Доброхотов Ю. Н., Скворцова С. Б.

Технология сварки чугуна

 Физические свойства чугуна указывают в его маркировке. Так, индекс «СЧ» указывает, что чугун серый, механические свойства которому придает углерод, находящийся в несвязанном состоянии с кристаллами углерода пластинчатой формы. Серый чугун чаще всего применяют для изготовления конструкций. Высокопрочный чугун маркируют индексом «ВЧ». Графит в этом виде чугуна присутствует в шаровидной форме, которая формируется за счет введения магния.

Длительный отжиг чугуна придает графиту хлопьевидную форму, что позволяет ему, находятся в свободном состоянии. Это способствует увеличению пластичности основного материала, и такой чугун называют ковким, обозначая индексом «КЧ». Белый чугун («ВЧ»), содержит углерод в виде химического соединения, называемого цементитом. Цементит придает чугуну высокую твердость и хрупкость, что накладывает ограничения на его применение в конструктивных целях.

При сварке чугуна появляются определенные трудности, выраженные в хрупкости сварного соединения и образовании трещин, являющихся следствием остаточных напряжений и деформаций. Для борьбы с этими явлениями применяют предварительный и сопутствующий подогрев, обеспечивающий нужную структуру сварного соединения.Процесс подготовки свариваемых поверхностей практически не отличается от ранее рассмотренных вариантов и включает в себя очистку деталей, разделку кромок и т.д. Сварка требует повышенного внимания, так как образование на поверхности сварочной ванны тугоплавких окислов способствует появлению непроваров.

Сварку чугуна выполняют стальными, никелевыми, железно-никелевыми, медно-никелевыми и медно-железными электродами.

Способы сварки чугуна

Трудности, возникающие при сварке чугуна, обусловлены, как правило, низкой стойкостью металла сварного соединении против образования трещин плохой его обрабатываемостью на механических станках.

Низкая стойкость основного металла и металла околошовной зоны против образования трещин характерна для чугуна пониженным

запасом деформационной способности (пониженная прочность и пластичность).

Указанные особенности чугуна являются следствием нарушения сплошности его металлической основы включениями графита, а также склонностью его к отбелке и закалке даже при небольших скоростях охлаждения. Эти свойства чугуна определяются высоким содержанием углерода в нем.

Соединение чугунных деталей между собой выполняют газовой сваркой, пайкой, термитной сваркой, литейной сваркой, дуговой сваркой и электрошлаковой.

Сварку ведут без подогрева (холодный способ сварки), с местным подогревом и с общим подогревом всего изделия. Для дуговой сварки используют угольные, графитовые, стальные и легированные электроды, а также электроды из цветных металлов. Подготовку мест под сварку выполняют механическим путем или огневым способом. Для удержания расплавленного металла сварочной ванны (чугун жидкотекуч) применяют специальные формовки. Назначение формовки - удерживать расплавленный металл. Формовочная масса имеет следующий состав: кварцевый песок, замешанный на жидком стекле 40%, формовочная земля 30% и белая глина 30%.

Подготовленная к сварке деталь подвергается общему или местному подогреву до температуры 350 - 450º С. Иногда для особо сложных деталей подогрев производят до температуры 550-600° С.

Сварку выполняют как на переменном, так и на постоянном токе. Величину тока подбирают из расчет 50-90 А на 1 мм диаметра электрода.

Особенности сварки чугуна

Основные затруднения при сварке чугуна связаны с высокой склонностью к образованию ледебурита и мартенсита в металле шва, что значительно ухудшает его обрабатываемость и увеличивает склонность к образованию трещин.

Для уменьшения опасности появления трещин при применении электродов, дающих наплавленный металл, по составу отличный от чугуна, рекомендуется сварка короткими участками, проковка и другие меры. При сварке чугунными электродами возникают дополнительные трудности, которые обычно связывают с низкой пластичностью шва и большой его склонностью к образованию закалочных структур. Кроме того, на склонность к образованию трещин в сварных швах значительно влияет величина линейной усадки чугуна. Характер и величина линейной усадки в условиях повышенных скоростей охлаждения во многом зависят от химического состава металла. Наименьшую склонность к образованию трещин в одинаковых условиях сварки имеет наплавленный металл с высоким содержанием углерода. Именно в таких чугунах величина и интенсивность протекания линейной усадки наименьшая.

Величина линейной усадки может служить важным критерием для оценки склонности чугуна к образованию трещин. При этом определяющее влияние на образование трещин оказывает не абсолютная величина доперлитной усадки, а алгебраическая сумма доперлитной усадки и расширения при эвтектическом и эвтектоидном превращениях, с одной стороны, и интенсивность протекания усадки на этих этапах, с другой.

Не все чугуны свариваются одинаково. Чугуны с грубой структурой, с большими ферритными зернами и крупными графитными включениями, а также большим количеством фосфидной эвтектики свариваются очень плохо. Легирование никелем, титаном, молибденом и некоторыми другими элементами улучшает свариваемость ..

№ 5. «Средства и методы, применяемые для очисти деталей от нагара и накипи.»

Перед ремонтом агрегаты, узлы и детали обезжиривают и промывают. Некоторые детали очищают от ржавчины, накипи и нагара.

Обычно детали агрегатов покрыты маслянисто-грязевыми и асфальтосмолистыми отложениями. Простейшим способом обезжиривания деталей является их мойка в органических растворителях—дизельном топливе, керосине, бензине, уайт-спирите и иногда в ацетоне. Но все растворители более или менее огнеопасны и быстро загрязняются. Поэтому мыть целесообразнее в ванне с сеткой, которая смонтирована на половине глубины ванны. Ниже сетки наливается вода, а выше керосин. При мойке грязь оседает в воду и керосин долгое время остается чистым.

Детали промывают кисточкой. Особенно тщательно надо прочистить масляные магистрали блока цилиндров и коленчатого вала. Это удобно сделать ершиками. Для очистки длинных магистралей или трубок годится шнур с узелками, который протягивают взад-вперед в наполненной растворителем трубе.

Хорошо растворяет смолистые соединения в карбюраторе бензол СбНб — ядовитая и взрывоопасная жидкость. Смолу растворяет и ацетон. Лаковые отложения поршнейдвигателя растворяются отмачиванием поршней в течение 1,5...2 ч в растворе, содержащем 40 г стирального порошка на 1 л воды при температуре 90... 95 °С. Застывшую смазку из ступиц колес вываривают в 5 %-ном растворе каустической соды. То же делают с масляным радиатором.

Если много деталей то применяют машины для мойки .В струйных машинах применяют порошки «Лабомид 101», МЛ-51 и МС-6, так как они не образуют пены. Концентрация водного раствора 1 ...2,5 %, температура мойки 70...80 °С.

Для мойки в ваннах готовят растворы из порошков «Лабомид 203», МЛ-52 и МС-8 концентрацией 2...3,5 %, температура мойки 80... 100 °С. .

Синтетические растворы моют хорошо при достаточно высокой температуре. В последнее время выпускаются препараты, которые растворяют загрязнения и при комнатной температуре. Детали погружают в жидкости AM-15, «Лабомид 315» или «Ритм 76» и после выдержки в них ополаскивают в любых синтетических моющих водных растворах при температуре 50...60 °С. Эти жидкости содержат трихлорэтилен и диметилбензен, поэтому они ядовиты и огнеопасны и требуют особых мер безопасности.

Нагар возникает при неполном сгорании топлива и масла в камерах сгорания, на клапанах и в газопроводах двигателя. От нагара детали очищают механически или химически. Очистка металлическими щетками или шаберами вручную требует много времени. Для ускорения работы можно щетку зажать в патрон дрели.

 

№ 6. «Восстановление деталей методом напыления.»

