Упрочняют детали пластическим деформированием или механической обработкой поверхностного слоя, вследствие чего уменьшается шероховатость поверхности, а поверхностный слой упрочняется. Такая обработка повышает усталостную прочность, увеличивает износостойкость, сокращает время приработки деталей, повышает качество прессовых соединений и коррозионную устойчивость. Для этого применяют дробеструйную обработку, обкатку, дорнирование, чеканку, гидроабразивную обработку, алмазное выглаживание.

Поверхностное упрочнение деталей путем дробеструйной обработки и обкатки применяют на ремонтных предприятиях благодаря значительному повышению предела усталости деталей, а также простоте и экономичности.

Дробеструйная обработка заключается в том, что деталь после механической и термической обработки подвергают наклепу. Для этого на нее воздействуют непрерывным потоком стальной или чугунной дроби диаметром от 0,4 до 2 мм, направляемой на поверхность детали со скоростью 50-70 м/с. Ударяясь о поверхность детали, поток дроби производит наклеп, изменяя прочностные свойства поверхностных слоев металла: возникают внутренние сжимающие напряжения, повышается твердость, прочность и износостойкость деталей, увеличивается предел усталости (у деталей с концентраторами напряжений - на 40-60 %).

Дробеструйной обработке обычно подвергают детали строительных машин, работающих в условиях переменных нагрузок (изгиба и кручения): валы, зубчатые колеса, щеки камнедробилки, рессоры, пружины и т.п. После наклепа дробью долговечность увеличивается: у зубчатых колес в 5-6 раз, у коленчатых валов двигателей в 10-12 раз, у рессор - в 12 раз, у сварных соединений - в 2,5-3 раза. Путем дробеструйного наклепа можно получить поверхность до 7-го класса чистоты.

Глубина наклепанного слоя не превышает 1 мм. Она зависит от продолжительности обработки (от 5-10 с до 2-3 мин), силы удара, размера и угла падения дроби (наибольший наклеп получается при угле атаки 70-90°). Наиболее эффективные результаты получают при обработке стальной дробью. Ее расход в 30-60 раз меньше, чем чугунной, а скорость в 1,5-2 раза выше. Увеличение скорости дроби (но не более чем до 60 м/с) заметно влияет на повышение предела усталости.

Оборудованием для дробеструйной обработки служат пневматические и механические (роторные) дробеметы. Пневматические установки работают от сжатого воздуха с давлением 0,4-0,6 МПа по принципу пескоструйных аппаратов для очистки деталей. Наиболее распространены механические дробеметы благодаря высокой производительности, возможности регулирования интенсивности процесса, незначительным затратам энергии.

Обкатка является эффективным средством повышения предела усталости и износостойкости деталей, имеющих форму тел вращения: гидроцилиндры, гильзы, штоки, оси, поршни, клапаны двигателей и т.п. В процессе обкатки инструмент - свободно вращающийся ролик (шарик) снимает выступы микронеровностей на поверхности детали, что повышает чистоту поверхности (за 2 прохода до 8-го - 9-го классов) и одновременно упрочняет ее.

Деталь вращается в токарном станке, а инструмент закрепляют в установленном на суппорте станка пружинном, гидравлическом или пневматическом приспособлении, при помощи которого создается необходимое давление на него. Для упрочнения стальных деталей твердостью НВ 192-268 давление на ролик может быть определено из выражения Р= 50 + 0,17d2, где d - диаметр обрабатываемой поверхности. Ролики (шарики) используют стандартные или специальной формы, например, имеющие рабочую поверхность в виде круглого тороида. Его устанавливают по отношению к обрабатываемой детали под определенным наклоном к горизонтальной (10°) и вертикальной (7-9°) плоскости, при этом ось вращения ролика смещается относительно линии центров станка. При такой установке ролик обкатывается по поверхности детали с проскальзыванием, в результате чего происходит одновременное упрочнение и повышение чистоты обработки (до 9-го класса). Торцовый ролик напаивают пластинкой твердого сплава из Т15К6. Для обработки внутренних поверхностей (например, гидроцилиндров) применяют раскатки, действие которых основано на том же принципе, что и обкатка роликами.

Дорнирование применяют для повышения износостойкости и усталостной прочности. Процесс заключается в том, что инструмент - дорн (шарик) протягивается или продавливается через отверстие, диаметр которого несколько меньше диаметра инструмента. В результате поверхностный слой металла в отверстии упрочняется, шероховатость уменьшается, а диаметр отверстия несколько увеличивается. Хорошие результаты дает дорнирование мелких отверстий. Оно выполняется на прессе, оборудованном специальным приспособлением для установки детали и проталкивания шарика.

Чеканку применяют для местного наклепа участков поверхности с высокой концентрацией напряжений (галтели, места выхода отверстий, шлицев и т.п.). Осуществляют ее путем ударного взаимодействия на упрочняемую поверхность пневматическими чеканочными приспособлениями (по типу пневматического молотка) с вибрирующим бойком-роликом. Усталостная прочность повышается на 40-50 %.

Алмазное выглаживание способствует упрочнению поверхности детали, повышению его микротвердости и предела усталости. Сущность процесса: поверхность детали подвергается воздействию алмазного наконечника, который своим давлением снимает гребни микронеровностей на поверхности вращающейся детали, заполняет металлом впадины, что приводит к уменьшению шероховатости.

Алмазный инструмент представляет собой полированный сферический алмаз (радиус 0,5-4 мм), закрепленный в металлической державке. В нее вмонтирована пружина, обеспечивающая усилие нажатия на алмаз.

Выглаживание выполняется в следующем порядке. Обрабатываемую деталь закрепляют на токарном станке, а алмазный инструмент - в суппорте станка. Режимы обработки зависят от материала и твердости детали. Так, для закаленных сталей 45, 40Х, 18ХГТ и т.п. сила нажатия инструмента 0,18-0,25 кН, подача 0,02-0,05 мм/об, скорость 40-120 м/мин. При этом класс чистоты поверхности повышается на две единицы, а твердость увеличивается на 20-30 %. Алмазному выглаживанию можно подвергать детали из стали и сплавов цветных металлов.

