Контактная электросварка и наплавка

Кон­тактная электросварка — способ сварки металлов, при котором место соединения (контакта) свариваемых частей нагревается протекающим по ним электрическим то­ком. По типу сварных соединений различают три вида контактной электроварки: стыковую, точечную и шовную.

Рис. 7.24. Схема стыковой (а) и точечной сварки (б): 1-плечи; 2-электрододержатели; 3-неподвижный электрод; 4-свариваемые­ детали; 5- подвижный электрод; 6- трансформатор; 7-прерыватель

Контактной стыковой сваркой вос­станавливают валы с поломанной шлицевой частью, сло­манные карданные валы и другие детали. При этом две детали или две части восстанавливаемой детали зажимают в зажимах стыковой машины (рис. 7.24).

Стыковая машина состоит из направля­ющей 4 станины, на которой закреплена неподвижная-контактная плита 1 (рис. 7.24, а). Плита 5 может двигаться по направ­ляющим вдоль станины при помощи механизма подач (на рисунке условно показан стрелкой). На контактных плитах установлены зажимы, которые питаются электрическим током от вторичной обмотки трансформатора 6, находящегося внутри станины. Если закрепленные в зажимах 2 детали 3 сблизить так, чтобы их торцы соприкасались, и сдавить при помощи механизма подачи, а затем включить сварочный ток, то через них будет про­текать ток большой величины и низкого напряжения. Концы свариваемых деталей при этом быстро нагрева­ются, металл доводится до пластического состояния и под постоянным воздействием давления механизма пода­чи (осадки) происходит сварка. Этот вид стыковой сварки называется сваркой сопротивлением. Можно сваривать детали, если они по диаметру или толщине стенки трубы различаются не более чем на 10-15%. Машины для стыковой сварки различают главным образом по мощности. Машины (МС-0.75-2, МС-3, МС-301, МС-501) мощностью 0,8-12 кВ-А предназна­чены для стыковой сварки сопротивлением (табл.20, 21), машины МС-1202, МС-1602, МС-1604 мощностью от 25 до 100 кВ-А - для всех видов стыковой сварки, а свыше 100 кВ-А - преимущественно для стыковой свар­ки оплавлением (табл. 21, /21/).

Точечная сварка применяется при ремонте отдельных узлов и деталей оборудования, а также при изготовлении новых деталей из листового материала. При точечной сварке детали соединяются внахлестку и свариваются в отдельных ме­стах в виде точек. Свариваемые детали (рис. 36, б) зажи­маются между неподвижным электродом 3 и подвиж­ными электрододержателями 2 машины. Через электро­ды пропускается ток большой величины. За счет тепла, выделяемого в месте контакта деталей, центральная часть точки нагревается до расплавления и образует ли­тое ядро, окружённое оболочкой металла, находящегося в пластическом состоянии. Давление, приложенное к электродам, уплотняет деталь в сварочной точке и спо­собствует прочности соединения. Для точечной сварки применяют сварочные машины типа МТ-501, МТ-601, МТ-809, МТ-1209, МТ-1609, МТ1610 различной мощности (табл. 22, /21/), а режимы сварки приведены в табл. 23 /21/.

При контактной точечной сварке детали из закали­вающихся сталей можно сваривать в мягком режиме без термической обработки, в умеренно жестком режиме с общей последующей термической обработкой в печи и в. жестком режиме с электротермической обработкой элек­тродами машины. Наиболее перспективна сварка с элек­тротермической обработкой электродами машины. Ре­жимы такой сварки сталей 45, ЗОХГСА и 40ХНМА при­ведены в табл. 23.

При шовной электросварке образуется непрерывный ряд точек, частично перекрывающих одна другую. Такую сварку получают на машине (рис. 7.25), у ко­торой электроды 1 (рис. 38), нажимающие на детали 2, выполнены в виде вращающихся роликов. В табл. 24 /21/ приведены технические характеристики машин для шов­ной сварки типа МШ-1001, МШ-100-13, МШ-100-14 с

Рис. 7.25. Схема шовной пневматическим механизмом сжатия и вер­ти-сварки кальным ходом верхнего электрода, а в табл.25

режимы шовной сварки сталей.