Напыление является одним из способов нанесения металлических покрытий на изношенные поверхности восстанавливаемых деталей. Сущность процесса заключается в том что предварительно расплавленный металл наносится на специально подготовленную поверхность посредством сжатого газа или воздуха.
В зависимости от вида используемой различают следующие способы напыления:
1. Газопламенное;
2. Электродуговое;
3. Высокочастотное;
4. Детонационное;
5. Ионоплазменное.
Достоинства: высокая производительность, небольшой нагрев детали (120-180° C), высокая износостойкость покрытия, простота технологического процесса, возможность нанесения покрытий от 0,1 до 10 мм из любых металлов и сплавов.
Недостатки: пониженная механическая прочность покрытия, невысокая прочность сцепления покрытия с поверхность детали.
Газопламенное напыление осуществляется с помощью специальных аппаратов, в которых плавление напыляемого металла (проволока или порошок) производится ацетилено-кислородным пламенем, а распыление - сжатым воздухом.
Преимущества: большое окисление металла, мелкое распыление высокая прочность покрытия.
Недостатки: невысокая производительность (2-4 кг в час).
Электродуговое напыление производится аппаратами, в которых расплавление металла электрической дугой, возникающей между двумя проволоками, а распыление осуществляется помощью сжатого воздуха.
Преимущества: высокая производительность (3-4 кг в час). Высокая температура позволяет наносить тугоплавкий металл, простое применяемое оборудование.
Недостатки: сильное окисление металла, выгорание легирующих элементов, пониженная плотность покрытия.
Высокочастотное напыление основано на принципе индукционного нагрева при плавлении материала (проволоки).
Индуктор питается от генератора тока высокой частоты. Распыление производится с помощью сжатого воздуха.
Преимущества: небольшое окисление металла за счёт регулировки температуры нагрева, высокая механическая прочность покрытия.
Недостатки: небольшая производительность процесса, сложность оборудования, большое потребление энергии, большая стоимость.
Детонационное напыление. При этом способе расплавление и распыление происходит за счёт энергии взрыва смеси газов ацетилена и кислорода. При этом скорость движения порошка достигает 800 м/с на расстоянии 15 мм от среза ствола. Процесс повторяется 3 - 4 раза в секунду. За один цикл наносится слой в микрон.
Напыляемые материалы и свойства покрытий.
В качестве напыляемых материалов применяется проволока и порошкообразные сплавы.
Для деталей, работающих при повышенном трении применяют стальную проволоку с большим содержанием углеводорода.
При плазменном, детонационном напылении применяются износостойкие порошковые сплавы на основе никеля. Сплавы ПГСР-2 и ПГСР-3 обладают ценными свойствами: низкая температура плавления, высокая твёрдость (MRC 35-60), высокая износостойкость.
При восстановлении посадочных поверхностей под подшипники в чугунных корпусных деталях применяют стальной порошок с добавкой 1-2 % порошка алюминия.
При восстановлении опор под вкладыши коренных подшипников в чугунных блоках цилиндров применяют стальной порошок с добавкой 1-2 % порошка алюминия, 4-5 % медного порошка, 2-3 % никелевого порошка.
Процесс нанесения.
Технологический процесс нанесения металла на поверхность включает в себя следующие операции:
1. Подготовка детали к покрытию (очистка поверхности, создание шероховатости).
2. Нанесение покрытия;
3. Обработка детали после нанесения.
Промежуток времени между подготовкой и нанесением должен быть минимальным и не превышать 1,5-2 часа, т.к. осевшая на деталь пыль может ухудшить сцепление металла с поверхностью.

№ 7. «Технология восстановления коленвалов ДВС.»

Применение для восстановления изношенных деталей современных методов нанесения покрытий и, в первую очередь, с использованием порошковых твердых сплавов способствует значительному повышению их долговечности. Основной дефект износ коренных и шатунных шеек.

Типовой технологический процесс восстановления коленчатых валов ДВС КамАЗ-740 включает следующие операции: мойку, разборку и дефектацию коленчатого вала; проверку биения по средней шейке; правку коленчатого вала на прессе (при необходимости); установку пробок в отверстия масляных каналов вместо заглушек; шлифование коренных и шатунных шеек; контроль размеров коренных, шатунных шеек и радиуса кривошипа; полирование коренных и шатунных шеек; сборка коленчатого вала.

Разборка коленчатого вала включает следующие операции: снятие шестерни привода масляного насоса, переднего и заднего выносных противовесов; изъятие заглушек и втулок центробежной очистки масла и внутренних полостей масляных каналов коленчатого вала. Правка коленчатого вала производится на прессе при наличии изгиба вала более 0,05 мм.

Шейки коленчатого вала шлифуются на круглошлифовальных станках. В первую очередь шлифуются коренные шейки после установки коленчатого вала в центрах станка. Во вторую очередь шлифуются шатунные шейки. Для шлифования шатунных шеек коленчатый вал на станке устанавливается в центросместителях, обеспечивающих смещение оси вала на величину радиуса кривошипа, который имеет размер (60±0, 5) мм, и совмещение оси шатунных шеек с осью шпинделя станка. Шлифование начинается с первой шатунной шейки, для шлифования следующей шейки вал поворачивается на угол 90°. Все коренные и шатунные шейки шлифуются под один ремонтный размер.

После шлифования шейки подвергают полировке в течение одной минуты на полировальных станках полировальной лентой ЭБ 220 или пастой ГОИ № 10.

Таким образом, на сегодняшний день коленчатые валы двигателя КамАЗ-740 успешно ремонтируются в пределах своих ремонтных размеров путем шлифования. Но, стоит размерам вала выйти из ремонтных, как появляются трудности с наращиванием и упрочнением поверхностей.

Изношенные валы с коренными и шатунными шейками, перешлифованные на все ремонтные размеры, но пригодные для восстановления путем нанесения покрытий до номинальных размеров, составляют 65-75 %.

В настоящее время на ремонтных предприятиях для восстановления коленчатых валов ДВС используют главным образом разновидности дугового способа наплавки под слоем флюса.

Одним из наиболее универсальных методов востановления является плазменно-порошковая наплавка (ППН).

В качестве материала при ППН коленчатых валов, работающих в условиях абразивного изнашивания, используются износостойкие порошковые наплавочные материалы, в структуре которых содержатся высокотвёрдые (карбиды, бориды и т.д.) фазы и относительно пластичная матрица. Среди порошковых наплавочных материалов, обладающих твердостью выше твердости абразива и стойкостью к абразивному износу, одними из наиболее перспективных являются порошки на основе систем WC-Co и WC-TiC-Cо, являющиеся основой твердых сплавов, переработка отходов и дальнейшее использование которых является актуальной проблемой.

№ 8. «Технология при работе и испытания ДВС.»

СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ НА ГЕРМЕТИЧНОСТЬ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Газотермическое напыление

Процесс получения покрытий из различных материалов, основанный на нагреве материала до жидкого состояния и его распыления с помощью газовой струи, называют газотермическим напылением. При ударе расплавленные частицы сцепляются с поверхностью ремонтируемой детали и друг с другом, образуя покрытия. В отличие от наплавки при напылении не происходит подплавления основного металла детали.

Покрытия можно получать распылением: металлов (металлизация) для повышения износостойкости, восстановления геометрических размеров, защиты от коррозии; твердых сплавов для повышения твердости и износостойкости; керамики (тугоплавкие окислы, стеклоэмали и др.), тугоплавких соединений (карбидов, боридов, силицидов, нитридов и др.) для защиты от коррозии и абразивного износа; полимеров для защиты от коррозии, теплоизоляции, герметизации и придания декоративного вида.

Металлизацию применяют для восстановления размеров деталей, когда не требуется высокой прочности покрытия, в основном для тел вращения, работающих в условиях жидкостной смазки: шеек валов, цапф, пальцев, плунжеров, поршней, цилиндров, втулок. При покрытии внутренних поверхностей наносят более тонкие покрытия, так как напряжения при усадке действуют на отрыв слоя.

Толщина покрытия сталей при металлизации не превышает 3-4 мм для сталей 15 и 45 с последующей обработкой резцами с пластинами из твердых сплавов. Инструментальные стали У5 и У10 напыляют до более толстого слоя 6-8 мм и обрабатывают шлифованием. Толщина наносимого слоя при восстановлении шеек после окончательной обработки не должна быть меньше 0,7 мм на сторону. При малой величине износа деталь протачивают с учетом минимального напыляемого слоя и припуска на обработку (рис. 70). До металлизации деталь очищают, промывают, обрабатывают в дробеструйной камере, а в некоторых случаях (например, при ремонте шеек валов) нарезают для лучшего сцепления резьбу с шагом 0,75-1,25 мм. При металлизации плоских поверхностей и восстановлении шеек валов под прессовые посадки ограничиваются дробеструйной обработкой.

№ 14. «Технологический процесс подготовки деталей для нанесения гальванических покрытий.»

Внешний вид покрываемых деталей контролируется визуально с использованием в отдельных случаях эталонов сравнения Шероховатость поверхности деталей согласно ГОСТ 2789 должна соответствовать параметру Rz > 40 мкм.

После механической обработки на деталях не должно быть видимого слоя смазки, эмульсии, металлической стружки и пыли. На поверхности деталей из горячекатаного металла, литых, кованых и галтованых деталях не должно быть ржавчины, окалины, заусенцев: на поверхности шлифованных и полированных деталей — забоин, вмятин, трещин. Острые углы и кромки деталей должны быть скруглены или иметь фаски, за исключением технически обоснованных случаев. Сварные и паяные швы должны быть непрерывными, защищенными и не иметь дефектов.

Механическая обработка .Детали, поступающие в гальванический участок для нанесения покрытий, почти всегда имеют поверхностные дефекты в виде рисок, царапни, заусенцев, облоя и т. д. Эти дефекты ухудшают внешний вид изделий и снижают коррозионную стойкость покрытий. Для устранения поверхностных дефектов и получения гладкой, ровной поверхности перед нанесением гальванических покрытий изделия подвергают шлифованию и полированию.

Для этого применяют шлифовочные станки, снабженные шлифовальными или полировальными кругами или шлифовальными лентами.

Химическое обезжиривание. Обработка в органических растворителях не обеспечивает полного удаления загрязнений. Кроме того, не всегда есть условия (оборудование, помещение, материалы) для ее проведения. Поэтому применяется химическое обезжиривание в щелочных растворах которые превращают органические жиры в мыла, легко смываемые водой. Для очистки от минеральных масел в растворы добавляют эмульгаторы.