Электромеханическая обработка (ЭМО) может быть отнесена к способам восстановления деталей пластическим деформированием. Сущность способа состоит в том, что благодаря воздействию - инструмента на нагретую деталь происходит пластическая деформация, вследствие которой металл поверхностного слоя детали перераспределяется (высадка с последующим сглаживанием).

Изношенную деталь устанавливают в токарно-винторезном станке. Инструмент из твердых сплавов ВК или ТК закрепляют в резцедержателе станка. К детали и инструменту подводят электрический ток, который используется для местного нагрева детали. Электромеханическую высадку осуществляют инструментом с усилием 0,6-0,8 кН, ток 400-1000 А при напряжении 2-6 В. Требуемый размер детали достигается сглаживанием выступов, образовавшихся после высадки, пластинкой толщиной 6-8 мм. Ее также устанавливают в резцедержателе станка.

При контакте инструмента с деталью участок высокотемпературного нагрева очень мал по сравнению со всей деталью, поэтому в результате интенсивного отвода тепла во внутреннюю часть детали ее поверхностный слой охлаждается с высокой скоростью и закаляется на глубину 0,1-0,15 мм. Таким образом, одновременно с восстановлением размеров детали происходит ее упрочнение. Способ ЭМО рекомендуется применять для восстановления посадочных поверхностей под подшипники качения при износе до 0,4 мм. В случае более значительного износа и необходимости получения гладкой поверхности целесообразно способ ЭМО дополнить приваркой стальной проволоки в высаженную спиральную канавку, а затем произвести механическую обработку. Твердость поверхности будет зависеть от марки проволоки. Способ ЭМО можно применять для восстановления как стальных, так и бронзовых деталей.

18. Сущность процесса наплавки. Характеристика механизированных видов наплавки (под флюсом, вибродуговой, плазменной)

Сущность процесса наплавки состоит в том, что дуга горит под слоем флюса. Под действием тепла дуги расплавляются электродная проволока, основной металл и часть флюса. Расплавленный металл электрода переносится на основной, образуя слой наплавленного металла. Перенос происходит в зоне расплавленного флюса, который надежно защищает жидкий металл от контакта с воздухом.

По мере удаления сварочной дуги расплавленный флюс затвердевает, образует шлаковую корку, легко отделяющуюся от металла наплавки. Неизрасходованная часть флюса собирается и возвращается в дальнейшем для наплавки.

При разработке вибродуговой наплавки необходимо:

1. Подготовить деталь к наплавке

2. Выбрать тип и марку проволоки

3. выбрать толщину наплавляемого слоя

4. Выбрать положение электродной проволоки относительно наплавляемой детали

5. Выбрать величину сварочного тока

6. Выбрать величину расхода охлаждающей жидкости

7. Выбрать источник тока

8. выбрать головку для наплавки

Сталь из которой изготавливается деталь 35Х имеет удовлетворительную проваренность температура предварительного подогрева 100С.

При подогреве детали к наплавке необходимо тщательно очистить поверхность от смазки и других загрязнений. Деталь очищается от масленой пленки и механических загрязнений. Поэтому возможна очистка методом погружения. Для этого применяется синтетически моющее средство МС-11. Для достижения требуемой частоты поверхности концентрация раствора должна быть 20-30 г/л, температура раствора 80-100 С, а время очистки 2 минуты.

Электродная проволока выбирается в зависимости от требуемой твердости наплавленного слоя (твердость поверхности шлицев 50 HRC), поэтому выбираемая проволока Нл-65Г по ГОСТ 10543-63. Она имеет твердость при наплавке в жидкости 36-52 HRC.

Для достижения наибольшей производительности и наивысшей стабильности процесса, наплавка производится проволокой диаметром 1,6-2,5 мм. Принимаем 2мм. Толщина слоя, подлежащего наплавке, определяется величиной износа, так же учитывается припуск на механическую обработку наплавленного слоя. Т.о. толщина слоя принимается 0,5 мм.

Скорость подачи электродной проволоки для получения оптимальной величины сварочного тока и необходимого количества расплавляемого электродного металла скорость подачи равна 0,017 м/с.

Скорость наплавки для наилучшего формирования и необходимой толщины наплавляемого слоя равна 1,6 м/ч. Положение электрода относительно детали определяется следующим параметрами: вылетом электрода, углом подхода электрода к детали, углом наклона электрода к детали, углом подхода электрода к детали, частотой амплитудой вибрации.

Вылет электродной проволоки должен быть 8-12 мм, для предотвращения приваривания проволоки к мундштуку при малом вылете и плохой направляемости проволоки относительно детали при большем вылете. Угол подхода электрода к детали, для наилучшего формирования наплавляемого слоя и его качества, этот угол должен быть примерно перпендикулярен касательной плоскости к наплавляемой поверхности.

Угол наклона электрода детали, для улучшения сцепления с основным металлом и валиком между собой оптимальная величина этого угла 70-80 С Амплитуда вибрации электрода. При малой амплитуде повышается шероховатость и образуются наплывы, при увеличении амплитуды повышается интенсивность плавления и разбрызгивания электродной проволоки. Оптимальная амплитуда колебаний проволоки 1,8-2,0 мм.

Величина сварочного тока 10-0-110 а, т.к. напряжение сварки 18-19 В и скорость подачи 0,017 м/с

Частота колебаний проволоки влияет на величину холостого тока. Наименьшая величина холостого хода получается при частоте колебаний 50-100 Гц. Расход охлаждающей жидкости влияет на величину деформации детали, на скорость охлаждения металла, на степень защиты металла от окисления и азотирования и на устойчивость процесса наплавки. Оптимальный расход составляет 0,7-0,2 л/мин. В качестве охлаждающей жидкости используется 4% -ый водный раствор кальцинированной соды. Жидкость подается на расстоянии 15 мм от места наплавки.

Для получения наилучшего результата вибродуговой наплавки используется источник тока обратной полярности постоянного тока, три съемных выпрямителя соединены последовательно.

Головка для вибродуговой наплавки должна обеспечить постоянство скорости подачи проволоки, стабильность процесса вибрации, сохранение постоянства настройки. Наплавка производится головкой с механической вибрацией ГМВК-1.

