Инструкция по сварочным и наплавочным работам при ремонте тепловозов, электровозов, электропоездов и дизель-поездов

(утв. МПС России 11.08.1995 № ЦТ-336)

Утверждаю: Заместитель Министра путей сообщения А. Н. Кондратенко 11 августа 1995 г. № ЦТ-336

ИНСТРУКЦИЯ ПО СВАРОЧНЫМ И НАПЛАВОЧНЫМ РАБОТАМ ПРИ РЕМОНТЕ ТЕПЛОВОЗОВ, ЭЛЕКТРОВОЗОВ, ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ И ДИЗЕЛЬ-ПОЕЗДОВ

Инструкция разработана по заказу Главного управления локомотивного хозяйства МПС РФ работниками ВНИИЖТа кандидатами технических наук: заведующим отделением сварки В.Н. Лозинским, ведущими научными сотрудниками отделения сварки В.В. Шляпиным и В.Л. Котельниковым, заведующим лабораторией тепловозов Н.Н. Каменевым.

В Инструкции учтен опыт работы ПКБ ЦТ, ПКТБ «Желдорреммаша», локомотивных депо и локомотиворемонтных заводов.

Ответственный за выпуск — главный специалист Главного управления локомотивного хозяйства О.Г. Куприенко.

1. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ ПО ТЕХНОЛОГИИ СВАРКИ, НАПЛАВКИ И НАПЫЛЕНИЯ

1.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.1. Основные требования

1.1.1.1. Данная Инструкция распространяется на ремонт сваркой, наплавкой и напылением деталей и узлов тепловозов, электровозов, электропоездов и дизель-поездов (тяговый подвижной состав) при текущем (ТР-1, ТР-2, ТР-3), капитальном (КР-1, КР-2), внеплановом их ремонте и техническом обслуживании, а также на изготовление запчастей для тягового подвижного состава.

При заказах сварочных материалов для выполнения сварочно-наплавочных работ и пайки, а также сварочного оборудования следует руководствоваться рекомендациями настоящей Инструкции. Допускается использование нового сварочного оборудования, характеристики которого соответствуют уровню рекомендованного Инструкцией сварочного оборудования и гарантируют получение сварных соединений и наплавки соответствующего качества.

1.1.1.2. Все наплавочные и сварочные работы при ремонте и изготовлении новых деталей и узлов локомотивов в депо и на ремонтных заводах МПС России должны выполняться с соблюдением требований настоящей Инструкции, чертежей и ГОСТов. Выбор технологического процесса, типа и марки электродов, режима сварки, а также контроль за правильной подготовкой деталей к сварочным работам возлагаются непосредственно на инженера-технолога, мастера и бригадира по сварке.

Состояние сварочного оборудования, приспособлений и инструмента, а также соблюдение технологии сварочно-наплавочных работ на ответственных узлах и деталях должны ежегодно проверяться комиссиями с составлением акта на право выполнения этих работ. Состав комиссии утверждается руководством службы локомотивного хозяйства железной дороги или руководством локомотиворемонтного завода.

1.1.1.3. Обучение и аттестация сварщиков должны производиться в соответствии с «Руководством по подготовке и аттестации сварщиков на железнодорожном транспорте МПС», утвержденным МПС 29.12.1989 г.

Запрещается сварщику приступать к выполнению наплавочных и сварочных работ на деталях, неправильно подготовленных к сварке, без соответствующей их термической обработки, несоответствующими типами электродов, при отсутствии, а также с просроченным удостоверением или свидетельством на право производства данных работ.

1.1.1.4. Технологические процессы и режимы на разрешенные сварочные работы при ремонте отдельных деталей, которые не описаны в настоящей Инструкции, устанавливаются главным инженером завода или начальником депо. При этом восстановленная деталь должна полностью удовлетворять требованиям безопасной работы локомотива и обеспечивать необходимый срок службы.

1.1.1.5. Восстанавливать наплавкой и нанесением покрытий изношенные детали можно только в пределах тех износов и те детали, которые обусловлены настоящей Инструкцией, действующими правилами ремонта и другими нормативными актами.

1.1.1.6. Наплавленный слой металла на рабочей поверхности по износостойкости и твердости должен быть не ниже основного металла детали и соответствовать требованиям технических условий или чертежей.

Особенно это касается деталей, работающих в условиях истирания (валики, наличники, скользуны, опорные места балансиров, пятников, подпятников, призм и др.). Для получения таких поверхностей необходимо применять при наплавке электроды, сварочные проволоки и порошки для износостойкой наплавки, порошковые проволоки соответствующих марок, легирующие флюсы, а также термическую, химико-термическую и другие виды обработок после наплавки и напыления.

1.1.1.7. Сварочные работы, разрешенные настоящей Инструкцией для капитального ремонта, могут выполняться и при текущем ремонте при наличии соответствующего оборудования и условий, обеспечивающих требуемое качество работ, а также экономическую целесообразность. Такие работы могут выполняться по разрешению начальника локомотивной службы.

1.1.1.8. Все количественные нормы по заварке трещин, вварке вставок и другим сварочным работам должны применяться с учетом уже имеющихся ранее выполненных на данном узле или детали сварочных работ независимо от того, где эти работы были ранее произведены — в депо или на заводе, руководствуясь при этом фактическим осмотром деталей и данными технического паспорта.

1.1.1.9. Температура деталей перед сваркой и в помещениях, в которых производят ответственные сварочные работы, должна быть не ниже 5 °C. При этом не должно быть сквозняков, резких температурных перепадов и попадания влаги на место сварки, наплавки и напыления. Перед заваркой трещин, изломов или переваркой дефектных сварных швов деформированные детали должны быть выправлены. Правка без учета возникновения остаточных напряжений может привести к разрушению детали как при сварке, так и при эксплуатации. В детали также могут появляться трещины.

1.1.1.10. Шлифованные, полированные и чисто обработанные поверхности, а также поверхности окрашенные, покрытые лаком, изоляцией и т.д. (шейки осей и валов, подшипники и т.д.), расположенные вблизи места сварки, до ее выполнения должны быть защищены асбестовым картоном, пастой или другим аналогичным материалом во избежание попадания на эти детали брызг расплавленного металла или случайного касания их электродом. Закрывать чисто обработанные поверхности металлическими листами не допускается.

1.1.1.11. При выполнении электросварочных работ непосредственно на локомотиве обратный провод источника питания необходимо присоединять по возможности ближе к месту сварки. Все контакты рабочих проводов сварочного аппарата должны быть исправными. Искрение и нагрев в местах соединения проводов не допускаются.

Для предупреждения возможных электроожогов роликовых подшипников и бандажей все сварочные работы на локомотиве необходимо выполнять так, чтобы подшипники и бандажи не были включены в сварочную цепь. Запрещается использовать рельсы в качестве обратного провода; подводка тока должна осуществляться по двухпроводной системе. Место присоединения обратного провода к детали во всех случаях должно быть предварительно зачищено до металлического блеска, а провод присоединен при помощи струбцины.

При неисправной изоляции токоподводящих проводов выполнение электросварочных работ запрещается.

1.1.1.12. Поверхность, на которую надо наложить сварные швы, должна быть зачищена. Запрещается производить сварку, наплавку или напыление, если на место сварки попадает вода, смазка, а также выполнять сварочные работы на свежеокрашенных конструкциях или изделиях до полного высыхания краски. Корродированные и другие поврежденные участки разрешается наплавлять только после тщательной обработки поврежденной поверхности стальной щеткой до металлического блеска.

1.1.1.13. При выполнении сварки или наплавки, как правило, не допускаются подрезы основного металла по границам сварных швов более 0,5 мм, подрезы больших размеров должны быть заварены. Технология заварки должна исключать появление неблагоприятных закалочных структур в околошовной зоне или металле валика. Выводить кратер на основной металл запрещается.

На ответственных деталях, работающих при динамических и многократно повторяющихся (циклических) нагрузках, непровары в сварных швах и подрезы основного металла не допускаются.

Чеканка как средство для устранения неплотности сварных швов независимо от типа применяемого покрытия электродов не допускается.

1.1.1.14. При выполнении сварочно-наплавочных работ должны соблюдаться нормы и правила техники безопасности, производственной санитарии и противопожарной безопасности.

Работники, приступающие к выполнению сварочных работ, должны иметь исправные защитные приспособления (шлем или щиток, очки), инструмент (стальную щетку, слесарный молоток, зубило, клеймо) и набор шаблонов для проверки размеров сварных швов, а газосварщики, кроме того, должны иметь набор гаечных ключей и ведро с водой для охлаждения горелки или резака.

1.1.2. Типы сварных соединений и подготовка кромок под сварку

1.1.2.1. Основные типы сварных швов, размеры и формы их, а также конструкционные элементы кромок свариваемых частей из углеродистых и низколегированных сталей должны соответствовать ГОСТ 5264-80* и ГОСТ 11534-75* при ручной сварке; ГОСТ 8713-79* и ГОСТ 11533-75* при автоматической и механизированной (полуавтоматической) сварке. В тех случаях, когда предусмотрено применение специальных методов сварки, а форма и размеры сварных швов не соответствуют указанным ГОСТам, а также когда конструкция сварного узла или элемента подвижного состава не позволяет при ремонте сваркой или наплавкой выполнить требования указанных ГОСТов, сварные швы должны быть вычерчены на чертеже с указанием размеров всех элементов. Выбор типа шва и подготовка кромок под сварку должны производиться в зависимости от размеров и конструкционных форм свариваемых частей в соответствии с вышеуказанными ГОСТами.

<*> В стандарт внесены изменения после его утверждения.

1.1.2.2. Стыковые соединения являются наиболее распространенными и надежными сварными соединениями. В зависимости от толщины свариваемого металла часто применяются следующие виды сварных стыковых швов:

• стыковые соединения без скоса кромок, которые бывают:

1. с двусторонним швом (рис. 1.1, а), обладающие высокой прочностью. Такое соединение рекомендуется применять при толщине свариваемого металла 3 — 8 мм;

2. с односторонним швом (рис. 1.1, б); при этом возможен непровар с обратной стороны, что обусловливает некоторое снижение прочности соединения. Такое соединение не рекомендуется применять для деталей, работающих при динамических нагрузках, и в случаях, когда корень шва оказывается в растянутой зоне при изгибе;

3. односторонние с подкладкой (рис. 1.1, в); при этом применяются медные съемные подкладки или остающиеся стальные (технологические) подкладки. Последняя должна плотно прилегать к свариваемым элементам и проплавляться до 1/3 толщины; местные зазоры не должны превышать 0,5 мм. Соединения на остающейся подкладке следует применять, когда невозможно выполнить двусторонний шов;

а

б

в

Рис. 1.1. Стыковые соединения без скоса кромок а — с двусторонним швом; б — с односторонним швом; в — односторонние на подкладке

• стыковые соединения со скосом одной кромки и V-образным скосом двух кромок;

4. двусторонние с подваркой корня шва (рис. 1.2, а и 1.3, а);

5. односторонние без подварки (рис. 1.2, б и 1.3, б);

6. односторонние на подкладке (рис. 1.2, в и 1.3, в);

а

б

в

Рис. 1.2. Стыковое соединение со скосом одной кромки а — односторонние с подваркой корня; б — односторонние без подварки; в — односторонние на подкладке

а

б

в

Рис. 1.3. Стыковые соединения с V-образным скосом двух кромок а — двусторонние с подваркой корня; б — односторонние без подварки; в — односторонние на подкладке

• стыковые соединения с K-образным и X-образными скосами кромок (рис. 1.4). Соединения таких типов обладают высокой прочностью и являются наиболее экономичными. Объем наплавленного металла шва X-образного соединения на 30 — 40% меньше объема шва с V-образной разделкой для одинаковых толщин.

Рис. 1.4. Стыковые соединения с K-образным и X-образным скосами

При сварке встык листов разных толщин на более толстом листе делается на длине пяти толщин скос одной или двух сторон листа до толщины тонкого листа.