Электрохимическое обезжиривание. Удаление остатков различных загрязнений более эффективно при электрохимическом процессе. При пропускании тока ионы водорода разряжаются на деталях, подвешенных на катоде, механически сбивают с них частицы жира, перемешивают электролит. Кроме того, вокруг деталей накапливается щелочь. Все это значительно ускоряет процесс обезжиривания

 Детали из цветных и легких металлов обезжиривают на катоде. Стальные детали тоже обезжиривают на катоде, но при этом происходит сильное наводораживание, повышающее хрупкость металла. Во избежание этого тонкостенные детали и пружины обезжиривают иа аноде или сначала на катоде, а затем на аноде.

 

№ 15. «Технологический процесс восстановления деталей хромированием, железнением, никелированием.»

В авторемонтных предприятиях широко применяются гальванические и химические процессы. Они применяются для компенсации износа рабочих поверхностей, а так же при нанесении на детали противокоррозионных и защитно-декоративных покрытий. Из гальванических процессов наиболее широко применяются хромирование, железнение (осталивание), никелирование, цинкование, меднение.
Из химических процессов широко применяются никелирование (химическое никелирование), оксидирование, азотирование.
Гальванические покрытия получают из электролитов, в качестве которых применяют водные растворы металлов, которым необходимо покрыть детали.
Катодом при гальваническом осаждении металлов из электролитов является восстанавливаемая деталь.
Анодом является металлическая пластина. Применяются два вида анодов: растворимые и нерастворимые.
Растворимые аноды изготавливаются из металла, который осаждается на деталь. Нерастворимые аноды изготавливаются из свинца.
При прохождении постоянного тока через электролит на катоде разряжаются положительно заряженные, выделяется металл и водород. На аноде при этом происходит разряд отрицательно заряженных ионов и выделяется кислород. Металл анода растворяется и переходит в раствор в виде ионов взамен выделившихся на катоде. Толщина гальванических покрытий зависит от рассеивающей способности электролита, а рассеивающая способность зависит от степени равномерности распределения силовых линий, идущих от анода к катоду.
Процесс нанесения включает в себя три группы операций:
1. Подготовка детали к нанесению (механическая обработка, очистка от окислов и предварительное обезжиривание, монтаж на подвесное приспособление, изоляция поверхностей, неподлежащих наращиванию, повторное обезжиривание, анодная обработка или активация).
2. Нанесение покрытия;
3. Обработка после покрытия (нейтрализация деталей от остатков электролита, промывка деталей холодной и горячей воде, демонтаж с подвесного приспособления, удаление изоляции, сушка деталей, термообработка при необходимости, механическая обработка).
Хромирование применяется для компенсации износа деталей, а так же в качестве антикоррозионного и декоративного покрытия. Электролитический хром имеет большую износостойкость и высокую кислотостойкость, теплостойкость, твёрдость, прочность сцепления с любыми металлами.
Недостатки: низкая производительность процесса (0,03 мм в час), невозможность восстановления деталей с большим износом, т.к. хромовое покрытие большой толщины (0,3-1,4 мм) имеет пониженные механические свойства, высокая стоимость процесса.
В качестве электролита при хромировании применяется водный раствор хромового андигрида (H₂SO₄; Gr₂O₃, концентрация 1:100).
Электролиты низкой концентрации (150 кг/м³ GrO₂, 1,5 кг/м³ H₂SO₄) имеют высокий выход по току, хорошую рассеивающую способность, высокую износостойкость.
При хромировании используют нерастворимые аноды, изготовленные из сплава свинца с сурьмой (сурьма 6%).
Свойства хромовых покрытий зависят от режима хромирования, плотности тока и температуры электролита.
Изменяя соотношение плотности тока и температуру можно получить 3 вида хромовых покрытий, различающихся по своим свойствам: матовые покрытия (серые), блестящие покрытия, молочные покрытия.
Хромовое покрытие снижает усталостную прочность детали на 20-30 %.
Виды гальванического хромирования:
• Пористое хромирование (канальчатый и точечный хром);
• Хромирование в саморегулирующем электролите.
Железнение - это процесс получения твёрдых износостойких железных покрытий из горячих хлористых электролитов. Процесс впервые был воспроизведён Мелковым.
По сравнению с процессом хромирования он имеет преимущественно высокий выход металла по току (в 5-6 раз выше, чем при хромировании), большую скорость нанесения покрытия (в 15 раз выше, чем при хромировании), высокую износостойкость (не ниже, чем у стали 45). В качестве электролита применяют водный раствор хлористого железа, содержащий небольшое количество соляной кислоты и некоторые другие компоненты для увеличения прочности сцепления (например, хлористый марганец) и повышения износостойкости (хлористый никель), концентрацией 200-700 кг/м³. Железнение производят растворимыми анодами, которые изготавливают из малоуглеродистой стали (сталь 0,8; 10).
При растворении анодов образуется шлам, поэтому, поэтому их помешают в чехлы из стеклоткани. Свойства железных покрытий зависят от режима покрытия. Усталостная прочность так же снижается, но меньше (20-30%). Ванны для железнения изготавливают из фаялита.
Проведение железнения в ваннах затрудняет его применение для крупногабаритных деталей, например корпусных, поэтому применяют процесс вневанного проточного железнения. В этом случае электролит насосом прокачивают через электролизную ячейку, образованную восстанавливаемой поверхностью и уплотнителями. Производительность процесса в этом случае возрастает в 10-15 раз.
5. Защитно-декоративные покрытия применяются для защиты деталей от коррозии и придания им красивого внешнего вида.
По роду защитного действия гальванические покрытия подразделяют на анодные и катодные.
При соединении двух металлов в присутствии коррозионной среды, образуется пара, в которой более электроотрицательный металл становится анодом и растворяется, а более электроотрицательный металл становится катодом.
При анодной защите менее электроотрицательный металл (например, железо) покрывается более электроотрицательным.
При катодной защите более электроотрицательный металл покрывается менее электроотрицательным.
Для стальных деталей катодными покрытиями являются никелевые, хромовые, медные.
В авторемонтных предприятиях получили широкое применение многослойные катодные защитно-декоративные покрытия. Например, четырёхслойные покрытия, которые получают последовательным нанесением различных металлов (никель, медь, никель хром). Технологический процесс нанесения защитно-декоративных покрытий не отличается от процесса нанесения, износостойких покрытий, но в процесс подготовки детали включается операция полирования, которая производится войлочными кругами с применением пасты.
Меднение применяется в качестве подслоя при никелировании и хромировании. При меднении применяется серно-кислотный электролит, состоящий из водного раствора медного купороса и серной кислоты (концентрация 200-250 кг медного купороса на 75 м³ воды).
Никелирование применяют в качестве подслоя при декоративном хромировании. Электролитом служит водный раствор серно-кислого никеля, в который добавляется различные добавки (серно-кислый натрий, серно-кислый магний, хлористый натрий, хлористый калий).
Цинкование применяется для защиты мелких деталей от коррозии (крепёжные болты, гайки). Применяют серно-кислый электролит, состоящий из серно-кислого цинка, серно-кислого аммония, серно-кислого натрия; температура комнатная, плотность тока 1-5 А. Нанесение производят в специальных вращающихся барабанах.
Оксидирование производят для стальных деталей в горячих щелочных растворах содержащих окислители. При этом на детали образуется оксидная плёнка толщиной 0,6-1,5 микрон. Эта плёнка имеет очень высокую прочность и защищает деталь от коррозии. Оксидирование применяют для мелких крепёжных деталей и деталей кузова. В качестве электролита используется едкий натр (концентрацией 700-800 кг/м³), в качестве добавки азотно-кислый натрий (250 кг/м³), температура раствора 140° C. После такой обработки деталь промывают водой и протирают машинным маслом при температуре 110-150° C чтобы закрыть поры.
Фосфатирование - это химический процесс создания на поверхности детали защитой плёнки. Плёнка имеет толщину от 8 до 40 микрон, обладает пористостью, небольшой твёрдостью, хорошей прирабатываемостью. В химическом составе электролита имеются соли фосфора, марганца и железа. Препарат называется Можеф. Обработку производят в течение 30 минут при температуре 30-100° C. Фосфатирование применяют в качестве грунта при окраске кузовов

 

№ 16. «Технологический процесс восстановления деталей синтетическими материалами.»

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ СИНТЕТИЧЕСКИМИ МАТЕРИАЛАМИ

Синтетические, или полимерные, материалы применяются для устранения механических повреждений на деталях (трещины, пробоины, сколы и т.п.), компенсации износа рабочих поверхностей деталей и соединения деталей склеиванием.

Для восстановления деталей используют пластмассы в виде чистых полимеров (полистирол, полиэтилен, полипропилен и др.), полимеров с наполнителями, пластификаторами, красителями, отвердителями и другими добавками, а также синтетические клеи.

Преимуществами применения полимерных материалов является простота технологического процесса и оборудования, низкая трудоемкость и стоимость работ. В то же время при работе с синтетическими материалами проявляется один, причем серьезный, недостаток: многие

их компоненты токсичны и огнеопасны. Поэтому их использование требует обязательного соблюдения правил техники безопасности и противопожарной техники.

Все пластмассы делятся на две группы: реактопласты и термопласты.

