перемещения головки к месту начала наплавки. При наплавке гладких цилиндрических изделий покрытия наносят при одновременном вращении изделия и поступательном движении наплавочной головки. При наплавке изделий типа шлицевых валов и шестерен покрытие наносят при поступательном движении наплавочной головки и неподвижном изделии.

Станок У-652 (см. рис. 2.28 б) предназначен для наплавки коленчатых валов любого типоразмера под слоем флюса.

Станок У-653 (см. рис. 2.28 в) служит для дуговой наплавки под слоем флюса сплошной проволокой и открытой дугой порошковой проволокой наружных и внутренних цилиндрических и конических поверхностей, зубьев шестерен и шлицев, а также изделий с плоскими поверхностями. На станке можно сваривать изделия кольцевыми и продольными швами. Подлежащее наплавке или сварке изделие в виде тела вращения устанавливают в патроне вращателя. Для наплавки конических и торцовых поверхностей вращатель можно устанавливать под необходимым углом. При необходимости при сварке или наплавке цилиндрических и шлицевых поверхностей, изделие поджимается задней бабкой. Дополнительно на направляющие станка может устанавливаться люнет. Для сварки изделий некруглой формы с продольными швами и наплавки плоских поверхностей на направляющие станка может быть установлен дополнительный стол. Режим наплавки и сварки определяется настройкой коробки скоростей.

Станок У-654 (см. рис. 2.28 г) предназначен для наплавки наружных цилиндрических и конических, а также плоских поверхностей под слоем флюса.

Универсальная установка АС354-2 (ИЭС им. Е.О. Патона) для наплавки цилиндрических и конических поверхностей (рис. 2.29) предназначена для автоматической дуговой наплавки в среде защитного газа сплошной или порошковой проволокой цилиндрических и конических поверхностей изделий больших размеров одной или одновременно двумя наплавочными головками. Наплавка выполняется по спирали с регулируемой скоростью как без, так и с колебаниями наплавочных головок.

Оборудование нового поколения для нанесения покрытий разработал ВНИИТУВИД «Ремдеталь» (табл. 2.14). Особенность оборудования состоит в том, что оно способно наносить как наплавочные, так и газотермические покрытия на поверхности практически любой формы.

Таблица 2.14

Оборудование ВНИИТУВИД «Ремдеталь» для нанесения покрытий

Обозначение Источник питания Назначение
УД-609.02 ПДГ-516 Наплавка порошковыми проволоками
УД-609.03 ПДГ-516 Наплавка под слоем флюса
УД-609.04 ПДГ-616 Наплавка плоских поверхностей в среде диоксида углерода
УД-609.05 ПДГ-616 Наплавка с газопламенной защитой
УД-609.06 ВДГ-303 + ПДГ-312 Скоростная наплавка цилиндрических заготовок в среде диоксида углерода
УД-609.07 ВДУ-506 Тонкослойная наплавка
УД-609.08 ВДУ-506 Наплавка шнуровыми материалами *)
*) для подачи шнура применяется пневматический механизм ТОП-ЖЕТ-2

Каждая технологическая машина разработки ВНИИТУВИД «Ремдеталь» состоит из модулей: технологического, перемещения заготовки и сварочной головки и управляющего. Технологический модуль для дуговой наплавки включает механизм подачи электродной проволоки из кассеты, механизм подачи флюса или газа. Модули перемещения заготовки и сварочной головки обеспечивают основные и вспомогательные перемещения, в том числе в начале и конце операции при выходе модуля в исходное положение. Модули прямолинейного и вращательного перемещений оснащены приводами постоянного тока. Погрешность технологических перемещений составляет ±1 мм. Структура модулей перемещений позволяет использование серийных систем ЧПУ. В зависимости от требований к уровню автоматизации управляющий модуль имеет три модификации для ручного, циклового и контурного управлений. Модификация циклового управления для модуля с четырьмя степенями свободы построена на базе серийного микропроцессорного командоаппарата и системы следящих приводов исполнительных механизмов. Модификация контурного управления построена на базе серийной системы числового программного управления и обеспечивает перемещение инструмента по сложной траектории.