1.1.2.3 Угловые соединения (рис. 1.5) бывают:

1. без скоса кромок (рис. 1.5, а);

2. со скосом одной кромки (рис. 1.5, б);

3. с двумя скосами одной кромки (рис. 1.5, в);

4. со скосом двух кромок (рис. 1.5, г).

а

б

в

г

Рис. 1.5. Угловые соединения а — без скоса кромок; б — со скосом одной кромки; в — с двумя скосами одной кромки; г — со скосом двух кромок

Сварные соединения с двусторонними швами обладают высокой прочностью.

1.1.2.4 Тавровые соединения (рис. 1.6) выполняют:

1. без скоса кромок (рис. 1.6, а). В таких соединениях, особенно при наличии непроваров и увеличенных зазорах, значительно снижается прочность шва;

2. с одним скосом одной кромки (с двусторонним и односторонним швами) (рис. 1.6, б);

3. со скосом двух кромок (рис. 1.6, в) (обладают достаточно высокой прочностью и обеспечивают возможность получения полного провара).

а

б

в

Рис. 1.6. Тавровые соединения а — без скоса кромок; б — со скосом одной кромки; в — со скосом двух кромок

При сварке тавровых соединений в положении «в лодочку» электрод должен быть наклонен под углом 45° к свариваемым поверхностям, а в случае сварки частей различной толщины иметь меньший угол наклона к более тонкой части. Кроме того, электрод должен иметь угол наклона от 70 до 80° к линии пересечения плоскостей соединяемых листов по направлению сварки.

1.1.2.5 Соединения внахлестку (рис. 1.7) бывают:

1. без скоса кромок с двусторонними (рис. 1.7, а) и односторонними (рис. 1.7, в) непрерывными и прерывистыми швами;

2. с круглыми отверстиями (рис. 1.7, б) при односторонней непрерывной заварке или удлиненными с частичной заваркой по внутренней кромке отверстий. Такое соединение требует плотного прилегания поверхностей листов.

а

б

в

Рис. 1.7. Соединения внахлестку а — с двусторонними швами; б — с отверстиями; в — с односторонним швом

При сварке внахлестку ширина перекрытия листа должна быть не менее 2(S + S₁), где S и S₁ - толщины свариваемых листов. В зависимости от толщины свариваемых листов по ГОСТ 5264-80* и ГОСТ 11534-75* устанавливают размеры конструктивных элементов соединения (размеры шва, углов разделки, расстояния между листами и др.).

1.1.2.6. Подготовку кромок под сварку выполняют механической обработкой (на строгальном или токарном станке, фрезеровкой, рубкой пневматическим или ручным зубилом, крейцмейселем и т.п.). Подготовку кромок деталей, изготовленных из малоуглеродистых сталей, например, марок Ст1, Ст2, Ст3 разрешается производить также газовой резкой с последующей механической зачисткой поверхности реза до получения чистого металла.

При подготовке кромок газовой резкой на деталях из сталей, содержащих углерод свыше 0,3% (марки Ст5 и др.) поверхность реза должна быть механически обработана на глубину не менее 3 мм. Правильность подготовки кромок под сварку контролировать шаблоном. Допускаются отклонения: угла между плоскостями кромок от прямого для стыковых и тавровых соединений +/- 3°, то же для нахлесточных соединений +/- 6° и угла разделки кромок от проектного +/- 5°.

1.2. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СТАЛЯХ И ИХ СВАРИВАЕМОСТИ

1.2.1. При изготовлении деталей подвижного состава применяют главным образом конструкционные низкоуглеродистые, среднелегированные и низколегированные прокатные и литые стали. Основным легирующим элементом в углеродистых сталях, определяющим механические свойства и свариваемость, является углерод. Стали с содержанием углерода до 0,25% относятся к низкоуглеродистым, от 0,26 до 0,45% — к среднеуглеродистым. Углеродистые стали бывают обыкновенного качества и качественные. По степени раскисления стали обыкновенного качества подразделяются на спокойные (сп), полуспокойные (пс) и кипящие (кп).

Кипящая сталь содержит не более 0,07% кремния, имеет неравномерное распределение серы и фосфора по толщине, склонна к старению и охрупчиванию. Полуспокойная сталь занимает промежуточное место между кипящей и спокойной сталями (ГОСТ 380-88 и ГОСТ 14637-89).

1.2.2. Стали, содержащие специально введенные элементы называются легированными. Если содержание каждого элемента не превышает 2%, а суммарное содержание легирующих элементов — 5%, то сталь считается низколегированной. Применение низколегированных (ГОСТ 19281-89) сталей позволяет повысить надежность деталей и сварных конструкций, а также сопротивление коррозии, в ряде случаев снизить их массу.

В табл. 1.1 и 1.2 приведен характер воздействия легирующих элементов и примесей в стали на свариваемость, свойства и характеристики металла.

Таблица 1.1

Таблица 1.2

Примечание: 1. + повышает; + + значительно повышает; — снижает; = значительно снижает; 0 — не сказывается; +/- до определенных значений повышает, а затем снижает характеристику стали;

2. Кремний при содержании его до 0,4% улучшает свариваемость, а при содержании более 0,8% снижает. Аналогично по хладостойкости.

3. То же марганец, но при содержании его соответственно до 1,6 — 1,8% и более.

1.2.3. Технологическое свойство материалов образовывать в процессе сварки соединения, не уступающие по свойствам соединяемым материалам и отвечающим конструктивным и эксплуатационным требованиям, называется свариваемостью. В табл. 1.3, 1.4 приведена классификация сталей по группам свариваемости и примеры распределения сталей по этим группам.

Таблица 1.3

Таблица 1.4

1.3. РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА

1.3.1. Ручную дуговую сварку выполняют плавящимся металлическим электродом или неплавящимся — угольным, графитовым, вольфрамовым. При сварке плавящимся металлическим электродом дуга горит между ним и изделием. Металл шва формируется за счет материала электрода и расплавления кромок свариваемого изделия. При сварке плавящимся электродом дуга горит между угольным и графитовым электродом и изделием, а для формирования металла шва в зону дуги подают присадочный материал. Сварку угольным электродом ведут, как правило, постоянным током прямой полярности. При сварке вольфрамовым электродом может также применяться и переменный ток, но с защитой зоны сварки инертным газом. Наибольшее распространение нашла ручная дуговая сварка плавящимся электродом, которую можно применять во всех пространственных положениях, сваривая черные, цветные металлы и различные сплавы практически любой толщины. Используют как постоянный, так и переменный ток.

1.3.2. При ручной дуговой сварке основными видами сварных соединений являются стыковые, угловые, тавровые и соединения внахлестку в соответствии с ГОСТ 5264-80*. Сварку выполняют покрытыми металлическими электродами диаметром от 1,6 до 12 мм и длиной от 200 до 450 мм.

1.3.3 Электроды классифицируют по следующим признакам:

1. по материалу, из которого они изготовлены;

2. по назначению;

3. по виду покрытия и его толщине;

4. по характеру шлака;

5. по свойствам металла швов;

6. по допустимым пространственным положениям сварки или наплавки;

7. по роду и полярности тока.

Электроды подразделяют на группы в зависимости от свариваемых материалов и изготавливают в соответствии с ГОСТ 9466-75*, ГОСТ 9467-75* и ГОСТ 10051-75*.

По назначению электроды подразделяют на:

У — для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей;

Л — для сварки легированных конструкционных сталей;

Т — для сварки легированных теплоустойчивых сталей;

В — для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами;

Н — для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами.

Электроды разделяют на марки по техническим условиям и паспортам. Каждому типу электродов могут соответствовать одна или несколько марок.

По толщине покрытия электроды подразделяют на:

М — с тонким покрытием;

С — со средним покрытием;

Д — с толстым покрытием;

Г — с особо толстым покрытием.

По видам покрытия электроды подразделяют на:

А — с кислым;

Б — с основным;

Ц — с целлюлозным;

Р — с рутиловым;

П — с покрытием прочих видов.

При наличии в составе покрытия железного порошка в количестве более 20% добавляют букву «Ж».

По допустимым пространственным положениям сварки или наплавки электроды подразделяют:

1 — для всех положений;

2 — кроме вертикального сверху вниз;

3 — для нижнего, горизонтального на вертикальной плоскости и вертикального снизу вверх;

4 — для нижнего и нижнего «в лодочку».

В документации на электроды их условное обозначение должно состоять из марки, диаметра, группы электродов и обозначения стандарта.

1.3.4. В табл. 1.5 и 1.6 приведены технические характеристики покрытий и наиболее распространенных марок электродов общего назначения для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей. В табл. 1.7 и 1.8 даны зависимости диаметра электрода, толщины свариваемого встык металла и сварочного тока.

Таблица 1.5

Таблица 1.6

Примечание. Допускается применение других марок электродов при условии удовлетворения их требованиям ГОСТ 9466-75 и ГОСТ 9467-75 и обеспечения необходимых эксплуатационных свойств сварных соединений.

Таблица 1.7

Таблица 1.8

1.4. АВТОМАТИЧЕСКАЯ И МЕХАНИЗИРОВАННАЯ (ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКАЯ) СВАРКА ПОД ФЛЮСОМ

1.4.1. Сварку под флюсом применяют при изготовлении и ремонте конструкций и деталей ответственного назначения, которые должны надежно эксплуатироваться в условиях низких и высоких температур, давления, агрессивных сред и т.д. Наиболее выгодно автоматический способ применять при массовой сварке однотипных деталей, имеющих соединения правильной формы и удобных для удержания флюса.

1.4.2. Механизированную (полуавтоматическую) сварку следует использовать при сварке конструкций, имеющих швы с малым радиусом кривизны, небольшой длины или расположенные в труднодоступных местах, а также при мелкосерийном производстве.

Сваркой под флюсом выполняют швы, расположенные в нижнем положении при толщине металла от 2 до 100 мм.

1.4.3. Форма и размеры разделки кромок для различных видов сварных соединений регламентированы ГОСТ 8713-79* и ГОСТ 11533-75*.

Подготовку кромок под автоматическую сварку производят механическим способом или термической резкой.

1.4.4. На расстоянии не менее 20 мм от наружной кромки разделки с каждой стороны необходимо удалить краску, масло, влагу, ржавчину и другие загрязнения.

1.4.5 В целях повышения производительности автоматической сварки под флюсом разрешается применять:

1. сварку подогретым электродом;

2. сварку с металлическими присадками;

3. многоэлектродную и двухдуговую сварку;

4. сварку по узко-щелевой разделке (в узкий зазор).

1.4.6. Рекомендуемые вид и марка присадочного материала для сварки с металлическими присадками (крупкой) приведены в табл. 1.9.

Таблица 1.9

Крупку изготавливают из проволоки диаметром 1,0 — 1,6 мм, длина каждой частицы не должна превышать двух диаметров проволоки.

1.4.7. При сборке стыковые соединения закрепляют струбцинами, скобами, прихватками электродами, которые затем тщательно очищают от шлака.

В начале и в конце стыка приваривают технологические планки длиной 100 — 120 мм и шириной 60 — 120 мм. Форма разделки их кромок должна соответствовать форме разделки основного стыка.

1.4.8. Стыковые соединения выполняют двусторонней и односторонней сваркой; а также однопроходными или многопроходными швами.

При наложении двусторонних однопроходных швов глубина проплавления при сварке первой стороны должна составлять не менее половины толщины металла. При сварке второй стороны должна быть проплавлена вершина первого шва. Величина зазора не должна превышать 1 мм.

Сварку односторонних швов можно производить без разделки при толщине до 18 мм.

1.4.9. Для получения полного провара и предупреждения вытекания жидкого металла сварку выполняют на флюсовой подушке, медной и флюсо-медной подкладке, на остающейся стальной подкладке или с ручной подваркой корня шва, а также на весу. На рис. 1.8 показаны эти методы предупреждения вытекания жидкого металла в зазор.