В качестве плазмообразующего газа можно использовать аргон, защитного газа - аргон, азот, углекислый газ. Для транспортирования порошка и защиты сварочной ванны с точки зрения технико-экономических соображений наиболее целесообразно применять технический азот. При использовании для защиты сварочной ванны углекислого газа качество наплавки ниже, чем при использовании азота: формирование валиков более грубое, деталь перегревается, и после наплавки каждого шипа необходимо охлаждение.

Плазменную наплавку крестовин выполняли на токарном станке плазмотроном конструкции ВСХИЗО, расположенным под углом 10-15° относительно вертикальной оси и смещенным с зенита на 4-6 мм по ходу наплавки. Наплавку шипов различных крестовин диаметром 11-25 мм выполняли по винтовой линии при следующих режимах:

Сила тока, А 90-140

Напряжение, В 35-45

Скорость наплавки, см/с 1,6-1,7

Расход газа, л/мин:

плазмообразующего (аргона) 1,5-2

защитного (азота) 10-12

Расход порошка, г/мин 34-40

Плазменная наплавка крестовин на указанных режимах обеспечила толщину слоя 1,6-1,9 мм при глубине проплавления 0,4-0,6 мм. Твердость поверхности, наплавленной сплавом ПГ-УС25 + 8% Аl HRC 52-56, а сплавом ПГ-С1+8% Аl HRC 46-52.

В настоящее время на ряде ремонтных предприятий крестовины восстанавливают вибродуговой наплавкой, наплавкой в среде СО2 с использованием наплавочных проволок Нп-65Г, Нп-30ХГСА

19. Сварка деталей из чугуна и алюминиевых сплавов

Для устранения сколов, трещин и других механических повреждений в деталях из алюминиевых сплавов (головки блоков цилиндров, картеры сцепления, коробки передач, корпуса водяных насосов и др.) применяют аргонодуговую и ацетиленокислородную сварку.

Аргонодуговая сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в среде инертного газа аргона проводится без флюса, с введением присадочного материала в зону электрической дуги, горящей между вольфрамовым электродом и деталью. Для сварки применяются специальные установки УДАР-300 и - 500. Для восстановления деталей наплавкой рекомендуются установки типов УДАР и УД Г.

Ацетиленокислородная сварка осуществляется при строго нейтральном пламени (за счет избытка ацетилена) и с расходом ацетилена 75… 100 л/ч на 1 мм толщины свариваемого металла.

При всех способах сварки детали из силумина перед сваркой подогревают до температуры 200… 250 "С, чтобы исключить коробление и образование трещин. После сварки детали подвергают низкотемпературному отпуску при 300…350°С для снятия внутренних остаточных напряжений и улучшения структуры наплавленного металла.

Недостатки сварки алюминиевых сплавов:

- интенсивное окисление алюминия с образованием тугоплавкого оксида с температурой плавления = 2050 "С, в три раза превышающей температуру плавления самого алюминия;

- частицы оксида, оставаясь в наплавленном металле, создают растягивающие остаточные напряжения, снижая его прочность;

- алюминиевые сплавы в расплавленном состоянии активно поглощают водород, который при быстром охлаждении не успевает выйти из сварочной ванны и создает поры и раковины;

- необходимость предварительного нагрева деталей до температуры 200…250 "С и выполнения операций на нагретой детали.

Из серого чугуна изготавливают блоки цилиндров, головки блоков цилиндров, картеры сцепления или коробки передач, корпуса водяных и масляных насосов, ступицы передних колес и т.д., а из ковкого - картеры задних мостов, ступицы задних колес и т.д. Для устранения дефектов в таких деталях (трещины, сколы, пробоины, срыв или износ резьбы и т.п.) применяют горячий или холодный способ сварки.

Горячий способ связан с предварительным подогревом детали для исключения резких перепадов температуры в зоне сварки, приводящих к возникновению значительных растягивающих остаточных напряжений. Сварку проводят в следующем порядке.

1. Механическая обработка: рассверливают концы трещины и разделывают кромки трещины угловой шарошкой на глубину, примерно равную половине толщины стенки.

2. Подогрев детали в печи до температуры 600…650°С.

3. Сварка ацетиленокислородным пламенем с использованием стержневых электродов, отлитых из серого чугуна с повышенным содержанием кремния (до 3… 3,5 %). Для защиты наплавленного металла от окисления и удаления оксидов применяется флюс (50 % буры и 50 % карбоната натрия).

Режим сварки: расход ацетилена 100… 120 л/ч на 1 мм толщины свариваемого металла; сварочное пламя должно быть нейтральным или с небольшим избытком ацетилена.

4. Медленное охлаждение детали после сварки.

Горячий способ обеспечивает высокое качество сварки, но из-за сложности процесса (использование печи, нагрев детали), он применяется в АРО и ЛТО в основном для восстановления сложных корпусных деталей.

Холодный способ (без подогрева детали), наиболее простой и экономичный, осуществляется при ручной или полуавтоматической дуговой сварке электродами из стали, цветных металлов и сплавов, например:

- электродами ЦЧ-4 из стальной проволоки Св-08 с толстым покрытием, содержащим титан;

- медными электродами ОЗЧ-1 с покрытием, содержащим железный порошок;

- электродами МНЧ-1 из специального сплава (монель-металл, 63 % Ni и 37 % Си) с покрытием, применяемым для УОНИ-13/55;

- самозащитной электродной проволоки ПАНЧ-II при сварке на полуавтомате А-547У с параметрами режима: d = 1,2… 1,6 мм; /= 110… 120 А; Un= 18…22 В; Кс0 = 10… 15 см/мин.

Недостатки холодного способа сварки чугуна:

- возможное науглероживание и закалка шва резко ухудшает обрабатываемость;

- из-за наличия в зоне шва растягивающих остаточных напряжений в детали сразу после сварки или при начале работы образуются трещины в околошовной зоне.