Для электрошлаковой наплавки разработана установка ОКС-7755 «ГосНИТИ» (рис. 2.30).

Аргонодуговую сварку (TIG) на постоянном токе всех видов металлов (кроме алюминия и его сплавов), а также для ручную дуговую сварку (ММА) малоуглеродистых и низколегированных сталей штучными электродами выполняют с помощью установок УДГ-161 и УДГ-350 (табл. 2.15). Установку УДГ-180 применяют для аргонодуговой сварки (TIG) на переменном токе алюминия и его сплавов, а также для ручной сварки (ММА) на переменном токе малоуглеродистых и низколегированных сталей штучными электродами. Для ручной дуговой сварки (ММА) штучными электродами на постоянном и переменном токе всех видов металлов и сплавов применяют универсальные установки УДГ-251 и УДГ-351.

Таблица 2.15

Технические характеристики установок для аргонодуговой сварки

Тип Напряжение сети, В Пределы регулирования тока, А ПВ, % Диаметр электрода, мм Масса, кг Габаритные размеры, мм
УДГ-161 1´220 5–150 ТИГ 0,8–3,0 ММА 2–4 360´360´950
УДГ-350 3´380 12–230 ТИГ 0,8–5,0 650´335´450
УДГ-180 1´220 ТИГ 40–170 ММА 38–170 ТИГ 0,8–4,0 ММА 2–4 360´360´950
УДГ-251 2´380 5–250 ТИГ 0,8–5,0 ММА 2–5 1050´450´750
УДГ-351 2´380 5–350 ТИГ 0,8–5,0 ММА 2–6 1050´550´900

Для плазменной наплавки и напыления выпускают установки УМП-5, УПУ-3, УПС-301 и УПС-503. ИЭС им. Е.О.Патона выпускает установки УД-417 для плазменной наплавки, сварки и напыления. Для плазменной наплавки применяют установки УПН-303 (завод «Электрик»), УПН-602 и др. Можно применять установки плазменной сварки УПС-301, УПС-403, УПС-804, а также установки для плазменного напыления УМП-6, УПУ-5 после изменения электрической схемы и замены плазмотрона. Для плазменно-порошковой наплавки валов диаметром до 50 мм ВНИИТУВИД «Ремдеталь» и ИЭС им. Е.О. Патона совместно разработали установку УД-609.09 с источником питания ВДУ-506. Производственный интерес представляет комплект КПН-01.23-215 «Ремдеталь» из поста 01.23-21 и установки плазменно-порошковой наплавки 01.05.185 с вращателем заготовок.

Установка 01.05.185 «Ремдеталь» для плазменной наплавки заготовок имеет высоту центров 200 мм и расстояние между ними 600 мм, обеспечивает толщину покрытия 0,15–1,5 мм и производительность по расходу порошка 0,72–2,40 кг/ч.

Создан ряд установок, специализированных по видам восстанавливаемых деталей. Например, для наплавки коленчатых валов имеется установки 01.16.001 «КАСАХ» и станок ОКС-11232, который создан на базе унифицированных составных частей и укомплектован сварочным выпрямителем ВДГ-301. Автоматическая установка Valve Star II (рис. 2.31) предназначена для наплавки фасок клапанов автомобильных двигателей.

Современное автоматизированное оборудование для наплавки изделий выпускает фирма Hettiger Stellite (Германия). Типовые элементы оборудования приведены на рисунке 2.32.

Оборудование для электроконтактной приварки металлических материалов. Электроконтактную приварку материалов можно выполнять с помощью промышленных контактных сварочных машин, например МШ-1 или МШК-2002 (К-421М). Регулируемые импульсы сварочного тока получают с помощью прерывателей, а также конденсаторными источниками питания с зарядным напряжением 875–900 В и емкостью рабочих конденсаторов 2000–2300 мкФ. Специализированное оборудование для создания ремонтных заготовок различных деталей разрабатывали ВНИИТУВИД «Ремдеталь», ЧИМЭСХ, МГАУ им. В.П. Горячкина, Институт механики и надежности машин НАН Беларуси.