Реактопласты, или термореактивные пластмассы, применяются в виде различных композиций на основе эпоксидных смол, например ЭД-16 и -20. Отвердителем служит полиэтиленполиамин (ПЭПА). Для ускорения отверждения композицию выдерживают при температуре 60...70 °С. Реактопласты используют для выравнивания вмятин в обшивке кузова и заделки трещин, а также в клеевых составах.

Среди термопластов, или термопластических пластмасс, находят применение полиамиды, например поликапролактам (капрон), фторопласт и др. При нагреве композиции размягчаются и им можно придать любую форму, но после охлаждения они затвердевают. При повторном нагреве термопласты сохраняют свои пластические свойства.

Для повышения твердости и износостойкости в полиамидные смолы вводят наполнители: графит, тальк, дисульфид молибдена, металлические порошки и т. п.

При газопламенном напылении термопласта в виде порошка он расплавляется в пламени специальной горелки, распыляется струей сжатого воздуха и осаждается на обезжиренную поверхность детали, предварительно зашкуренную для обеспечения хорошего сцепления с

ней покрытия. Для устранения неровностей кузова используют специальный порошок ТПФ-37. Синтетические клеи применяют:

• для восстановления деталей типа бачков радиаторов и других подобных деталей, имеющих пробоины, путем приклеивания накладок;

• для восстановления тормозных колодок путем наклеивания фрикционных накладок;

• вклеивания втулок, вкладышей и т.д.

В АРО в настоящее время используют следующие синтетические клеи: БФ-2, ВС-300, ВС-10Т, МПФ-1, ВК-200, эпоксидные клеи. Зазор между склеиваемыми частями должен составлять 0,05...0,2 мм.

Технологический процесс склеивания состоит в следующем.

Поверхность детали очищают от загрязнения, обезжиривают, предварительно создав на ней абразивной шкуркой ощутимую шероховатость (ориентировочно Rz = 30...10 мкм).

Наносят 2 – 3 слоя клея толщиной 0,1 мм, просушивая каждый из них в течение заданного для применяемого клея времени τ. Например, при наклейке фрикционных накладок на тормозные колодки клеем ВС-10Т время сушки τ1 = 15...20 мин и τ2 = 10...15 мин. При сушке в сушильном шкафу при температуре 60 °С τ = 5 мин. Склеиваемые поверхности соединяют и строго выдерживают под давлением при определенной температуре в течение заданного времени, а после склеивания медленно охлаждают. Например, режим склеивания для клея ВС-10Т (t = 180 °С, р = 0,5...1,0 МПа, τ = 45 мин) обеспечивает рабочий диапазон температур детали в пределах от –60 до +100 °С. Клеи типа БФ-2 относятся к числу универсальных и применяются для склеивания металлов и пластмасс между собой и с другими материалами. Для данного случая режим склеивания таков: t = 140...150 °С, p = 0,5...1,0 МПа, τ = 30...60 мин.

№ 17. «Особенности изнашивания гильзы цилиндра и технологический процесс её восстановления.»

Подготовка поверхности с целью удаления влаги коррозии, старой краски Включает в себя механическую обработку и химическим способом

Шпатлевание производиться в тех случаях когда не удается удалить дефект кузова. (идет выравнивание в несколько слоев один за другим,)После сушки обрабатываются образивними материалами. Поверхность обезжиривается и наноситьсяч следующий слой.

После возможна полировка
Нельзя приступать к малярным работам при наличии на кузове трещин, разрывов и пробоин. Повреждения, вызванные коррозией, а также пробоины и разрывы должны быть устранены. Сварные швы на лицевых поверхностях кузова должны быть обработаны заподлицо с основным металлом. Ремонтные панели, детали и узлы кузова должны быть приварены по контуру прилегания согласно технологической документации, без деформаций и перекосов.
На поверхностях кузова, подлежащих окраске, не должно быть сквозной или глубокой (свыше 50 % толщины металла) язвенной или раковинной коррозии.
Не допускается на лицевых деталях кузова наличие глубоких вмятин, выступов, следов грубой рихтовки и т. п. (глубина вмятин или царапин, высота выступов не Должны превышать 0,5 мм). Покрытия автомобиля должны быть химически совместимыми.
Число слоев верхнего покрытия определяется свойствами лакокрасочного материала, способом его нанесения и требованиями к покрытию. Первый слой эмали иногда называют выявительным, так как на нем отчетливо выявляются все дефекты предшествующей подготовки поверхности. После сушки этого слоя производят окончательную правку мелких дефектов поверхности с помощью шпатлевки. Зашпатлеванные места высушивают и шлифуют.
Последним этапом перед покраской будет протирка поверхности тканью, для удаления .остатков пыли.
Затем наносят еще несколько слоев эмали.
Способы нанесения лакокрасочных материалов
Лакокрасочные материалы можно наносить кистью и краскораспылителем. Способ нанесения зависит от того на основе которого материал изготовлен, от растворителя (разбавителя), входящего в его состав, а также от объема окрасочных работ. Наиболее часто при проведении ремонтных работ используется пневмораспыление, для окраски поверхностей, к которым предъявляются высокие требования по декоративности, и окраска кистевая — для всех остальных поверхностей.
При кузовных работах покраску кистью следует применять лишь для легкой подкраски, для участков, недоступных для окраски пульверизатором, и для нанесения специальных красок, например на основе цинка.
Техника окрашивания кистью
Кистью красят чаще всего при нанесении медленно высыхающих лакокрасочных материалов — масляных, битумных и т. п. Преимущество окраски кистью заключается в простоте, возможности окраски сложных изделий и хорошей адгезии материала к подложке вследствие втирания его в поры и неровности подложки при растушевке.
Кистями можно окрашивать отдельные внутренние поверхности, Двигатель, шасси, грунтовать внутреннюю поверхность
крыльев, днище и другие детали и узлы, к внешнему виду которых не предъявляются высокие требования.
Ограничено применение кистей и по другой причине. Например, быстросохнущие эмали (нитроцеллюлозные) наносить кистями трудно. Можно лишь подкрашивать небольшие участки при ремонте: кромки деталей и отдельные царапины.
Для подкраски тонких кромок и отдельных царапин удобно применять филеночные кисти. Они имеют небольшой размер и мягкий волос. Краску наносят тонким слоем. Кисть одновременно прижимают и перемещают возвратно-поступательно по окрашиваемой поверхности.
-Кисть при окраске надо постоянно держать под одним и тем же углом к окрашиваемой поверхности (примерно 50—60°). Если в процессе работы наклон кисти меняется, покрытие получится неодинаковым по толщине.
-Необходимо следить и не допускать высыхания лакокрасочных материалов на кисти.
-По окончании работы кисти необходимо тщательно вымыть сначала растворителем, а затем теплой водой с мылом.
Нанесение краски с помощью краскораспылителя происходит следующим образом: воздушным потоком краска разделяется на бесконечное число мельчайщих капелек, которые выбрасываются на окрашиваемую поверхность и осаждаются на ней.

В конце работы краскораспылитель разбирают, промывают детали от остатков лакокрасочных материалов, а металлические детали насоса вытирают насухо и смазывают машинным маслом.
Промывку агрегата «Ореол-5М» после окончания работы надо проводить всегда. Если краскораспылитель не будет промыт, то оставшиеся в нем лакокрасочные материалы высохнут, что приведет к заклиниванию плунжера насоса, и при включении краскораспылителя в сеть катушка дросселя сгорит.
Несколько снижает все позитивные возможности то обстоятельство, что применять краскораспылитель «Оре-ол-5М» для нанесения водных красок нельзя, так как это вызывает коррозию деталей насоса.

Процесс окрашивания необходимо проводить в от дельном чистом и сухом помещении, где исключена ;
возможность попадания пыли на красочный слой, ухудшающей внешний вид покрытий и снижающей его защитные свойства. Это требование относится к покраске всеми эмалями и, особенно, меламиноалкидными. Относительная влажность воздуха в помещении не должна превышать 70 %.
Обязательными свойствами эмалей для окрашивания автомобилей являются повышенный блеск и сохранение декоративного вида при длительной эксплуатации покрытий в различных климатических условиях
Конечно, покраска в условиях мастерской значительно отличается от заводской покраски. На автозаводе кузов целиком окунают в краску, а потом нагревают сколько требуется. Краска проникает внутрь через отверстия,
а затем капает при извлечении из ванны. В ремонтных условиях это практически неосуществимо. Автомобиль в ванну не окунешь, да и греть после покраски не разгонишься — некоторые детали могут расплавиться.

 

 

№ 26. «Технологический процесс восстановления блоков цилиндров ДВС.»

Блок цилиндров: расточка или хонингование?.

Обычно предельную величину износа цилиндров определяют по двум параметрам: износу в зоне остановки верхнего поршневого кольца в ВМТ и эллипсности зеркала, возникающей в зоне контакта стенки цилиндра с юбкой поршня. Первый параметр оценивается критической величиной около 0,05 мм, второй - около 0,03 мм. Если состояние цилиндра хуже, то из-за износа в верхней части (характерной «ступеньки» на стенке цилиндра) нарушаются условия работы поршневых колец, появляется их вибрация и не исключены удары о край «ступени», в результате чего износ колец и их канавок на поршне резко ускоряется. Эллипсность нарушает плотность прилегания колец к цилиндру и увеличивает зазор между поршнем и цилиндром.