20. Сущность процесса, характеристика механизированных способов напыления (плазменного, детонационного, электродугового, высокочастотного)

Сущность процесса напыления состоит в том, что расплавленный тем или иным способом металл наносится струей сжатого воздуха или инертного газа с большой скоростью на специально подготовленную поверхность детали. Для восстановления изношенных поверхностей применяют напыление без последующего оплавления и напыление с одновременным или последующим оплавлением. Последующее оплавление осуществляется газовым пламенем, токами высокой частоты или плазменной струей.

В зависимости от вида тепловой энергии, используемой для расплавления металла, различают газоплазменное, плазменное, электродуговое и реже применяемое высокочастотное напыление.

Сущность газоплазменного напыления заключается в расплавлении напыляемых материалов газовым пламенем и распылении их струей сжатого воздуха или газа. Проволока с постоянной скоростью подается роликами. Проходя через червячный редуктор и попадая в зону пламени, проволока расплавляется. Металлические порошки поступают в горелку из бункера с помощью транспортирующего газа или под действием силы тяжести.

Режим газопламенного напыления следующий: скорость вращения детали 10. Л5 м/мин; расстояние напыления 100.150 мм; продольная подача аппарата 1,5.2,0 мм/об; давление сжатого воздуха 0,3.0,5 МПа. В качестве горючего газа применяют ацетилен, пропан-бутан, природный газ и др.

Газопламенное напыление применяют для восстановления посадочных мест под подшипники на валах коробки передач, опорных шеек распределительного вала, постелей коренных подшипников в блоке цилиндров и др. Достоинствами газопламенного напыления являются небольшое окисление металла, мелкое его распыление, достаточно высокая прочность покрытия. К недостаткам относится сравнительно невысокая производительность (2.4 кг/ч).

Сущность процесса заключается в расплавлении и нанесении напыляемых материалов на поверхность деталей с помощью плазменной струи. Для напыления используется плазменная дуга косвенного действия между охлаждаемыми вольфрамовым электродом (катодом) и медным соплом (анодом). Напыляемый порошок при помощи транспортирующего газа (азота) подается из порошкового питателя в плазменную струю. Попадая в плазменную струю, порошок расплавляется и приобретает скорость 150.200 м/с и выше.

Режим плазменного напыления зависит от напыляемого материала и рекомендуется следующий: сила тока 350.400 А; напряжение 60.70 В; расход плазмообразующего газа 30.35 л/мин; расход порошка 5.8 кг/ч; расстояние напыления 125.150 мм; продольная подача плазмотрона 0,3.0,5 м/мин. Способом плазменного напыления восстанавливают кулачки и опорные шейки распределительных валов, фаску тарелки и торец клапана, юбку толкателя, шейки поворотного кулака, отверстия под подшипники в картере коробки передач и редукторе заднего моста и др.

Достоинством плазменного напыления являются: высокая производительность (до 12 кг/ч); возможность нанесения покрытия из любых материалов толщиной 0,1.10 мм.

Сущность процесса заключается в расплавлении электрической дугой проволоки и нанесении ее частиц на поверхность детали с помощью сжатого воздуха. В корпус аппарата для электродугового напыления с одинаковой скоростью подаются две изолированные друг от друга и находящиеся под напряжением проволоки (рис.2.29). При соприкосновении проволок в распылительной головке возникает электрическая дуга, под действием которой они плавятся. Струей воздуха давлением 0,4.0,6 МПа частицы расплавленного металла наносятся на подготовленную поверхность детали. Режим электродугового напыления следующий: скорость вращения детали 15.20 м/мин; расстояние напыления 75.100 мм; сила тока 120. Л 80 А; напряжение 25.30 В.

Электродуговое напыление применяется для восстановления изношенных поверхностей деталей цилиндрической и плоской формы из стали, чугуна и цветных металлов, работающих в условиях трения скольжения и неподвижных посадок, и для нанесения антикоррозионных покрытий.

Основными преимуществами являются простота применяемого оборудования, низкая удельная себестоимость. К недостаткам относятся выгорание легирующих элементов, повышенное окисление металла.

21. Применение пайки при ремонте автомобилей. Припои. Флюсы. Пайка низкотемпературными припоями

Пайкой называется технологический процесс, который заключается в неразъемном соединении двух металлических поверхностей с помощью присадочного материала {припоя), имеющего температуру плавления ниже, чем у материала соединяемых деталей.

Процесс паяния условно можно разделить на следующие стадии:

прогрев металла до температуры, близкой к температуре плавления припоя;

расплавление припоя до жидкого состояния, нанесение его на поверхность основного металла и заполнение шва;

взаимная диффузия металлов в паяном шве.

Основное условие получения высококачественного соединения-создание условий для взаимодействия припоя с основным металлом (диффузия), т.е. чтобы атомы жидкого припоя вступили во взаимодействие с атомами твердого основного металла. Степень диффузии зависит от чистоты соединяемых поверхностей, температуры пайки, времени выдержки при этой температуре, количества оксидов, состава и марки флюса.

Пайка состоит из трех операций: подготовки деталей к пайке, пайки и обработки детали после пайки.

Подготовка деталей к пайке заключается в тщательной очистке от загрязнений, продуктов коррозии, оксидных пленок механическим путем, затем их подвергают химической очистке при помощи флюсов (травление). Очистка спаиваемых поверхностей деталей необходима, так как к грязной, жирной, покрытой окалиной поверхности припой не пристает. При очистке стальных деталей травлением применяют кислотные (смесь серной и соляной кислот) или щелочные (10 % едкого натра, 25 % углекислого натрия, 25 % тринатрийфосфата и 22 % жидкого стекла) растворы. Важный этап подготовки деталей к пайке-нагревание (до температуры, несколько превышающей температуру плавления соединяемых металлов). Все металлы при нагреве их на воздухе покрываются оксидной пленкой, при пайке эта пленка (беспрерывно образующаяся на поверхности деталей) будет препятствовать надежному сцеплению расплавленного припоя с поверхностью деталей. Поэтому для предотвращения образования пленки оксидов во время пайки поверхности деталей покрывают флюсом.

Качество и прочность пайки зависит в большой степени от прочностных свойств припоя, ибо материал припоя соединяет собой спаиваемые детали. Параметры соединения, материал трубы и фитинга, транспортируемая среда определяют выбор используемого припоя для того или иного трубопровода.