Плазменная наплавка. В зависимости от способа подачи и типа присадочного материала различают несколько разно­видностей плазменной наплавки, напыления, металлизации (рис. 7.26).

Плазменная наплавка применяется для нанесения слоя ме­талла толщиной 0,5 мм Присадочный материал в виде проволоки, ленты, спрессованных металлокерамических колец и пластинок, пасты, а также порошка подается в плазменную дугу или выделенную плазменную струю. При плазменно-по­рошковой наплавке порошок вдувают через специ­альные каналы в горелке в дугу.

Рис. 7.26. Схемы устройства плазменных горелок: а-закрытая (для поверхностной закалки, металлизации и напыления);

б- открытая (для резки металлов); в-комбинированная; г - с вдуванием порошка в дугу; 1-деталь; 2-плаз-менная струя; 3-сопло; 4-охлаждающая вода; 5- канал; 6- плазмообразую-щий газ; 7-неплавящийся.вольфрамовый электрод; 8-источник тока (8' - для открытой дуги, 8" - для закрытой.дуги); 9-канал для плазмообразующего газа; 10- внутреннее сопло; 11-питатель для подачи порошка; 12-наружное сопло; 13-канал для защитного газа; 14- защитное сопло; 15- канал для транспорти­рующего газа

Повышение прочности сцепления покрытия с ремонтируемой поверхностью обеспечивает напыление с последующим оплавле­нием (рис. 7.27), при котором отпадает необходимость в специаль­ных мерах по повышению шероховатости поверхности.

Рис. 7.27. Схема плазменного напы-ления с последую-щим оплавлением: 1-источник пита-ния; 2- балластный реостат; 3- питатель для подачи порош-ка; 4-плазменная горелка; 5, 6- ввод и вывод охлаждающей воды; 7-трубопровод; 8-ремонтируемая деталь; А-головка для напыления; Б-головка для оплавления

Индукционная наплавка производится с помощью индук­тора, присоединенного к машинному или ламповому генератору токов высокой частоты.

Ремонт металлизацией состоит в расплавлении исходного мате­риала, распылении его на мелкие частицы и переносе на поверх­ность детали струей воздуха, плазмы или пламенем горючих газов. Двигаясь в струе с большой скоростью (150—300 м/с и бо­лее), эти частицы попадают на заранее подготовленную шерохо­ватую поверхность ремонтируемой детали, сцепляются с ней и одна с другой, образуя покрытие. Расплавляемый металл обычно используют в виде проволоки, расплавление проводят электрической дугой - электродуговая металлизация (рис. 7.28), в ацетилено-кислородном пламени (газо­вая металлизация), индукционным нагревом (высокочастотная металлизация), плазменной струей (плазменная металлизация).

Рис. 7.28. Схема распылительных головок металлизаторов: а-электродугового; б-газового; в-высокочастотного (индукционного); г-плаз­менного; 1-распыляемая проволока; 2-направляющие устройства; 3-воздушное сопло; 4-электрическая дуга; В-наплавляемая поверхность; в-индуктор; 7- вольфрамовый электрод

Разновидностью металлизации является детонационное на­пыление (взрывная металлизация) — нанесение покрытия с по­мощью газов, образующихся при взрыве заряда взрывчатой смеси, помещенной в трубу (ствол) вместе с подготовленным к напылению порошком.

При всех способах металлизации, исключая детонационное напыление, для распыления расплавленного металла и его пере­носа на ремонтируемую поверхность используют сжатый воздух от компрессорной установки (рис. 7.29).

Рис. 7.29. Схема электродуговой металлизационной установки: 1-вентиляционная, кабина; 2-деталь; 3-электрометаллизатор; 4-катушки для проволоки; 5-провода от трансформатора; 6-воздухопровод; 7-трансформатор; 8-электрощиток; 9-водомаслоотделитель; 10-воздухосборник; 11-компрессор /рис. 69, 16/

Подготовка ремонтируемой поверх­ности при традиционных способах металлизации включает: очи­стку от жиров, окислов, ржавчины, влаги, грязи и др.; придание ей правильной геометрической формы (цилиндра, плоскости и др.); повышение шероховатости для улучшения сцепления с покрытием; изоляцию мест, не подлежащих покрытию. Необходимость подготовки поверхности обусловлена тем, что расплавленные частицы металла при металлизации не свариваются с основным металлом и одна с другой, а сцепляются механически. С гладкой шлифованной поверхностью покрытие не сцепляется.

В качестве одного из способов подготовки поверхности детали для металлизации выполняется нарезание рваной резьбы (шаг 1 мм, глубина резания 0,4—0,8 мм/об).

Достоинства металлизации: высокая твердость покрытия, об­условленная нагревом и быстрым охлаждением частиц и их на­клепом; возможность получения больших слоев (до 10 мм); не­значительный нагрев ремонтируемой детали (до 70 °С); способ­ность слоя покрытия, благодаря его пористости, поглощать и удерживать масло, что повышает износостойкость; возможность нанесения покрытий из любого металла на детали из разных материалов (стали, чугуна, алюминия, бронзы и др.) при любых размерах и конфигурациях поверхности; возможность получения псевдосплавов (алюминия и свинца, меди и свинца) путем одно­временного расплавления проволоки из разных металлов. Ее недостатки: снижение сопротивления усталости деталей в резуль­тате подготовки поверхности под металлизацию (грубая обра­ботка); низкая износостойкость покрытия при трении без смазоч­ного материала (разрушения по границам окислов); низкие меха­нические свойства покрытия (исключая сопротивление сжатию, достигающее 800—1000 МПа); низкая прочность сцепления слоя с основным металлом (5—40 МПа); большие потери металла при металлизации мелких деталей /7/.

Металлизацию применяют: для ремонта сильно изношенных стальных валов и мест под неподвижные посадки; заделки трещин в ненагруженных элементах чугунных деталей; устранения под­текания и пористости в черном и цветном литье; для защиты от цементации мест, не подлежащих диффузионному насыщению углеродом; получения псевдосплавов, которые превосходят по свойствам лучшие сорта оловянистых баббитов.

Металлизацию цилиндрических поверхностей проводят при совмещении вращательного движения детали и поступательного движения металлизатора относительно нее (или наоборот). Тол­щина покрытия (мм), наносимого за один проход,

H₁ = 1,67КQ/(vSγ), (7.14)

где Q - производительность аппарата, кг/ч; v — скорость враще­ния детали, м/мин; S - продольная подача аппарата, мм/об; γ - плотность напыленного металла, г|см⁸.

Необходимое основное время на металлизацию (мин)

t_о = 6^.10^-5πDlhγ/(КQ), (7.15)

где D — номинальный диаметр поверхности, мм; l - длина по­верхности плюс перебег аппарата (~20—30 мм), мм; h - толщина покрытия с учетом припусков на обработку перед нанесением покрытия и после него, мм; К - коэффициент полезного исполь­зования проволочки с учетом потерь при распылении, К = = 0,7-0,8.

Ориентировочные значения параметров металлизации при­ведены в табл. 36 /7, 21/.

Металлизация напылением. Металлизацию напылением (рис. 7.30) применяют для нанесения покрытий на детали различной конфигурации при восстановлении изношенных поверх­ностей и исправлении литейных дефектов, для повышения жаростойкости, теплопроводности и

электропроводности, при нанесении

защитно-декоративных покрытий.

Рис. 7.30. Схема работы электро-

металлизационного пистолета

Сущность процесса заключается в том, что расплавленный ме­талл под действием струи инертного газа или воздуха распыляется на частицы размером от 3 до 300 мкм и со скоростью 100—300 м/с наносится на подготовленную поверхность.

Соединение наносимого металла с основным происходит за счет механических и частично молекулярных связей, а также вследствие усадки покрытий при охлаждении. Покрытие представляет собой пористый, хрупкий слой металла сравнительно высокой твердости и низкой механи­ческой прочности.

Слой хорошо пропитывается смазкой и при небольших удель­ных нагрузках имеет довольно высокую износостойкость, а при больших удельных нагрузках он разрушается. В процессе метал­лизации деталь нагревается до температуры 130—220 °С, что не вызывает структурных изменений в металле. Это является глав­ным достоинством этого способа.

Толщина покрытия в зависимости от назначения может быть от 20-30 мм до 8-10 мм. Металлизацию в основном применяют для деталей, работающих на износ и не несущих ударных нагрузок.