Проще всего восстановить размеры, а именно зазор между поршнем и цилиндром. Для этого достаточно увеличить диаметр цилиндра (к примеру, расточить) в соответствии с размером ремонтного поршня. Среднее значение рабочего зазора у большинства двигателей 0,04-0,05 мм - это та величина, на которую диаметр цилиндра превышает размер поршня, измеренный по юбке перпендикулярно оси отверстия поршневого пальца.

Несколько хуже обстоит дело с формой отремонтированной поверхности. Необходимо добиться (а это не так просто), чтобы эллипсность и конусность цилиндра не превышали 0,01 мм, иначе в цилиндре не получится стабильного рабочего зазора и хорошего прилегания поршневых колец.

Всем этим требованиям, как известно, лучше всего соответствует поверхность, имеющая впадины (риски) так называемой основной шероховатости глубиной до 0,005-0,010 мм и сглаженные (плоские) вершины - опорные поверхности. Такая поверхность формируется в процессе плосковершинного хонингования, о котором речь пойдет ниже.

Итак, обратимся к практике ремонта блоков цилиндров. Здесь многое определяется оборудованием. Как известно, станки, используемые для ремонта блоков недоступны большинству широкопрофильных СТО по причине высокой стоимости. Такой станок необходимо окупить, для чего нужна его загрузка соответствующими работами. В результате ремонт блоков обычно осуществляется в специализированных мастерских и технических центрах, располагающих этим оборудованием.

А какое оборудование здесь используется? Без сомнения, самым популярным в последние годы становится хонинговальный станок CV616 американской фирмы Sunnen. Его преимущества перед аналогами, в том числе отечественными, очевидны - высокая производительность, надежность, точность, простота управления, наличие автоматики. В результате блок цилиндров 4-цилиндрового двигателя может быть отремонтирован в течение 20-30 минут, и это при съеме металла с цилиндров до 0,5 мм на диаметр!

Добиться такой производительности позволяет конструкция станка, в частности, автоматическая подача абразивных брусков «на разжим» по мере снятия металла со стенок цилиндра.

То есть станок смело и прямо, без расточки, хонингует цилиндры в нужный размер. Быстро, удобно, выгодно - традиционная расточка уже не нужна, станок сам прекрасно выправляет геометрию самого изношенного и «кривого» цилиндра. Лишь в самом конце достаточно заменить бруски на хонинговальной головке на более мелкозернистые или на специальные абразивные «щетки», чтобы получить требуемую плосковершинную поверхность цилиндра. В результате имеем «то, что просили» - эллипсность и конусность цилиндра не более 0,01 мм и прекрасный микропрофиль поверхности, - что еще надо для «полного счастья» ремонтника-моториста? ». Цилиндр становится геометрически правильным, за исключением, может быть, следа от «ступеньки» в верхней части. Затем, по мере дальнейшего хонингования исчезает и она, а далее, после съема еще нескольких десятых или сотых долей миллиметра, искомый ремонтный размер цилиндра будет достигнут.Нет, базой при прямом хонинговании служит сама поверхность цилиндра. Только заметим - изношенного. И чем неравномернее износ (а такое наблюдается, и нередко), тем сильнее будет перекошена ось отремонтированного цилиндра. Кроме того, чем больше съем металла, тем сильнее может «уехать» ось цилиндра в результате воздействия разного рода случайных факторов. По нашему мнению, этот перекос легко может превысить 0,1-0.2 мм на миллиметр съема, достигнув величин более чем критических. Еще хуже обстоит дело с блоками цилиндров отечественных автомобилей. Как мы уже отмечали ранее (см. № 1/2000), эти блоки не проходят операцию так называемого «старения» в необходимой степени. Вследствие этого со временем блоки «разъезжаются» - у них перекашиваются цилиндры и постели подшипников коленвала. Кроме того, цилиндры могут вообще быть «кривыми» от рождения. Очевидно, что при прямом хонинговании цилиндров не будет происходить исправления геометрии блока, - как был он «кривым», так им и останется, хорошо, если хуже не станет. Растачивание цилиндров, безусловно, процесс не быстрый: выверка положения блока на расточном станке и растачивание с малой подачей, чтобы качество поверхности было хорошим, требуют времени. Однако это гарантирует, что все цилиндры с точностью до 0,01 мм (по длине цилиндра), параллельны друг другу и одновременно перпендикулярны базе - плоскости (верхней или нижней) или, что лучше для «кривых» отечественных блоков, постелям коленвала. При растачивании обязательно оставляется припуск около 0,1-0,15 мм на хонингование. Именно эта величина гарантирует, что будет удален весь дефектный слой металла, оставшийся после растачивания. Одновременно такой малый припуск не позволит перекосить оси цилиндров во время хонингования.

 

№ 27. «Технологический процесс восстановления форсунки.»

Ремонт рам

Ремонт несущих систем

Основными дефектами рам являются погнутость балок и поперечин, трещины усталости, трещины по отверстиям под заклепки, нарушение прочности заклепочных соединеннй. Погнутость и трещины появляются в результате неправильной эксплуатации автомобиля (перегрузки, неправильной буксировки и т. п.), чрезмерной жесткости рессор, усталости металла.

При капитальном ремонте автомобиля рамы полностью разбирают, детали промывают и тщательно осматривают. Для разборки заклепочных соединений рамы применяют пневматические рубильные молотки, газовую резку и воздушно-дуговую резку угольными электродами. После среза головки заклепку выбивают из отверстия. Негодные детали рамы заменяют новыми. Погнутые балки или поперечины правят в холодном состоянии на прессе или специальном стенде. Качество правки деталей рамы контролируют проверочными линейками и шаблонами.
Трещины на деталях рамы устраняют заваркой с постановкой или без постановки дополнительных деталей. Усталостную трещину перед сваркой прорезают, обеспечивая зазор, и сваривают встык. При трещинах, проходящих через отверстие для заклепок крепления поперечин, вырезают поврежденный участок и приваривают дополнительную деталь. Сварочные швы рекомендуется упрочнять, особенно в зоне термического влияния. Упрочнение (наклеп) осуществляется пневматическим молотком с радиусом рабочей сферы 4,5 мм.
Ослабленные заклепки срубают и вместо них устанавливают новые. Перед постановкой новых заклепок проверяют состояние отверстия. Изношенные отверстия и отверстия, у кромок которых имеются трещины, заваривают. После зачистки поверхности и шва сверлят отверстия диаметром на 1 мм меньше номинального. На прессе раздают отверстие до номинального размера и упрочняют с двух сторон кромки. Заклепки должны плотно входить в отверстие. Также необходимо обеспечить плотное прилегание плоскостей деталей, соединяемых заклепками. Головки заклепок должны иметь правильную геометрическую форму, без перекосов, наплывов и трещин.
После восстановления все участки, подвергавшиеся ремонту, зачищают, покрывают масляной грунтовкой и подкрашивают. Качество заклепочных работ проверяют контрольным молотком. При сборке рам применяют гидравлическую клепальную установку.

 

№ 29. «Технологический процесс восстановления балки переднего моста автомобиля.»

Основными дефектами балок передних мостов яв­ляются изгиб и скручивание, износ площадок под рессоры, бобышек под шкворень, отверстий под шкворни и клиновые стопоры. При наличии трещин и отколов любого характера балки переднего моста бракуются. Изгиб и скручивание балки переднего моста проверяют на стенде, в приспособлении или с помощью линейки. Линейка имеет две шкалы, позволяющие производить отсчет пока­заний в градусах и минутах. Для определения прогиба в горизонталь­ной плоскости пальцы линейки устанавливают в отверстия под шкворни. При установке пальцев линейки в отверстия для клиновых стопоров шкворней определяют прогиб в вертикальной плоскости. Дефектную балку правят в холодном состоянии на стенде. Стенд позволяет править балку в различных плоскостях и проверять величины ее изгиба и скручивания.

Изношенные пло­щадки для крепления рессор восстанавливают наплавкой с последующей механической обработкой. Площадки должны лежать в одной плоскости в пределах 1,0 мм и быть перпендикулярны оси симметрии балки. Изно­шенные по высоте бо­бышки под шкворень ремонтируют фрезерова­нием до выведения следов износа. Бобышки обра­батывают одновремен­но двумя фрезами, выдерживая перпен­дикулярность оси под шкворень. Уменьшение высоты бобышек ком­пенсируется постанов­кой шайб.

Отверстия под шкво­рень, имеющие неболь­шой износ, обрабатыва­ют протяжкой под ре­монтные размеры. При этом устанавливают шкворни увеличенных диаметров. При значительных износах отверстия под шкворень восстанавливают пос­тановкой втулки с пос­ледующей обработкой под номинальный или ремонтный размер. Изношенное отверстие под клиновой стопор обрабатывают раз­верткой под увеличенный размер.

 

 

№ 30. «Технологический процесс восстановления ведомого диска сцепления.»

Восстановленные ведомые диски сцепления проверяются на биение рабочих поверхностей фрикционных накладок. Для этого ведомый диск устанавливается на шлицы вала индикаторного приспособления, как показано на рис. 79. Ножка индикатора упирается в рабочую поверхность накладки и диск вращается. Биение рабочих поверхностей и фрикционных накладок должно быть не более 0,8 мм, а радиальное биение периферии диска до 1,0 мм.