Рис. 1.8. Методы предупреждения вытекания жидкого металла с применением: а — флюсовой подушки; б — флюсо-медной подкладки; в — ручной подварки; г — стальной временной подкладки, удерживаемой с помощью механического поджатия; д — стальной временной подкладки на прихватках; е — стальной остающейся подкладки

При сварке на стальной остающейся подкладке необходимо проплавлять не только все сечение состыкованных изделий, но и часть подкладки. Ширина подкладок: 8 — 30 мм при их толщине 1 — 3 мм и толщине свариваемого металла 2 — 6 мм; 25 — 50 мм при толщине подкладок 2 — 4 мм и толщине свариваемого металла 6 — 10 мм.

Сварку на медной подкладке применяют для соединения тонких листов. Зазор между подкладкой и деталью не должен превышать 1,0 мм.

1.4.10. Для металла толщиной свыше 30 мм рекомендуется использовать многопроходную сварку. В целях уменьшения величины сварочных деформаций нанесение швов следует выполнять с разных сторон соединения.

1.4.11. В зависимости от способа сварки и диаметра электродной проволоки устанавливают род и полярность тока (табл. 1.10).

Таблица 1.10

1.4.12. При многопроходной сварке каждый последующий проход необходимо проводить после тщательной зачистки от шлака. Начало шва длиной 30 — 40 мм и конец шва длиной 40 — 50 мм следует выводить на технологические планки.

1.4.13. Сварку угловых и тавровых швов выполняют «в лодочку» вертикальным электродом и наклонным электродом в нижнем положении (рис. 1.9).

Рис. 1.9. Сварка тавровых швов а — «в лодочку»; б — наклонным электродом

Во избежание затекания жидкого металла в зазор при сварке «в лодочку» применяют ручную подварку, флюсовую подушку, флюсо-медную подкладку.

Во избежание образования подрезов, наплывов и непроваров при сварке наклонным электродом угловые швы с катетом свыше 8 мм необходимо сваривать в несколько проходов.

1.4.14. Односторонней сваркой за один проход соединяют изделия толщиной до 10 мм; при толщине металла до 20 мм применяют двустороннюю однопроходную сварку. Соединения большей толщины выполняют с разделкой кромок.

Однопроходной механизированной (полуавтоматической) сваркой наклонным электродом выполняют швы таврового соединения с катетом до 8 мм. При больших катетах необходима многопроходная сварка.

1.4.15. Листы толщиной до 8 мм разрешается приваривать дуговой точечной сваркой. При большей толщине сварку выполняют через отверстие в верхнем листе. Диаметр отверстия должен превышать диаметр электрода на 2 — 6 мм. Для дуговой точечной сварки могут применяться также специальные электрозаклепочники.

Основные типы и конструктивные элементы соединений сварных точек регламентированы ГОСТ 14776-79*.

1.4.16. Углеродистые и низколегированные конструкционные стали, поставляемые по ГОСТ 380-88* и ГОСТ 5520-79* обладают хорошей свариваемостью. При содержании в них углерода до 0,25% и 0,18% соответственно предварительный подогрев не требуется.

При большем содержании углерода сварку рекомендуется производить с предварительным подогревом до 200 — 250 °C, а затем делать отпуск или нормализацию.

1.4.17. При сварке углеродистых сталей марок Ст3 — Сталь 45 применяют флюсы марки АН-348А, АН-348В, ОСЦ-45, АНЦ-1 и др. Для сварки низко- и среднелегированных сталей используют флюсы АН-348А, АН-60, АН-22 и другие в сочетании с проволоками Св-08А, Св-08ГА и проволокой, легированной хромом, молибденом, никелем (табл. 1.11).

Таблица 1.11

Примечание: Флюсы обеспечивают устойчивое горение дуги, удовлетворительное формирование швов и низкую склонность к образованию пор и трещин. Обозначения: М — мелкозернистый, П — пемзовидный.

1.4.18. Для сварки под флюсом рекомендуется применять следующее сварочное оборудование, выпускаемое в настоящее время: сварочные агрегаты А-1412 с источником питания ТДФЖ-2002; А-1416 с источником питания ВДУ-506; сварочные тракторы типа АДФ-1002, АДФ-1202, АДФ-1209; полуавтомат А-1197Ф и источником питания ВС-632, а также импортное и ранее выпускаемое оборудование, имеющее аналогичные характеристики.

1.5. СВАРКА ПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКОЙ

1.5.1. Общие положения

1.5.1.1. Порошковую проволоку по ГОСТ 26271-84* изготавливают с оболочкой различного профиля (рис. 1.10) для механизированной сварки и наплавки из ленты холодного проката марки 08кп или 10кп толщиной 0,2 — 1,0 мм и шириной 8 — 20 мм методом профилирования или волочения и классифицируют по назначению, способу защиты металла от воздуха, возможности сварки в различных пространственных положениях, механическим свойствам металла шва, типу сердечника.

Рис. 1.10. Конструкции порошковых проволок

1.5.1.2. По составу сердечника проволоки делятся на пять типов: рутил-органические, карбонатно-флюоритные, флюоритные, рутиловые и рутил-флюоритные.

Проволоки трех первых типов применяют как самозащитные, т.е. без дополнительной защиты газом или флюсом. Проволоки рутилового и рутил-флюоритного типов используют для сварки в CO2. Технические характеристики наиболее широко применяемых самозащитных проволок и проволок, применяемых с дополнительной защитой углекислым газом приведены в табл. 1.12 и 1.13 соответственно.

Таблица 1.12

<1> Сварку выполняют постоянным током обратной полярности.

<2> Все проволоки имеют карбонатно-флюоритный тип сердечника и соответствуют типу электрода Э50А.

Требуют тщательного хранения, не допускается их загрязнение и увлажнение.

Таблица 1.13

1.5.1.3. Типы сварных соединений, подготовка свариваемых кромок, формы и размеры сварных швов должны соответствовать ГОСТ 14771-76*.

При сварке стыковых соединений порошковой проволокой необходимо устанавливать зазоры в корне шва или между свариваемыми кромками в соответствии с табл. 1.14.

Таблица 1.14

1.5.1.4. Прихватки следует выполнять порошковой проволокой марки, указанной в технологии, или электродами аналогичного типа. В сварных соединениях на остающихся подкладках катет шва не должен превышать 4 мм.

При сварке изделия или конструкции необходимо располагать так, чтобы обеспечить максимальный объем работ в нижнем положении.

1.5.2. Оборудование для сварки порошковыми проволоками

1.5.2.1. Для механизированной (полуавтоматической) сварки порошковой проволокой используют полуавтоматы: ПДО-517 (А-765), ПДГ-603, ПШК-107В, ПДФ-502, ПШ-121.5. При модернизации подающего механизма (замене шлангов) и замене одной пары подающих роликов можно применять универсальные полуавтоматы ПДГ-508, ПДГ-515, ПДГ-516, ПДГ-312.

1.5.2.2. Сварку необходимо выполнять на постоянном токе обратной полярности от источников питания с жесткой или пологопадающей внешней характеристикой. Падение напряжения не должно превышать 3 В на 100 А. Этому требованию соответствуют источники питания ВС-300Б, ВС-632, ВДУ-505, -506 — 601, ВДГ-303. Проволокой марки ПП-АН8 возможна сварка от источника питания переменного тока с падающей характеристикой.

1.6. СВАРКА В УГЛЕКИСЛОМ ГАЗЕ

1.6.1. Механизированная и автоматическая сварка в углекислом газе проволоками сплошного сечения Св-08Г2С, Св-08ГС, (ГОСТ 2246-70*), Св-08Г2СЦ (ТУ 1-3735-84) широко применяют при изготовлении и ремонте сварных металлоконструкций из углеродистых и низколегированных сталей.

Для сварки используют пищевой углекислый газ высшего и первого сорта (ГОСТ 8050-85*), поставляемый в баллонах в жидком состоянии, называемый углекислотой, и углекислый газ осушенный, выпускаемый по специальным ТУ. Чистота углекислоты должна быть не менее 99,5%. В стандартный баллон емкостью 40 л заливают 25 кг углекислоты, которая образует при испарении 12,6 м3 газа. Расход газа при сварке составляет (1,67 — 2,34) x 10-6 м3/с (1,0 — 1,4 м3/ч). Баллоны с углекислотой окрашены в черный цвет с желтой надписью «Углекислота» или «CO2 сварочный».

1.6.2. Основными вредными примесями CO2 являются воздух и вода, которые скапливаются сверху и снизу баллона. Перед началом работы следует выпустить первые порции газа и осторожно удалить влагу, после отстаивания баллона в перевернутом положении в течение 15 — 20 мин. В целях исключения замерзания влаги в редукторе и осушителе необходим подогрев специальным прибором (например ПУ-70).

1.6.3. Для выполнения сварочных работ необходимо применять сварочные полуавтоматы типа А-547, А-825, А-1197, А-1230, ПДГ-302, ПДГ-508, ПДГ-515, ПДГ-516, ПДГ-603, технические характеристики которых приведены в разделе 13 настоящей Инструкции.

1.6.4. Основными параметрами режима сварки в углекислом газе являются: род, полярность и величина тока, диаметр проволоки, напряжение на дуге, скорость подачи проволоки, вылет электрода, расход газа, наклон электрода относительно шва и скорость сварки.

Сварку в углекислом газе выполняют на постоянном токе обратной полярности.

Напряжение на дуге при сварке устанавливается автоматически и зависит от ее длины; чем длиннее дуга, тем выше напряжение. С увеличением напряжения дуги растет ширина шва и уменьшается глубина провара.

Зависимость диаметра электродной проволоки от толщины свариваемого металла приведена в табл. 1.15.

Таблица 1.15

Рекомендуемые величины сварочного тока в зависимости от толщины электродной проволоки даны в табл. 1.16.

Таблица 1.16

1.6.5. Большое влияние на устойчивость процесса сварки и качество шва оказывает вылет электродной проволоки (ее длина от торца токоподводящего наконечника до изделия).

Завышенный вылет ухудшает устойчивость горения дуги, формирование шва, увеличивает разбрызгивание.

Рекомендуемая величина вылета приведена в табл. 1.17.

Таблица 1.17

Рекомендуемое расстояние между изделием и соплом горелки дано в табл. 1.18.

Таблица 1.18

1.6.6. Наклон электрода относительно оси шва оказывает большое влияние на глубину провара и качество сварки. Сварка «углом вперед» применяется для уменьшения величины проплавления; «углом назад» — для ее увеличения и является более предпочтительной.

Сварка в CO2 производится во всех пространственных положениях. Сварку вертикальных и потолочных швов выполняют при меньшем сварочном токе и проволокой до 1,6 мм. Сварку следует производить при возможно более короткой дуге; максимальная длина дуги при токе 200 — 500 А должна быть 1,5 — 4,0 мм.

При механизированной (полуавтоматической) сварке металла толщиной более 3 мм применяют колебательные движения горелки, как и при ручной дуговой сварке.

1.6.7. Стыковые соединения толщиной до 4 мм свариваются на весу (без приспособлений, предохраняющих от протекания с обратной стороны шва).

Сварку нахлесточных соединений при толщине металла до 2 мм производят на весу или медной подкладке. Сварку угловых швов металла толщиной более 3 мм выполняют с петлеобразным перемещением горелки. Вертикальные швы на тонком металле (до 2 мм) накладывают сверху вниз, а при толщинах более 6 мм — снизу вверх «углом назад».

Сварку в потолочном положении ведут при минимальном напряжении дуги, рекомендуется при этом увеличить расход углекислого газа на 15 — 20%. Диаметр проволоки и сварочный ток должны быть меньше, чем при сварке в нижнем положении.

Для нахлесточных, стыковых и угловых соединений толщиной от 0,5 мм и более возможно применение сварки в CO2 дуговой точечной сваркой во всех пространственных положениях. При сварке металла толщиной более 1,5 мм в вертикальном и потолочном положениях и более 6 мм в нижнем необходимо делать отверстие в верхнем листе.

Ориентировочные режимы сварки в CO2 дуговой точечной сваркой приведены в табл. 1.19.

Таблица 1.19

1.6.8. Для сварки соединений из углеродистых и низколегированных сталей толщиной от 3 мм и более в CO2 широко используют порошковые проволоки типа ПП-АН8, ПП-АН10, ПП-АН21М, с рутиловым сердечником, а также типа ПП-АН22, ПП-АН29 с рутил-флюоритным сердечником. Характеристики проволок приведены в подразделе 1.5.1.

1.7. СВАРКА В ГАЗОВЫХ СМЕСЯХ

1.7.1. В целях стабилизации горения дуги, уменьшения разбрызгивания электродного металла, улучшения внешнего вида соединений при сварке углеродистых и низколегированных сталей разрешается применять сварку в газовых смесях: Ar + CO2 и CO2 + O2.

Рекомендуемый состав смеси аргона с углекислым газом: 75% Ar (ГОСТ 10157-79*) и 25% CO2 (ГОСТ 8050-85*). Расход газовой смеси в 1,2 — 1,5 раза больше расхода CO2.

Для получения смеси используются рамповые смесители УКР-1-72 или УСЛ-1В или постовые АКУП-1, УКП-1-71.

1.7.2. Механизированную сварку в смеси Ar + CO2 выполняют проволоками Св-08Г2С, Св-08ГС, Св-09Г2СЦ диаметром 1,2 — 2,0 мм.

Сварка производится полуавтоматами типа ПДГ-508, А-1197, ПДГ-515, 516, А-547, ПДГ-312 и др.

Разделка кромок под сварку в газовых смесях аналогична разделке под сварку в CO2 (ГОСТ 14771-76).

Сварку в смеси Ar + CO2 выполняют на прямой и обратной полярности. В первом случае повышается производительность процесса. При сварке на обратной полярности проволокой диаметром 1,6 — 2,0 мм производительность составляет около (2,5 — 2,8) x 10-3 кг/с (9,0 — 10,0 кг/ч), на прямой полярности соответственно (3 — 3,3) x 10-3 кг/с (11 — 12 кг/ч). Техника механизированной сварки в смеси Ar + CO2 не отличается от сварки в CO2.

Режимы сварки приведены в табл. 1.20.

Таблица 1.20

1.7.3. Рекомендуемый состав газовой смеси углекислого газа и кислорода — 70% CO₂ + 30% O₂ или 80% CO₂ + 20% O₂.

Для получения газовой смеси при количестве сварочных постов, не превышающем десяти, используют смеситель типа УКП-1-71. Механизированную сварку в смеси CO2 + O2 выполняют на серийно выпускаемом оборудовании для сварки в CO2 проволокой Св-08Г2С и Св-08Г2СЦ следующих диаметров:

1. 1,2 — 2,0 мм — с увеличенным вылетом электрода в нижнем положении;

2. 1,2 — 1,4 мм — с обычным вылетом во всех пространственных положениях.

При сварке с увеличенным вылетом в смеси CO₂ + O₂ среднеуглеродистых и низколегированных сталей типа 33ХС, 38ХС, 40Х и др. следует использовать проволоки марок Св-08ГСМТ, Св-08ХГСМФА, Св-08Х3Г2СМ.

Ориентировочный режим сварки в смеси газов с обычным вылетом электрода приведен в табл. 1.21.

Таблица 1.21

1.7.4. При механизированной сварке многопроходных швов для уменьшения количества слоев и при сварке сталей, склонных к образованию кристаллизационных трещин рекомендуется применять сварку в смеси CO2 + O2 в нижнем положении на увеличенном вылете электродной проволоки. В табл. 1.22 даны режимы сварки угловых швов проволокой диаметром 2 мм с большим вылетом электрода. Использование проволок диаметром до 1,6 мм без специальных конструкций направляющих втулок держателя недопустимо.

Таблица 1.22

1.8. НАПЛАВКА ЭЛЕКТРОДАМИ И ПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКОЙ

1.8.1. В целях продления срока эксплуатации деталей, узлов и конструкций разрешается при капитальном и текущем ремонте применять различные способы восстановительной и упрочняющей наплавки, а также газотермического напыления.

1.8.2. К способам наплавки относятся автоматическая и механизированная (полуавтоматическая) наплавка под флюсом, порошковой проволокой, в среде защитных газов, лентой, ручная штучным электродом, плазменная, вибродуговая, газопорошковая, индукционная, пластинчатым электродом и др. Нанесение покрытий напылением может производиться газопламенным и плазменным напылением, электродуговой металлизацией, детонационным напылением и др.

1.8.3. Наплавку и напыление поверхностей деталей и конструкций подвижного состава разрешается производить при восстановлении изношенных и поврежденных в процессе эксплуатации деталей и упрочнении запасных частей при их изготовлении.

1.8.4. Выбор способа восстановления или упрочнения должен определяться требованиями, предъявляемыми к качеству нанесенного металла, характеру эксплуатационной нагрузки, производительностью и его стоимостью.

Наплавка и напыление имеют два основных назначения — восстановление изношенных поверхностей до первоначальных геометрических размеров и нанесение материалов, придающих рабочему слою деталей повышенные свойства: износо- и теплостойкость, коррозионную стойкость, прочность и др.

1.8.5. Конструкции и детали локомотивов, имеющих большой износ (от 2 мм и более) и подвергающиеся в эксплуатации трению качения (например, гребни бандажей колес), абразивному изнашиванию, а также динамической (ударной) нагрузке (например, автосцепка) рекомендуется восстанавливать и упрочнять, как правило, дуговыми методами наплавки с применением присадочных материалов, дающих возможность получать на поверхности прочный, износостойкий слой металла. Может использоваться и индукционная наплавка.

1.8.6. Детали и узлы, у которых основными причинами выхода из строя являются нарушения прочности соединения в неподвижных прессовых соединениях (например, посадки колеса на ось) и износ сопрягаемых деталей (увеличение зазора) в подвижных соединениях (например, детали типа «вал») не требуют при ремонте большой толщины и высокой прочности наносимого слоя покрытия. В этих случаях рекомендуется применение газотермических способов восстановления и вибродуговая наплавка.

1.8.7. Для автоматической и механизированной наплавки применяются наплавочные, сварочные и порошковые электродные проволоки, порошковая и холоднокатаная электродная лента, порошки, плавленные и керамические флюсы и др.

1.8.8. При выборе электродной проволоки необходимо учитывать химический состав наплавляемой детали и проволоки, условия работы, величину износа и требуемую износостойкость.

В табл. 1.23 приведены марки наиболее употребимых наплавочных проволок и твердость наплавленного металла.

Таблица 1.23

Для получения мягкого неизносостойкого наплавленного металла при наплавке под флюсом можно применять сварочную проволоку марок Св-08, Св-08А, Св-08ГА, Св-10Г2, а при наплавке в среде защитного газа CO2 или смеси газов CO2 + O2 — сварочную проволоку марок Св-08ГС, Св-12ГС, Св-08Г2С, Св-15ГСТЮЦА и др. по ГОСТ 2246-70.

В качестве порошковых проволок для механизированной износостойкой наплавки рекомендуется использовать проволоки, приведенные в табл. 1.24. Перед началом наплавочных работ их следует прокалить на режиме: нагрев до температуры 250 — 280 °C со скоростью 0,014 — 0,028 °C/с (50 — 100 °C/ч), выдержка 2 ч, охлаждение на воздухе. При соблюдении режима прокалки проволока приобретает «соломенный» цвет.

Таблица 1.24

Примечание. Приняты обозначения: Ф — для наплавки под флюсом; С — для наплавки без дополнительной защиты (самозащитная); У — универсальная.

1.8.9. При наплавке углеродистых и низколегированных сталей следует применять плавленные флюсы марки АН-20 (всех индексов), АН-22, АН-60, АН-348А, АН-348АМ, ОСЦ-45 (ГОСТ 9087-81*Е) и флюс общего назначения марки АНЦ-1 (ТУ 108-1424-86).

Рекомендуемые режимы автоматической наплавки под флюсом плоских деталей приведены в табл. 1.25.

Таблица 1.25

1.8.10. При ручной дуговой наплавке для получения твердого износостойкого наплавленного металла рекомендуется применять электроды, приведенные в табл. 1.26. Влияние режима наплавки на геометрию шва приведено в табл. 1.27.

Таблица 1.26

Таблица 1.27

1.9. ВИБРОДУГОВАЯ НАПЛАВКА

1.9.1. Вибродуговой наплавкой под слоем флюса и в струе защитного газа разрешается восстанавливать изношенные валы и другие детали локомотивов в пределах размеров, допускаемых правилами ремонта или инструкциями МПС.

Для вибродуговой наплавки под слоем флюса рекомендуется использовать автоматические головки типа АНКЭФ конструкции ВНИИЖТ или других типов, обеспечивающие необходимое качество наплавки и подачу электродной проволоки с продольной возвратно-поступательной вибрацией. Автомат должен иметь регулировку амплитуды колебания в пределах до 3 мм и регулировку частоты колебаний от 40 до 60 с-1.

Устройства для удержания флюса на наплавляемой поверхности должны обеспечивать надежную защиту расплавленной ванны слоем флюса толщиной не менее 25 мм. Прорывы дуги сквозь слой флюса не допускаются.

Наплавку производят на постоянном токе обратной полярности с использованием источников питания, имеющих падающую и жесткую внешнюю характеристику (типа ВД-306, ВД-302, ВСС-300, ПСО-300 и др.). Источник питания устанавливают рядом со сварщиком для удобства регулирования токовых режимов.

Вибродуговую наплавку производят под слоем флюса мелкой грануляции марки АН-348АМ, АН-348ВМ, АНЦ-1 или ОСЦ-45М. Перед применением необходимо прокалить флюс при температуре 300 — 400 °C в течение 1 часа.

Использование молотой шлаковой корки не разрешается. Для вибродуговой наплавки под слоем флюса применяют проволоку марок Св-08, Св-08А, Св-10Г2, Св-08ГА диаметром 1; 1,2; 1,6 и 2 мм. Не допускается применять сырой и загрязненный флюс, замасленную или покрытую ржавчиной проволоку.

Перед наплавкой вал необходимо проверить дефектоскопом. При отсутствии трещин поверхность вала должна быть очищена от грязи, ржавчины и обезжирена. Особенно тщательно необходимо удалять масло из смазочных отверстий и каналов.

При наличии на поверхности вала плен, вмятин, забоин, задиров глубиной от 1 до 3 мм, изгиба более 3 мм вал необходимо проточить до удаления дефектов.

1.9.2. Наплавку валов начинают с торца. Первый виток наплавлять без подачи суппорта. В этом случае подогрев вала перед наплавкой можно не производить. Рекомендуется также наплавку производить с приставным кольцом из малоуглеродистой стали шириной 15 — 25 мм, прикрепленным к торцу вала. Наплавку начинают на кольце, затем переходят на поверхность вала.

При наплавке поверхностей валов, находящихся от торца более чем на 50 мм, производят предварительный подогрев вала в начале наплавки до температуры 300 — 350 °C.

1.9.3. Если на направляемом участке имеются отверстия или шпоночные канавки, перед наплавкой их закрывают пробками или временными шпонками из малоуглеродистой стали. Шпонки в канавки укладывают на асбестовых прокладках толщиной 2 — 3 мм. Пробки и временные шпонки должны выступать над поверхностью вала на 1 — 2 мм. Прихватка электросваркой шпонок и пробок, а также постановка медных или графитовых пробок и шпонок не допускаются. Разрешается забивка отверстий асбестом.

Если вал имеет переходные радиусы и галтели, то наплавку начинают на меньшем диаметре и ведут в направлении к галтели. После прохода галтели необходимо наложить дальше на участке большего диаметра еще два-три витка. Последний виток, как и первый, наплавляют при выключенном суппорте. Запрещается начинать и заканчивать наплавку на галтели, а также вести наплавку от большего диаметра к меньшему. При наплавке в несколько слоев предыдущий слой тщательно зачищают до чистого металла.

Если по какой-либо причине наплавка была прервана и вал остыл, то перед возобновлением наплавки металлической щеткой зачищают последние два-три витка, подогревают место начала наплавки до температуры 300 — 350 °C и продолжают наплавку, перекрыв один-два витка прежней наплавки.

1.9.4. Режим наплавки выбирают в зависимости от диаметра наплавляемого вала согласно табл. 1.28.

Таблица 1.28

1.10. ГАЗОТЕРМИЧЕСКАЯ НАПЛАВКА И НАПЫЛЕНИЕ

1.10.1. Все работы по ремонту и изготовлению новых деталей и узлов локомотивов с использованием напыления в депо и на ремонтных заводах МПС России должны выполняться с соблюдением требований настоящей Инструкции, чертежей и ГОСТов.

Технологические процессы и режимы восстановления деталей газотермическим напылением, на которые не имеется технологической документации, устанавливаются главным инженером завода или начальником депо и согласовываются с Главным управлением локомотивного хозяйства МПС и ВНИИЖТ в соответствии с Перечнем деталей подвижного состава, утвержденным Главным техническим управлением МПС 29.03.1990 г.

Восстановленная деталь должна удовлетворять требованиям безопасной работы и обеспечивать необходимый срок службы.

1.10.2. Восстанавливать напылением изношенные детали можно только в пределах износов, которые обусловлены правилами ремонта, настоящей Инструкцией и другими распоряжениями МПС.

1.10.3. Износостойкость напыленного слоя должна быть не ниже износостойкости основного металла детали и соответствовать требованиям технических условий и чертежа.

1.10.4. Температура деталей перед напылением и в помещении, где производят напыление, должна быть не менее 15 °C.

1.10.5. Поверхность под напыление должна быть зачищена в соответствии с требованиями соответствующей технической документации до определенной степени шероховатости. Не допускается попадание на подготовленную поверхность влаги и масла, касание ее руками.

1.10.6. Для газотермического напыления разрешается применять порошковые материалы в соответствии с их назначением и требованиями технологического процесса. Материалы для газопламенного и плазменного напыления указаны в табл. 1.29, а для электродуговой металлизации — в табл. 1.30.

Таблица 1.29

Таблица 1.30

1.10.7. Газотермическое напыление включает следующие способы: газопламенное и плазменное напыление, газопорошковую наплавку и дуговую металлизацию.

1.10.8. При газотермическом напылении источником энергии является газовое пламя, плазма или электрическая дуга. Напыляемый материал в виде порошка или проволоки попадает в источник нагрева, разогревается, распыляется и транспортируется к напыляемой поверхности.

1.10.9 Процесс напыления включает следующие операции:

1. подготовку напыляемого материала;

2. подготовку поверхности под напыление;

3. напыление;

4. оплавление покрытия <1>;

<1> «Оплавление покрытия производят только при использовании порошков самофлюсующихся сплавов марок ПГ-10Н-...; ПГ-12Н-...; СНГН; ПГ-СР... и т.п.»

5. механическую обработку.

1.10.10. Напыление выполняют на участке, оборудованном местной вытяжной вентиляцией с расходом воздуха до 0,05 м3/с (3000 м3/ч). Участок напыления должен быть оснащен оборудованием, позволяющим выполнять все операции по п. 1.10.9.

Допускается окончательную механическую обработку покрытий производить вне участка, но в одном здании.

1.10.11. Напыление деталей типа «вал» производят во вращателе с числом оборотов до 300 рад/с (3000 об/мин) или на токарном станке. Напыление плоских деталей выполняют на столе сварщика.

1.10.12. Участок напыления должен иметь подвод сжатого воздуха, который используют для дробеструйной обработки поверхности перед напылением и для распыления проволок при дуговой металлизации. Давление воздуха в сети должно быть не менее 0,5 МПа, расход — не менее 2,5 x 10-3 м3/с (150 м3/ч).

1.10.13. Напыление выполняют при использовании оборудования, приведенного в табл. 1.31, 1.32 и 1.33.

Таблица 1.31

Таблица 1.32

Таблица 1.33

1.10.14. Газопламенное напыление заключается в нанесении на предварительно подготовленную поверхность детали порошковых материалов ацетилено-кислородным пламенем. Напыление может выполняться в один или в два этапа. Первый этап — нанесение слоя термореагирующего порошка (подслоя) толщиной 0,1 — 0,15 мм для улучшения сцепления основного покрытия с материалом детали. Второй этап — нанесение основного слоя требуемой толщины. При напылении в одни этап наносят сразу основной слой. Покрытие, нанесенное в два этапа, не оплавляется. В этом случае процесс напыления условно называется «холодным».

Покрытие, нанесенное без подслоя за один этап, подлежит оплавлению посредством нагрева до температуры плавления порошка (990 — 1070 °C), при которой происходит спекание частиц между собой и с поверхностью детали. В этом случае процесс напыления называется «горячим».

1.10.15. Газопламенное напыление осуществляют горелкой в соответствии с табл. 1.31.

1.10.16. В качестве напыляемых материалов используют порошки чистых металлов, сплавов, а также композиционные, приведенные в табл. 1.29. Размер частиц порошка — 40 — 100 мкм. Напыляемые порошковые материалы просушивают на поддонах из нержавеющей стали при толщине слоя не более 20 мм в течение 1 — 3 ч. при температуре 130 — 150 °C, просеивают через набор сит по ГОСТ 6613-86 для восстановления их сыпучести и отделения используемых для напыления фракций. Допускается использовать порошковые материалы для напыления в состоянии поставки, если они хранились в герметичной упаковке, а в сертификате на каждую емкость указаны размеры частиц порошка.

1.10.17. Подготовка напыляемой поверхности заключается в очистке ее и прилегающих поверхностей на расстоянии 50 — 60 мм от загрязнений и масла, удалении поврежденного металла и обработки поверхности до требуемой шероховатости. Очистку и мойку деталей выполняют общепринятыми методами. Разрешается применять прокаливание деталей в печи при температуре 150 — 200 °C в течение 0,5 — 1,0 ч. или газовой горелкой.

1.10.18. Удаление слоя поврежденного металла производят точением или грубой шлифовкой с последующей дробеструйной обработкой.

1.10.19. Сжатый воздух, используемый для дробеструйной обработки, должен быть очищен от влаги и масла. Давление воздуха — 0,5 — 0,6 МПа. При дробеструйной обработке используют электрокорунд по ОСТ 2МТ 763-80 и ОСТ 2МТ 715-78 зернистостью номер 80-150 по ГОСТ 3647-80 и дробь ДЧК по ГОСТ 11964-81Е. Перерыв между дробеструйной обработкой и напылением не должен превышать 2 ч. При более длительном перерыве дробеструйную обработку необходимо повторить непосредственно перед напылением.

1.10.20. При нанесении покрытий толщиной свыше 1,0 мм возможно использование нарезания «рваной» резьбы с параметрами: шаг — 0,2 — 0,3 мм; глубина — 0,20 — 0,25 мм. Охлаждение водой или эмульсией не допускается.

1.10.21. Поверхности детали, не подлежащие напылению, должны быть защищены специальными экранами из медного листа или защитной пастой.

1.10.22. Для газопламенного напыления используют растворенный ацетилен в баллонах по ГОСТ 5457-75 и технический газообразный кислород в баллонах по ГОСТ 5583-78.

1.10.23. Деталь с подготовленной поверхностью устанавливают во вращатель или на стол. Места контакта детали с кулачками патрона или столом изолируют прокладками из асбеста. запрещается прикасаться к приготовленной поверхности руками или какими-либо предметами. При случайном загрязнении это место обезжиривают и протирают чистой хлопчато-бумажной тканью. Инструмент для замера толщины покрытия в процессе напыления должен быть обезжирен.

1.10.24. Для напыления пламя горелки зажигают в стороне от детали и производят его регулировку. Процесс напыления выполняют нормальным или слегка науглероживающим пламенем при отношении расходов кислорода к ацетилену 1,1 — 1,2.

1.10.25. На горелку устанавливают бункер, заполненный на 2/3 порошком, подводят пламя горелки к краю напыляемой поверхности и включают подачу порошка. Горелку плавно перемещают вдоль напыляемой поверхности со скоростью, обеспечивающей перекрытие напыляемых полос не менее 1/3 их ширины.

1.10.26. При напылении детали типа «вал» включают вращение детали со скоростью, обеспечивающей линейную скорость на поверхности детали в пределах 0,3 — 0,4 м/с (18 — 25 м/мин). При напылении плоских поверхностей горелку перемещают вручную, соблюдая постоянную дистанцию напыления и плавное движение горелки. Детали с напыленным покрытием охлаждают под слоем асбеста или в песке.

Покрытие должно иметь ровную поверхность без видимых дефектов. Бракованные детали после удаления покрытия подвергают повторному напылению.

1.10.27. Газопламенное напыление с оплавлением заключается в нанесении покрытия на деталь и его оплавлении, которое выполняется одновременно с напылением или после него. Напыление с оплавлением выполняют только самофлюсующимися сплавами (см. табл. 1.29).

Используемые газы, подготовка поверхности и напыляемых материалов должны соответствовать п.п. 1.10.16 - 1.10.23.

1.10.28. Газопламенное напыление с оплавлением производят горелками типа ГН-2, ГН-3, ЕВРОДЖЕТ XS-8 (см. табл. 1.31.)

1.10.29. При напылении пламя горелки подводят к краю поверхности и подогревают ее в течение 3 — 5 с. Включают подачу порошка и производят напыление покрытия за 2 — 3 прохода. Скорость продольного перемещения горелки — 5 - 15 мм/об. Затем подачу порошка прекращают и выполняют 2 — 4 прохода пламенем горелки вдоль поверхности с той же скоростью. Чередование напыления с прогревом производят до тех пор, пока не будет достигнута требуемая толщина покрытия, которая на 25 — 30% больше требуемой по чертежу.

1.10.30. Оплавление выполняют путем колебания горелки вдоль детали, увеличивая расстояние от ядра пламени до поверхности до 60 — 100 мм к концу операции. Нагрев при оплавлении покрытия заканчивают при температуре 900 — 950 °C (оранжевого цвета).

Качественное покрытие имеет характерный «запотевший» вид с темной сеткой окислов.

1.10.31. Газопорошковая наплавка заключается в нанесении покрытия с одновременным его оплавлением небольшими участками по всей поверхности детали.

Газопорошковую наплавку выполняют теми же материалами, что и газопламенное напыление с оплавлением (см. п.п. 1.10.6 - 1.10.19).

1.10.32. При наплавке зажженную горелку подносят к подготовленной поверхности на расстоянии 10 — 15 мм от ядра пламени и нагревают до температуры от 900 до 950 °C. Затем отводят горелку на расстояние 30 — 40 мм и включают подачу порошка. Таким же образом проводят напыление соседних участков.

Наплавленные детали охлаждают в защищенном от сквозняков месте.

1.10.33. Плазменное напыление заключается в нанесении на предварительно подготовленную поверхность детали порошковых материалов при помощи плазмы. Процесс может быть выполнен с нанесением подслоя или без него.

1.10.34. Плазменное напыление осуществляют на оборудовании, указанном в табл. 1.33. Используют порошки чистых металлов, сплавов, оксиды, бескислородные соединения, а также композиционные, приведенные в табл. 1.29 в соответствии с их назначением. Размер частиц такой же, как и для газопламенного напыления (см. п. 1.10.16). В качестве плазмообразующих газов применяют аргон (ГОСТ 10157-79), азот (ГОСТ 9293-74), а также их смеси.

1.10.35. Подготовка напыляемых материалов и поверхности под напыление должна быть выполнена в соответствии с п.п. 1.10.17 - 1.10.21 настоящего раздела. Зажигание плазмы и ее регулировку выполняют в стороне от детали.

1.10.36. Напыляемую поверхность подогревают до 150 — 180 °C плазменной струей без подачи порошка для удаления адсорбированной влаги. Включают подачу порошка и напыляют подслой толщиной 0,1 — 0,15 мм и затем основной слой требуемой толщины в соответствии с п.п. 1.10.24 - 1.10.26.

Не допускается в процессе напыления нагрев детали свыше 200 °C. При появлении на поверхности покрытия характерных цветов побежалости процесс напыления следует прервать для охлаждения детали, не выключая ее вращения.

1.10.37. Дуговая металлизация заключается в расплавлении проволочного напыляемого материала электрической дугой, горящей между двумя проволоками-электродами и его распылении сжатым воздухом, одновременно переносящим частицы металла к напыляемой поверхности. Дуговую металлизацию производят проволочными материалами диаметром 1,6 — 2,0 мм, приведенными в табл. 1.30.

1.10.38. Для металлизации крупногабаритных деталей на токарном станке используют стационарные электрометаллизаторы марок ЭМ-12М, ЭМ-17, для металлизации мелких деталей — ручной электрометаллизатор марки ЭМ-14М. Питание электрической дуги металлизаторов осуществляют от источников постоянного тока, имеющих жесткую вольт-амперную характеристику. Оборудование, используемое для дуговой металлизации приведено в табл. 1.32.

1.10.39. Проволочные материалы перед напылением должны быть очищены от окислов и обезжирены. Перегибы и расслоение проволок не допускаются.

1.10.40. Поверхность деталей под металлизационное покрытие должна быть подготовлена в соответствии с п. 1.10.17 в части общей очистки. Затем производят протачивание поверхности на глубину, обеспечивающую минимально допустимую толщину покрытия, которая приведена в табл. 1.34. После протачивания не должно оставаться следов износа.

Таблица 1.34

1.10.41. Перед нанесением покрытий выполняют нарезание мелкой резьбы с глубиной 0,2 — 0,3 мм и шагом 0,8 — 1,0 мм, рельефное накатывание специальными роликами, дробеструйную обработку, и при необходимости, напыление подслоя молибдена толщиной 0,1 — 0,15 мм.

1.10.42. Интервал времени между окончанием подготовки поверхности и началом металлизации не должен превышать 60 мин.

1.10.43. Места, не подлежащие напылению, должны быть защищены специальными экранами из асбеста или меди.

1.10.44. Металлизацию деталей начинают со стороны галтели. На краях восстанавливаемых участков металлизатор задерживают на 3 — 4 с для получения покрытия одинаковой толщины по всей его длине. Вращение вала производят со следующими скоростями (табл. 1.35.):

Таблица 1.35

1.10.45. При нанесении покрытия толщиной более 1,5 мм на сторону необходимо делать перерывы в процессе металлизации после нанесения каждого слоя толщиной 0,5 мм на сторону. Во время остывания покрытия вращение детали, подачу сжатого воздуха и перемещение металлизатора вдоль напыляемой поверхности не прекращают.

В случае попадания на напыляемую поверхность крупных капель напыляемого металла (диаметром 2 — 3 мм) их удаляют обезжиренным инструментом.

Качественное покрытие имеет одинаковую дисперсность без видимых дефектов.

1.10.46. Механическую обработку напыленных покрытий производят точением при твердости до HRC40 или шлифовкой.

1.10.47. Точение покрытий, нанесенных из порошковых материалов без оплавления, производят резцом марки Т15К6.

1.10.48. Покрытия, напыленные самофлюсующимися сплавами, обрабатывают резцами с пластинками из твердых сплавов ВК2, ВК3, ВК4 и ВК6. Шлифовку таких покрытий осуществляют карборундовым или алмазным инструментом при обильном охлаждении. В качестве карборундового инструмента используют круги К3 зернистостью М25, М40 и твердостью СМ1-СТ1.

1.10.49. Металлизационные покрытия обрабатывают точением с применением резцов с твердосплавными пластинами ВК-8 и резцов марки Т15К6. В случае необходимости шлифование можно производить алундовыми или корундовыми кругами на мягкой основе зернистостью 46 — 60.

Режимы резания и шлифования должны исключать растрескивание покрытия, а также его отслоение, царапины и другие дефекты.

1.10.50 При восстановлении изношенных деталей следует руководствоваться следующими материалами:

1. Перечень деталей тепловозов, подлежащих восстановлению. Тепловозы серий 2ТЭ116, М62, ТЭП60, ТЭП70, типа ТЭ10, ТЭ3, ТЭМ2, ЧМЭ3 (Альбом ПКБ ЦТ Р1235, 1988 г.).

2. Перечень деталей электровозов типов ЧС2, ЧС4, ЧС7, ЧС8, ВЛ8, ВЛ10, ВЛ11, ВЛ80, ВЛ60, ВЛ85, ВЛ15, подлежащих восстановлению газотермическими методами нанесения упрочняющих покрытий (Альбом ПКБ ЦТ Р1237, 1990 г.).

3. Перечень деталей электропоездов, подлежащих восстановлению. Электропоезда типа ЭР2, ЭР9, ЭР22 (Альбом ПКТБ ЦТ Р1340, 1990 г.).

4. Перечень деталей дизель-поезда, подлежащих восстановлению. Дизель-поезд типа Д1 (Альбом ПКБ ЦТ Р1236, 1989 г.).

5. Перечень деталей дизель-поезда, подлежащих восстановлению. Дизель-поезд типа ДР-1 (Альбом ПКБ ЦТ Р1236, часть 2, 1990 г.).

1.11. МНОГОЭЛЕКТРОДНАЯ НАПЛАВКА

1.11.1. Для нанесения слоя металла на поверхность деталей тягового подвижного состава с целью их восстановления или упрочнения наряду с другими способами разрешается применять многоэлектродную наплавку (рис. 1.11). При этом способе наплавку производят под слоем флюса двумя и более электродами при общем подводе сварочного тока. С увеличением числа проволок ширина и производительность наплавки увеличивается. Глубина проплавления меньше, чем при наплавке одной проволокой, что способствует снижению чувствительности металла, особенно с повышенным содержанием углерода, к образованию трещин в связи с уменьшением расплавленной в ванне доли основного металла.

Рис. 1.11. Схема многоэлектродной наплавки

1.11.2. Наплавку производят на многоэлектродных установках, состоящих из узла крепления и перемещения (вращения) детали, наплавочной головки, оборудованной механизмом подачи электродных проволок, и источника питания. Используют постоянный и переменный ток. Питание производят от преобразователей, выпрямителей, а также сварочных трансформаторов.

1.11.3. В качестве наплавочного материала применяют как сварочные по ГОСТ 2246-70*, так и наплавочные по ГОСТ 10543-82 монолитные проволоки диаметром 1 — 5 мм, а также порошковые проволоки (чаще всего марок ПП-Нп-14ст (ПП-ТН250), ПП-Нп-18Х1Г1М (ПП-АН120)). Используют флюсы АН-348А, ОСЦ-45, АНЦ-1, АН-60 и др. Проволоку выбирают в зависимости от назначения и требуемых механических свойств наплавленного металла. Минимальная твердость металла достигается при использовании проволок: сварочной марки Св-08А, наплавочной марки Нп-30.

1.11.4. Устойчивость процесса и качество наплавки зависят от многих факторов: подготовки поверхности детали под наплавку, числа, химического состава и взаимного расположения электродных проволок, вылета и скорости подачи электродов, толщины наплавляемого слоя, состава флюса и др.

Перед наплавкой поверхность детали должна быть зачищена, а поверхностные дефекты удалены. Примерные значения параметров процесса многоэлектродной наплавки приведены в табл. 1.36.

Таблица 1.36

<*> Даны оптимальные значения тока, приходящиеся на каждые 0,017 м/с (60 м/ч) подачи одной проволоки.

1.11.5. Число электродных проволок выбирают в зависимости от ширины наплавляемого слоя и диаметра проволок. При одной и той же ширине число проволок увеличивают с уменьшением их диаметра и наоборот. Многоэлектродной наплавкой наплавляют слои толщиной до 12 мм (в редких случаях до 30 мм) и шириной до 200 мм.

1.11.6. Среднее расстояние между проволоками должно быть равным трем-четырем диаметрам электродной проволоки. Целесообразно уменьшать расстояние между двумя-тремя крайними проволоками до расстояния, равного одному-двум диаметрам электродной проволоки, при ширине наплавки более 50 мм.

1.11.7. Наплавку выполняют при вертикальном расположении электродов, а также углом вперед и углом назад. Для получения наплавленного металла толщиной 4 — 8 мм рекомендуется располагать электроды вертикально к наплавляемой поверхности. Наплавка углом вперед обеспечивает более глубокое проплавление основного металла. Максимальное проплавление металла обеспечивается при угле наклона проволок 45 — 60° в сторону, противоположную направлению наплавки.

1.12. ИНДУКЦИОННАЯ НАПЛАВКА

1.12.1. Для восстановления и упрочнения поверхностей деталей тягового подвижного состава разрешается применять индукционную наплавку (индукционно-металлургический способ), использующую для нагрева наплавляемых поверхностей и расплавления наплавочного материала токи средней и высокой частоты. Сущность индукционной наплавки заключается в нагреве наплавляемой поверхности с помощью индуктора, локализации энергии в поверхностном слое и расплавлении ее вместе с порошковым наплавочным материалом, нанесенным на восстанавливаемую поверхность.

1.12.2. Для индукционной наплавки рекомендуется применять высокочастотные установки типов ВЧИ 60/0,44, ВЧИ 2 100/0,066, ВЧЗ 2 160/0,066 и других типов мощностью, потребляемой индуктором, не ниже 30 кВт, колебательной мощностью не ниже 60 кВт и частотой тока 0,066 — 0,44 МГц.

В качестве наплавочного материала используют порошки на основе железа (например, марки УСЧ-30 ТУ-48-4208-312-87) в смеси с флюсом (например, марок НП-IV, П-1, П-2, НП-2). Химический состав подбирают с учетом служебных характеристик восстанавливаемой детали. Допускается применение самофлюсующихся порошковых материалов.

1.12.3 Технологический процесс индукционной наплавки состоит из следующих операций:

1. удаление поверхностных дефектов и загрязнений с зачисткой наплавляемой поверхности до металлического блеска;

2. нанесение на наплавляемую поверхность порошкового материала в смеси с флюсом на заданную толщину;

3. установка детали в индуктор, включение генератора на рабочий режим и проведение наплавки. При наплавке плоских деталей индуктор размещают в начале восстанавливаемой детали, расплавляют металл, перемещают его со скоростью (9,1 — 10) x 10-4 м/с (55 — 60 мм/мин) к противоположному краю детали;

4. механическая обработка детали после охлаждения (при необходимости).

1.12.4. Перед наплавкой порошок смешивают с флюсом и сушат в печи при температуре 100 — 150 °C в течение 35 — 40 мин. Соотношение флюса и порошка в смеси устанавливают в зависимости от требований, предъявляемых к восстанавливаемой поверхности детали. Грануляция порошка должна находиться в пределах 150 — 250 мкм.

1.12.5. Индукционным способом допускается наносить слои металла толщиной до 5 мм при наплавке, до 3 мм — при упрочнении. Толщина слоя наплавленного металла составляет 1/3 от исходной высоты насыпаемого слоя порошковой смеси.

1.12.6. При естественном остывании детали шлаковая корка должна отделяться от наплавленного металла самопроизвольно. Наплавленная поверхность должна иметь серебристо-матовый цвет без дефектов (трещины, непровары, раковины, скопления пор и др.). Неровности и наплывы зачищают шлифовальным кругом.

1.12.7. При большом износе восстанавливаемую поверхность детали разрешается наплавлять металлом небольшой твердости одним из дуговых способов с последующими механической обработкой поверхности и ее упрочнением индукционной наплавкой.

1.13. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ И НАПЛАВКИ

1.13.1. В целях получения высокого и стабильного качества сварки и наплавки при ремонте деталей и узлов подвижного состава, а также изготовлении запасных частей рекомендуется применять сварочные трансформаторы и выпрямители, сварочные автоматы, подвесные головки, и полуавтоматы, приведенные в табл. 1.37 - 1.41, а также сварочное оборудование для сварки нержавеющих сталей, приведенное в табл. 1.59 и 1.61.

Таблица 1.37

<*> Полуавтоматы предназначены для сварки и наплавки конструкционных сталей сплошной и порошковой проволокой в углекислом газе.

Таблица 1.38

<*> Заменяют ранее выпускавшиеся трансформаторы ТД-300 и ТД-500

<**> Заменяют ранее выпускавшиеся трансформаторы ТДФ-1001 и ТДФ-1601

Таблица 1.39

<1> ВД-201 — предназначен для сварки;

<2> ВД-306 — заменяет ранее выпускавшиеся выпрямители ВСС-300, ВД-302, сварочный преобразователь ПСО-300;

<3> ВДУ-505, 506, 601 — могут применяться и для ручной сварки;

<4> ВДУ-601 — заменяет ранее выпускавшийся выпрямитель ВДТ-601;

<5> ВДУ-1202 может использоваться и при воздушно-дуговой резке (строжке) угольным электродом;

<6> ВДГ-303 устанавливают в полуавтоматах для сварки в CO2.

Таблица 1.40

<1> Предназначен для одновременного питания восьми сварочных постов;

<2> То же девяти сварочных постов.

Таблица 1.41

Наряду с приведенным оборудованием, серийно выпускаемым в настоящее время, разрешается использовать ранее выпускавшееся сварочное оборудование, аналогичное по своим техническим характеристикам.

1.14. ГАЗОПЛАМЕННАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛА

1.14.1. Газовая сварка

1.14.1.1. При ремонте деталей тягового подвижного состава газовой сваркой и наплавкой применяют кислород по ГОСТ 5583-78 трех сортов с чистотой от 99,2 до 99,7%, поставляемых в баллонах, окрашенных в голубой цвет, под давлением 15 — 16,5 МПа. В качестве горючего газа используют ацетилен, природные газы, пропан-бутановые смеси и др. Ацетилен вырабатывают в ацетиленовых генераторах из карбида кальция (ГОСТ 1460-81*) или поставляют в баллонах в растворенном состоянии (ГОСТ 5457-75*). Природные газы на основе метана по ГОСТ 5542-87 к месту потребления доставляют по трубопроводам, реже в баллонах.

Объемная доля бутана в пропан-бутановых смесях составляет 5 — 30%, поэтому их часто называют техническим пропаном. Эти газы тяжелее воздуха, при утечках они могут скапливаться в углублениях и образовывать взрывоопасные концентрации. Хранение и транспортировка пропан-бутановых смесей производится в баллонах, окрашенных в красный цвет, вместимостью 40 и 55 л или же в 50-тонных цистернах под давлением 1,6 МПа.

1.14.1.2. Для газовой сварки стали применяют присадочный материал в виде проволоки или литых прутков.

О присадочном материале для чугуна, алюминия, меди и их сплавов сообщается в соответствующих разделах.

1.14.1.3. Для защиты расплавленного металла от окисления и удаления окислов применяют сварочные флюсы, которые вводят в сварочную ванну или пламя горелки в виде порошков, паст и газов.

1.14.1.4. Технические характеристики ацетиленовых генераторов приведены в табл. 1.42.

Таблица 1.42

<*> ВВ — «вытеснение воды», ВК — «вода на карбид», ПК — «погружение карбида в воду», КВ — «карбид в воду».

1.14.1.5. Для предупреждения обратных ударов в трубопроводы, генераторы и баллоны следует применять предохранительные затворы: водяные мембранные и безмембранные и сухие (огнепреградители) марок ЗСП, ЗСУ-1, ЗВП-1 и ЗВМ-2. Запорным приспособлением баллонов является вентиль.

1.14.1.6. Для понижения давления газа и его поддержания постоянным служат редукторы, типы и основные параметры которых регламентированы ГОСТ 6268-78*.

1.14.1.7. Подводящие рукава (шланги) должны обладать достаточной прочностью и гибкостью (ГОСТ 9356-75*). Внутренний диаметр рукавов для горелок малой мощности составляет 6 мм, для горелок нормальной и повышенной мощности — 9, 12 и 16 мм.

1.14.1.8. В большинстве случаев газовую сварку выполняют инжекторными горелками типов Г1, Г2, Г3, Г4, оборудованными комплектом наконечников (табл. 1.43).

Таблица 1.43

Горелку ГС-4 рекомендуется применять для подогрева. Горелка Г2-04 по конструкции подобна горелке Г2-05, а также горелкам Г2-02, «Звездочка», «Малютка». Горелка Г3-03 аналогична горелке Г3-05 и ранее выпускавшимся горелкам «Звезда», «Москва», ГС-3, ГС-3А.

Технические характеристики инжекторных горелок (ГОСТ 1077-79*Е) приведены в табл. 1.44.

Таблица 1.44

<*> — сталь низкоуглеродистая.

1.14.1.9. Сварку тонколистовой стали, наплавку, пайку и нагрев деталей допускается осуществлять горелками, работающими на смеси кислорода с газами-заменителями ацетилена (природным газом, пропан-бутановыми смесями), типов ГЗУ-3-02, ГЗУ-4 или аналогичных типов. Горелка ГЗУ-3-02 — универсальная, ГЗУ-4 предназначена для сварки чугуна, цветных металлов, а также наплавки, пайки, нагрева (табл. 1.45).

Таблица 1.45

1.14.1.10. Металл малой толщины (до 2 мм) соединяют встык без разделки кромок и без применения присадочного металла, толщиной 2 — 5 мм — допускается соединять встык без разделки кромок, но оставляя зазор. При сварке металла толщиной свыше 5 мм целесообразно применять стыковое соединение с односторонней разделкой кромок.

При толщине стали до 3 мм более производительным является левый способ сварки (горелка перемещается справа налево), а при больших толщинах, в особенности при сварке со скосом кромок, — правый способ.

1.14.1.11. Режимы газовой сварки зависят от толщины свариваемого металла и характеризуются мощностью пламени, скоростью сварки, диаметром присадочного прутка, углом наклона мундштука горелки.

Мощность пламени определяется расходом горючего газа. Расход ацетилена Va приближенно устанавливают как:

Va = kS,

где S — толщина свариваемого металла, мм;

k — коэффициент, для стали и чугуна равный 75 — 130, для алюминия 100 — 150, для меди и ее сплавов — 150 — 225; при сварке правым способом этот коэффициент несколько больше.

Скорость сварки должна обеспечивать стабильность процесса и надежное проплавление основного металла и высокое качество сварки.

Диаметр присадочного прутка d выбирают:

1. для левого способа сварки d = S/2 + 1;

2. для правого способа d = S/2.

Угол наклона мундштука горелки к поверхности детали 20° при сварке металла толщиной до 1 мм, 30° — соответственно 1 — 3 мм, 40° — 3 - 5 мм, 60° — 7 - 10 мм, 80° — 15 мм и более. При сварке (меди, алюминия и их сплавов) угол наклона следует увеличить. Допускаемое отклонение +/- 5°.

1.14.1.12. Для сварки низкоуглеродистых сталей (до 0,25% С) применяют сварочные проволоки Св-08, Св-08А, Св-08ГА, Св-10Г2, Св-10ГА без флюса. Желательна проковка шва в горячем состоянии. При сварке заменителями ацетилена применяют проволоки с повышенным содержанием марганца марок Св-12ГС, Св-08Г2С и др. Сварку выполняют как левым, так и правым способом.

Среднеуглеродистые стали сваривают проволокой марок Св-18ХГС, Св-06Н3 или проволоками, указанными выше. Флюс не требуется. При толщине стали свыше 3 мм нужен подогрев до 250 — 350 °C. Аналогичные проволоки пригодны и для сварки высокоуглеродистых сталей. При содержании углерода 0,7% и более требуется флюс — бура. Более целесообразен левый способ сварки.

Низколегированные конструкционные стали сваривают с применением проволок, близких по химическому составу к основному металлу.

1.14.2. Газовая наплавка

1.14.2.1. Газовой наплавкой наплавляют чаще всего стальные и чугунные детали латунью. Применяют все марки латуней, в которых содержание свинца не превышает 0,1%. Получение прочной связи наплавленного металла с основным достигается при хорошем смачивании поверхности, которое обеспечивает флюс — бура, газообразный флюс БМ-1 и др. При применении порошкообразных флюсов используют пламя с избытком кислорода, газообразного — нормальное пламя. В зависимости от толщины наплавки выбирают мощность пламени по табл. 1.46.

Таблица 1.46

1.14.2.3. Применяют также литые износостойкие сплавы. Перед наплавкой поверхность детали зачищают до металлического блеска. Наплавку ведут левым способом горелками с наконечниками 2, 3 или 4 в зависимости от толщины металла и размеров детали, непрерывно подогревая наплавляемую поверхность. Наплавку производят в нижнем положении с применением прокаленной буры и с последующим обязательным медленным охлаждением.

1.14.3. Кислородная резка

1.14.3.1. Процесс кислородной резки основан на сгорании металла, нагретого до температуры, близкой к температуре плавления, в струе режущего кислорода. В качестве горючих газов применяют ацетилен, пропан-бутановые смеси, природный, пиролизный и городской газы, водород, а также пары бензина или керосина.

Классификация сталей по возможности резки приведена в табл. 1.47.

Таблица 1.47

1.14.3.2. Для резки используют ручные, специальные и машинные резаки. По виду резки резаки подразделяют для разделительной и поверхностной резки, по назначению — для ручной и механизированной резки, а также специализированные, по роду горючего — для ацетилена, газов-заменителей и жидких горючих, по принципу действия — на инжекторные и безынжекторные, по конструкции мундштуков — на щелевые и многосопловые.

1.14.3.3. Наибольшее применение получили универсальные ручные инжекторные резаки для разделительной резки с щелевыми мундштуками, которыми разрезают металл толщиной 3 — 300 мм.

Инжекторные резаки для ручной резки выпускаются по ГОСТ 5191-79*Е. Режимы ручной кислородной резки указаны в табл. 1.48.

Таблица 1.48

Для ручной разделительной резки наибольшее распространение получили резаки типов Р2А-01, Р2А-02, работающие на ацетилене, и типов РЗП-01, РЗП-02, работающие на газах-заменителях; резаки для поверхностной и разделительной резки типов РПА-2 (для ацетилена) и РПК-2 (для пропан-бутана, природного газа и коксового газа).

1.14.3.4. Специальные резаки целесообразно применять для резки труб, срезки заклепок, вырезки отверстий малого диаметра с целью повышения производительности труда и удобства работ. Конструктивно такие резаки выполняют вставными (типов РГМ-70, РВ-1А-02 и РВ-2А-02) и присоединяют к стволам сварочных горелок типов Г2 или Г3.

1.14.3.5. Машинными резаками оснащают переносные и стационарные специализированные газорезательные машины. Переносные машины «Гугарк» и «Радуга», предназначены для раскроя листов на полосы, вырезки фланцев, подготовки кромок под сварку. Машины «Орбита-БМ», «Спутник» и «Спутник-2» используют для резки труб различного диаметра со скосом и без скоса кромок; машина ПГФ-1 — для вырезки фланцев и дисков.

Стационарные машины применяют при массовой заготовке различных деталей под сварку, вырезке однотипных деталей, сложном раскрое листов в заготовительных отделениях или цехах. К их числу относятся машины типов «Огонек», АСШ-84, АСШ-2 и другие.

1.14.3.6. Режим кислородной резки определяется мощностью подогревающего пламени, давлением и расходом режущего кислорода, скоростью резки, шириной реза.

