Восстановление изношенных валов наплавкой под слоем флюса (или в среде CO2): технология и контроль геометрии. Восстановление реальной (пусть и старой) детали до чертёжного размера

Содержание

Введение
1⠄Теоретические основы восстановления изношенных валов наплавкой
1⠄1⠄Характер износа валов и анализ дефектов, подлежащих восстановлению
1⠄2⠄Сущность процессов наплавки под слоем флюса и в среде CO2
1⠄3⠄Выбор сварочных материалов и режимов для обеспечения требуемых свойств $$$$$$$$$$$$$ $$$$
2⠄$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ восстановления $$$$ и $$$$$$$$ $$$$$$$$$
2⠄1⠄$$$$$$$$$$ $$$$$$, $$$$$ $$$$$$$$$$$$ и $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ восстановления
2⠄2⠄$$$$$$$$$$ наплавки $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$
2⠄3⠄$$$$$$ и $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$
$$$$$$$$$$
$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$

Введение

Эксплуатация и ремонт деталей машин и механизмов являются неотъемлемой частью современного промышленного производства, где вопрос ресурсосбережения и продления срока службы оборудования приобретает первостепенное значение. В условиях постоянного роста стоимости материалов и энергоносителей, а также ужесточения требований к экологической безопасности, восстановление изношенных деталей становится экономически и технологически оправданной альтернативой их замене. Особое место среди таких деталей занимают валы — ответственные элементы трансмиссий, приводов и исполнительных механизмов, от геометрической точности и физико-механических свойств которых напрямую зависит надёжность и долговечность всей машины. Восстановление валов, утративших свои первоначальные размеры в результате абразивного, усталостного или коррозионного износа, методами наплавки под слоем флюса или в среде углекислого газа (CO₂) представляет собой высокоэффективный способ возвращения детали к чертёжным параметрам с минимальными затратами времени и материалов.

Актуальность темы данной курсовой работы обусловлена несколькими факторами. Во-первых, наплавка под флюсом и в среде CO₂ являются одними из наиболее производительных и доступных методов сварки, позволяющих наносить слои металла значительной толщины с высокой скоростью. Во-вторых, эти технологии обеспечивают получение наплавленного металла с заданными механическими свойствами (твёрдостью, износостойкостью), что часто превосходит характеристики исходного материала. В-третьих, восстановление валов до номинальных размеров снижает потребность в изготовлении новых деталей, что сокращает производственный цикл и уменьшает количество отходов. Наконец, современные тенденции в машиностроении требуют не только качественного восстановления, но и строгого контроля геометрии восстановленных поверхностей, что делает тему особенно значимой для практики ремонтного производства.

Проблематика исследования заключается в противоречии между высокой производительностью процессов наплавки и необходимостью обеспечения точности геометрических параметров восстановленного вала. Наплавка, будучи термическим процессом, неизбежно вызывает деформации, коробление и изменение структуры металла в зоне термического влияния. Кроме того, неравномерность износа по длине вала, выбор оптимальных режимов (силы тока, скорости подачи проволоки, шага наплавки) и состава защитной среды требуют научно обоснованного подхода. Не $$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$, $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$ и $$$$$$$$ $$$$$.

$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$. $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$ $$$$$ $$$$$ ($$$ $ $$$$$ $$$) $ $$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$.

$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$ $$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$ $$$$$ $$$$$ ($$$ $ $$$$$ $$$) $ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$.

$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$:
$. $$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$-$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$, $$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$ $$$$$$ $ $$$$$$$, $$$$$$$$$$$ $$$ $$$$$$ $$$$$$.
$. $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$ $$$$$ $$$$$ $ $ $$$$$ $$$, $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$.
$. $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$, $$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$, $$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$, $$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$.
$. $$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$ $$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$, $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$.
$. $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$.

$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$: $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$, $$$$$$, $$$$$$$$$ $$$$$$, $ $$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$. $$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$. $$$$$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$, $$$$$$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$.

$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$$ $$ $$$$$$$$$$ $$$$$$ $ $$$$$$$$, $$$$$$$ $$$$$$ $$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ ($$$$$$$$, «$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$», «$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$»), $ $$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ ($$$$) $ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$, $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$ $$$$$$$$ $$ $$$$$$$$.

Характер износа валов и анализ дефектов, подлежащих восстановлению

Валы, как одни из наиболее ответственных и нагруженных деталей машин, в процессе эксплуатации подвергаются воздействию комплекса разрушающих факторов, приводящих к утрате первоначальных геометрических параметров и эксплуатационных свойств. Понимание природы и механизмов износа является фундаментальной основой для выбора рационального способа восстановления, назначения технологических режимов наплавки и последующей механической обработки. В современной ремонтной практике принято выделять несколько основных видов износа, характерных для валов различного функционального назначения.

Наиболее распространённым видом является абразивный износ, возникающий при трении поверхности вала о частицы твёрдых материалов, попадающие в зону контакта из внешней среды или являющиеся продуктами износа сопряжённых деталей. Абразивный износ проявляется в виде рисок, царапин, канавок и общего уменьшения диаметра вала на участках, контактирующих с уплотнениями, подшипниками скольжения или рабочими органами машин [12]. Интенсивность абразивного износа зависит от твёрдости и размера абразивных частиц, скорости скольжения и давления в зоне контакта. Согласно исследованиям, проведённым в последние годы, наибольший износ наблюдается в зонах установки сальниковых уплотнений и в местах посадки подшипников качения при нарушении герметизации узла.

Значительную долю отказов валов составляет усталостный износ, связанный с циклическим характером нагружения. В зонах концентрации напряжений — галтелях, шпоночных пазах, резьбовых участках — происходит накопление микроповреждений, которые при достижении критического уровня приводят к образованию трещин. Усталостные трещины, как правило, зарождаются на поверхности или в приповерхностном слое металла и распространяются вглубь детали, что в конечном итоге может вызвать хрупкое разрушение вала. Особенно опасен усталостный износ для валов, работающих в условиях знакопеременных нагрузок, например, в трансмиссиях транспортных средств и приводах прокатных станов [13]. Характерными признаками усталостного повреждения являются матовая зона развития трещины и блестящая зона долома.

Коррозионный износ представляет собой химическое или электрохимическое разрушение поверхности вала под воздействием агрессивной среды. В зависимости от условий эксплуатации различают газовую коррозию (окисление при высоких температурах) и жидкостную коррозию (воздействие кислот, щелочей, морской воды). Коррозия может проявляться в виде равномерного поражения поверхности, питтингов (точечных углублений) или межкристаллитного разрушения. Особое значение коррозионный износ приобретает для валов, работающих в химической, нефтегазовой и пищевой промышленности, а также в судовых механизмах. Следует отметить, что коррозионные повреждения часто усугубляют абразивный и усталостный износ, создавая концентраторы напряжений и снижая усталостную прочность детали.

Помимо перечисленных видов износа, в практике ремонта нередко встречаются дефекты механического происхождения: задиры, забоины, вмятины, $ $$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ ($$$$$, $$$$$$$$$$$) $$$$$, $$$$$$$$$$$ в $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$, $$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$. $$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$ в $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$, $$$ $$$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$. $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$, $$$ $$$$$$$, $$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$.

$$$$$$ $$$$$$$$, $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$, $$$$$$$$$$$$ $$ $$$$$$$$$$$$$ $$ $$$$$$$ $$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$. $ $$$$$ $$$$$$ $$$ $$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$ $$ $$$$$$$$$ ($$$$$$$) $ $$$$$$$$$$$. $ $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$, $$$$$$$, $$$$$$$$$$$$ $$$$, $$$$$$$$, $$$$$$$ $$$$$$$ $$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ ($$$$$$ $$ $-$ $$). $$$$$ $$$$$$$ $$$$$ $$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$. $$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$ ($$$$$$$$, $$ $$$$ $$$$$ $$$$$ $$$ $$$$$$$$$), $ $$$$$ $$$$$, $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$. $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$ $$$$$$$ $$ $$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$.

$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$ $$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$. $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$, $$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$, $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$, $$$$$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$. $$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$. $$$$$$$ $$$$$$$$$, $$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$ $ $$$$$$$, $$$$$$$$$$$ $-$ $$ $$ $$$$$$$, $$$$$ $$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$-$$ $$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$ $$$$$$$$$$.

$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$. $$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$, $$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$, $ $$$$$ $$ $$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$. $$$ $$$$$, $$$$$$$$$$$$$ $$ $$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$ ($$$$$$$$, $$$$$ $$, $$$), $$$$$$$$ $$$ $$$$$ $$$$$ $$$ $ $$$$$ $$$ $$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$. $$$$$$ $$$ $$$$$ $$ $$$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$, $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$. $ $$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$ $$$$$$$$, $$$$$$$$ $$$ $$$$$$$, $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ [$$].

$$$$$ $$$$$$$, $$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$ $ $$$$$ $$$$$$$$, $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$, $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$, $$$$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$ $$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$.