После сборки каждый ведомый диск балансируется. Значение момента дисбаланса должно быть не более 0,25 Н*м. Дисбаланс устраняется установкой грузиков на диске.

Картер сцепления может иметь следующие дефекты:

· трещины или обломы фланца картера;

· трещины на необработанных поверхностях;

· износ внутренней поверхности втулок вала вилки выключения сцепления;

· коробление поверхности фланца;

· срыв или износ резьбовых отверстий крепления крышек картера сцепления.

При наличии трещин, проходящих более чем через одно отверстие под болты крепления, а также при наличии трещин, захватывающих более половины периметра, картер бракуется.

Трещины и обломы устраняются электродуговой сваркой. Трещины, проходящие через поверхности, не несущие нагрузок, устраняются заделкой эпоксидными композициями.

Вилка выключения сцепления, показанная на рис. 80, может иметь износ внутренних поверхностей во втулках, шпоночного паза, наружной поверхности кулачка. Вал вилки может иметь износ наружной поверхности.

Изношенные втулки вилки выключения сцепления заменяются новыми. Внутренняя поверхность втулки развертывается до размера, указанного на рабочем чертеже.

Ведущий диск сцепления может иметь следующие дефекты:

· задиры на поверхностях прилегания ведомых дисков;

· трещины, обломы или износ шипов дисков;

· срыв резьбы под болт автоматической регулировки.

Изношенные шипы восстанавливаются наплавкой с последующей шлифовкой. Задиры на поверхности прилегания ведомых дисков устраняются шлифовкой на плоскошлифовальном станке.

Сцепление после сборки устанавливается на двигатель и проверяется его работа в выключенном и включенном положениях.

Двигатель запускается и прогревается. Нажатием на педаль сцепления проверяется отсутствие заеданий в приводе и механизме выключения сцепления. Включение и переключение передач должно происходить без больших усилий и бесшумно. Если переключение передач происходит с шумом, значит, сцепление полностью не выключается. Такую неисправность называют сцепление «ведет».

Во включенном состоянии сцепление проверяется на отсутствие пробуксовывания. Нажатием на педаль выключается сцепление и включается высшая передача. Автомобиль затормаживается стояночным тормозом. После этого плавно отпускается педаль сцепления и одновременно увеличивается подача топлива. Если при полностью отпущенной педали сцепления двигатель не глохнет, то сцепление пробуксовывает.

При заедании механизма выключения сцепления производится его смазка через пресс-масленки.

Размещение пресс-масленок на картере сцепления показано на рис. 81 Для смазывания вала вилки выключения сцепления и муфты выключения сцепления применяется «Литол-24».

Уровень жидкости в главном цилиндре проверяется щупом в компенсационной полости цилиндра: при снятом защитном чехле он должен быть на 20 мм ниже заливной горловины. Полный объем заправленной жидкости 0,28 л.

Щуп находится в комплекте инструмента водителя.

При нарушении герметичности системы гидропривода в нее попадает воздух. Удаление воздуха из системы гидропривода осуществляется прокачкой ее следующим образом:

· снимается защитный колпачок клапана выпуска воздуха на пневмоусилителе;

· на головку клапана надевается шланг;

· свободный конец шланга опускается в сосуд с жидкостью «Нева» и отвертывается клапан на один оборот;

· снимается защитный чехол и заполняется жидкостью компенсационная полость главного цилиндра;

· резкими нажатиями на педаль гидропривод прокачивается до полного исчезновения пузырьков воздуха, выходящих вместе с жидкостью из шланга в сосуд;

· при нажатой педали сцепления клапан завертывается, снимается шланг, на чистую головку клапана надевается защитный колпачок; уровень жидкости в компенсационной полости главного цилиндра доводится до нормального.

Для слива конденсата из пневмоусилителя необходимо отвернуть контрольную пробку в крышке силового цилиндра, слегка нажать на педаль выключения сцепления и после слива конденсата завернуть контрольную пробку.

 

 

 

Технология сварки чугуна

 Физические свойства чугуна указывают в его маркировке. Так, индекс «СЧ» указывает, что чугун серый, механические свойства которому придает углерод, находящийся в несвязанном состоянии с кристаллами углерода пластинчатой формы. Серый чугун чаще всего применяют для изготовления конструкций. Высокопрочный чугун маркируют индексом «ВЧ». Графит в этом виде чугуна присутствует в шаровидной форме, которая формируется за счет введения магния.

Длительный отжиг чугуна придает графиту хлопьевидную форму, что позволяет ему, находятся в свободном состоянии. Это способствует увеличению пластичности основного материала, и такой чугун называют ковким, обозначая индексом «КЧ». Белый чугун («ВЧ»), содержит углерод в виде химического соединения, называемого цементитом. Цементит придает чугуну высокую твердость и хрупкость, что накладывает ограничения на его применение в конструктивных целях.

При сварке чугуна появляются определенные трудности, выраженные в хрупкости сварного соединения и образовании трещин, являющихся следствием остаточных напряжений и деформаций. Для борьбы с этими явлениями применяют предварительный и сопутствующий подогрев, обеспечивающий нужную структуру сварного соединения.Процесс подготовки свариваемых поверхностей практически не отличается от ранее рассмотренных вариантов и включает в себя очистку деталей, разделку кромок и т.д. Сварка требует повышенного внимания, так как образование на поверхности сварочной ванны тугоплавких окислов способствует появлению непроваров.

Сварку чугуна выполняют стальными, никелевыми, железно-никелевыми, медно-никелевыми и медно-железными электродами.

Способы сварки чугуна

Трудности, возникающие при сварке чугуна, обусловлены, как правило, низкой стойкостью металла сварного соединении против образования трещин плохой его обрабатываемостью на механических станках.

Низкая стойкость основного металла и металла околошовной зоны против образования трещин характерна для чугуна пониженным

запасом деформационной способности (пониженная прочность и пластичность).

Указанные особенности чугуна являются следствием нарушения сплошности его металлической основы включениями графита, а также склонностью его к отбелке и закалке даже при небольших скоростях охлаждения. Эти свойства чугуна определяются высоким содержанием углерода в нем.

Соединение чугунных деталей между собой выполняют газовой сваркой, пайкой, термитной сваркой, литейной сваркой, дуговой сваркой и электрошлаковой.

Сварку ведут без подогрева (холодный способ сварки), с местным подогревом и с общим подогревом всего изделия. Для дуговой сварки используют угольные, графитовые, стальные и легированные электроды, а также электроды из цветных металлов. Подготовку мест под сварку выполняют механическим путем или огневым способом. Для удержания расплавленного металла сварочной ванны (чугун жидкотекуч) применяют специальные формовки. Назначение формовки - удерживать расплавленный металл. Формовочная масса имеет следующий состав: кварцевый песок, замешанный на жидком стекле 40%, формовочная земля 30% и белая глина 30%.

Подготовленная к сварке деталь подвергается общему или местному подогреву до температуры 350 - 450º С. Иногда для особо сложных деталей подогрев производят до температуры 550-600° С.

Сварку выполняют как на переменном, так и на постоянном токе. Величину тока подбирают из расчет 50-90 А на 1 мм диаметра электрода.

Особенности сварки чугуна

Основные затруднения при сварке чугуна связаны с высокой склонностью к образованию ледебурита и мартенсита в металле шва, что значительно ухудшает его обрабатываемость и увеличивает склонность к образованию трещин.

Для уменьшения опасности появления трещин при применении электродов, дающих наплавленный металл, по составу отличный от чугуна, рекомендуется сварка короткими участками, проковка и другие меры. При сварке чугунными электродами возникают дополнительные трудности, которые обычно связывают с низкой пластичностью шва и большой его склонностью к образованию закалочных структур. Кроме того, на склонность к образованию трещин в сварных швах значительно влияет величина линейной усадки чугуна. Характер и величина линейной усадки в условиях повышенных скоростей охлаждения во многом зависят от химического состава металла. Наименьшую склонность к образованию трещин в одинаковых условиях сварки имеет наплавленный металл с высоким содержанием углерода. Именно в таких чугунах величина и интенсивность протекания линейной усадки наименьшая.

Величина линейной усадки может служить важным критерием для оценки склонности чугуна к образованию трещин. При этом определяющее влияние на образование трещин оказывает не абсолютная величина доперлитной усадки, а алгебраическая сумма доперлитной усадки и расширения при эвтектическом и эвтектоидном превращениях, с одной стороны, и интенсивность протекания усадки на этих этапах, с другой.

Не все чугуны свариваются одинаково. Чугуны с грубой структурой, с большими ферритными зернами и крупными графитными включениями, а также большим количеством фосфидной эвтектики свариваются очень плохо. Легирование никелем, титаном, молибденом и некоторыми другими элементами улучшает свариваемость ..

№ 5. «Средства и методы, применяемые для очисти деталей от нагара и накипи.»

Перед ремонтом агрегаты, узлы и детали обезжиривают и промывают. Некоторые детали очищают от ржавчины, накипи и нагара.