Для электроконтактной приварки металлического материала имеются передвижные посты ППКС-01-74. Электроды установок изготавливают из бронз Бр.Х, Бр.ХК, Бр.НБТ и Бр.ВНТ.

Оборудование ВНИИТУВИД «Ремдеталь» блочно-модульного строения для электроконтактной приварки металлических материалов представлено в таблице 2.16. Потребляемая мощность оборудования 150 кВА, расход охлаждающей жидкости 2,2 м3/ч.

Таблица 2.16

Оборудование для электроконтактной приварки металлических
материалов

Обозначение Восстанавливаемые элементы Характеристика
01.01-095 *) Зубья шестерен масляных насосов НШ-32, НШ-46 Производительность 80 зубьев/ч
01.08.005 Поверхности седел клапанов Производительность 50 мин–1
01.08.006 Фаски клапанов Диаметр тарелок клапанов 35–60 мм, толщина покрытия 0,2–1,5 мм, производительность до 55 ч–1
01.11.022 Наружные и внутренние поверхности крупногабаритных деталей Масса заготовок до 200 кг, производительность процесса 100 см2/мин
011-1-02 011-1-02М 011-1-02Н Наружные и внутренние поверхности тел вращения Поверхности диаметром 15–250 мм и длиной до 1200 мм. Толщина покрытий 0,2–1,0 мм, производительность процесса до 100 см2/мин
011-1-04 Наружные поверхности, в т.ч. шлицы, тел вращения Толщина покрытий 0,2–2,5 мм, диаметр заготовок 20–160 мм
011-1-05 Наружные поверхности, в т.ч. резьбы, тел вращения Диаметр поверхности 10–150 мм, толщина покрытия 0,3–1,5 мм, производительность 15 см2/мин
011-1-06 011-1-06.01 Внутренние поверхности гильз цилиндров Толщина ленты 0,4–0,6 мм, диаметр отверстий 100–300 мм, длина до 300 мм **)
011-1-07 Наружные поверхности гильз цилиндров Толщина ленты 0,4–0,6 мм, диаметр поясков до 180 мм **)
011-1-08 Поверхности отверстий шатунов Толщина покрытий 0,15–1,0 мм, диаметр восстанавливаемых отверстий 55–150 мм **)
011-1-10 Внутренние поверхности стаканов подшипников Толщина ленты 0,2–1,0 мм, диаметр наружной поверхности 100–250 мм, внутренней – 60–180 мм
011-1-11 Поверхности отверстий корпусных деталей Толщина покрытия 0,2–1,5 мм, диаметр отверстий 80–300 мм, длина до 350 мм
*) Приобретают в комплекте с приспособлением для шлифования зубьев шестерен 02.03.190 «Ремдеталь» **) Производительность составляет 60 см2/мин

Для электроконтактной приварки проволоки созданы установки УКН-5, -6, -8М, -9, -10, -11 (рис. 2.33). Восстановление изношенных резьбовых поверхностей с шагом резьбы до 2 мм целесообразно проводить на установке 011-1-05.

На установке 01-11-022М наносят покрытия на шейки валов длиной до 2000 мм и резьбовые поверхности. Производительность ее в 6–7 раз превышает производительность установки 011-1-05.

Для автоматизированной электроконтактной приварки различных материалов (стальной ленты, проволоки и порошков) на наружные цилиндрические поверхности создана установка 01.01.187.

Оборудование для напыления покрытий. Для подготовки поверхностей под напыление применяют дробеструйные установки, среди которых имеются установка ТЕНА УСАО-1300 (рис. 2.34) и камера механизированная 02.05-125 «Ремдеталь».

