К технологическим мерам, прежде всего, следует отнести правильный выбор температурных режимов. Для более равномерного распределения температуры во время сварки и наплавки деталь вначале подогревают до 200–300° С. После окончания сварки или наплавки такие детали устанавливают в термостаты, где происходит их медленное охлаждение. Термостат может представлять собой металлический ящик с плотно закрывающейся крышкой, в котором исключается любое движение воздушной массы и обеспечивается равномерное охлаждение детали по всей поверхности. Появление трещин можно предотвратить также правильным выбором порядка нанесения валиков при наплавке или же выбором определенной схемы заполнения разделки шва.
Наиболее эффективной металлургической мерой предотвращения трещин является правильный выбор присадочного металла. Лучшей в этом отношении присадочной проволокой является проволока типа Св-АК5.
Для производства наплавочных и сварочных работ на деталях из алюминиевого сплава широко применяются специализированные электросварочные установки типа УДАР, с помощью которых производится сварка или наплавка неплавящимся электродом в среде защитного газа переменным током.
Существуют установки УДАР-300 и УДАР-500, у которых соответственно номинальный сварочный ток 300 и 500 А. В настоящее время промышленность выпускает более совершенные установки типов УДГ-300 и УДГ-500. Установка УДАР-300 состоит из источника питания (трансформатора с дросселем), шкафа управления, головок и газового баллона с редуктором. Однофазный понижающий трансформатор служит для получения напряжения 60–65 В, необходимого для возникновения и поддержания электрической дуги. В момент горения дуги при сварочном токе 300 А напряжение дуги 17–18 В, при токе 100 А – 25 В.
Дроссель насыщения служит для регулирования сварочного тока. Он имеет две ступени регулирования, переключение которых производится путем перестановки перемычек на доске зажимов дросселя. В пределах каждой ступени регулирование тока плавное.
В шкафу управления размещены основные узлы электрической схемы установки, важнейшими из которых являются:
стабилизатор горения дуги–устройство, обеспечивающее устойчивое горение дуги; сварочный контактор для подключения первичной обмотки сварочного трансформатора к сети;
Феррорезонансный стабилизатор напряжения, обеспечивающий надежную работу стабилизаторов горения дуги при понижении напряжения сети;
Осциллятор предназначен для возбуждения дуги без замыкания электрода на деталь;
Батарея конденсаторов, включенная последовательно в сварочную цепь, для компенсации постоянной составляющей сварочного тока;
Газовый клапан, который обеспечивает подачу аргона в зону дуги за 0,15 – 3,8 с до начала сварки и прекращение подачи аргона после окончания сварки через 2–5,5 с.
Установка УДАР-300 имеет сварочные головки двух размеров, УДАР-500 – трех размеров, рассчитанные на сварку различным током. На практике указанных типоразмеров головок недостаточно для наплавки и сварки деталей сложной конфигурации. Появляется необходимость в изготовлении горелок специальных типов и размеров.
Схема установки удар
Головки представляют собой металлический корпус, в котором укрепляется цанга для зажима вольфрамового электрода. Цанги делаются съемными для установки электродов различного диаметра (от 2,1 до 6,1 мм). На корпус надевают керамическое кристаллокорундовое сопло. Сопла также съемные с различным внутренним диаметром для прохода вольфрамового электрода и аргона. К корпусу прикреплена полая рукоятка, изолированная от токоведущих частей и от корпуса. Внутри рукоятки проходят резиновые шланги для подвода и отвода охлаждающей воды, а также токопровод.
Подготовка к сварке деталей и сварочной проволоки сводится к удалению с их поверхности окисной пленки, влаги, загрязнений.
Присадочная проволока разматывается из бухты и разрезается на стержни необходимой длины. После этого очищается от консервационной смазки в горячей воде (температура 80–90° С), затем производится ее химическая обработка по следующей технологии:
Схема горелки
а) травление в 5-процентном растворе каустической соды NaOH при 60°С в течение 2 мин:
б) промывка в холодной воде в течение 20 мин;
в) осветление в 15-процентном растворе азотной кислоты при 60-65°С в течение 2 мин;
г) промывка в теплой воде, затем в холодной проточной воде;
д) сушка при температуре не ниже 60°С до полного удаления влаги.
Очищенную проволоку можно брать только в чистых рукавицах, чтобы не загрязнить и не нанести на поверхность проволоки жировых пятен.
Химически обработанная и высушенная сварочная проволока не всегда может быть сразу же использована для наплавки и сварки. Со временем она покрывается все более толстым слоем окисной пленки, что недопустимо, поэтому хранить ее необходимо в специальном плотно закрывающемся шкафу или ящике. Срок хранения обработанной проволоки диаметром 4-5 мм обычно устанавливается до трех суток.
Поверхность алюминиевых деталей под наплавку желательно обрабатывать химическим путем подобно обработке сварочной проволоки. Если же это не выполнимо, то можно применить и механический способ. Поверхность деталей при этом предварительно протирают ацетоном или уайт-спиритом до полного удаления жировых остатков, а затем очищают в зависимости от габаритов и конфигурации деталей обработкой на станке или вручную с помощью металлических щеток и шаберов.
Технология разделка трещин при сварке деталей из алюминиевых сплавов аналогична технологии при разделке трещин в стальных деталях. Форма разделки должна быть со скругленными кромками. Предпочтение следует отдавать двусторонней разделке трещин. Трещины в стенках деталей толщиной до 6 мм заваривают без разделки.
Приступая к наплавке или сварке, необходимо прежде всего установить режим сварочного тока и подготовить сварочную головку. При наплавке толстостенных деталей сварочный ток устанавливают 250 – 300 А, тонкостенных 130 – 180 А и менее. В процессе наплавки ток корректируется.
Диаметр вольфрамового электрода выбирают в зависимости от применяемой силы сварочного тока. При силе тока 50 – 150 А применяют электрод диаметром 2–3 мм; при 150 – 210 А – 4 мм и при 210 – 300 А – 5–6 мм. Вольфрамовый электрод зажимают в цанге головки таким образом, чтобы вылет его от кромки сопла составлял 3–6 мм в зависимости от диаметра электрода.
При наплавке ось головки должна быть наклонена в сторону, противоположную направлению наплавки на угол 15-20°. Угол между осью вольфрамового электрода и присадочным прутком должен составлять примерно 90°.
Наплавку производят таким образом, чтобы каждый предыдущий валик находился в зоне действия защитного газа.
При заварке глубоких трещин возникает необходимость многослойного наложения швов. В этом случае для предотвращения возникновения несплошностей в сварочном шве следует каждый предыдущий валик тщательно очищать металлической щеткой от окисной пленки и шлаковых отложений.
При восстановлении алюминиевых деталей наплавкой валики наплавляемого слоя нужно располагать таким образом, чтобы уменьшить деформацию восстанавливаемой детали.
Контроль качества сварки осуществляется внешним осмотром, лабораторными испытаниями образцов, гидравлическим испытанием.
Хромирование. Хромирование занимает преимущественное место из числа известных методов восстановления деталей, так как дает возможность одновременно с восстановлением размеров повысить надежность работы и срок службы деталей.
Хромирование производится в ванне, имеющей двойные стенки, промежуток между которыми заполнен паро-водяной смесью для поддерживания требуемой температуры электролита. Для удаления газов и паров предусмотрена бортовая вентиляция. Внутренние стенки ванны футеруются свинцом или винипластом. Ввиду низкой теплопроводности винипласта обогрев и охлаждение электролита осуществляются с помощью змеевика из свинцовых или титановых труб.
Схема дуговой наплавки в среде аргона
5. Проверки при монтаже
На верхний корпус гидропередачи устанавливают привод реверса и режимов (сервоцилиндры). Ставят фиксирующие цилиндрические штифты, сервоцилиндры закрепляют на корпусе болтами, которые стопорят проволокой. Установив привод реверса и режима на гидропередаче, производят: 1) регулирование выхода подвижной муфты; 2) регулирование механической блокировки; 3) проверку работы фиксаторов; 4) испытание сервоцилиндров сжатым воздухом.
Регулирование выхода муфты включает в себя две основные операции: 1) проверку биения шейки вала при включенных режимах; 2) нанесение контрольных рисок положения муфты в нейтрали и во включенном положении.
Биение шейки вала проверяют так. Окружность муфты и вала разбивают на четыре равные части и наносят карандашом риски. Устанавливают магнитную стойку с индикаторной головкой в положение 0 и подводят ножку индикатора к поверхности шейки вала. Поворачивая муфту через шестерню, проверяют биение в четырех положениях вала через каждые 90°, а затем поворачивают на такой же угол вал. При каждом повороте на 90° риски вала и муфты должны совпадать.