Обычно детали агрегатов покрыты маслянисто-грязевыми и асфальтосмолистыми отложениями. Простейшим способом обезжиривания деталей является их мойка в органических растворителях—дизельном топливе, керосине, бензине, уайт-спирите и иногда в ацетоне. Но все растворители более или менее огнеопасны и быстро загрязняются. Поэтому мыть целесообразнее в ванне с сеткой, которая смонтирована на половине глубины ванны. Ниже сетки наливается вода, а выше керосин. При мойке грязь оседает в воду и керосин долгое время остается чистым.

Детали промывают кисточкой. Особенно тщательно надо прочистить масляные магистрали блока цилиндров и коленчатого вала. Это удобно сделать ершиками. Для очистки длинных магистралей или трубок годится шнур с узелками, который протягивают взад-вперед в наполненной растворителем трубе.

Хорошо растворяет смолистые соединения в карбюраторе бензол СбНб — ядовитая и взрывоопасная жидкость. Смолу растворяет и ацетон. Лаковые отложения поршнейдвигателя растворяются отмачиванием поршней в течение 1,5...2 ч в растворе, содержащем 40 г стирального порошка на 1 л воды при температуре 90... 95 °С. Застывшую смазку из ступиц колес вываривают в 5 %-ном растворе каустической соды. То же делают с масляным радиатором.

Если много деталей то применяют машины для мойки .В струйных машинах применяют порошки «Лабомид 101», МЛ-51 и МС-6, так как они не образуют пены. Концентрация водного раствора 1 ...2,5 %, температура мойки 70...80 °С.

Для мойки в ваннах готовят растворы из порошков «Лабомид 203», МЛ-52 и МС-8 концентрацией 2...3,5 %, температура мойки 80... 100 °С. .

Синтетические растворы моют хорошо при достаточно высокой температуре. В последнее время выпускаются препараты, которые растворяют загрязнения и при комнатной температуре. Детали погружают в жидкости AM-15, «Лабомид 315» или «Ритм 76» и после выдержки в них ополаскивают в любых синтетических моющих водных растворах при температуре 50...60 °С. Эти жидкости содержат трихлорэтилен и диметилбензен, поэтому они ядовиты и огнеопасны и требуют особых мер безопасности.

Нагар возникает при неполном сгорании топлива и масла в камерах сгорания, на клапанах и в газопроводах двигателя. От нагара детали очищают механически или химически. Очистка металлическими щетками или шаберами вручную требует много времени. Для ускорения работы можно щетку зажать в патрон дрели.

 

№ 6. «Восстановление деталей методом напыления.»

Напыление является одним из способов нанесения металлических покрытий на изношенные поверхности восстанавливаемых деталей. Сущность процесса заключается в том что предварительно расплавленный металл наносится на специально подготовленную поверхность посредством сжатого газа или воздуха.
В зависимости от вида используемой различают следующие способы напыления:
1. Газопламенное;
2. Электродуговое;
3. Высокочастотное;
4. Детонационное;
5. Ионоплазменное.
Достоинства: высокая производительность, небольшой нагрев детали (120-180° C), высокая износостойкость покрытия, простота технологического процесса, возможность нанесения покрытий от 0,1 до 10 мм из любых металлов и сплавов.
Недостатки: пониженная механическая прочность покрытия, невысокая прочность сцепления покрытия с поверхность детали.
Газопламенное напыление осуществляется с помощью специальных аппаратов, в которых плавление напыляемого металла (проволока или порошок) производится ацетилено-кислородным пламенем, а распыление - сжатым воздухом.
Преимущества: большое окисление металла, мелкое распыление высокая прочность покрытия.
Недостатки: невысокая производительность (2-4 кг в час).
Электродуговое напыление производится аппаратами, в которых расплавление металла электрической дугой, возникающей между двумя проволоками, а распыление осуществляется помощью сжатого воздуха.
Преимущества: высокая производительность (3-4 кг в час). Высокая температура позволяет наносить тугоплавкий металл, простое применяемое оборудование.
Недостатки: сильное окисление металла, выгорание легирующих элементов, пониженная плотность покрытия.
Высокочастотное напыление основано на принципе индукционного нагрева при плавлении материала (проволоки).
Индуктор питается от генератора тока высокой частоты. Распыление производится с помощью сжатого воздуха.
Преимущества: небольшое окисление металла за счёт регулировки температуры нагрева, высокая механическая прочность покрытия.
Недостатки: небольшая производительность процесса, сложность оборудования, большое потребление энергии, большая стоимость.
Детонационное напыление. При этом способе расплавление и распыление происходит за счёт энергии взрыва смеси газов ацетилена и кислорода. При этом скорость движения порошка достигает 800 м/с на расстоянии 15 мм от среза ствола. Процесс повторяется 3 - 4 раза в секунду. За один цикл наносится слой в микрон.
Напыляемые материалы и свойства покрытий.
В качестве напыляемых материалов применяется проволока и порошкообразные сплавы.
Для деталей, работающих при повышенном трении применяют стальную проволоку с большим содержанием углеводорода.
При плазменном, детонационном напылении применяются износостойкие порошковые сплавы на основе никеля. Сплавы ПГСР-2 и ПГСР-3 обладают ценными свойствами: низкая температура плавления, высокая твёрдость (MRC 35-60), высокая износостойкость.
При восстановлении посадочных поверхностей под подшипники в чугунных корпусных деталях применяют стальной порошок с добавкой 1-2 % порошка алюминия.
При восстановлении опор под вкладыши коренных подшипников в чугунных блоках цилиндров применяют стальной порошок с добавкой 1-2 % порошка алюминия, 4-5 % медного порошка, 2-3 % никелевого порошка.
Процесс нанесения.
Технологический процесс нанесения металла на поверхность включает в себя следующие операции:
1. Подготовка детали к покрытию (очистка поверхности, создание шероховатости).
2. Нанесение покрытия;
3. Обработка детали после нанесения.
Промежуток времени между подготовкой и нанесением должен быть минимальным и не превышать 1,5-2 часа, т.к. осевшая на деталь пыль может ухудшить сцепление металла с поверхностью.

№ 7. «Технология восстановления коленвалов ДВС.»

Применение для восстановления изношенных деталей современных методов нанесения покрытий и, в первую очередь, с использованием порошковых твердых сплавов способствует значительному повышению их долговечности. Основной дефект износ коренных и шатунных шеек.

Типовой технологический процесс восстановления коленчатых валов ДВС КамАЗ-740 включает следующие операции: мойку, разборку и дефектацию коленчатого вала; проверку биения по средней шейке; правку коленчатого вала на прессе (при необходимости); установку пробок в отверстия масляных каналов вместо заглушек; шлифование коренных и шатунных шеек; контроль размеров коренных, шатунных шеек и радиуса кривошипа; полирование коренных и шатунных шеек; сборка коленчатого вала.

Разборка коленчатого вала включает следующие операции: снятие шестерни привода масляного насоса, переднего и заднего выносных противовесов; изъятие заглушек и втулок центробежной очистки масла и внутренних полостей масляных каналов коленчатого вала. Правка коленчатого вала производится на прессе при наличии изгиба вала более 0,05 мм.

Шейки коленчатого вала шлифуются на круглошлифовальных станках. В первую очередь шлифуются коренные шейки после установки коленчатого вала в центрах станка. Во вторую очередь шлифуются шатунные шейки. Для шлифования шатунных шеек коленчатый вал на станке устанавливается в центросместителях, обеспечивающих смещение оси вала на величину радиуса кривошипа, который имеет размер (60±0, 5) мм, и совмещение оси шатунных шеек с осью шпинделя станка. Шлифование начинается с первой шатунной шейки, для шлифования следующей шейки вал поворачивается на угол 90°. Все коренные и шатунные шейки шлифуются под один ремонтный размер.

После шлифования шейки подвергают полировке в течение одной минуты на полировальных станках полировальной лентой ЭБ 220 или пастой ГОИ № 10.

Таким образом, на сегодняшний день коленчатые валы двигателя КамАЗ-740 успешно ремонтируются в пределах своих ремонтных размеров путем шлифования. Но, стоит размерам вала выйти из ремонтных, как появляются трудности с наращиванием и упрочнением поверхностей.

Изношенные валы с коренными и шатунными шейками, перешлифованные на все ремонтные размеры, но пригодные для восстановления путем нанесения покрытий до номинальных размеров, составляют 65-75 %.

В настоящее время на ремонтных предприятиях для восстановления коленчатых валов ДВС используют главным образом разновидности дугового способа наплавки под слоем флюса.

Одним из наиболее универсальных методов востановления является плазменно-порошковая наплавка (ППН).

В качестве материала при ППН коленчатых валов, работающих в условиях абразивного изнашивания, используются износостойкие порошковые наплавочные материалы, в структуре которых содержатся высокотвёрдые (карбиды, бориды и т.д.) фазы и относительно пластичная матрица. Среди порошковых наплавочных материалов, обладающих твердостью выше твердости абразива и стойкостью к абразивному износу, одними из наиболее перспективных являются порошки на основе систем WC-Co и WC-TiC-Cо, являющиеся основой твердых сплавов, переработка отходов и дальнейшее использование которых является актуальной проблемой.