По температуре плавления припои, как и флюсы делятся на: низкотемпературные (мягкие) - до 450°C и высокотемпературные (твердые) - свыше 450°C. По химическому составу припои делятся на оловянные, свинцовые, серебряные, медно-фосфорные, цинковые, титановые и др. Наиболее широко распространены многокомпонентные припои, в виде сплавов.

К низкотемпературным припоям для пайки меди относятся: оловянно-серебряные, оловянно-медные и оловянно-медно-серебряные. К высокотемпературным припоям для пайки меди относятся: медно-фосфорные, медно-фосфорно-серебряные, медно-серебряно-цинковые, и целый ряд многокомпонентных на основе серебра.

Низкотемпературные припои позволяют вести пайку при низкой температуре, которая мало влияет на прочность основного металла, но шов получается с невысокими механическими характеристиками. Припои для высокотемпературной пайки дают большую прочность шва и допускают высокую температуру теплоносителя, но при этом происходит отжиг основного металла.

Флюсы - это активные химические вещества применяемые: для снижения поверхностного натяжения расплавляемого припоя и улучшения его растекания, для очистки поверхности металла от окислов и иных загрязнений с целью повышения адгезии, а также защиты от кислорода воздуха во время пайки. Стремятся использовать сложные флюсы, оказывающие многостороннее действие. Качество пайки во многом зависят от выбора флюса для ее проведения.

Флюсы делятся на восстановительные и окислительные, флюсы для плавки и для пайки, так же существуют флюсы для сварки и электролиза. Под флюсами следует понимать, как отдельные компоненты, так и смеси, например можно использовать только буру, а можно к буре добавить поташ, получится смесь, которую уже называют флюсом.

По механизму действия флюсы для пайки делятся на флюсы растворяющие оксидные пленки и восстанавливающие окиси до металлов (соляная кислота, хлористый цинк, борная кислота, бура), и флюсы, которые не оказывают никакого химического воздействия, а служат для образования защитного покрытия (канифоль, воск, смола).

В зависимости от температурного интервала активности различают низкотемпературные (до 450°С) флюсы (растворы канифоли в спирте или растворителях, гидразин, древесные смолы, вазелин) и высокотемпературные (более 450°С) флюсы (бура и её смесь с борной кислотой, смеси хлористых и фтористых солей натрия, калия, лития).

Основным нормативным документом является ГОСТ 19250-73 "Флюсы паяльные. Классификация". Для высокотемпературной пайки флюсы (марок ПВ209, ПВ209Х, ПВ284Х) должны соответствовать ГОСТ 23178-78 " Флюсы паяльные высокотемпературные". Флюсы зарубежного производства для пайки медных труб должны соответствовать EN 1045 "Пайка твердым припоем, флюс для пайки твердым припоем" и допускаются к применению в установленном порядке.

22. Сущность нанесения гальванических покрытий

Сущность восстановления деталей гальваническими покрытиями заключается в электролитическом осаждении металла на предварительно подготовленную поверхность при прохождении тока через электролит, т.е. при электролизе. В авторемонтном производстве гальванические процессы применяются для нанесения металлических покрытий на изношенные поверхности деталей, для нанесения металлических и других покрытий с целью защиты поверхностей деталей от коррозии или при цементации и для нанесения защитно-декоративных покрытий. Широкое распространение получили хромирование и железнение, а также никелирование, меднение и цинкование. Применяются и химические процессы: химическое никелирование, оксидирование и фосфатирование.

При гальваническом осаждении металла катодом является восстанавливаемая деталь, а анодом - металлическая пластина. Аноды применяют двух видов: растворимые и нерастворимые. Растворимые аноды изготавливают из металла, который осаждается на детали, а нерастворимые - из свинца.

При прохождении постоянного тока через раствор электролита на катоде разряжаются положительно заряженные ионы, образуя гальванические покрытия, а водород выделяется в виде газа. На аноде разряжаются отрицательно заряженные ионы и выделяется кислород. Металл анода растворяется, и его атомы образуют новые ионы металла, переходящие в раствор взамен выделившихся на катоде. При использовании нерастворимых анодов электролит пополняется ионами металла посредством добавления в электролит веществ, содержащих ионы осаждаемого металла.

23. Классификация способов хромирования деталей. Твердое хромирование, его виды (гладкое, пористое)

Наиболее распространенный вид покрытия при восстановлении деталей экскаваторов - хромирование. Основные свойства хромового покрытия - высокая твердость, износостойкость, способность сопротивляться коррозии и воздействию высоких температур, а также декоративный внешний вид. По износостойкости оно в несколько раз превосходит закаленную сталь, в обычных атмосферных и температурных условиях покрытие не окисляется. Хромовое покрытие можно наносить на стальные, чугунные, медные, латунные и алюминиевые поверхности (толщина пркрытия обычно не превышает 0,5 мм), при этом структура и механические свойства основного металла сохраняются. При хромировании достаточно точно можно регулировать толщину наносимого слоя.

Недостатки хромирования - нельзя восстанавливать детали со значительным износом вследствие хрупкости толстого слоя, относительная длительность и сложность процесса.

В зависимости от назначения хромового покрытия различают твердое (износостойкое) и защитно-декоративное хромирование. Твердое хромирование применяют для восстановления изношенных поверхностей деталей, а также для повышения их износостойкости. Твердые хромовые покрытия могут быть двух видов: гладкие и пористые. Гладким хромовым покрытием восстанавливают стержни клапанов, направляющие поверхности толкателей, прецизионные пары топливной аппаратуры, изношенные шейки валов и осей и др. Пористое хромовое покрытие применяют для поверхности деталей, работающих в условиях высоких удельных нагрузок и граничного трения, например, поршневых колец двигателей и гильз цилиндров.

Защитно-декоративные покрытия характеризуются высокой долговечностью и применяются для защиты деталей от коррозии и придания им красивого внешнего вида. Защитно-декоративному покрытию подвергают буферы, ободки фар, рамки, различные декоративные накладки, детали арматуры и другие детали легковых автомобилей и автобусов.

Технологический процесс твердого хромирования

Гладкое хромирование. Технологический процесс хромирования состоит из трех стадий: подготовки деталей к нанесению покрытий, нанесения покрытия и обработки деталей после нанесения покрытия. Подготовка деталей к нанесению покрытия включает следующие операции: механическую обработку поверхностей; обезжиривание в органических растворителях; монтаж деталей на подвесные приспособления; изоляцию поверхностей, не подлежащих хромированию; обезжиривание деталей с последующей промывкой в воде; декапирование (анодную обработку).

Механическая обработка включает шлифование поверхностей деталей для придания им правильной геометрической формы и полирование для получения необходимой шероховатости поверхностей с использованием шлифовальных и полировальных кругов. Обезжиривание деталей предназначено для удаления с поверхностей деталей жировых загрязнений.

24. Основные операции технологического процесса и способы нанесения лакокрасочных покрытий

Технологический процесс получения Л. п. включает операции подготовки поверхности, нанесения отдельных слоев, сушку Л. п. и их отделку. Качество подготовки поверхности под окраску в значительной степени определяет адгезию Л. п. к подложке. Эффективные способы подготовки металлических поверхностей - придание им шероховатости с помощью дробеструйной или гидроабразивной обработки или создание микропористого подслоя путём оксидирования или фосфатирования.

Технология нанесения лакокрасочных материалов претерпела начиная с 1920-30-х гг. существенные изменения в связи с развитием производства синтетических плёнкообразующих веществ, а также в результате разработки эффективных средств механизации и автоматизации производственных процессов. Известные издавна ручные методы нанесения лакокрасочных материалов с помощью кисти или шпателя ввиду их малой производительности и затруднений при работе с быстровысыхающими лакокрасочными материалами используются в современном производстве в ограниченных масштабах. В машиностроении наиболее распространён метод нанесения Л. п. с помощью ручных или автоматических пистолетообразных краскораспылителей. Применение этого высокопроизводительного метода позволяет получать Л. п. хорошего качества на поверхностях различной формы. В установках для пневматического распыления может быть осуществлен подогрев (до 55-70°С) как лакокрасочного материала, так и расходуемого на распыление воздуха. Это позволяет наносить высоковязкие материалы и уменьшать, таким образом число слоев, необходимых для получения Л. п. заданной толщины. Недостаток метода - большие потери лакокрасочного материала (до 50%) па рассеивание в окружающем воздухе ("туманообразование"). Помимо непроизводительного расхода материалов, это создаёт тяжёлые условия работы. Поэтому лакокрасочные материалы распыляют обычно в огражденных, хорошо вентилируемых камерах. Потери на "туманообразование" могут быть существенно уменьшены (до 15-30%) при распылении лакокрасочных материалов под высоким давлением, создаваемым насосом [4-25 Мн/м² (40-250 кгс/см²)].

Резкое сокращение потерь на "туманообразование" (до 5-10%) достигается при распылении лакокрасочных материалов в электрическом поле постоянного тока высокого напряжения (около 100 кв). В результате коронного разряда, создаваемого на острой кромке распылителя, частицы материала приобретают заряд (обычно отрицательный), вследствие чего они распыляются и осаждаются на противоположно заряженном и заземлённом изделии. В электрическом поле наносят многослойные Л. п. как на металлы, так и на неметаллические материалы, в частности на древесину с влажностью не менее 8%. Электрораспыление, широко применяемое для окраски деталей на конвейерных линиях, осуществляется автоматически. Единичные и разнотипные изделия окрашивают с помощью ручных электрораспылителей, изделия сложного профиля - с помощью пневмоэлектро - и гидроэлектрораспылителей, применение которых позволяет покрывать заглубленные участки поверхности. При подкраске и восстановлении внешнего вида изделий (например, автомобилей, мебели) используют метод аэрозольного распыления с помощью баллончиков, заполненных лакокрасочным материалом, разбавленным сжиженным фреоном.

Однотипные изделия массового производства, имеющие обтекаемую форму, можно окрашивать методами окунания и струйного обливания; в последнем случае расходуется меньше лакокрасочного материала. Дефект Л. п., получаемых этими методами, - образование подтёков и "наплывов" - предотвращают, пропуская окрашенные изделия через туннель с парами растворителя. При этом задерживается улетучивание растворителя из нанесённого слоя, что позволяет избежать преждевременного загустения лакокрасочного материала.

Для нанесения полиэфирных лакокрасочных материалов на деревянные щитовые заготовки мебели применяют лаконаливную машину.

Методом электроосаждения в ваннах на аноде (напряжение постоянного тока 30-500 в) на автоматизированных конвейерных линиях получают Л. п. из водоразбавляемых грунтовок и лаков. Под влиянием электрофореза частицы лакокрасочного материала разряжаются на аноде и осаждаются на нём, переходя в водонерастворимую форму. Этим методом может быть нанесён только один слой Л. п. (20-25 мкм), т.к. его изолирующее действие препятствует электроосаждению последующих слоев. К числу высокопроизводительных методов нанесения Л. п. на листовые и рулонные материалы (например, металлические ленты, полосы) относится накатка с помощью валков.

Сушка Л. п. бывает холодная (естественная, воздушная) или горячая (искусственная, печная). Холодную сушку применяют для быстро высыхающих лакокрасочных материалов, а также для медленно высыхающих, но наносимых на изделия, которые нельзя подвергать действию высоких температур. Горячая сушка позволяет не только ускорить улетучивание растворителя, но и отвердить Л. п. на основе реакционноспособных (превращаемых) плёнкообразователей. Один из наиболее старых методов горячей сушки - конвективный, осуществляемый в сушильных камерах; при его использовании сушка каждого слоя длится 1-3 ч. Более производителен (в 3-6 раз) метод терморадиационной сушки Л. п. под действием инфракрасных лучей. Источниками излучения служат лампы накаливания или тёмные излучатели - металлические панели или керамические плиты, нагреваемые до 400-700°С трубчатыми электронагревателями или газовыми горелками. Тёмные излучатели долговечнее, эффективнее и экономичнее ламповы. Быстрое высыхание Л. п. достигается при индукционном методе сушки вследствие нагрева подложки вихревыми токами. Под действием ультрафиолетового облучения или потока быстрых электронов полиэфирные лакокрасочные материалы высыхают (отверждаются) в течение долей секунды.

Отделочные операции включают шлифование абразивными шкурками высушенных нижних слоев Л. п. для удаления посторонних включений и улучшения адгезии между слоями. Верхний слой Л. п. при необходимости полируют, например, с помощью полировочной пасты и полировочной воды. Шлифование и полирование могут быть осуществлены вручную, а также с помощью машинок пневматического действия или автоматических устройств.

Для контроля качества Л. п. проводят их внешний осмотр и определяют (на образцах) твёрдость, эластичность, прочность при изгибе, антикоррозионные свойства, атмосферостойкость и др. эксплуатационные характеристики.

25. Класс деталей "корпусные". Основные дефекты и способы восстановления блока цилиндров

Корпусные детали чаще всего изготовляют из модифицированного, ковкого чугуна или алюминиевых сплавов. К этому классу деталей относятся: блоки, картеры, головки, крышки, корпусы, кронштейны. Блоки, картеры, головки обычно являются базовыми и основными деталями агрегатов и имеют в конструкциях значительный удельный вес по массе и себестоимости производства. По рассмотреной выше классификации эти детали относятся обычно к 1-й категории; различные кронштейны и корпусы являются деталями более мелкими и дешевыми и относятся к 2-й категории.

Наиболее распространенными дефектами деталей этого класса при поступлении сответствующих агрегатов в капитальный ремонт являются: износ внутренних посадочных поверхностей под подшипники качения, вкладыши, гильзы; отклонения в правильности взаимного положения посадочных поверхностей; различного рода трещины и отколы, повреждения резьб и др. В качестве технологических баз при механической обработке указанных деталей используют обработанные плоскости, иногда накрест расположенные глухие технологические отверстия на этих плоскостях.

Метод восстановления блока цилиндров выбирают в зависимости от характера дефекта. Чаще всего трещины в блоках цилиндров появляются в результате размораживания рубашки охлаждения. В этом случае на стенке образуется несколько трещин. Блок цилиндров, имеющий такой дефект, восстанавливают методом наложения на поврежденное место заплаты, перекрывающей все трещины.

Трещины на плоскости прилегания газопровода, выходящие концами на плоскость прилегания головки блока - дефект устраняют электродами ОЗЧ (лучше всего ОЗЧ-6) при силе сварочного тока 100-150 А. Сначала заваривают трещины на плоскости разъема с головкой блока, затем блок цилиндров поворачивают на столе так, чтобы сверху находилась плоскость прилегания газопровода, и заваривают вторую трещину. Первый слой шва накладывают капелько-порционным методом, второй и третий - обратноступенчатым, короткими участками длиной 20-25 мм. Швы проковывают сразу же после обрыва дуги.

После сварки швы зачищают заподлицо с основным металлом, вытаскивают графитовые пробки и прогоняют резьбовые отверстия. Затем блок цилиндров проверяют на гидроиспытательном стенде под давлением 0,3-0,4 МПа. Течь воды или запотевание не допускается.

Крышка стартера со стороны привода (СТ08-3708400): Облом ушка фланца - дефект наиболее целесообразно устранять газовой сваркой, позволяющей получить наплавленный металл по свойствам, близким к основному металлу.

Пробоина в главной масляной магистрали - небольшую пробоину в масляном канале (площадью менее 100 мм²) заваривают электродуговой сваркой электродом ОЗЧ-6. Небольшую пробоину можно также заделать эпоксидной композицией. Блок цилиндров, в котором пробоина превышает 100 мм², восстанавливают следующим образом. В масляный канал сначала забивают стальную или алюминиевую трубку, имеющую наружный диаметр на 0,1 мм меньше отверстия канала и толщину стенки не более 1 мм. Своими концами трубка должна полностью перекрывать пробоину. После этого эпоксидной композицией заполняют место пробоины над трубкой, придав поверхности первоначальную форму.

После отверждения эпоксидной композиции масляный канал необходмо испытать на герметичность керосином. Для этого закрывают все отверстия канала, оставив одно для заливки керосина, наносят со стороны картера или блока с внешней стороны пробоины слой мела, после чего канал заполняют керосином. При наличии даже самых незначительных неплотностей канала на меловой поверхности появятся следы керосина.

26. Основные дефекты и способы восстановления головки цилиндров

Основные дефекты головок цилиндров: коробление привалочной плоскости, износ клапанных гнезд, направляющих втулок клапанов и отверстий под втулки, трещины и пробоины, износ или повреждение резьбовых отверстий. Головку блока цилиндров выбраковывают при трещинах, проходящих через отверстие шпильки крепления головки или через отверстия под направляющие втулки, при износе головки цилиндров по высоте до значения, выходящего за пределы допустимого.

Таблица 1 - Выбор способов ремонта

№ дефектов	Наименование дефекта	Способы восстановления	Критерии
			применимость	долговечность	технико-экономический
1	трещины в рубашке охлаждения длиной 100мм.	восстановление полимерные материалы	1	0,62	83,8
2	коробление поверхности прилегания к блоку	шлифование	1	0,85	52,0
3	износ отверстий под направляющие втулки клапанов	ремонтируем под ремонтный размер	1	0,85	52,0

27. Класс деталей "круглые стержни и стержни с фасонной поверхностью". Дефектация и способы восстановления коленчатого вала двигателя

К круглым стержням отнесены детали, характеризующиеся цилиндрической формой при длине, значительно превышающей диаметр детали. Детали этого класса чаще всего изготавливают из качественных углеродистых или высококачественных легированных сталей, иногда из высокопрочного чугуна. Рабочие поверхности в большинстве случаев подвергают термической (закалке т. в. ч.) или химико-термической (цементации или цианированию с последующей закалкой и низкотемпературным отпуском) обработке. К этому классу деталей относятся: валы коленчатые и распределительные; валы гладкие, ступенчатые, шлицевые (например, ведомые валы коробок передач); валы с фасонными поверхностями (например., тормозные); валы пустотелые (трубы полуосей), а также крестовины. Последние по существу представляют собой два скрещенных под углом в 90° вала, схема технологического процесса восстановления, и обработки которых схожа с техпроцессом восстановления и обработки других валов.

По рассмотренной класификации детали этого класса относятся к 1-й категории. Наиболее распространенными дефектами указанных деталей при поступлении соответствующих агрегатов в капитальный ремонт являются: износ их рабочих гладких, шлицевых, фасонных поверхностей, а также деформации деталей, повреждения резьб, шпоночных канавок и проч. В качестве технологических баз при механической обработке предпочтительнее использование центров (при их наличии), а такие детали как шкворни, поршневые пальцы, оси блока шестерен заднего хода, стержни клапанов обрабатывают на бесцентровошлифовальных станках.

Таблица 1. - Основные возможные неисправности коленчатых валов и способы их устранения

Дефект	Основные способы устранения
Износ: коренных и шатунных шеек; овальность, конусность, задиры	Шлифование под ремонтный размер. Нанесение покрытий наплавкой, электроконтактной приваркой ленты, газотермическим напылением порошковых материалов, металлизацией. Постановка полуколец, пластинирование.
посадочных мест под распределительную шестерню, шкив и маховик	Наплавка, электроконтактная приварка ленты, металлизация.
маслосгонной резьбы	Углубление резьбы резцом до нормального профиля
поверхности фланца под маховик	Наплавка, металлизация
штифтов под маховик	Замена штифтов
шпоночных канавок	Фрезерование под увеличенный размер шпонок, новой шпоночной канавки. Наплавка с последующим фрезерованием шпоночной канавки
посадочного места наружного кольца шарикоподшипника в торце вала	Растачивание посадочного места. Запрессовка втулки
Отверстий под штифты крепления маховика	Развертывание под ремонтный размер; заварка
Резьбы (срыв более двух ниток резьбы)	Растачивание или зенкерование с последующим нарезанием резьбы увеличенного размера; углубление резьбовых отверстий с последующим нарезанием такой же резьбы под удлиненные болты (пробки). Постановка резьбовых спиральных вставок
Скручивание вала (нарушение расположения кривошипов)	Шлифование шеек под ремонтный размер; наплавка шеек с последующей обработкой
Торцовое биение фланца	Подрезание торца фланца точением или шлифованием
Изгиб вала: до 0,15…0,20 мм до 0, 20…1,20 мм	Шлифование под ремонтный размер Правка под прессом или чеканка щек
Трещины на шейках вала	Шлифование под ремонтный размер. Разделка трещин с помощью абразивного инструмента, заварка

28. Дефектация и способы восстановления распределительного вала двигателя

Дефект 1. Сильный износ, задиры и царапины на поверхностях опорных шеек распределительного вала.

Причины:

Работа двигателя с недостаточным давлением в системе смазки.

Работа двигателя с недостаточным уровнем масла в картере.

Работа двигателя на некачественном масле.

Сильный перегрев, приводящий к разжижению масла.

Попадание в масло топлива (бензина или дизтоплива), приводящее к разжижению масла.

Работа двигателя с засоренным масляным фильтром.

Работа двигателя на грязном масле.

Большой пробег двигателя.

Действия:

Капитальный ремонт двигателя. Замена распределительного вала. В некоторых случаях - шлифовка шеек распределительного вала в ремонтный размер и установка утолщённых (ремонтного размера) вкладышей или втулок. Проверка посадочных мест под распределительный вал в головке блока цилиндров или в блоке цилиндров. В некоторых случаях - ремонт посадочных мест под распредвал. Проверка системы смазки, масляного насоса и при необходимости ремонт или замена масляного насоса. Чистка, промывка и продувка масляных каналов блока цилиндров и головки блока. Применение моторного масла надлежащего качества и регулярная, в предписанные производителем сроки, замена моторного масла и фильтра. Проверка системы охлаждения и при необходимости её ремонт. Проверка и при необходимости ремонт системы питания.

Дефект 2. Сильный износ и задиры на рабочих поверхностях кулачков распределительного вала.

Причины:

Работа двигателя с недостаточным давлением в системе смазки.

Работа двигателя с недостаточным уровнем масла в картере.

Работа двигателя на некачественном масле.

Сильный перегрев, приводящий к разжижению масла.

Попадание в масло топлива (бензина или дизтоплива), приводящее к разжижению масла.

Работа двигателя с засорённым масляным фильтром.

Работа двигателя на грязном масле.

Большой пробег двигателя.

Неотрегулированный зазор в клапанном механизме.

Дефекты гидрокомпенсаторов.

Дефекты и повреждения деталей привода клапанов (толкателей, штанг, коромысел).

Неверно установленные фазы газораспределения.

Действия:

Замена распределительного вала. Проверка, регулировка и при необходимости ремонт клапанного механизма. Замена гидрокомпенсаторов. Проверка системы смазки, масляного насоса и при необходимости ремонт или замена масляного насоса. Чистка, промывка и продувка масляных каналов блока цилиндров и головки блока. Применение моторного масла надлежащего качества и регулярная, в предписанные производителем сроки, замена моторного масла и фильтра. Проверка системы охлаждения и при необходимости её ремонт. Проверка и при необходимости ремонт системы питания.

Дефект 3. Прогиб распределительного вала.

Во всех вышеизложенных случаях обязательно проверяйте изгиб распределительного вала. Распределительный вал укладывается на призмы, установленные на металлической плите. С помощью стрелочного индикатора, установленного на стойке, проверяем прогиб опорных шеек, вращая распредвал рукой. Изгиб не должен превышать: для легковых моторов 0,05 мм; для грузовых моторов 0,1 мм. При большем прогибе распредвал подлежит замене!

Дефект 4. Трещины распредвала.

Причины:

Попадание в цилиндр посторонних предметов.

Разрушение ремня или цепи привода газораспределительного механизма.

Неверно установленные фазы газораспределения.

Действия:

При наличии трещин распределительный вал ремонту не подлежит! Замена распредвала.

Примечание: Как правило, в результате описанных причин происходит соударение поршней и клапанов. Через детали привода клапанов энергия ударов передается распредвалу, что может привести к образованию трещин. В большинстве случаев трещины приводят к поломке распредвала прямо во время работы двигателя.