Источники питания постоянного тока, применяемые для напыления, имеют жесткую вольт-амперную характеристику. Используют источники ИПН 160/600, ВС-300, ВСЖ-303, ВДГ-302, ВС-600, ВДГ-601, ВДУ-504, ВДУ-1001, ГД-502 и др.

Применяют металлизаторы мощностью 5–20 кВт, потребляющие ток силой 80–600 А при напряжении 18–36 В. Выпускают аппараты для дугового напыления переносные (ручные) ЭМ-3, РЭМ-3А, ЭМ-9, ЭМ-10, ЭМ-14 (рис. 2.35 а) и стационарные (станочные) ЭМ-6, ЭМ-12, ЭМ-15 (рис. 2.35 б), МЭС-1. Краткая техническая характеристика некоторых металлизаторов приведена в таблице 2.17.

Таблица 2.17

Технические характеристики металлизаторов

Показатели Аппараты
ЭМ-12 ЭМ-14 ЭМ-15
Тип стационарный ручной стационарный
Производительность распыления, кг/ч алюминий 12,5
цинк
сталь
Диаметр проволоки, мм 1,5–2,5 1,5–2,0 2,0–3,0
Скорость подачи проволоки, м/мин 3,8–14,2 2–12 1–14
Привод механизма подачи проволоки электродвигатель воздушная турбинка электродвигатель
Способ регулирования сменой шестерен в гитаре редуктора плавным магнитным торможением ротора плавным электронным регулированием частоты вращения
Расход сжатого воздуха, м3/мин 2,5 1,5 2,5
Сила рабочего тока, не более, А
Рабочее напряжение, В 17–35 17–44 17–35
Масса, кг пульта управления 31,5
металлизатора 22,6 2,3

Имеется много установок, специализированных по видам процесса напыления и восстанавливаемых деталей.

Установки 011-1-01 и 011-1-09 «Ремдеталь» предназначены для газопламенного напыления порошковых материалов на валы. В комплект входят вращатель, пульт управления, питатель ОКС-5531 и пистолет. Пистолет механически перемещается вдоль оси заготовки со скоростью 0,075–7,5 мм/с.

В комплект поста 01.05-148 «Ремдеталь» для газопламенного напыления и газопорошковой наплавки порошков и прутков входят стол сварщика, две горелки и оргтехоснастка. Пост 01.05-149 «Ремдеталь» отличается от предыдущего наличием установки 011-1-01 с бесступенчатым регулированием частоты вращения шпинделя и подачи каретки с пистолетом. Пост 01.05-161 «Ремдеталь» служит для газопламенного напыления заготовок типа «вал», в т.ч. коленчатых валов. Пост ЭМП-2 «Ремдеталь» служит для дугового напыления.

ГНУ «Институт порошковой металлургии» выпускает полуавтоматическую камеру газопламенного напыления «ТЕНА-КПАН» с пультом управления «ТЕНА-ПУГ» (рис. 2.36) для восстановления деталей типа «вал» длиной до 800 мм, диаметром до 300 мм и массой до 50 кг. Камера обеспечивает производительность нанесения материала 0,9–10,5 кг/ч и предусматривает механическое перемещение металлизатора (пистолета) (рис. 2.37).

Научно-производственная фирма «Плазмацентр» (Санкт-Петербург) выпускает установку для дугового напыления КДМ-2, оснащенную источником тока ТИМЕЗ и дуговым металлизатором ЭМ-14М.

Оборудование нового поколения для дугового напыления покрытий разработал ВНИИТУВИД «Ремдеталь». Установка УД-609.01 «Ремдеталь» с металлизатором ЭМГ-2 предназначена для нанесения покрытий на шейки валов, а установка УД-609.10 «Ремдеталь» с источником питания ВДУ-506 – для нанесения покрытий на плоские детали. Создан комплект оборудования КЭМ-1 для дугового напыления шеек коленчатых валов массой до 60 кг. Установка 05.12.227 «Ремдеталь» служит для наплавки распределительных валов, а установка 01-15-102 «Ремдеталь» – для дугового напыления наружных поясков гильз цилиндров.

Для детонационного напыления крупногабаритных деталей создана установка УН-115 (рис. 2.38). Детонационное напыление ведут на установках «Днепр-3» и «Катунь» с частотой выстрелов 3 с–1. В оборудовании научно-производственной фирмы «Плазмацентр» (Санкт-Петербург) частота выстрелов достигает 15 с–1. В институте гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН создан компьютеризированный детонационный комплекс «Обь», включающий детонационную пушку и робот-манипулятор (рис. 2.39).

Оборудование для нанесения электрохимических покрытий. Перед нанесением покрытий заготовки проходят предварительную обработку резанием на оборудовании механического цеха или на станках гальванического участка. Наибольшее применение получили универсальные шлифовально-полировальные станки 3А852, 3853, 3854, 3854А и 3855. Для ленточного шлифования и полирования деталей, имеющих форму тел вращения, применяют полуавтоматы 3841 и универсальные агрегаты типа ШП-А. Станки могут быть одно- и двухшпиндельные. В качестве инструмента в шлифовально-полировальных станках применяют бесконечную ленту из шлифовального полотна, брезента или специальной ткани, на поверхности которой закреплены абразивные зерна.

Для очистки деталей от загрязнений применяют ванны для обезжиривания, химической и электрохимической обработки, вибрационные установки и оборудование с вращающимися барабанами и колоколами цилиндрической, конической или многогранной формы. В многогранных барабанах и колоколах скорость очистки заготовок выше, чем в цилиндрических и конических.

Наибольший объем работ по нанесению покрытий выполняют в стационарных гальванических ваннах, размеры которые нормализованы (рис. 2.40, табл. 2.18). Применяют также барабанные и колокольные ванны для нанесения покрытий на мелкие детали. В условиях крупносерийного и массового производства эффективны конвейерные автоматические комплексы. Железнение и хромирование ведут в стационарных гальванических ваннах, а цинкование – как правило в барабанных (рис. 2.41 а) или колокольных (рис. 2.41 б) ваннах.

Таблица 2.18

Типы и параметры гальванических ванн

Тип Внутренние размеры, мм Емкость, л
длина ширина высота

Стационарные ванны содержат запас электролита, катодные и анодные штанги, электроды, системы нагрева, фильтрации и перемешивания электролита, приборы регулирования температуры электролита и массовой доли основных составляющих.

Стальные части ванны, соприкасающиеся с кислотными электролитами, футеруют свинцом, резиной, полимерными и керамическими материалами.

Электрический ток к электродам подводится через продольные медные или латунные штанги диаметром 15–40 мм, устанавленные на бортах ванны в изоляторах. Одна пара штанг соединена с положительным полюсом источника, а другая – с отрицательным. На каждую пару штанг размещают по несколько поперечных штанг, свободное перемещение которых позволяет устанавливать нужное катодно-анодное расстояние. Ванны не заземляют, а устанавливают на изоляторах ОФ-6-375 или ОФ-10-750. Паровую и водяную арматуру также изолируют от ванн.

Нагрев или охлаждение раствора выполняют трубы-змеевики с теплоносителем. Если нагреватели соприкасаются с горячими сернокислыми электролитами, то их изготавливают из титана, свинца, освинцованной или коррозионностойкой стали. При внутреннем способе нагрева наблюдается неравномерность температуры электролита. Для нагрева хромовых электролитов, чувствительных к изменению температуры, применяют внешний их нагрев посредством пропускания пара через пароводяную рубашку между двумя ваннами, вставленными одна в одну.

Для того чтобы повысить производительность процесса (увеличить плотность тока) и улучшить свойства покрытий ванны снабжают устройствами для перемешивания и фильтрации электролита, встряхивания или качания катодных штанг.

Передвижные фильтрационные установки (УФ-0,5) содержат насос и фильтр из ткани (сукна, полотна, стеклоткани), который задерживает механические примеси. Насос изготовлен из химически стойких материалов. Например, насос ЦКН-7 с подачей 7 м3/ч изготовлен из керамики.

Ванны имеют бортовые вентиляционные отсосы с одной, двух или трех сторон.

Выпрямители различной мощности преобразуют переменный ток в постоянный. Выпрямитель включает понижающий трансформатор, полупроводниковые элементы, пускорегулирующую и измерительную аппаратуру.

Из германиевых, селеновых и кремниевых выпрямителей в производстве наибольшее применение получили последние. Выпрямители плавно изменяют силу тока с погрешностью ±10 %. Освоен выпуск тиристорных выпрямителей серий ТЕ, ТЕР, ТВ, ТВР и ТВИ, обладающих небольшими размерами, малой пульсацией выпрямленного тока, большим КПД и высокой точностью стабилизации тока и напряжения. Буквы в названии серий обозначают: Е – охлаждение естественное воздушное; В – охлаждение водяное; Р – реверсивный; И – импульсный. Характеристика некоторых выпрямителей приведена в табл. 2.19.

Таблица 2.19

Основные данные выпрямителей

Выпрямители Номинальные параметры КПД, % Габаритные размеры в плане, мм Масса, кг
Сила тока, А Напряжение, В
Кремниевые
ВАК-100-12У4 12/6 850´570
ВАКР-100-12У4 24/12 850´570
ВАКР-320-18У4 18/9 870´530
ВАК-630-24У4 24/12 1085´600
ВАК-1600-12У4 12/6 870´530
ВАК-3200-12У4 12/6 1290´820
Тиристорные
ТЕ1-100/12Т-0 600´400
ТЕ1-400/12Т-0 1000´400
ТЕ1-800/12Т-0 1000´600
ТВ1-1600/12Т-0 1000´600
ТЕР1-400/12Т-0 1000´400
ТВР1-1600/24Т-0 1000´600
ТВИ1-1600/24Т-0 1000´600

Для автоматизации процесса используют автооператоры с командоаппараторами, которые по установленной программе перемещают подвески с заготовками и выдерживают их в ваннах.

Для приготовления и фильтрации электролита применяют передвижные установки 0113-009 «Ремдеталь».

Специализированную установку ОГ-10591 «ГосНИТИ» применяют для нанесения железных покрытий при восстановлении отверстий в корпусных деталях, а установку 0113-006 «Ремдеталь» – для электроконтактного нанесения покрытий.

Автоматизация и механизация процессов нанесения гальванических покрытий позволяют не только повысить производительность труда и улучшить качество покрытий, но и устранить ручной труд, в тяжелых и вредных для человека условиях. Автоматические линии выполняются следующих типов: подвесная (автооператор переносит подвеску с катодной штангой); барабанная (автооператор переносит барабанную каретку); барабанно-подвесная (комбинированная). Автоматическая линия (рис. 2.42) в общем виде включает в себя основное, дополнительное и транспортное оборудование.

Отходы гальванического производства представляют серьезную опасность окружающей среде (почве и воде). Сточные воды этого производства из ванн химической и электрохимической обработки и нанесения покрытий содержат различные токсичные химические соединения – свободные минеральные кислоты и щелочи, соединения шестивалентного хрома и др.

Применяют замкнутые системы водопользования с очисткой стоков ионнообменными (катионитовыми или анионитовыми) фильтрами. При этом достигается не только очистка кислотных или щелочных стоков от ионов тяжелых металлов, но и значительное снижение общего солесодержания.

Отходы гальванического участка (ионы тяжелых металлов, щелочи и кислоты) обезвреживаются в установке РВК 50-032М (рис. 2.43) с помощью гидрооксида железа Fe(OH)2, который получают из стальных отходов путем электролиза. В производство возвращается до 70 % обезвреженной воды. Обезвреживания отходов основано на их взаимодействии с гидрооксидом железа с последующим образованием смешанных кристаллов и химических соединений, а также с протеканием сорбционных процессов.


1641919569415639.html
1641968894471128.html
    PR.RU™