№ 8. «Технология при работе и испытания ДВС.»

СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ НА ГЕРМЕТИЧНОСТЬ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Доброхотов Ю. Н., Скворцова С. Б.

Чувашская государственная сельскохозяйственная академия

В процессе эксплуатации двигателей внутреннего сгорания, установленных на автомобили, например, на автомобиль КамАЗ, тракторы, комбайны и другую технику, часто появляется сквозная трещина в верхней части гильзы в зоне камеры сгорания]. При применении известных способов и стендов необходимо снять двигатель с автомобиля, его разобрать и каждую гильзу по отдельности необходимо испытать на герметичность. После определения дефектной гильзы, ее удаления и установки на ее место

Как показывает практика эксплуатации многоцилиндровых двигателей, например, установленных на автомобили КамАЗ, трещины бывают двух видов. Для первого вида характерно то, что трещина уже имеет сквозной характер и имеет довольно большие размеры, и в процессе работы газы в цилиндре через эту трещину постоянно прорываются в систему охлаждения двигателя и собираются в расширительном бачке системы охлаждения. В этом случае, охлаждающая жидкость как бы кипит и бурлит из-за постоянного поступления газовых пузырьков, что является признаком наличия у одной из гильз трещины больших размеров. Если в этом случае гильзу не заменить оперативно, то может произойти отказ двигателя в самый неподходящий момент, например, на дороге, со всеми вытекающими отсюда нежелательными последствиями.

Способ определения трещины гильзы автотракторного двигателя, когда у одной из гильз имеется трещина большого размера (вторая стадия развития трещины), довольно прост, осуществляется следующим образом (на примере автомобиля КамАЗ).

Удаляют крышку расширительного бачка системы охлаждения двигателя. После удаления крышки расширительного бачка при работающем двигателе и при наличии трещины у одной из гильз, охлаждающая жидкость не выбрасывается в наружу, а как бы начинает кипеть, пузыриться и бурлит, что хорошо наблюдается через отверстие удаленной крышки расширительного бачка. Данный способ осуществляется в следующей последовательности. У одного из цилиндров удаляют форсунку, запускают двигатель и устанавливают частоту вращения коленчатого вала начиная от минимальных до максимальных значений. При этом наблюдают за поведением рабочей жидкости в расширительном бачке. Если же, после удаления форсунки пузырение и бурление не прекратится, это является признаком того, что у гильзы данного цилиндра отсутствует трещина. То есть, трещину имеет другая гильза. Двигатель останавливают, удаленную форсунку устанавливают на место и закрепляют. Эту операцию повторяют до тех пор, пока при проверке одного из цилиндров не прекратится пузырение и бурление охлаждающей жидкости в расширительном бачке. Это и является

Признаком того, что у гильзы данного цилиндра имеется трещина, ее необходимо заменить.

Испытания данного способа в условиях эксплуатации показали его осуществимость и эффективность.

Для второго вида характерно то, что трещина только-только появилась (начальная стадия развития трещины), она еще не успела приобрести большие размеры. В этом случае количество газов, прорывающихся в систему охлаждения в процессе работы двигателя небольшое, и они постепенно накапливаются на наружной поверхности гильзы, увеличиваются в размере, отрываются от стенки гильзы и потом только медленно прорываются в расширительный бачок и там взрываются. То есть, воздушные пузырьки, периодически появляющиеся в расширительном бачке (именно периодические, а не постоянные) системы охлаждения, являются признаком наличия трещины у гильзы на начальной стадии ее развития. Очень важно определить трещину у гильзы именно на начальной стадии ее появления для последующей замены дефектной гильзы.

Проблема в том, что, если трещина приобрела довольно большие размеры (вторая стадия развития), то определение конкретной гильзы с трещиной не представляет особого труда и определяется вышеописанным способом. Если же, трещина находится только на начальной стадии, то определение конкретной гильзы с трещиной среди других гильз, превращается в сложную техническую задачу. В этом случае, гильзу, у которой появилась трещина, определяют следующим образом.

Сначала двигатель останавливают, прекращают работу системы охлаждения путем удаления ремня привода вентилятора и водяного насоса. Главное, приостанавливается работа водяного насоса, а способ отключения водяного насоса зависит от конструкции двигателя и может иметь различные варианты. Отключение водяного насоса необходимо, чтобы в процессе осуществления предложенного способа охлаждающая жидкость оставалась в состоянии покоя, не расплескивалась. Потом удаляют воздушный коллектор двигателя, затем удаляют водяную рубашку двигателя. Удаление воздушного коллектора и водяной рубашки обнажает охлаждающую жидкость, то есть, делают возможным визуальное наблюдение за охлаждающей жидкостью, в которой находятся гильзы цилиндра. Заводят двигатель, устанавливают номинальные обороты и визуально наблюдают за выделением воздушных пузырьков от наружных стенок гильзы. Если при этом не наблюдается выделение воздушных пузырьков, обороты увеличивают до максимальных и опять наблюдают наличие воздушных пузырьков. Та гильза, у которой от стенки отрываются воздушные пузырьки и, всплывая вверх, лопаются, имеет трещину на начальной стадии развития. Лабораторные и производственные испытания способа на автомобилях КамАЗ показали ее осуществимость и

Эффективность. Кратковременная работа двигателя с выключенной системой охлаждения в период осуществления способа не приводит к перегреву двигателя, то есть, за этот период температура двигателя не успевает достичь даже номинального значения.

Необходимо отметить, что двигатель внутреннего сгорания как бы сам представляет стенд для испытания на герметичность, у которого имеется источник высокого давления (это давление газов в камере сгорания в процессе работы двигателя), жидкость, куда погружается изделие в процессе испытания на герметичность (это водяная рубашка системы охлаждения двигателя). Наконец, гильза, которая уже расположена в водяной ванне и у которой необходимо определить наличие, или отсутствие трещины. То есть, при применении предложенного способа сам двигатель используется по другому назначению - для испытания на герметичность, то есть, для самодиагностирования.

Применение предложенных способов позволяет намного сократить время определения наличия трещины как на начальной стадии ее появления у конкретной гильзы, а также установить конкретную гильзу, у которой имеется трещина, которая уже прошла начальную стадию развития, за счет проведения испытаний непосредственно на двигателе автомобиля или другого транспортного средства. То есть, устраняется необходимость снятия двигателя с автомобиля, трактора и т. п., и последующей установки двигателя на место. Отпадает необходимость в специальном оборудовании для гидравлического испытания системы охлаждения двигателя. Повышается культура производства за счет уменьшения монтажных и демонтажных операций.

№ 9. «Методы контроля скрытых дефектов.»

Методы обнаружения скрытых дефектов

Визуальный контроль по­зволяет определить видимые нару­шения целостности детали. Визуаль­но-оптический контроль обладает ря­дом очевидных преимуществ перед визуальным контролем. Гибкая волоконная оптика с манипулятором позволяет осмотреть значительно большие зоны, недоступные для от­крытого обзора .Дефекты которые не обнаружить визуально-опти­ческими. К таким дефектам относятся в первую оче­редь усталостные трещины неболь­ших размеров, коррозионные пора­жения, структурные превращения материала, связанные с процессами естественного и искусственного ста­рения и т. д.

В этих случаях используются физи­ческие методы неразрушающего контроля (НК). В настоящее время изве­стны следующие основные виды не­разрушающего контроля: акустиче­ский, магнитный, радиационный, ка­пиллярный и вихретоковый.

Каждый из видов неразрушающего контроля имеет несколько разновид­ностей. Так, среди акустических ме­тодов можно выделить группу ульт­развуковых методов, импедансный, свободных колебаний, велосимметрический и т. д. Капиллярный метод подразделяется на цветной и люми­несцентный, радиационный метод — на рентгено - и гамма-методы.

Общей особенностью методов не­разрушающего контроля является то, что непосредственно измеряемы­ми этими методами являются физи­ческие параметры такие, как элект­ропроводность, поглощение рентге­новских лучей, характер отражения и поглощения рентгеновских лучей, ха­рактер отражения и поглощения уль­тразвуковых колебаний в исследуе­мых изделиях и т. д. По изменению значений этих параметров в ряде слу­чаев можно судить об изменении свойств материала, имеющих весьма важное значение для эксплуатацион­ной надежности изделий. Так, резкое изменение магнитного потока на по­верхности намагниченной стальной детали свидетельствует о наличии в данном месте трещины; появление дополнительного отражения ультра­звуковых колебаний при прозвучивании детали сигнализирует о наруше­нии однородности материала(напри­мер, расслоений, трещин и др.); по из­менению электропроводности мате­риала часто можно судить и об изме­нении его прочностных свойств и т. п. Не во всех случаях можно дать точ­ную количественную оценку обнару­женного дефекта, так как связь меж­ду физическими параметрами и па­раметрами, подлежащими определе­нию в процессе контроля (например, размер трещины, степень понижения прочностных свойств и др.), как пра­вило, не бывает однозначной, а имеет статистический характер с различ­ной степенью корреляции. Поэтому физические методы неразрушающе­го контроля в большинстве случаев являются скорее качественными и реже — количественными.

№ 10. «Технология восстановления деталей методом давления.»

1234567Следующая ⇒

Поделиться: