Обезжиривание и травление

Выбор рационального способа ремонтной сварки и наплавки

Для правильной организации подготовки деталей к наплавке выполнения наплавочных работ необходимо после осмотра и за-меров износа деталей составить карту технологического процесса ремонта. В ней должны быть отображены причины и характер из-носа, условия работы деталей, объем работ, вид и способ наплавки, марка и диаметр электродов или проволок, режим и технология на-плавки, время на выполнение работ, последовательность операций, припуск на механическую обработку, необходимость предварительной и последующей термической обработки.

В первую очередь необходимо обосновать выбор способа на-плавки. При выборе способа восстановления изделия, а также повышения его износостойкости следует учитывать особенности способов наплавки и применимость их к восстановлению тех или иных деталей. Особое внимание при выборе материала наплавки следует уделять тем свойствам наплавленного металла, которые наиболее характерны для работы детали, чтобы прочность и износостойкость ее была не ниже по сравнению с ненаплавленной деталью. Целесообразность применения какого-либо способа наплавки определяется и экономической эффективностью для каждого конкретного способа, для каждой детали. Если принять среднюю стоимость ручной дуговой наплавки за 100 %, то автоматическая наплавка под флюсом составит 74 %, вибродуговая наплавка

 

– 82 %. В значительной степени выбор способа наплавки (ручная или автоматическая) определяется однотипностью и массовостью восстанавливаемых деталей.

 

Средняя стоимость восстановления ручной дуговой наплавкой составляет 25…35 % от стоимости изготовления новых деталей. При экономическом расчете выбора способа наплавки должны быть учтены следующие факторы: стоимость восстановления детали наплавкой по сравнению со стоимостью изготовления новой заготовки обычными методами (ковкой, литьем, штамповкой и т. д.); стоимость механической и термической обработки (до наплавки и после) по сравнению со стоимостью обработки новой детали из заготовки; качество выпускаемой продукции (в тех случаях, когда оно зависит от детали, подвергающейся наплавке); затраты на эксплуатацию и ремонты машины или агрегата за длительные периоды времени до и после применения наплавляемых деталей; изменение их производительности; влияние наплавки на расход дефицитных материалов; организация труда и механизации наплавочных работ. Особого внимания при выборе рационального способа наплавки требует электросварочное оборудование. Некоторые металлы и сплавы можно наплавлять только определенным способом. Многие способы наплавки требуют специализированного оборудования.

На выбор способа наплавки оказывают влияние размеры и кон-фигурация деталей, производительность и доля основного металла в наплавленном слое. Несмотря на невысокие показатели по произ-водительности, ручная дуговая наплавка (РДН) штучными электро-дами является наиболее универсальным способом, пригодным для наплавки деталей различных сложных форм, и может выполняться во всех пространственных положениях. Для наплавки используют электроды диаметром 3…6 мм. При толщине наплавленного слоя до 1,5 мм применяются электроды диаметром 3 мм, а при большей тол-щине – диаметром 4…6 мм. Для обеспечения минимального про-плавления основного металла при достаточной устойчивости дуги плотность тока составляет 11…12 А/мм2. Основными достоинствами РДН являются универсальность и возможность выполнения слож-ных наплавочных работ в труднодоступных местах. Для выполнения РДН используется обычное оборудование сварочного поста.

К недостаткам РДН можно отнести относительно низкую про-изводительность, тяжелые условия труда из-за повышенной за-газованности зоны наплавки, а также сложность получения необ-ходимого качества наплавленного слоя и большое проплавление основного металла.

Очистка деталей

 

В большинстве случаев детали, поступающие в ремонт, сильно загрязнены,­ замаслены, покрыты ржавчиной или краской. Поэтому они должны быть предварительно очищены механическим путем или промывкой,­ а затем рассортированы по виду и степени износа.

 

Очистка может быть нескольких уровней:

макроочистка,

• микроочистка,

 

• активационная очистка.

 

Приведенные уровни очистки отличаются массой остаточных загрязнений. Процесс удаления с поверхности наиболее крупных частиц, мешающих разборке, дефектации и механической обработке, является макроочисткой. Удаление загрязнений от масла, остатков эмульсии, солей моющих растворов, пыли выполняется при микроочистке. Травление металла и очистка поверхности от остатков поверхностно-активных частиц, защитных пленок и посторонних веществ представляет собой активационную очистку, которую обычно выполняют при подготовке поверхностей деталей к хромированию, цинкованию и к другим видам электролитических покрытий.

 

Загрязнения с поверхностей деталей удаляют различными спо-собами. Так, широко применяют специальные моющие средства, которые удаляют жидкие и твердые загрязнения с поверхности,

а также синтетические моющие средства, растворы которых по мо-ющей способности в несколько раз превосходят растворы едкого натра и различных щелочных смесей. Растворами из синтетических моющих веществ можно очищать детали из черных, цветных и легких металлов и сплавов.

 

Удаляют загрязнения и с помощью растворителей – керосина, бензина, уайтспирита, дизельного топлива. В основном их исполь-зуют для очистки деталей и элементов масляных фильтров, блоков, каналов коленчатых валов, топливной аппаратуры, обезжиривания поверхностей от асфальтосмолистых загрязнений.

Очистку от нагара, накипи, коррозии можно осуществлять химическими, механическими, химико-термическими и иными способами. Стальные и чугунные детали от нагара можно очистить–48–химическим способом, который основан на использовании щелоч-ных растворов повышенной концентрации. Например, детали из алюминиевых сплавов обрабатывают в растворе, не содержащем каустической соды. На 3 часа их погружают в ванну с раствором при температуре 90 °С, затем размягченный нагар снимают метал-лическими щетками, после чего детали промывают в слабом ще-лочном растворе.

При очистке дробленой скорлупой фруктовых косточек поток сжатого воздуха, который движется с высокой скоростью, вместе

с косточковой крошкой подается на очищаемую поверхность под давлением 0,3…0,6 МПа, с силой ударяется о поверхность детали и разрушает нагар и другие загрязнения. Шероховатость поверхности детали при этом не изменяется, что важно для деталей из алюмини-евых сплавов, а также деталей и сборных единиц двигателей – шату-нов, головок блоков, коленчатых валов и др.

 

Внутренние поверхности охлаждающей системы двигателя очищают от накипи щелочными растворами. Карбонаты магния и кальция, содержащиеся в накипи, растворяются в соляной кислоте, а силикаты и сульфаты кальция и магния разрыхляются в щелочном растворе. Разрыхленный слой затем смывают водой.

 

Для очистки деталей от окалины, ржавчины, подготовки по-верхностей для окрашивания, нанесения гальванических и других покрытий, а также для различных отделочных операций английской фирмой Abrasives Development Limited разработан специальный процесс, использование которого позволяет обходиться без дорогих химикатов, применение которых часто требует дополнительной очистки поверхности. Сущность процесса заключается в том, что поверхности деталей подвергают бомбардировке твердыми части-цами, содержащимися в больших объемах циркулируемой в камере воды (обычно это частицы абразивов или стекла). Обработку детали производят в специальной камере при помощи пистолета, действу-ющего под высоким давлением. Регулируемая струя сжатого воздуха подается к пистолету, а от него распыленная суспензия направляется на деталь. Вода, в которой находятся очищающие частицы, служит своего рода «подушкой» между ними и поверхностью деталей и полностью предотвращает образование пыли. Таким образом, це-ликом устраняется вопрос техники безопасности, а также проблема загрязнения окружающей среды.

Пескоструйная обработка – это специальный технологический процесс механической очистки различных поверхностей от разного рода защитных покрытий, загрязнений, следов коррозии и т. д. Очистка производится за счет удара песчинок, разогнанных до большой скорости струей сжатого воздуха в специальной установке

и вылетающих через сопло, изготовленное из сверхпрочного мате-риала, с обрабатываемой поверхностью.

 

Преимущества пескоструйной обработки:

1) процесс более производителен по сравнению с обычной механи-ческой зачисткой;

2) позволяет обрабатывать участки и детали различных конструкций (внутренние поверхности), к которым ограничен доступ обыч-ным ручным или электроинструментом;

3) после пескоструйной обработки поверхность приобретает повы-шенные  адгезионные свойства;

4) относительная дешевизна применяемых материалов.

При газотермическом напылении прочность сцепления покрытия с деталью определяют силы механического зацепления за неровности поверхности (степень адгезии). В этой связи подлежащую напылению поверхность детали подвергают специальной обработке с целью получения максимальной шероховатости. Наиболее широкое применение для этих целей находит метод обработки деталей колотой дробью с острыми кромками и твердостью не менее 60 HRС. В специальных устройствах (дробеструйных пистолетах) частицы дроби (0,5…2,0 мм) сжатым воздухом разгоняются до 30…40 м/с. Этот поток частиц дроби направляется на предварительно обезжиренную поверхность детали. При соударении с деталью частицы дроби создают шероховатость Rz 40…160 мкм (в зависимости от твердости обрабатываемой поверхности). Дробеструйная обработка малогабаритных деталей осуществляется в стационарных камерах (рис. 1.2)

 

Рис. 1.2. Камера для дробеструйной обработки деталей

 

(стационарная)

 

 

Обезжиривание и травление

 

Обезжиривание деталей осуществляется в специальной ванне, содержащей раствор следующего состава:

• кальцинированная или каустическая сода – 100 грамм на один литр воды;

 

• мыло твёрдое – 30 грамм на один литр воды.

 

Обезжиривание ведётся при кипении раствора. После обезжи-ривания необходимо промыть детали в холодной проточной воде и охладить до комнатной температуры. Хорошо обезжиренная деталь должна полностью смачиваться водой. Если вода при промывке покрывает поверхность детали не полностью, а собирается каплями, то это указывает на недостаточное обезжиривание. При наличии на поверхности деталей толстого слоя смазки перед обезжириванием необходимо удалить её сухой ветошью.

Травление деталей должно осуществляться в специальной ван-не в вытяжном шкафу.

Для приготовления раствора в отмеренное количество воды влить ингибированную соляную кислоту; воду в кислоту лить нельзя, так как это может привести к разбрызгиванию кислоты и сильным ожогам. Температура травильного раствора и погруженных

в него деталей должна быть в пределах до 30 °C. Время выдержки деталей в травильной ванне устанавливается опытным путём; в зави-симости от состава ванны, степени поражения ржавчиной поверх-ности очищаемых деталей и состава металла время выдержки может колебаться от 20 минут до 3 часов. По истечении установленного времени травления вынуть детали из травильного раствора и тща-тельно промыть в ванне с холодной проточной водой, после чего от-править детали на промывку в растворе пассиваторов или на ремонт и оксидирование.При травлении сильно заржавевших деталей следует раство-рять только часть ржавчины, так как оставшаяся ржавчина от действия кислоты сильно разрыхляется и может быть снята щет-кой и смыта водой.