Помимо абразивного, усталостного и коррозионного износа, значительное влияние на работоспособность валов оказывает износ при фреттинг-коррозии, который возникает в зонах посадок с натягом (например, под ступицами зубчатых колёс, шкивов, муфт) при наличии микроперемещений контактирующих поверхностей под действием знакопеременных нагрузок. Фреттинг-коррозия проявляется в виде образования на поверхности вала характерных углублений (каверн), заполненных продуктами износа в виде мелкодисперсных оксидов. Данный вид повреждения особенно опасен тем, что он не только уменьшает диаметр вала, но и инициирует зарождение усталостных трещин, значительно снижая предел выносливости детали. Исследования последних лет показывают, что глубина фреттинг-повреждений на валах, эксплуатировавшихся в тяжёлых условиях (горнорудное оборудование, транспорт), может достигать 0,5-1,0 мм, что требует обязательного удаления дефектного слоя перед наплавкой.

Ещё одним распространённым видом дефекта является износ шпоночных пазов и шлицевых соединений. Шпоночные пазы в процессе работы испытывают значительные контактные напряжения, приводящие к смятию и износу как боковых граней, так и дна паза. Восстановление шпоночных пазов, как правило, осуществляется наплавкой с последующим фрезерованием или протягиванием. Шлицевые валы, особенно с эвольвентным профилем, подвержены износу по боковым поверхностям зубьев, что приводит к увеличению зазора в соединении и появлению вибраций. Характер износа шлицевых валов часто носит неравномерный характер: наибольший износ наблюдается на участках, прилегающих к торцам шлицевой части, что связано с перекосом сопряжённой детали.

Важным аспектом анализа дефектов является оценка их взаимного влияния. В реальных условиях эксплуатации вал, как правило, имеет не один, а несколько различных видов повреждений, локализованных на разных участках. Например, на шейке вала под подшипник качения может наблюдаться комбинация абразивного износа и фреттинг-коррозии, а на участке под сальниковое уплотнение — абразивный износ, усугублённый коррозионным воздействием. Комплексный характер повреждений требует системного подхода к дефектации и разработке технологического маршрута восстановления, предусматривающего устранение всех выявленных дефектов.

Методология дефектации валов, подлежащих восстановлению, базируется на применении методов неразрушающего контроля. Визуальный контроль позволяет выявить поверхностные дефекты: трещины, задиры, коррозионные поражения, следы перегрева. Измерительный контроль с использованием штангенциркулей, микрометров и нутромеров даёт количественную оценку величины износа и позволяет определить припуск на обработку. Для выявления скрытых дефектов, таких как внутренние трещины, расслоения и неметаллические включения, применяются методы ультразвуковой дефектоскопии и капиллярного контроля (цветная дефектоскопия). Особое внимание уделяется контролю твёрдости материала вала, так как снижение твёрдости в процессе $$$$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ в $$$$$$$, $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ [$$].

$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$. $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$: $$$$$$$$ $$$$$$ ($$ $$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$, $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$), $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$, $ $$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$. $ $$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ ($$$$$$$$, $$$$$$$$ $$$$$$ $$$ $$$$$$, $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$), $$$ $$$$$$$$ $$$$$$.

$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$. $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$-$$$$$$$$$$$$$ $$$$$ $ $$-$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$, $$ $$$$$$ $$$$$$$ $$$$$ $$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$. $$$$$$ $ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$. $$$$$ $$$$$$$$$$$, $$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$.

$$$$$ $$$$$$$, $$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$ $ $$$$$ $$$$$$$$ $$$$$, $$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$, $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$. $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$ $$$$$$$$$$$, $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$ $$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$, $$$$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$. $$$$$$ $$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$, $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ [$]. $$$$$$$$$$$ $$$$$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$$, $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$, $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$.

Сущность процессов наплавки под слоем флюса и в среде CO₂

Наплавка представляет собой технологический процесс нанесения слоя металла на поверхность детали с целью восстановления её геометрических размеров и придания требуемых эксплуатационных свойств. В ремонтном производстве наибольшее распространение получили два способа дуговой наплавки: под слоем флюса и в среде углекислого газа (CO₂). Каждый из этих способов имеет свои физико-химические особенности, определяющие область их рационального применения, производительность, качество наплавленного металла и экономическую эффективность.

Наплавка под слоем флюса является одним из наиболее производительных и стабильных процессов, применяемых для восстановления валов значительных диаметров и длины. Сущность процесса заключается в том, что электрическая дуга горит между электродной проволокой и поверхностью детали под слоем сыпучего флюса, который подаётся в зону сварки из бункера. Под действием тепла дуги флюс расплавляется, образуя шлаковую ванну, которая защищает расплавленный металл от воздействия атмосферного воздуха, предотвращая окисление и азотирование. По мере остывания шлак затвердевает и легко удаляется с поверхности наплавленного валика. Важной особенностью процесса является то, что дуга горит в газовом пузыре, образованном парами флюса и газами, выделяющимися при его плавлении, что обеспечивает высокую стабильность процесса и минимальное разбрызгивание металла.

Преимущества наплавки под слоем флюса включают высокую производительность (до 10-15 кг/ч наплавленного металла), возможность получения толстослойных покрытий (до 5-7 мм за один проход), хорошее формирование валика и высокое качество наплавленного металла. Кроме того, процесс позволяет использовать сварочные токи большой величины (до 1000-1500 А), что обеспечивает глубокое проплавление основного металла и надёжное соединение наплавленного слоя с деталью. Важным достоинством является также снижение расхода электроэнергии на единицу наплавленного металла по сравнению с ручной дуговой сваркой. В последних работах российских исследователей отмечается, что применение легированных флюсов позволяет получать наплавленный металл с заданными механическими свойствами, в том числе с повышенной твёрдостью и износостойкостью [6].

Однако процесс наплавки под слоем флюса имеет и определённые ограничения. К ним относятся: сложность выполнения наплавки в вертикальном и потолочном положениях, необходимость тщательной подготовки кромок и поддержания постоянного вылета электрода, а также повышенное тепловложение в деталь, что может приводить к значительным деформациям. Кроме того, для валов малого диаметра (менее 30-40 мм) применение наплавки под слоем флюса затруднено из-за опасности прожога и стекания жидкого металла. Выбор флюса и электродной проволоки осуществляется в зависимости от материала вала и требуемых свойств наплавленного слоя. Наиболее распространёнными являются плавленые флюсы марок АН-348А, ОСЦ-45, а также керамические флюсы, обеспечивающие дополнительное легирование наплавленного металла.

Наплавка в среде углекислого газа (CO₂) является альтернативным способом, получившим широкое распространение благодаря своей универсальности, доступности и относительно низкой стоимости защитного газа. Сущность процесса заключается в том, что электрическая дуга горит между электродной проволокой и $$$$$$$ в $$$$$ углекислого газа, $$$$$$$ $$$$$$$$ в $$$$ $$$$$$ $$$$$ $$$$$ $$$$$$$. $$$$$$$$$$ $$$, $$$$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$, $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$ $$$$$$$ $$$ и $$$$$$$$, $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$, $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$ и $$$$$$$$ $$ $$$$$$$. $$$ $$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$, что $$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ ($$$$$$$, $$$$$$$$) в $$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$.

$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$ $$$ $$$$$$$$: $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$ $$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$, $$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$ $ $$$$$$$$$ $$$$$, $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$, $$$ $$$$$$$ $$$$ $$$$$$$$$$, $ $$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$. $$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$ $$ $,$ $$ $-$ $$ $$ $$$$ $$$$$$, $$$ $$$$$$ $$$ $$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$, $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$. $$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$, $$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$.

$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$ $$$ $$$$$ $$$$$$$: $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$, $$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$, $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$ $ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$, $ $$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$. $$$$$ $$$$, $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$ $$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$ $$$ $$$$$ $$$$$, $$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$. $$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$ $$$$$$$$, $$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$, $$$$$$$$ $ $$$$$ $$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$.

$$$$$ $$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$: $$$$$$$ $ $$$$$ $$$$, $$$$$$$$ $ $$$$$$$$ $$$$$$, $$$$$$$$ $$$$$$, $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$, $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$. $$$ $$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ ($$$$$ $$$-$$$ $$) $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ ($$$$$ $-$ $$ $$ $$$$$$$) $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$ $$$$$ $$$$$, $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$. $$$ $$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$ $$$$$$$$, $ $$$$$ $$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$ $$$, $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $ $$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$ [$$].

$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$ $$ $$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$. $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$ $$$$$$ $ $$$$$$$$$ $$$$$$$$, $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$. $$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$, $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$. $$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$, $$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$, $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$, $ $$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$ $$$$$$. $$$$$ $$$$$$$, $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$ $$$$$ $$$$$ $ $ $$$$$ $$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$ $$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$.

Принципиальное значение для понимания сущности обоих процессов имеет анализ тепловых и металлургических явлений, протекающих в зоне наплавки. В процессе наплавки под слоем флюса тепловой поток от дуги распределяется более равномерно, что обусловлено наличием шлаковой ванны, аккумулирующей тепло. Это способствует формированию более пологой формы проплавления основного металла и снижению термического цикла на деталь. В результате зона термического влияния (ЗТВ) при наплавке под слоем флюса, как правило, шире, но перепад температур по сечению детали менее резок, что снижает риск образования трещин в закаливающихся сталях. Металлургические процессы под флюсом протекают в условиях интенсивного взаимодействия расплавленного металла со шлаком, что позволяет эффективно удалять серу, фосфор и другие вредные примеси, а также легировать наплавленный металл через флюс.

В отличие от этого, при наплавке в среде CO₂ дуга имеет более концентрированный характер, что приводит к локальному перегреву и более глубокому проплавлению основного металла. Зона термического влияния при этом сужается, но скорость нагрева и охлаждения металла возрастает, что может вызывать образование закалочных структур в сталях с повышенным содержанием углерода. Металлургические процессы в среде CO₂ характеризуются активным окислением легирующих элементов, что требует обязательного введения раскислителей в состав сварочной проволоки. Так, для наплавки в среде CO₂ применяются проволоки марок Св-08Г2С, Св-08ГСМТ и другие, содержащие повышенное количество кремния и марганца, которые связывают кислород и предотвращают образование пор в наплавленном металле [14].

Важным аспектом, определяющим выбор способа наплавки, является формирование геометрии наплавленного валика. При наплавке под слоем флюса, благодаря наличию шлаковой корки, валик получается с плавными переходами к основному металлу и минимальной высотой усиления. Это облегчает последующую механическую обработку и снижает расход электродной проволоки. При наплавке в среде CO₂ формирование валика в большей степени зависит от режимов процесса (силы тока, напряжения дуги, скорости подачи проволоки и скорости наплавки). Неправильный выбор режимов может привести к образованию подрезов, наплывов и неравномерной высоте валика, что потребует увеличения припуска на обработку.

Следует также отметить, что оба способа наплавки могут быть реализованы в автоматическом или полуавтоматическом режиме. Автоматическая наплавка под слоем флюса, как правило, осуществляется на специализированных наплавочных станках, оснащённых механизмами вращения детали и продольного перемещения сварочной головки. Автоматическая наплавка в среде CO₂ может выполняться как на аналогичном оборудовании, так и с использованием промышленных роботов, что обеспечивает высокую гибкость и точность процесса. В современных ремонтных производствах всё большее распространение получают комбинированные технологии, предусматривающие использование наплавки под слоем флюса для чернового восстановления (нанесения основного объёма металла) и наплавки в среде CO₂ для чистовых слоёв, обеспечивающих требуемую точность геометрии.

Экономическая эффективность применения того или иного способа наплавки определяется комплексом факторов: стоимостью расходных материалов (флюс, проволока, газ), производительностью процесса, трудоёмкостью последующей механической обработки и коэффициентом использования материала. Наплавка под слоем $$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$ коэффициентом наплавки ($$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$), $$$$$$$$$$$ $,$$-$,$$, $$$$$ $$$ $$$ наплавки $ $$$$$ $$$ $$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $,$$-$,$$ $$-$$ $$$$$$ $$ $$$$$$$$$$$$$$. $$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$ $$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$, $$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$$$$$. $$$$$ $$$$$$$$$$$$ способа наплавки $$$$$$$ $$$$$$$-$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$.

$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$. $$$ $$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$, $$$ $$$$, $$$$$$$$ $$$$$$$$$, $$$$$$$ $ $$$$$$$$$. $$$ $$$$$$$$ $$$ $$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$: $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$, $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$, $$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$ ($$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$). $$$ $$$$$$$$ $ $$$$$ $$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$$: $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$, $$$$$$$ $$$$$$$$$$, $$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$, $ $$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $ $$$$$$. $ $$$$$$$$$ $$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$, $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$ ($$$ $$$$$$$$ $$$ $$$$$$), $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ ($$$$$$$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$$$$$$) $$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ [$$].

$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$ $$$$$ $$$$$ $ $ $$$$$ $$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$ $ $$$, $$$ $$$ $$$$$$$ $$$$$ $$$$ $$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$, $ $$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$, $$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$ $$$$$$, $ $$$$$ $$$$$$$-$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$. $$$$$$$$ $$$ $$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$, $$$$$ $$$ $$$$$$$$ $ $$$$$ $$$ $$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$ $$$$$$$, $$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$ $$$$$$$$, $ $$$$$ $$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$. $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$-$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$, $$$$$$$$$$$ $$$ $$$$$$ $$ $$$$$$$$, $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$, $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$. $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$, $$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$, $$$ $ $$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$ [$].

Выбор сварочных материалов и режимов для обеспечения требуемых свойств наплавленного слоя

Качество восстановленного вала, его долговечность и соответствие чертёжным размерам в значительной степени определяются правильным выбором сварочных материалов и режимов наплавки. Данный этап технологической подготовки производства является ключевым, поскольку именно он закладывает основы для получения наплавленного слоя с заданными механическими свойствами, структурой и геометрическими параметрами. При выборе материалов и режимов необходимо учитывать комплекс взаимосвязанных факторов: материал и термическую обработку восстанавливаемой детали, величину и характер износа, условия последующей эксплуатации вала, а также технико-экономические показатели процесса.

Основными сварочными материалами при наплавке под слоем флюса являются электродная проволока и флюс. Выбор марки электродной проволоки осуществляется исходя из требуемого химического состава и механических свойств наплавленного металла. Для восстановления валов из углеродистых и низколегированных сталей наиболее широко применяются проволоки марок Св-08А, Св-08ГА, Св-10Г2, обеспечивающие получение наплавленного металла с твёрдостью 150-220 НВ. При необходимости повышения износостойкости используют легированные проволоки марок Нп-30ХГСА, Нп-40Х, Нп-65Г, а также порошковые проволоки, позволяющие получать наплавленный слой с твёрдостью до 400-500 НВ. В последние годы всё большее распространение получают проволоки с добавлением бора, ванадия и титана, обеспечивающие дисперсионное упрочнение наплавленного металла [5].

Флюс выполняет несколько функций: защиту расплавленного металла от воздействия атмосферы, стабилизацию горения дуги, легирование и рафинирование наплавленного металла. Выбор марки флюса зависит от состава проволоки и требований к наплавленному слою. Плавленые флюсы марок АН-348А, ОСЦ-45, АН-60 являются универсальными и обеспечивают хорошее формирование шва при наплавке углеродистых и низколегированных сталей. Керамические флюсы, такие как ЖСН-1, позволяют дополнительно легировать наплавленный металл через шлаковую фазу, что даёт возможность получать слои с повышенной твёрдостью и износостойкостью без замены проволоки. Важным требованием к флюсу является его низкая гигроскопичность, так как повышенная влажность приводит к образованию пор и водородному охрупчиванию наплавленного металла. Перед использованием флюс обязательно прокаливают при температуре 300-400°С в течение 1-2 часов.

При наплавке в среде CO₂ основным сварочным материалом является электродная проволока. Наибольшее распространение для восстановления валов получила проволока марки Св-08Г2С, содержащая 0,8-1,1% кремния и 1,8-2,1% марганца, которые выполняют функцию раскислителей. Данная проволока обеспечивает получение наплавленного металла с твёрдостью 180-250 НВ и хорошей пластичностью. Для повышения износостойкости применяют проволоки марок Св-08ГСМТ (с добавками молибдена и титана), Св-10ХГ2СМА, а также порошковые проволоки ПП-АН-120, ПП-АН-125, позволяющие получать твёрдость до 350-450 НВ. Качество углекислого газа также имеет значение: газ должен соответствовать требованиям ГОСТ 8050-85, содержание влаги не должно превышать 0,05% [19].

После выбора сварочных материалов необходимо определить рациональные режимы наплавки, которые включают следующие основные параметры: силу сварочного тока, напряжение дуги, скорость подачи электродной проволоки, скорость наплавки (скорость перемещения дуги относительно детали), шаг наплавки (смещение горелки при наложении соседних валиков) и вылет электрода. Каждый из этих параметров оказывает существенное влияние на геометрию наплавленного слоя, глубину проплавления основного металла, долю основного металла в наплавленном, а также на структуру и свойства наплавленного металла.

Сила сварочного тока является одним из наиболее важных параметров, определяющих тепловложение в деталь и производительность процесса. При наплавке под слоем флюса сила тока обычно составляет 300-800 А в зависимости от диаметра проволоки (2-5 мм) и толщины наплавляемого слоя. Увеличение $$$$ тока $$$$$$$$ $ $$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$ и $$$$$$$$$$ $$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$ в $$$$$$$$$$$$, $$$ $$$$$ $$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$ и $$$$$$$$$$$$$$$. При наплавке в $$$$$ $$$ сила тока, $$$ $$$$$$$, $$$$$$$$$ в $$$$$$$$$ $$$-$$$ А $$$ $$$$$$$$ проволоки $,2-2,$ мм. $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$ тока $$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$, $$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$ и $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$ $$$$$$$$ и $$$$$$$$.

$$$$$$$$$$ $$$$ $$$$$$ $$ $$$$$$ $ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$, $ $$$$$ $$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$. $$$ $$$$$$$$ $$$ $$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$ $$-$$ $, $$$ $$$$$$$$ $ $$$$$ $$$ — $$-$$ $. $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$ $ $$$$$$$$ $$$ $$$$$$, $$$ $$$$$ $$$$ $$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$. $$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$. $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$.

$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$ $$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$. $$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$ $$-$$$ $/$ $$$ $$$$$$$$ $$$ $$$$$ $$$$$ $ $$$-$$$ $/$ $$$ $$$$$$$$ $ $$$$$ $$$. $$$$$, $$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$ $$$$, $$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$. $$$$$$$$ $$$$$$$$ ($$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$) $$$$$$ $$$$$$$$$$ $$-$$ $/$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$, $$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$ $$ $$$$ $$$$$$.

$$$ $$$$$$$$ ($$$$$$$$ $$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$) $$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$ $$$$$$ $$$$$$ $$$$$$ $ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$. $$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$ $,$-$,$ $$ $$$$$$ $$$$$$, $$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$ $$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$$. $$$$$ $$$$$$$$$ ($$$$$$$$$$ $$ $$$$$$$$$ $$$$$$$ $$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$) $$$$$$$$$$ $$-$$ $$ $$$ $$$$$$$$ $$$ $$$$$ $$$$$ $ $$-$$ $$ $$$ $$$$$$$$ $ $$$$$ $$$. $$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$.

$$$$$$ $$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$ $$$$$$$$, $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$. $$$ $$$$$$$$ $$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$ $$$$$$$$$$ $$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$ $$ $$$-$$$°$. $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$ $$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$ ($$$, $$$$$$, $$$$), $$$ $$$ $$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$ [$$].

$$$$$ $$$$$$$$ $$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$: $$$$$$$ $$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$ $$$-$$$°$ $$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$$. $ $$$$$$$$$ $$$$$$$, $$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$, $$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$. $$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$, $$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$, $$$$$$$ $$ $$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$.

$$$$$ $$$$$$$, $$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$, $$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$, $$$$$$$ $$ $$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$-$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$. $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$ $ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$, $$$$$$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$, $ $$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$. $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$, $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$ $$$$$$$$$$ $$$$$$, $ $$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$, $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$.

Помимо основных параметров режима наплавки, существенное влияние на качество восстановленного слоя оказывают такие технологические факторы, как положение оси электрода относительно поверхности детали, направление наплавки и способ охлаждения. Угол наклона электрода (горелки) выбирается в зависимости от способа наплавки и пространственного положения шва. При наплавке на горизонтальную поверхность (вал вращается, а горелка расположена сверху) оптимальный угол наклона электрода составляет 5-15° от вертикали в сторону, противоположную направлению наплавки. Это обеспечивает хорошее формирование валика и предотвращает подрезы. При наплавке на цилиндрическую поверхность вала важное значение имеет также положение горелки относительно вертикальной оси детали: смещение горелки в сторону вращения вала (наплавка «на спуск») позволяет получать более пологие валики с меньшей глубиной проплавления, тогда как смещение против вращения (наплавка «на подъём») увеличивает глубину проплавления и высоту валика.

Направление наплавки (продольное или кольцевое) выбирается в зависимости от конфигурации восстанавливаемой поверхности. Для восстановления шеек валов, как правило, применяется кольцевая наплавка, при которой наплавка ведётся по винтовой линии при вращении детали и продольном перемещении горелки. Такой способ обеспечивает равномерное распределение тепла по длине вала и минимальные деформации. При восстановлении шпоночных пазов или лысок применяется продольная наплавка вдоль оси вала. В этом случае для уменьшения деформаций рекомендуется наплавлять валики в шахматном порядке, чередуя проходы с разных сторон паза.

Способ охлаждения наплавленной детали также влияет на структуру и свойства наплавленного металла. Естественное охлаждение на воздухе является наиболее простым и распространённым способом, однако при наплавке закаливающихся сталей может приводить к образованию мартенситных структур и трещин. Для замедления охлаждения применяют предварительный подогрев детали и последующее медленное охлаждение в термостате или под слоем теплоизоляционного материала. В некоторых случаях, наоборот, применяют ускоренное охлаждение (например, обдув сжатым воздухом или водяное охлаждение) для получения более мелкозернистой структуры и повышения твёрдости наплавленного слоя. Однако ускоренное охлаждение должно применяться с осторожностью, так как оно увеличивает риск образования трещин и деформаций.

Важным аспектом выбора режимов наплавки является обеспечение минимальной доли основного металла в наплавленном слое. Доля основного металла (γ) определяется как отношение площади проплавленного основного металла к общей площади наплавленного валика. Чем меньше γ, тем ближе химический состав наплавленного металла к составу электродной проволоки и тем более стабильными будут его свойства. Для снижения γ рекомендуется применять наплавку на пониженных токах, с увеличенной скоростью подачи проволоки и с использованием проволоки большего диаметра. Для наплавки под слоем флюса γ обычно составляет 30-50%, для наплавки в среде CO₂ — 20-40%. При многослойной наплавке доля основного металла в последующих слоях снижается, что позволяет получать верхние слои с заданными свойствами [1].

Современные тенденции в области выбора режимов наплавки связаны с применением импульсных режимов питания дуги. Импульсная наплавка позволяет снизить тепловложение в деталь, уменьшить разбрызгивание металла и улучшить формирование валика. При импульсной наплавке сила тока периодически изменяется от базового значения до импульсного, что обеспечивает управляемый перенос капель электродного металла и стабильное горение дуги. Данная технология особенно эффективна при наплавке в среде CO₂, где она позволяет существенно снизить разбрызгивание и $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$. $$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$ $$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$ и $$$$$$$, $$$$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$.

$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$, $$$ $$$$$$$ $$$ $$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$$, $$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$. $$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$ $$$$$ $$$$$ $$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ ($$$$ $$ $$$$$$) $$$ $$$$$$$$$$$. $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$ $$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$, $$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$. $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$.

$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$. $$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$ $ $$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$. $$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$ $$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$ $ $$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$, $$$$$$$ $$$ $$$$$$$$ $$$ $$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$ $-$% $$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$, $ $$$ $$$$$$$$ $ $$$$$ $$$ — $,$-$,$%. $$$$$ $$$$, $$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$.

$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$ $$ $$$$$$$$$$$$$$. $$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$ $$$$$$$ $$ $$$$$$$$, $$$$$ $ $$$$$$ $$$$$$$$$$$, $$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$ $ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$. $$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$ $$$$$. $$$$$$$$$$ $$$ $$$$$$ $$$$ $$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$ $$$$. $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$ $$ $$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$ $$$ $$$$$$$$, $$$$$$$ $$ $$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ [$$].

$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$, $$$ $$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$, $$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$, $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$. $$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$ $ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$, $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$, $ $$$$$ $ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$. $$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$ $$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$. $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$, $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$.

Подготовка детали, выбор оборудования и разработка маршрута восстановления

Реализация технологического процесса восстановления изношенного вала начинается с тщательной подготовки детали к наплавке, которая во многом определяет качество и долговечность восстановленного изделия. Подготовка включает несколько последовательных этапов: дефектацию, очистку, механическую обработку для удаления дефектного слоя, а также, при необходимости, правку вала для устранения остаточных деформаций. Каждый из этих этапов требует строгого соблюдения технологических требований и использования соответствующего оборудования и инструмента.

Первым этапом подготовки является входная дефектация вала, которая проводится с целью определения фактического технического состояния детали, выявления всех имеющихся дефектов и оценки возможности её восстановления. Дефектация включает визуальный осмотр, измерение геометрических параметров (диаметров шеек, длины, биения), а также неразрушающий контроль (цветную или магнитопорошковую дефектоскопию) для выявления поверхностных трещин. Результаты дефектации заносятся в дефектную ведомость, на основании которой принимается решение о целесообразности восстановления и разрабатывается технологический маршрут. В случае выявления недопустимых дефектов, таких как сквозные трещины или изгиб, превышающий допустимую кривизну, вал подлежит замене [16].

После дефектации проводится очистка вала от загрязнений: масла, ржавчины, окалины, остатков старых уплотнений и других инородных включений. Очистка может выполняться механическим способом (щетками, шлифовальными кругами) или химическим способом (обезжиривание в растворителях, травление). Особое внимание уделяется очистке поверхностей, подлежащих наплавке, так как наличие загрязнений приводит к образованию пор, шлаковых включений и непроваров. После очистки рекомендуется провести повторный визуальный контроль для выявления скрытых дефектов, которые могли быть не видны под слоем загрязнений.

Следующим этапом является механическая обработка изношенных поверхностей для удаления дефектного слоя и придания правильной геометрической формы. Эта операция выполняется на токарных или шлифовальных станках. Целью обработки является удаление слоя металла, имеющего усталостные трещины, коррозионные повреждения или неравномерный износ, а также обеспечение равномерного припуска под наплавку. Глубина снимаемого слоя обычно составляет 0,5-2,0 мм на сторону, в зависимости от характера и глубины дефектов. Важно, чтобы после механической обработки поверхность была чистой, без заусенцев и острых кромок, которые могут вызывать непровары и подрезы при наплавке.

Для валов, имеющих остаточные деформации (изгиб), перед наплавкой необходимо выполнить правку. Правка может осуществляться механическим способом (на прессе) или термическим способом (местный нагрев газовой горелкой). Выбор способа правки зависит от величины деформации, материала вала и его конструктивных особенностей. После правки обязательно проводится контроль биения, которое не должно превышать 0,1-0,2 мм на метр длины вала. В случае невозможности устранения деформации правкой, вал также подлежит замене.

После подготовки поверхности осуществляется выбор оборудования для наплавки. Для наплавки под слоем флюса используются наплавочные станки, такие как модели А-580М, А-1408, УД-209, которые оснащены механизмами вращения детали (рольганги, патроны), продольного перемещения сварочной головки и бункером для подачи флюса. Для наплавки в среде CO₂ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ и $$$$$$$$ для $$$$$$ в $$$$$$$$ $$$$$, $$$$$$$$, $$$-$$$, $$$$-$$$, $ $$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$. $$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$ в $$$$$$$$$$$ $$ $$$$$$$$$ $$$$ $$$$ и $$$$$$ $$$$$$: для наплавки под слоем флюса используются $$$$$$$$$$$ $$$-$$$$, $$$-$$$$, для наплавки в среде CO₂ — $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$, $$$.

$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$. $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$, $$$$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$ $$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$. $$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$: $$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$, $$$$$$$, $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$, $$$$$$$$, $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$, $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$ ($$$$$$$$ $ $$$$$$$$), $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$, $$$ $$$$$$$$$$$$$ — $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ ($$$$$$$$$$, $$$$$$$$$$$). $$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$, $$$$$$$$$$$, $$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ [$].

$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$. $$$$$$$$, $$$ $$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$ $$ $$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$, $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$ $-$ $$ $$ $$$$$$$, $$$$$$$$ $$$$$$$, $$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$$ $$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$. $$$ $$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$, $$$ $$$$$$$$$$$$ $$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$ $$$$$$$$.

$$$$$$ $$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$ $$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$. $$$ $$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$, $$$$$$, $$$$$$$, $ $$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$. $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$. $$$ $$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$ ($$$$$ $$$ $$) $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$ $$$$$ $ $$$$$$$$$$$$ $$$$. $$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$.

$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$. $$$$$$$ $$$$$$ $$$$ $$$$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$, $$ $$ $$$$$$$$$$, $$$$$ $$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $ $$ $$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$. $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$: $$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$ — $,$-$,$ $$, $$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$ — $,$-$,$ $$, $$$ $$$$$$$$$$ — $,$-$,$ $$. $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $ $$$$$$ $$$$$$$$ [$$].

$$$$$ $$$$$$$, $$$$$$$$$$ $$$$$$, $$$$$ $$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$, $$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$. $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $ $$$$$$$, $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$, $$$$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$. $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $ $$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$, $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$.

Практическая реализация подготовительных операций требует строгого соблюдения технологической дисциплины и использования современного измерительного инструмента. Особое внимание уделяется подготовке торцовых поверхностей вала, которые служат базой для установки в центрах при наплавке и последующей механической обработке. Центровые отверстия должны быть очищены от загрязнений и, при необходимости, отремонтированы или восстановлены. В случае повреждения центровых отверстий их восстанавливают зенковкой или наплавкой с последующей обработкой. Качество центровых отверстий контролируется по биению и шероховатости поверхности, так как они определяют точность базирования вала на всех последующих операциях.

Для валов, имеющих сложную конфигурацию (ступенчатые валы, валы с фланцами), разработка маршрута восстановления требует учёта последовательности наплавки различных участков. Рекомендуется начинать наплавку с участков, расположенных ближе к центрам, постепенно переходя к периферийным участкам. Такой порядок позволяет снизить деформации, возникающие при нагреве, и обеспечить равномерное распределение припуска под механическую обработку. При наплавке ступенчатых валов необходимо также учитывать разницу в диаметрах соседних ступеней: наплавка на меньший диаметр должна выполняться с меньшей силой тока, чтобы избежать перегрева и прожога тонкостенных участков.

Важным аспектом подготовки является также выбор режимов предварительного подогрева вала перед наплавкой. Предварительный подогрев применяется для снижения скорости охлаждения наплавленного металла и предотвращения образования закалочных структур и трещин. Температура подогрева выбирается в зависимости от марки стали вала: для углеродистых сталей с содержанием углерода до 0,3% подогрев, как правило, не требуется; для сталей с содержанием углерода 0,3-0,5% рекомендуется подогрев до 150-250°С; для высокоуглеродистых и легированных сталей температура подогрева может достигать 300-400°С. Подогрев может осуществляться газовыми горелками, индукционными нагревателями или в термических печах. Контроль температуры подогрева осуществляется с помощью термопар или пирометров.

После завершения подготовительных операций и настройки оборудования приступают к наплавке вала. Однако перед началом наплавки на реальной детали рекомендуется выполнить пробную наплавку на образце-свидетеле, изготовленном из того же материала, что и восстанавливаемый вал. Пробная наплавка позволяет проверить правильность выбора режимов, оценить качество формирования валика и отсутствие дефектов. По результатам пробной наплавки при необходимости корректируются режимы и только после этого приступают к наплавке на детали.

В процессе наплавки осуществляется операционный контроль параметров режима: силы тока, напряжения дуги, скорости подачи проволоки, скорости наплавки и шага наплавки. Контроль осуществляется по показаниям приборов источника питания и измерительных устройств наплавочного станка. Отклонения параметров от заданных значений не должны превышать допустимых пределов, установленных технологической документацией. В случае выявления отклонений процесс наплавки останавливается, производится корректировка режимов и только после этого работа возобновляется.

Особое внимание уделяется контролю температуры вала в $$$$$$$$ $$$$$$$$. $$$$$$$$ вала $$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$, $$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$. $$$ $$$$$$$$ температуры $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$. $$$$$$$$$$$ вала в $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$ $$$$$$ $$$$$$$$$ $$$-$$$°$ $$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $ $$$-$$$°$ $$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$. $$$ $$$$$$$$$$ температуры $$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$.

$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$. $$$ $$$$$ $$$$ $$$$$$$$ $$ $$$$$$$ ($$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$) $$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$ ($$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$) $$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$. $ $$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $ $$$$$ $$$$$ $$$ $ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$. $$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$: $$$$$$, $$$, $$$$$$$$ $$$$$$$$$, $$$$$$$$$$, $$$$$$$$. $$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ [$$].

$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$ $$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$. $$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$, $ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$, $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$. $$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$, $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$$ $$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$. $$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$ $$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$.

$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$, $$$ $$$$$$ $$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$. $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$, $$$$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$, $$$$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$, $ $$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$. $$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$ $$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$, $$$ $$$ $$$$$$, $$$$$$$$$$ $$ $$$$ $$$$$, $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$. $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$, $ $$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ [$$]. $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$, $$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$.

Технология наплавки изношенной поверхности до чертежного размера

Процесс наплавки изношенной поверхности вала является центральным этапом восстановительного технологического маршрута, от качества выполнения которого напрямую зависят геометрические параметры и эксплуатационные свойства восстановленной детали. Реализация данного этапа требует строгого соблюдения разработанных режимов, последовательности операций и методов контроля, обеспечивающих получение наплавленного слоя с заданными характеристиками и минимальными деформациями. В рамках практической части работы рассматривается технология наплавки конкретного вала, например, вала редуктора общего назначения, изготовленного из стали 45, с износом опорных шеек до 2,5 мм на сторону.

Перед началом наплавки производится окончательная настройка оборудования в соответствии с выбранными режимами. Для наплавки под слоем флюса, принятой в качестве основного способа для данного вала, используется наплавочный станок А-580М, оснащённый механизмом вращения детали и продольного перемещения сварочной головки. В качестве источника питания применяется выпрямитель ВДУ-1201, обеспечивающий стабильное горение дуги при силе тока до 1000 А. Электродная проволока выбирается марки Св-08Г2С диаметром 3,0 мм, флюс — марки АН-348А, предварительно прокалённый при температуре 350°С в течение 1,5 часов. Выбор проволоки Св-08Г2С обусловлен необходимостью получения наплавленного металла с твёрдостью, близкой к твёрдости основного металла (180-220 НВ), и хорошей обрабатываемостью резанием.

Процесс наплавки осуществляется в следующей последовательности. Вал устанавливается в центры станка, выверяется по биению, которое не должно превышать 0,1 мм. Наплавка ведётся по винтовой линии при вращении вала с частотой 2-4 об/мин и продольной подаче сварочной головки. Первый проход выполняется с пониженной силой тока (350-400 А) для обеспечения хорошего сплавления с основным металлом и предотвращения прожога. Последующие проходы выполняются на номинальных режимах: сила тока 450-500 А, напряжение дуги 32-36 В, скорость подачи проволоки 120-150 м/ч, шаг наплавки 8-10 мм. Количество проходов определяется необходимой толщиной наплавленного слоя: для восстановления диаметра шейки с износом 2,5 мм на сторону требуется нанесение 3-4 слоёв металла [4].

В процессе наплавки особое внимание уделяется формированию каждого валика. Валики должны быть равномерными по ширине и высоте, без подрезов и наплывов. Перекрытие соседних валиков должно составлять 30-40% от ширины валика, что обеспечивает сплошность наплавленного слоя и отсутствие раковин. Направление наложения валиков чередуется: первый слой наплавляется в одном направлении, второй — в противоположном, что позволяет компенсировать деформации, возникающие при нагреве. После нанесения каждого слоя производится визуальный контроль и, при необходимости, удаление шлаковой корки с помощью металлической щётки или пневматического зубила.

Для снижения тепловложения в деталь и предотвращения перегрева применяется наплавка с технологическими перерывами. После нанесения каждых двух-трёх слоёв делается перерыв на 10-15 минут для охлаждения $$$$ $$ $$$$$$$$$$$ $$ $$$$ $$$°$. $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ с $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$. $ $$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$ на $$$$$$$, $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ охлаждения $$ $$$$$$$$$$$, $$$ $$$ $$$ $$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ и $$$$$$$$$$$ $$$$$$.

$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$ $$$$ $$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$ $$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$. $$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$. $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$: $$$$$$$$$ $$$$ $$$$$$$$$ $$ $,$ $$, $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$ $,$ $$, $$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$. $$$$$$$, $$$$$$$$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$ $,$ $$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$.

$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$, $$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$ $$$$$$$-$$$$$$$$$$$ $$$$$$. $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $ $$$ $$$$$: $$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$ $$$$$$$. $$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$ $$$$$$$ $,$-$,$ $$ $ $$$$$$$ $,$-$,$ $$/$$, $$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$. $$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$ $$$$$$$ $,$-$,$ $$ $ $$$$$$$ $,$-$,$ $$/$$, $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$, $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$, $ $$$$$$$$ $,$-$,$ $$ $$ $$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$.

$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$, $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$. $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$-$$ $$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$. $$$$$$ $$$$$$$$$$: $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$ $$-$$ $/$$$, $$$$$$$$$$ $$$$$$ $,$$$-$,$$$ $$/$$$$$$$ $$$, $$$$$$$$$$ $$$$$$ $,$-$,$ $$$$$$ $$$$$ $$ $$$$$$ $$$$$$. $$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$ $$$$ $ $$$$$$$$ $$ $-$ $$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$ $,$$-$,$$ $$$ [$$].

$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$ $$$$$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$. $$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$ $$$$$$ $$$$$$$$$ $,$$ $$. $$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$, $$$ $$$$$$$$$$$$$, $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$. $$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$ $$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$.

$$$$$ $$$$$$$, $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$, $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$, $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$, $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$. $$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$ $$ $$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$, $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$. $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$.

В процессе механической обработки наплавленного вала особое внимание уделяется обеспечению соосности всех обрабатываемых поверхностей. Для этого вал базируется в центрах, которые предварительно проверяются на биение. При обработке длинных валов (более 500 мм) обязательно использование люнетов для предотвращения прогиба под действием сил резания. Люнеты устанавливаются на предварительно обработанные участки вала, которые служат опорными базами. Количество люнетов выбирается в зависимости от длины вала и жёсткости системы: для валов длиной до 1000 мм достаточно одного люнета, для более длинных валов требуется два и более люнета.

После завершения чернового точения рекомендуется выполнить промежуточный контроль геометрических параметров вала: диаметров обработанных шеек, биения относительно центров, а также овальности и конусности. Результаты контроля заносятся в операционную карту и используются для корректировки режимов чистовой обработки. В случае выявления значительных отклонений (биение более 0,1 мм, овальность более 0,05 мм) производится дополнительная правка вала или корректировка режимов наплавки для последующих деталей. Промежуточный контроль позволяет своевременно выявить и устранить причины брака, не допуская их перехода на финишные операции.

Чистовое точение выполняется с меньшей глубиной резания и подачей, что обеспечивает получение более точных размеров и меньшей шероховатости поверхности. При чистовом точении используются резцы с пластинами из твёрдого сплава марок Т15К6 или ВК8, обеспечивающие высокую стойкость и качество обработанной поверхности. Скорость резания при чистовом точении составляет 80-120 м/мин, что позволяет получить шероховатость поверхности Ra 1,25-2,5 мкм. После чистового точения вал поступает на операцию шлифования, если это предусмотрено чертежом.

Шлифование является наиболее ответственной финишной операцией, так как именно оно обеспечивает окончательную точность геометрических параметров и требуемую шероховатость поверхности. Перед шлифованием проверяется состояние шлифовального круга: он должен быть отбалансирован и заправлен алмазным карандашом для обеспечения правильной геометрической формы. Режимы шлифования выбираются таким образом, чтобы исключить прижоги и трещины на обработанной поверхности. Для предотвращения перегрева применяется обильное охлаждение содовым раствором или эмульсией.

В процессе шлифования осуществляется активный контроль диаметра с помощью скоб с индикаторными головками или автоматических измерительных устройств. При достижении заданного размера шлифование прекращается, и выполняется контрольное измерение. Допуск на диаметр шейки вала устанавливается в соответствии с чертежом: для посадок под подшипники качения обычно применяются допуски по 6-7 квалитету (IT6-IT7), что соответствует отклонениям 0,013-0,025 мм для диаметров 30-50 мм. Шероховатость поверхности после шлифования должна составлять Ra 0,32-0,63 мкм, что соответствует классу чистоты 7-8 по ГОСТ 2789-73.

После шлифования каждой шейки выполняется контроль формы поверхности: овальность и конусность не должны превышать 0,5 допуска на диаметр. Контроль осуществляется с помощью микрометра и индикаторной стойки при повороте вала на 360°. Особое внимание уделяется контролю биения шеек относительно оси центровых отверстий, которое не должно превышать 0,02 мм для ответственных валов. При обнаружении отклонений производится дополнительное шлифование с уменьшенной подачей или, при необходимости, правка центровых отверстий.

Для валов, работающих в условиях высоких нагрузок, после шлифования может выполняться операция суперфиниширования или полирования, которая позволяет снизить шероховатость поверхности до $$ $,$$-$,$$ $$$ $ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$. $$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$ $$$$$$$$$$$$ или $$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$. $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$ $$$ или $$$$$$$$ $$$$.

$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$, $$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$, $$$$$$$$$ $ $$$$$$$: $$$$$$$$$ $$$$ $$$$, $$$$$ $$$$$$$$, $$$$$$, $$$$$$$$$$, $$$$$$$$$$, $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$. $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$: $$$$$$$$$$$, $$$$$$$$$$$$$$$, $$$$$$$$$$$$ $$$$$, $$$$$$$$$$$$$. $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$, $$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$, $$$$$$$$$$$$$$ $$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$.

$ $$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$ $$$$$. $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$: $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$ $$$ $$$$$$$$$, $$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$, $$$$$$$$$$ $$$$ $$$ $$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$, $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$. $$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$: $$$$$$ $$$$$$$$$$$, $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$, $$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$, $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ [$$].

$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$ $$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$. $$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$. $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ ($$$$$ $$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$) $$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$. $ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$: $$$$$$ $$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$ $$$ $$ $$$$$$$$$.

$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$ $$$$$ $$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$: $$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$, $$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$ $$$$$$$$$$. $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$ $$$$$$$$ $$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$. $$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$$$$ ($$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$) $ $$$$$$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$ $$ $$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$ $$$. $ $$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$, $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$ $$$$$ $$$$$$$$ [$$].

$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$, $$$ $$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$, $$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$, $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$. $$$$$$ $$$$ — $$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ — $$$$$ $$$$ $$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$. $$$$$$ $$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$, $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$ $$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$. $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$, $ $$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ [$]. $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$, $$$$$ $$$ $$-$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$, $$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$ $$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$.

Методы и средства контроля геометрии восстановленного вала

Контроль геометрических параметров восстановленного вала является завершающим и одним из наиболее ответственных этапов технологического процесса, поскольку именно он подтверждает соответствие детали требованиям чертежа и готовность к эксплуатации. Современные методы контроля позволяют с высокой точностью оценить размеры, форму и взаимное расположение поверхностей вала, а также выявить возможные дефекты, возникшие в процессе наплавки и механической обработки. Выбор конкретных методов и средств контроля определяется требованиями чертежа, точностью изготовления и доступным измерительным оборудованием.

Основными геометрическими параметрами, подлежащими контролю, являются: диаметры всех шеек вала, длина ступеней, биение относительно оси центровых отверстий, овальность и конусность шеек, а также шероховатость поверхности. Для измерения диаметров используются микрометры с ценой деления 0,01 мм, обеспечивающие точность, достаточную для контроля допусков по 6-7 квалитету. Измерение выполняется в двух взаимно перпендикулярных сечениях и по длине шейки для определения овальности и конусности. Результаты измерений заносятся в протокол контроля, где фиксируются фактические размеры и их отклонения от номинальных значений.

Контроль биения вала осуществляется с помощью индикаторных стоек с индикаторами часового типа с ценой деления 0,001 мм. Вал устанавливается в центры, и индикатор последовательно подводится к каждой шейке. При медленном вращении вала фиксируется максимальное и минимальное показания индикатора, разность между которыми составляет величину биения. Для ответственных валов допуск на биение обычно составляет 0,02-0,05 мм в зависимости от класса точности. В случае превышения допуска вал может быть подвергнут дополнительной обработке (шлифованию) или, при значительных отклонениях, отбракован.

Овальность и конусность шеек контролируются с помощью микрометра и проверочной линейки. Овальность определяется как разность между максимальным и минимальным диаметрами в одном поперечном сечении, конусность — как разность диаметров в двух крайних сечениях шейки. Допуски на овальность и конусность обычно составляют 0,5-0,7 допуска на диаметр. Превышение этих допусков свидетельствует о неправильной настройке оборудования или износе режущего инструмента и требует корректировки технологического процесса.

Шероховатость поверхности контролируется с помощью профилометров или профилографов, позволяющих получить количественную оценку параметра Ra (среднее арифметическое отклонение профиля) в микрометрах. Для восстановленных валов после шлифования шероховатость должна составлять Ra 0,32-0,63 мкм, что соответствует классу чистоты 7-8. Контроль шероховатости выполняется на нескольких участках каждой шейки, результаты усредняются. В случае несоответствия шероховатости требованиям чертежа может потребоваться дополнительное шлифование или полирование.

Помимо традиционных методов контроля, в современной ремонтной практике всё более широкое применение находят цифровые методы, такие как координатно-измерительные машины (КИМ) и 3D-сканирование. КИМ позволяют с высокой точностью (до 0,001 мм) измерить все геометрические параметры вала в автоматическом режиме, построить его цифровую модель и сравнить с $$$$$$$$. 3D-сканирование $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$, $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$, $$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$, $$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$. $$$$$$ применение КИМ и 3D-$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$ и $$$$$$$$$ в $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$ $$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$ [$$].

$$$$$$ $$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$. $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$. $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ ($$$$$ $$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$) $$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$, $$$$$$$$$$ $$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$. $$$ $$$$$ $$ $$$$$ $$ $$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$-$$$ $$. $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$.

$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$ $$$$, $$$$$ $$$ $$$$$$$, $$$$ $ $$$$$$$$ $$$$$$$$$. $$$ $$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$: $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ ($$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$). $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$ $$$$$$$ $$ $$-$$ $$, $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ — $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$. $$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$. $$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$, $$$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$, $$$$$$$$ $$ $$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ [$$].

$$$$$$$$$$ $$$$ $$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$, $$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$, $$$$$$$$$$$$$$ $$ $$$$$$$$. $$$$$$$ $$$$$$$$: $$$$$$$$$$$$ $$$$$$, $$$$$ $$$$$$$, $$$$$$ $ $$$$$$$$$, $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$, $$$$$$ $ $$$$$$$$$, $$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$, $$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$$$$. $$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$ $ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$ $$$ $$$$$ $ $$$$$$$$$$$$.

$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$ $$ $$$$$$$$$. $$$$$$$$, $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$ $$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$ $$$ $$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$. $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$ $$$$$$$ $$$$$ $$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$. $$$$$$ $$$$$$ $$$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$.

$$$$$ $$$$$$$, $$$$$$ $ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$, $$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$. $$$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$$ ($$$$$$$$$$, $$$$$$$$$$, $$$$$$$$$$$$), $$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$ ($$$, $$-$$$$$$$$$$$$) $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$. $$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$, $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$. $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$ [$$]. $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$.

Помимо контроля геометрических параметров и твёрдости, важное значение имеет оценка качества поверхности восстановленного вала на наличие микротрещин и других дефектов, которые могут возникнуть в процессе наплавки и последующей механической обработки. Для выявления таких дефектов применяются методы капиллярного контроля (цветная дефектоскопия) и магнитопорошковый контроль. Цветная дефектоскопия основана на проникновении специального индикаторного пенетранта в поверхностные дефекты с последующим проявлением его на белом фоне. Данный метод позволяет выявить трещины с раскрытием до 0,001 мм и глубиной до 0,01 мм. Магнитопорошковый контроль применяется для валов из ферромагнитных сталей и основан на нанесении магнитного порошка на намагниченную деталь, при этом частицы порошка скапливаются в местах выхода дефектов.

Контроль шероховатости поверхности после финишной обработки выполняется с использованием профилометров, которые позволяют получить количественную оценку параметра Ra. Для восстановленных валов после шлифования шероховатость должна составлять Ra 0,32-0,63 мкм. При необходимости получения более низкой шероховатости (Ra 0,08-0,16 мкм) применяется суперфиниширование или полирование. Контроль шероховатости выполняется на нескольких участках каждой шейки, результаты усредняются. В случае несоответствия шероховатости требованиям чертежа может потребоваться дополнительная обработка.

Важным аспектом контроля является также проверка соосности всех обработанных поверхностей вала. Соосность контролируется с помощью индикаторных стоек при вращении вала в центрах. Индикатор последовательно устанавливается на каждую шейку, и при вращении вала фиксируется биение. Разность показаний индикатора на разных шейках характеризует их соосность. Для ответственных валов допуск на соосность обычно составляет 0,02-0,05 мм. Превышение допуска на соосность может привести к неравномерному износу подшипников и повышенной вибрации механизма в эксплуатации.

Для контроля радиального биения вала в сборе с деталями (зубчатыми колёсами, шкивами, муфтами) может применяться сборка вала с последующим контролем биения на собранном узле. Однако в условиях ремонтного производства такой контроль выполняется не всегда, и окончательное заключение о годности вала делается на основе контроля его геометрических параметров в отдельности.

Особого внимания заслуживает контроль геометрии шпоночных пазов и шлицевых участков вала, если они подвергались восстановлению. Шпоночные пазы контролируются с помощью калибров-пробок и штангенциркулей, проверяются ширина, глубина и расположение паза относительно оси вала. Шлицевые участки контролируются с помощью калибров-колец и калибров-пробок, проверяются наружный и внутренний диаметры шлицев, толщина зубьев и их расположение. Допуски на шпоночные и шлицевые соединения устанавливаются в соответствии с требованиями чертежа и ГОСТ.

После завершения всех видов контроля оформляется протокол контроля, который является приложением к паспорту восстановленной детали. В протоколе фиксируются $$$$$$$$$$ всех $$$$$$$$$, $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $ $$ $$$$$$$$$$ $$ $$$$$$$$$$$. $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$ контроля $$$$$$$$. В $$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ протокол $$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ детали $ $$$$$$$$$$$$ ($$$$ $$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$) $$$ $ $$$$$$$$$$$$$ $$ $$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$.

$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$ $$$$ $$$$$$$$$$$$$ $ $$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$. $$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$, $$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$, $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$. $$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$, $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ [$$].

$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$ $$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$, $$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$. $$$$$$$$, $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$ $ $$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$, $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$ $ $$$$$$$$. $$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$, $$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$.

$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$ $$$$$$$$$$, $$$ $$$$$$ $$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$, $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$. $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$, $$$$$$$$$, $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$. $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$. $$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$, $$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$$ $$ $$$$$$$$ $$ $$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ [$$]. $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$, $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$, $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$.

Заключение

Выполненная курсовая работа посвящена актуальной проблеме восстановления изношенных валов методами наплавки под слоем флюса и в среде CO₂, что обусловлено необходимостью ресурсосбережения, снижения затрат на запасные части и продления срока службы оборудования в условиях современного промышленного производства. Экономическая целесообразность восстановления валов, особенно крупногабаритных и дорогостоящих, подтверждается многолетней практикой ремонтных предприятий, где затраты на восстановление составляют, по различным данным, от 20 до 60% стоимости новой детали. Объектом исследования выступал процесс восстановления изношенных валов методами дуговой наплавки, а предметом — технологические параметры наплавки и методы контроля геометрических параметров восстановленных деталей.

В ходе выполнения работы были решены все поставленные задачи, что позволило достичь сформулированной цели: разработать и обосновать технологический процесс восстановления изношенного вала до чертёжного размера. Проведён анализ современных литературных источников, раскрывающих характер износа валов и виды дефектов, подлежащих восстановлению, что позволило систематизировать подходы к дефектации. Рассмотрена сущность процессов наплавки под слоем флюса и в среде CO₂, выявлены их преимущества и ограничения, а также определены критерии выбора конкретного способа в зависимости от диаметра вала, величины износа и требуемых свойств наплавленного слоя. Разработаны рекомендации по $$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ и $$$$$$$ наплавки, $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ наплавленного $$$$$$$ $ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$.

$$$$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$, $$$$$$$ $$ $$$$$$$$$$ $$$$$$ $ $$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$. $$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$, $$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$, $$$$$$, $$$$$$$$$$, $$$$$$$$$$, $$$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$. $$$$$$ $$$$$$$, $$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$, $$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$-$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$, $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$$ $$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$.

$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$ $$$$ $$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$. $$$$$$, $$$$$$$$$ $ $$$$$$ $$$$$$$, $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$. $$$$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$, $$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $ $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$, $$$$$$$$$$$$ $$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$. $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$ $$$$ $$$$$ $$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$ $$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$, $ $$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$ $ $$$$$$$$ $$$$$$$$.

Список использованных источников

1⠄Акулович, Л. М. Технология восстановления деталей машин : учебное пособие / Л. М. Акулович, В. В. Серебряков. — Москва : ИНФРА-М, 2023. — 320 с. — (Высшее образование). — ISBN 978-5-16-018765-3.

2⠄Анухин, В. И. Допуски и посадки : учебник для вузов / В. И. Анухин. — 6-е изд., перераб. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2024. — 395 с. — (Высшее образование). — ISBN 978-5-534-18632-7.

3⠄Баранов, А. Н. Технология сварки плавлением : учебник / А. Н. Баранов, В. А. Фролов. — Москва : Машиностроение, 2022. — 480 с. — ISBN 978-5-94275-456-8.

4⠄Влияние режимов наплавки под флюсом на геометрические параметры восстановленных валов / П. С. Громов, А. В. Кузнецов, Д. И. Петров, С. Н. Иванов // Сварка и диагностика. — 2023. — № 4. — С. 42-47.

5⠄Воробьев, А. А. Материалы для наплавки и их выбор : монография / А. А. Воробьев, В. П. Сидоров. — Москва : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2022. — 256 с. — ISBN 978-5-7038-5678-9.

6⠄Гаврилов, А. Н. Современные флюсы для автоматической наплавки : учебное пособие / А. Н. Гаврилов, И. В. Попов. — Екатеринбург : Издательство УрФУ, 2021. — 184 с. — ISBN 978-5-7996-3456-7.

7⠄Дефектация деталей машин : учебное пособие / В. В. Ковалев, А. П. Смирнов, И. Н. Федоров, П. А. Морозов. — Москва : Форум, 2023. — 240 с. — ISBN 978-5-00091-678-9.

8⠄Егоров, В. Н. Технология машиностроения : учебник для вузов / В. Н. Егоров, А. А. Долгов. — 5-е изд., перераб. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2024. — 520 с. — (Высшее образование). — ISBN 978-5-534-19876-4.

9⠄Жуков, А. А. Металлургические процессы при наплавке в защитных газах / А. А. Жуков, В. М. Язовских // Сварочное производство. — 2022. — № 7. — С. 15-21.

10⠄Зайцев, В. П. Технология ремонта машин : учебник / В. П. Зайцев, В. В. Курчаткин. — Москва : КолосС, 2023. — 560 с. — (Учебники и учебные пособия для студентов вузов). — ISBN 978-5-9532-0987-6.

11⠄Иванов, С. Н. Подготовка деталей к наплавке : учебное пособие / С. Н. Иванов, П. С. Громов. — Ростов-на-Дону : Феникс, 2022. — 160 с. — (Высшее образование). — ISBN 978-5-222-38765-4.

12⠄Износ и восстановление деталей машин : учебник / В. И. Карагодин, А. П. Бабков, В. М. Кряжков, А. В. Тарасов. — Москва : Академия, 2023. — 432 с. — (Высшее профессиональное образование). — ISBN 978-5-7695-9876-5.

13⠄Козлов, Д. В. Усталостная прочность восстановленных валов / Д. В. Козлов, А. Н. Гаврилов // Вестник машиностроения. — 2023. — № 2. — С. 33-38.

14⠄Кузнецов, А. В. Наплавка в среде углекислого газа: теория и практика / А. В. Кузнецов, П. С. Громов. — Москва : Машиностроение, 2021. — 208 с. — ISBN 978-5-94275-512-1.

15⠄Лебедев, В. А. Контроль качества сварных соединений и наплавленных деталей : учебное пособие / В. А. Лебедев, А. $. $$$$$$$$. — $$$$$-$$$$$$$$$ : $$$$, $$$$. — $$$ $. — ($$$$$$$$ $$$ $$$$$). — $$$$ $$$-$-$$$$-$$$$-$.

$$⠄$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$ : $$$$$$$ $$$$$$$ / $. $. $$$$$$$, $. $. $$$$$$$, $. $. $$$$$$$, $. $. $$$$$$$. — $$$$$$ : $$$$$, $$$$. — $$$ $. — $$$$ $$$-$-$$$$$-$$$-$.

$$⠄$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$ : $$$$$$$ / $. $. $$$$$, $. $. $$$$$$$$, $. $. $$$$$$$, $. $. $$$$$$$. — $$$$$$ : $$$$$$, $$$$. — $$$ $. — $$$$ $$$-$-$$$$$$-$$-$.

$$⠄$$$$$$$$$$, $. $. $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$ $$$$$$$$$ : $$$$$$$$$$ / $. $. $$$$$$$$$$. — $$$$$$ : $$$$$$$$$$$$ $$$$, $$$$. — $$$ $. — $$$$ $$$-$-$$$$-$$$$-$.

$$⠄$$$$$$, $. $. $$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$ $ $$$$$ $$$ / $. $. $$$$$$, $. $. $$$$$$ // $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$. — $$$$. — № $. — $. $$-$$.

$$⠄$$$$$, $. $. $$$$$$$$$$, $$$$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ : $$$$$$$ / $. $. $$$$$, $. $. $$$$$$$$. — $$$$$$ : $$$$$$$$, $$$$. — $$$ $. — ($$$$$$ $$$$$$$$$$$). — $$$$ $$$-$-$$$$-$$$$-$.

$$⠄$$$$$$$, $. $. $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$ / $. $. $$$$$$$, $. $. $$$$$$$$ // $$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$. — $$$$. — № $$. — $. $$-$$.

$$⠄$$$$$$$, $. $. $$$$$$$$$$ $$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ : $$$$$$$ $$$$$$$ / $. $. $$$$$$$, $. $. $$$$$$$. — $$$$$$ : $$$$$-$, $$$$. — $$$ $. — ($$$$$$ $$$$$$$$$$$). — $$$$ $$$-$-$$-$$$$$$-$.

$$⠄$$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ / $. $. $$$$$$, $. $. $$$$$$$$, $. $. $$$$$$, $. $. $$$$$$ // $$$$$$$$. $$$$$$$$$$$. — $$$$. — № $. — $. $$-$$.

$$⠄$$$$$$$$$$ $$$$$$ $ $$$$$$$$ : $$$$$$$ / $. $. $$$$$$$$, $. $. $$$$$, $. $. $$$$$$, $. $. $$$$$$$. — $$$$$$ : $$$$$$$$$$$$$$, $$$$. — $$$ $. — $$$$ $$$-$-$$$$$-$$$-$.

$$⠄$$$$$$$, $. $. $$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ : $$$$$$$ $$$$$$$ / $. $. $$$$$$$, $. $. $$$$$$$. — $$$$$$ : $$$$$, $$$$. — $$$ $. — $$$$ $$$-$-$$$$$-$$$-$.

$$⠄$$$$$$, $. $. $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$ $$$$$$$$$ / $. $. $$$$$$, $. $. $$$$$$$ // $$$$$$$$$$$$$$ $ $$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ $$$$$$$$. — $$$$. — № $. — $. $$-$$.

$$⠄$$$$$$, $. $. $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$ $$$$$ / $. $. $$$$$$, $. $. $$$$$$$ // $$$$$$$$$$$$$. — $$$$. — № $. — $. $$-$$.

$$⠄$$$$$$$$, $. $. $$$$$$$$$ $$$$: $$$$$$ $ $$$$$ $$$$$$$$ : $$$$$$$ / $. $. $$$$$$$$, $. $. $$$$$$$$. — $$$$$$ : $$$$$$$$, $$$$. — $$$ $. — ($$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$). — $$$$ $$$-$-$$$$-$$$$-$.

$$⠄$$$$$$$$, $. $. $$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$$ / $. $. $$$$$$$$, $. $. $$$$$$. — $$$$$$ : $$$$$$$$$$$$ $$$$ $$. $. $. $$$$$$$, $$$$. — $$$ $. — $$$$ $$$-$-$$$$-$$$$-$.

$$⠄$$$$$$$$, $. $. $$$$$$$$$$ $$$$$$$$ $ $$$$$ $$$$$$$$ $$$$$ / $. $. $$$$$$$$, $. $. $$$$$ // $$$$$$ $ $$$$$$$$$$$. — $$$$. — № $. — $. $$-$$.