В зависимости от способа плавления металла металлизация может быть газовой, электрической, высокочастотной и плаз­менной. В ремонтном производстве наибольшее распространение при восстановлении получил способ электрометаллизации.

Присадочный материал. В качестве присадочной проволоки при металлизации применяют электродную проволоку d = 1-2 мм (табл. 23, /3/). Цинковая и малоуглеродистая проволока применяется для заделки трещин в блоках двигателей внутреннего сгорания, корпусах редукторов. Высокоуглеродистую и легированную проволоку применяют для восстановления поверхностей деталей, работающих на износ. За счет быстрого охлаждения сжатым воздухом твердость напыленного слоя выше твердости материала напыливаемой проволоки на 20-40 НВ и доходит до 260-400НВ.

К сварочной проволоке подается ток от трансформатора.

Оборудование для металлизации. Цилиндрические детали подвергают металлизации на токарных станках, а плоские на специальных установках с помощью металлизаторов типа ЛК-6А. ЗМ-3А, ЭМ-6, УМА-1 (табл. 7.9).

Технологический процесс восстановления металлизацией:

1.Подготовка к поверхности детали к металлизации: очистка и мойка детали в щелочном растворе; предварительная механическая обработка для устранения геометрических погрешностей формы детали; механическая обработка с целью создания шероховатой поверхности обработка дробью, обдувка кварцевым песком, нарезка треугольной резьбы, электроискровая обработка детали (табл. 3, /3/).

Таблица 7.9

Марки металлизаторов и режимы металлизации

Показатели	К-6А	ЭМ-3А	ЭМ-6	УМА-1
Диаметр электродной проволоки, мм Род применяемого тока Рабочее напряжение, В Потребляемая мощность, кВт Рабочее давление сжатого воздуха, атм (МПа) Расход сжатого воздуха, м3/мин Производительность при распылении стальной проволоки, кг/ч	1-2,5 Однофаз-ный 20-35 6,5   6 (0,6)   0,45-1     2,5-8	1-2,0 Однофаз-ный 20-30 3,5-6 (0,35- 0,6)   1,0-1,2     1,8-2,5	1,5-2,5 Однофаз- ный 25-40 4-6 (0,4-0,6)   0,6-2,0     7-12	1,5-2,5 Трехфа-зный 35-40 5-6 (0,5-,6)   1,0

2.Нанесение металла.

3.Обработка поверхности детали после металлизации

Режим нанесения металла. Параметры режимов электрометаллизации: давление воздуха, обеспечивающего распыление расплавленного металла – 0,55-0,6 МПа; расстояние от очага плавления до металлизируемой поверхности – 75-100 мм; напряжение дуги – 60-80 В; величина тока = 60-80 А; скорость металлизации – 5-15 м/мин; скорость подачи металлизатора – 1,5-5 м/мин.

Более высокие значения скорости металлизации применяются для цинковой или малоуглеродистой проволоки, низкие значения – для высокоуглеродистой проволоки.

Обработка поверхности детали после металлизации включает: выдержку при t=150-170⁰ в масле МК-22 в течение 1,5-2 часов; предварительная механическая обработка.

Токарная обработка ведется по режиму: резец Т15К6; φ = 45⁰; φ₁ = 10⁰; υ = 10-15 м/мин; S= 0,2-0,5 мм/об; t_р до 1 мм. Припуск на обработку оставляют в пределах 1-1,5 мм на сторону;

- окончательная механическая обработка – шлифование. Шлифование ведут по обычным режимам, принятым для стальных деталей с использованием шлифовальных кругов типа СМ. М;

- термическая обработка (улучшение). Применяется для деталей, подвергнутых металлизации высоколегированной проволокой.

Потери электродного материала при наращивании цилиндриче­ских деталей электрической металлизацией достигают 40-60 %.

Для повышения прочности сцепления напыленного слоя с основ­ным металлом поверхность детали подвергают пескоструйной обра­ботке или обдувке стальной крошкой.

Ремонт деталей электролитическим наращиванием основан на исполь­зовании процесса электролитической диссоциации, сущность ко­торого состоит в том, что при пропускании электрического тока через раствор электролита (водный раствор солей и кислот) он диссоциирует, т. е, распадается на противоположно заряженные ионы, при этом ионы с положительным зарядом (катионы) в виде атомов металла и водорода направляются к катоду, а отрица­тельно заряженные (анионы) - к аноду. Достигнув катода, ионы металла отдают свой заряд и осаждаются на нем в виде нейтраль­ных атомов. Если в качестве катода использовать ремонтируемую деталь, то атомы металла осаждаются на ней, создавая слой покрытия (рис. 7.31).

Рис. 7.31. Схема ванны для электролитического нанесения слоя металла: 1-кожух; 2-ванна; 3-анод; 4-вытяжная вентиляция; 5-реостат; 6-амперметр; 7-вольтметр; 8-выключитель; 9-генератор; 10-подогреватель;_; 11-катод (подвеска)

Для получения покрытия определенным видом металла (хром, железо, медь, цинк) необходимо, чтобы электролит содержал его соль или из него был изготовлен анод. В качестве электролитов используют водные растворы солей тех металлов, которые предусмотрено осаждать на деталь.

Катодом обычно служит деталь, а анодом — пластины или стержни из металла или графита. Аноды разделя­ются на растворимые и нерастворимые. Растворимые аноды изго­товляют из осаждаемого металла, а нерастворимые - из свинца, платины, графита, угля. В процессе электролиза металл раствори­мых анодов переходит в электролит в виде положительных ионов.

Согласно закону Фарадея масса (г) вещества, выделившегося на катоде

m =cIt_о, (7.16)

где с - электрохимический эквивалент, г/(А-ч), с = 0,323 для железа с = 1,043;. I – величина тока, А, t_о – время электролиза, ч..

В соответствии с законом Фарадея время электролиза (ч), необходимое для получения покрытий толщиной h,

75.17)

где F - площадь покрытия; р - плотность металла, г/см⁸; I - сила тока; D_к - плотность тока, А/дм³, D_к = I/F; с - электро­химический эквивалент, г/(А^.ч); η - КПД ванны (табл. 37, /7/).

Из формулы следует, что процесс электролиза можно уско­рить лишь увеличением плотности тока D_к.

В ремонтном производстве получили широкое применение элек­тролитическое хромирование и осталивание, реже никелирование, меднение, цинкование для восстановления деталей с незначительным износом 0,15-0,2. По сравнению с наплавкой процесс протекает практически без нагрева детали и не вызывает структурных изменений металла.

Хромирование применяют для получения покрытий небольшой толщины (до 0,3 мм), обладающих высокой твердостью, износостойкостью (рис. 7.32). Детали, покрытые хромом, не чувствительны к нагреву до 400 °С, срок их службы повышается в несколько раз.

Рис. 7.32. Схема электролитической ванны для хромирования: 1-ванна; 2-свинцовая обкладка; 3-деталь (катод); 4-свинцовая пласти­на (анод).; 5- вентиляция /рис. 60, 21/

Электролит. В качестве электролита применяют хромовую кислоту, полу­чаемую из хромового ангидрида концентрации 150-350 г/л.

Оборудование для хромирования. Ванны с термопарами и нагревательными элементами.

Режимы хромирования. Процесс хромирования ведут при плотности тока 15-10 кА/м², напряжении 6-9 В и температуре 35-70 °С. С изменением этих параметров изменяется цвет осадка.

При высокой плотности тока и низкой температуре получают серые осадки хрома твердостью до НВ 1200, отличающиеся хруп­костью. При плотности тока 2,5-5,0 кА/м² и температуре элек­тролита 45-50 °С осадки хрома имеют блестящий цвет твердостью НВ 600-900, обладают высокой износостойкостью и повышенной хрупкостью.

Молочные осадки получают при плотности тока от 1,5 до 2,5 кА/м² и температуре электролита 50-60 °С. Твердость таких осадков НВ 400-600. Они хорошо выдерживают знакопеременные нагрузки и высокие удельные давления.

Для нанесения хромовых покрытий поверхности деталей очи­щают от грязи и масла и обезжиривают электролитическим или химическим способом.

Электролитическое обезжиривание ведут в течение 1-2 мин в растворе состава, г/л: едкого натра NаОН 30-50, соды кальци­нированной Nа₂СО₃ 50-75, растворимого стекла Nа₂SiО₃ 2-3 при плотности тока 6-10 кА/м², температуре 60-70 °С.

При химическом обезжиривании детали промывают в бензине или в водном щелочном растворе, состоящем из 40-50 г/л тринатрийфосфата Nа₃РО₄12Н₂О, 10-12 г/л едкого натра NаОН, 25-35 г/л растворимого стекла Nа₂SiО₃, 2-5 г/л препарата ОП-7. Раствор нагревают до температуры 60-70 °С и выдерживают в нем детали 3-5 мин.

Хромирование деталей в горячих электролитах (57±1 °С) ве­дут в ванне состава, г/л; хромового ангидрида 150-200; серной кислоты при плотности тока б кА/м² (для деталей, рабо­тающих на истирание) и 2,5-4,0 кА/м² (для деталей, подвергае­мых ударной нагрузке) - 1,5-2. Примерная скорость отложения хрома составляет 0,04 мм/ч. После хромирования детали промы­вают и подвергают тепловой обработке в масляной ванне в тече­ние 1,5-3,0 ч при температуре 160-180 °С.

Холодное хромирование ведут в тетрахроматных электролитах состава, г/л: хромового ангидрида 300-400; едкого натра 40-50; серной кислоты 2-2,5; сахара при плотности тока 5-10 кА/м² и температуре 17-23 °С 1-2.

Толщину слоя металла h (мм), осаждаемого на поверхности летали, определяют по формуле

(7.18)

где С - электрохимический эквивалент выделяющегося на катоде вещества, г/А-ч (для хрома С=0,323, железа С =1,043); Д_к= I/S- плотность тока, А/м²; I - сила тока, А; t - продолжительность электролиза, ч; α –выход по току (отношение действительного осаждения количества металла к теоретическому, для хрома α = 13-15), %; ρ – плотность осаждаемого металла, г/см³.

Детали, покрытые хромом, имеют плохую смачиваемость, что снижает их износостойкость. Для удержания смазки на трущихся поверхностях применяют пористое хромирование, заключающееся в том, что на этих поверхностях создают различными способами (механическим, химическим, электрохимическим) углубления в виде пор или каналов для сбора смазки.

Основным недостатком процесса хромирования является дли­тельность процесса, нецелесообразность восстановления деталей, имеющих износ более 0,5 мм, так как при этом понижается износо­стойкость покрытия, низок (12-13 %), к. п. д. хромовых ванн.

Осталиванием получают прочные износостойкие покрытия тол­щиной от 1 мм и более, по своим свойствам приближающиеся к свойствам незакаленной углеродистой стали (рис. 7.33). Большая ско­рость электролитического осаждения (0,013-0,26 мм/ч), высокий выход по току (75-95%), а также меньшая стоимость компонен­тов, входящих в состав электролитов, выгодно отличают осталивание от хромирования.

Рис.7.33. Схема электро-литической ванны для осталивания: 1-генера-тор; 2- рубильник; 3- вольтметр; 4- амперметр; 5-рео­стат; 6-деталь (ка-тод); 7-сталь­ная пластина (анод); 8-ванна /рис. 67, 21/

Детали, имеющие значи­тельный износ и работающие в неподвижных сопряжени­ях, целесообразно восста­навливать электролитиче­ским осталиванием (осаж­дением на детали железа и его сплавов), схема которо­го приведена на рис. 7.33.

При осталивании применяют хлористые, сернокислые, борфто-ристоводородные электролиты. Наибольшее применение получил хлористый электролит. Введением в него различных присадок (хло­ристого марганца, хлористого натрия и др.) улучшают качество покрытий. При осталивании используют растворимые аноды из малоуглеродистой стали.

Микротвердость осталенных поверхностей изменяется в преде­лах НВ 150-600. С повышением плотности тока и понижением температуры электролита твердость покрытий увеличивается.

В общем случае технологический процесс осталивания состоит из очистки и обезжиривания поверхности детали, анодного трав­ления, непосредственного осталивания, промывки и контроля ка­чества поверхности.

Обезжиривание ведут в ванне следующего состава, г/л: едкого натра NaOН - 20; кальцинированной соды Nа₂СО₃ - 25; тринатрийфосфата Nа₃РО₄12Н₂О - 25 и растворимого стекла Nа₂ЗЮ₃ - 5 при плотности тока 2-3 кА/м² и температуре 70-80° С в течение 5-6 мин. Затем детали промывают в горячей воде.

Электролитическое анодное травление производится в ванне состава, г/л: серной кислоты Н₂SO₄ - 400; сернокислого железа FеSO₄7Н₂О 10-20 при температуре 15-20 °С и плотности тока 2,5-3,0 кА/м² в течение 1-2 мин.

Осталивание выполняют в ванне состава, г/л: хлористого железа FеС1₂ 250-300; соляной кислоты НС1 1,0-1,5; хлористого марганца МпС1₂ -10. Плотность тока, начиная с 0,5 кА/м², постепенно повышают до 4,0 кА/м². Температура электролита из­меняется от 60 до 90 °С.

После осталивания и промывки детали подвергают обезжири­ванию для нейтрализации кислоты в электролите состава, г/л: едкого натра NаОН 20-30; растворимого стекла Nа₂Si0₃ 10-20; кальцинированной соды Nа₂СО₃ 25-30 при температуре 60-70° С в течение 3-4 мин.

Затем для удаления водорода, находящегося в слое покрытия, детали нагревают в течение 10-15 мин в масляной ванне при температуре 100-150 °С.

Недостатками процесса осталивания являются: необходимость систематического корректирования электролита, а также исполь­зование для повышения твердости покрытий цементации и хро­мирования.

Промышленное применение получило также восстановление деталей методом холодного осталивания на асимметричном пере­менном токе.

Восстановление крупных деталей можно производить методом струйного осталивания и хромирования. Для этого деталь поме­щают над ванной, а к месту восстановления подводят электриче­ский ток и подают электролит.

Восстановление деталей с применением полимерных материалов и клея. Небольшая трудоемкость и себестоимость восстановления деталей (нанесение покрытий на изношенные или поврежденные поверхности, склеивания дета­лей, заделки трещин и др.) позволяют широко использовать в ремонтном производст­ве пластмассы на основе эпоксидных и полиамидных смол, а также клея.

Составы на основе эпок­сидных смол ЭД-5, ЭД-6 применяют для заделки внутренних и наружных трещин в корпусных дета­лях, закрепления втулок и т. д.

Полиамидные смолы (капрон, поликапронлактан, смолы П-б, П-54) - термопластичные материа­лы, имеющие высокую из­носостойкость и прочность. Их применяют для изготов­ления зубчатых колес, вту­лок, нанесения износостой­ких покрытий.

Нанесение полиамидов на изношенные поверхности осуществля­ется литьевым или вихревым способами.

В первом случае, например, из­мельченный капрон обезжиривают в течение 2 ч в растворе едкого натра (100 г/л), добавляется к нему эмульгатор ОП-7 или ОП-8 (1-2 г/л), затем сушится в течение 7-8 ч при темпе­ратуре 80-85 °С. Деталь обезжиривается в горячем (75-90 °С) растворе кальцинированной соды (50 г/л), едкого натра (10 г/л) и тринатрийфосфата (30 г/л) в течение 5 мин, после чего промывается горячей водой и фосфатируют в 5 %-ном кипя­щем растворе суперфосфата в течение 5 мин и уста­навливают в пресс-форму. Собранную пресформу (рис. 7.34, б) устанавливают между краном и прижимным устройством автоклава (рис. 7.34, а) Расплавленный капрон под давле­нием подают в пресс-форму.

Рис. 7.34, а. Схема автоклава для литья полиамидов:1-рама; 2-прижимное устрой­ство; 3-теп-лоизоляция; 4-ми­неральное мас-ло; 5-нагрева­тельный элемент; 6-полиамид; 7-трубка для вы-пуска воздуха (азота); 8- трубка подачи азота; 9-манометр; 10, 11-термопары; 12-кран; б- схема прессформы: 1-деталь; 2-кор-пус; 3-крышка; 4-канал для под-вода полиамида; 5-выводы для удаления воздуха и выхода полиамида

После небольшой выдержки из­влекают деталь из пресс-формы и погружают ее в нагретое до 180 °С масло на 10-12 мин.

Литьевым способом обычно вос­станавливают различные втулки, используя при этом литьевые непрерывного действия термопласт-автоматы. При вихревом методе (рис. 7.35) нанесение пласт­масс на изношенные поверхно­сти производится порошко-образным капроном. Для нане­сения покрытия поверхность обезжиривают ацетоном или бензином. Участки поверхно­сти, не подлежащие наплавлению, изолируют фольгой, ас­бестом и т. д. Затем нагретую до 280—300 °С деталь 1 поме­щают в камеру 3, на пористую перегородку 4 которой насыпан порошкообразный капрон слоем не менее 100 мм.

Из баллона 6 через редуктор 7 по тру­бопроводу подается сжатый воздух, углекислый газ или азот под давлением 0,1-0,2 МПа. Воздух или газ, проходя через перегородку, приводит капрон во взвешенное (взвихренное) со­стояние, порошок при этом равномерно покрывает поверхность детали и плавится (280-300^оС). Пыль и другие частицы через вытяжное устройство 2 удаляются пылесосом 5. Деталь выдерживают в камере в течение 8-10 с. Толщина наносимого слоя - до 1,5 мм.

Рис.7.35. Схема установки для нане­сения полимерных покрытий в псевдосжиженном слое (вихре­вым методом): 1-покрываемая деталь; 2-вытяжное устройство; 3-камера; 4-пористое дно; 5-пылесос; 6-баллон; 7-редуктор

Применяют также газопламенное наплавление пластмасс. Сжатый воздух под давлением 0,3-0,6 МПа, проходя через инжектор порошкового пистолета, засасывает ацетилен, обра­зуя смесь, которая горит снаружи сопла. Поступающий из бун­кера в пистолет порошок расплавляется и выбрасывается на нагретую деталь. Расстояние от горелки до поверхности детали составляет 50-150 мм, ширина поверхности, покрываемая за один проход, 25-40 мм, скорость перемещения пистолета 1,5- 2 м/мин. Наплавление применяют для покрытия восстанавли­ваемых крупных деталей. Толщина покрытия не ограничена. Для газопламенного напыления выпускаются установки УПН-1, УПН-ЗТ, УПН-4А и др.

Пластмассы подвергаются тем же видам механической об­работки, что и металлы, но более теплостойким инструментом с интенсивным охлаждением.

При ремонте резинотехнических изделий и для склеивания различных материалов (металлов, полимеров, стекла и т.д.) широко применяется клей. Клей типа БФ (БФ-2, БФ-4, ВС-10Т) представляет собой спиртовые растворы термо­реактивных полимеров. Клей используют для восстановления деталей, работающих при температурах 60-80 °С.

Поверхности, подлежащие склеиванию, обезжиривают бензином или ацетоном и просушивают, после чего на них наносят первый слой клея. Спустя 1 ч наносят второй слой, который выдерживают 2-3 мин. Затем детали соединяют в приспособлении под давлением, нагревают до температуры 140-160^оС и выдерживают при этой температуре в течение 1,5-2 часов. Охлаждение приклеенных деталей производится до температуры 18-20^оС, после чего снимают давление (приспособление). Предел проч­ности на разрыв соединения стали со сталью, склеенного клеем БФ составляет 2-28-5-38,5 МН/м².

Клей широко применяют для восстановления конвейерных лент, пневмокамер и покрышек автотранспортных средств и т. д. При ремонте кон­вейерных лент заменяют ее дефектные участки, ликвидируют продольные и поперечные разрывы. Для этого используют методы холодной и горячей вулканизации. Технологический процесс скле­ивания ленты включает: ступенчатое срезание ее концов; их за­чистку наждачной бумагой или металлической щеткой; промывку бензином; нанесение с интервалом 1 ч 30 мин (при температуре ±20°) трех-четырех тонких слоев резинового клея, растворенного в бензине (соотношение сырой резины и бензина 1:5 или 1:8); соединение стыков и помещение ленты в аппарат для горячей вул­канизации. В табл. 9.7 /1/ приведены режимы вулканизации конвейер­ных лент.