Мощность подогревающего пламени приведена в табл. 1.49.

Таблица 1.49

Давление и расход режущего кислорода определяют в зависимости от толщины разрезаемого металла, чистоты кислорода и формы режущего сопла. Давление режущего кислорода при резке металла толщиной от 3 до 300 мм составляет 0,3 — 1,4 МПа, а его расход — 3 - 42 м3/ч. Уменьшение чистоты кислорода на 1% увеличивает время резки на 10 — 15%, а расход кислорода на 25 — 30%. Ширина реза увеличивается с увеличением толщины разрезаемого металла, как показано в табл. 1.50.

Таблица 1.50

1.15. ГАЗОПРЕССОВАЯ СВАРКА

1.15.1. Для ремонта деталей тягового подвижного состава разрешается применять газопрессовую сварку при постоянном и переменном усилии прессования. Сущность ремонта детали заключается в том, что дефектную ее часть отрезают, а вместо нее приваривают новую, заранее изготовленную с припуском на осадку при сварке и последующую механическую обработку. Усилие прессования прикладывают до начала нагрева и снимают по окончании сварочного процесса.

1.15.2. Разрешается ремонтировать газопрессовой сваркой локомотивные детали из углеродистых сталей всех марок по ГОСТ 380-88 и ГОСТ 1050-88, а также из легированных сталей марок 20Х, 40Х, 45Х, 38ХС, 12ХН3А, 20ХН3А, 30ХН3А, 40ХН, 45ХН, 18ХГТ по ГОСТ 4543-71.

1.15.3. Привариваемая заготовка должна быть изготовлена из той же марки стали, что и ремонтируемая деталь, и подвергнута термической обработке в соответствии с требованиями чертежа на изготовление новой детали. Допускается взамен изготовления новой части детали для приварки использовать аналогичную часть, но годную по состоянию и размерам, отрезанную от другой такой же детали. В отдельных случаях по согласованию с Главным управлением локомотивного хозяйства МПС разрешается изготавливать детали путем газопрессовой сварки частей, изготовленных из разных марок сталей, а также из частей, каждая из которых вырезана из годного участка бывших в употреблении деталей.

1.15.4. Свариваемые части детали не должны иметь трещин, вмятин, насечек, кривизны и других дефектов. Перед сваркой их очищают от загрязнений и смазки, осматривают и обрезают механическим способом (строжкой, фрезерованием, на токарном станке). Торцы после обрезки должны быть перпендикулярны продольным осям свариваемых частей.

1.15.5. Место сварки располагают по возможности в малонапряженном сечении. Не допускается расположение сварного шва в местах перехода от одного сечения к другому, на галтелях, на резьбовых частях детали.

1.15.6. Сварку выполняют на машинах с усилием прессования, создающим удельное давление не менее 24,5 МПа (2,5 кгс/мм2) на единицу площади поперечного сечения свариваемой детали. Усилие зажатия частей детали в захватах машины должно превышать усилие прессование более чем в 2 раза.

Для сварки и термической обработки используют многопламенные горелки, работающие на смеси кислорода с ацетиленом, природным газом или техническим пропаном. Применяемые газы должны отвечать требованиям ГОСТ 5583-78, ГОСТ 5457-75*.

1.15.7. Непосредственно перед сваркой поверхности торцов свариваемых частей следует зачистить слесарным напильником, шабером или другим способом до металлического блеска, и промыть маслорастворяющей жидкостью. Зачистка торцов шлифовальным кругом не разрешается. Шероховатость поверхностей после зачистки должна быть не ниже Ra = 3,2 по ГОСТ 2789-73*.

1.15.8. Перед сваркой следует убедиться в том, что после зажатия и приложения усилия прессования свариваемые части детали не проскользнули в захватах машины. Зазор в стыке под нагрузкой не допускается.

1.15.9. Горелку на стыке располагают так, чтобы ее сопла находились на одинаковом расстоянии от поверхности свариваемой детали по всему периметру.

Зажигание горелки и регулировку ее пламени следует производить на расстоянии не менее 40 мм от стыка. Затем зажженную горелку переводят на стык и придают ей колебательное движение с частотой 0,67 — 1,0 с-1 (40 — 60 колебаний в минуту). При большом различии в массе частей свариваемой детали вблизи стыка допускается смещение до 5 +/- 2 мм центра колебаний горелки относительно плоскости стыка в сторону части, имеющей большую массу. Во избежание обратных ударов горелку охлаждают водой.

1.15.10 При сварке газы подают в горелку под давлением:

кислород — 0,50 +/- 0,05 МПа (5,0 +/- 0,5 кгс/см2);

ацетилен — 0,05 +/- 0,01 МПа (0,5 +/- 0,1 кгс/см2);

природный газ и технический пропан — 0,035 +/- 0,005 МПа (0,35 +/- 0,05 кгс/см2).

1.15.11. При газопрессовой сварке с постоянным усилием прессования удельное давление следует принимать равным: для углеродистых сталей — 20 МПа (2 кгс/мм2), для легированных — 15,0 — 17,5 МПа (1,50 — 1,75 кгс/мм2).

Величина размаха колебаний горелки и величина осадки при сварке деталей из углеродистых и легированных сталей должны назначаться в соответствии с табл. 1.51.

Таблица 1.51

Время окончания сварки определяют по достижению заданной величины осадки.

После окончания сварки горелку отводят в сторону от сварного стыка, гасят пламя и удельное давление прессования понижают до 2 — 3 МПа (0,2 — 0,3 кгс/мм2). Для предупреждения изгиба деталей диаметром свыше 100 мм допускается выдержка их после сварки под основной нагрузкой в течение 300 +/- 60 с (5 +/- 1 мин).

1.15.12. После остывания детали до температуры ниже 450 °C производят нормализацию сварного соединения той же горелкой с последующим охлаждением на воздухе. Температуру нагрева для низкоуглеродистых сталей принимают равной 870 — 900 °C; для высокоуглеродистых сталей — 800 — 850 °C; для легированных сталей марок 20ХН3А, 30ХН3А — 850 — 870 °C; марок 12ХН3А, 40Х, 45Х, 38ХС, 40ХН, 45ХН — 880 — 900 °C; марок 20Х, 18ХГТ — 930 — 950 °C.

При нормализации сварного соединения размах колебаний горелки для углеродистых сталей равен 0,5 do, а для легированных сталей (0,5 — 0,7) do.

1.15.13. Технологический процесс сварки и последующей термической обработки необходимо проверять один раз в квартал путем сварки контрольного образца, части которого изготовлены из тех же марок стали и подвергнуты такой же термической обработке, как и части свариваемых деталей.

Из полученного сварного соединения вырезают три образца по ГОСТ 1497-84* так, чтобы сварной шов располагался посередине расчетной длины. При механических испытаниях временное сопротивление \sigma_{\text{в}} и относительное удлинение \delta_{s} должны иметь значения (для каждого образца), указанные в табл. 1.52.

Таблица 1.52

<1> Допускаются более низкие на 10 — 20 МПа (1 — 2 кгс/мм2) значения временного сопротивления металла отдельных сварных соединений при соответствующем увеличении на 2 — 4% минимальных значений относительного удлинения.

Контрольные образцы изготавливают для каждой ответственной детали (вал якоря тягового электродвигателя, карданный вал, тормозная тяга, подбуксовая струнка, другие детали, включенные в перечень, утвержденный Главным техническим управлением МПС 29.03.1990).

1.15.14. Ответственные детали, отремонтированные с помощью газопрессовой сварки, после удаления сварочного утолщения испытывают на статический изгиб в пределах упругих деформаций по схеме, указанной на рис. 1.12, или на статическое растяжение и проверяют дефектоскопированием.

Рис. 1.12. Схема испытания детали, отремонтированной газопрессовой сваркой, на статический изгиб в пределах упругих деформаций

При испытании на статическое растяжение наибольшее напряжение для углеродистых сталей принимают 160 МПа (1600 кгс/см2) для марок 20, Ст3 и Ст4 и 200 МПа (2000 кгс/см2) — для других марок углеродистых сталей, 220 МПа (2200 кгс/см2) — для всех марок легированных сталей.

1.15.15. Испытание на статический изгиб производят сосредоточенной нагрузкой по сварному шву в двух противоположных направлениях. Величину наибольшего усилия Pmax определяют по формуле:

P_{max} = \frac{1}{9,8} \frac{\sigma_{max}W(L_{1} + L_{2})}{L_{1}L_{2}} ,

где Pmax — усилие, Н (кгс x 1/9,8);

\sigma_{max} — наибольшее напряжение на изгиб, для углеродистых сталей равное 157 — 196 МПа (1600 — 2000 кгс/мм2) (как при растяжении), а для легированных сталей — 275 МПа (2800 кгс/см2);

L1 и L2 — расстояние точки приложения усилия P от точек опор вала, м;

W — момент сопротивления сечения в месте сварки, который равен, м3:

а) для круглого сечения

W = 0,1d3,

где d — диаметр вала в месте сварки;

б) для прямоугольного сечения

W = \frac{bh^{2}}{6} ,

где b — ширина сечения, h — высота сечения.

Размеры L1 и L2 принимают в зависимости от удобства расположения точек опор вала.

1.15.16. После снятия нагрузки место сварки вала следует тщательно осмотреть и проверить дефектоскопом. Места приложения нагрузки и опор вала защитить от вмятин постановкой медных прокладок.

1.15.17. Детали, отремонтированные газопрессовой сваркой, должны быть приняты работником, ответственным за качество. На ответственные детали ставят клейма и делают запись в специальном журнале.

1.16. СВАРКА ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

1.16.1. Сварка алюминия и его сплавов

1.16.1.1. Алюминий и его сплавы можно сваривать газовой и различными способами дуговой сварки: покрытым металлическим электродом, плавящимися электродом под слоем флюса, неплавящимся вольфрамовым и плавящимся электродами в инертных защитных газах.

1.16.1.2. Свариваемыми являются следующие марки сплавов алюминия: АД; АД1; АМц; АМг; АМг3; АМг5В; АМг6; АВ; АД31; АД33; АД35; М40; Д20; ВАД1; В92Ц и др.

1.16.1.3. Для сварочных работ используют проволоку из алюминия и алюминиевых сплавов по ГОСТ 7871-75* диаметром 0,80 — 12,50 мм.

1.16.1.4 При сварке алюминия и его сплавов необходимо учитывать некоторые технологические особенности этой сварки:

1. образование на поверхности наплавленного металла тугоплавкой пленки окиси алюминия, препятствующей плавлению основного металла;

2. большую чувствительность сварки к загрязнению, замасливанию и наличию окисной пленки на поверхности присадочной проволоки и свариваемых поверхностей;

3. высокую теплопроводность алюминия и его сплавов, требующую предварительного подогрева деталей.

1.16.1.5. При подготовке под сварку деталей из алюминиевых сплавов удаляют поверхностные загрязнения и окислы (особенно после длительного хранения) механической очисткой. Для удаления тугоплавкой окисной пленки и предупреждения возникновения в швах сварных соединений дефектов перед сваркой детали подвергают химическому травлению в ваннах щелочного состава и обезжиривают растворителями — уайт-спиритом или ацетоном.

1.16.1.6. Механическую очистку осуществляют металлическими щетками с диаметром проволоки 0,1 — 0,2 мм и длиной ворса не менее 30 мм. Щетки должны быть чистыми и обезжиренными. Не допускается зачищать поверхности под сварку абразивной, пескоструйной и дробеструйной обработкой, шлифовальной шкуркой и тому подобными способами.

Обезжиривание ворса щеток выполняют уайт-спиритом или ацетоном.

1.16.1.7. Продолжительность хранения подготовленных деталей и проволоки перед сваркой не более 2 — 3 ч. При более длительном хранении подготовку следует повторить.

1.16.1.8. Разделку кромок и подготовку деталей к сварке выполняют согласно требованиям ГОСТ 14806-80 в зависимости от толщины металла. При сварке плавлением алюминиевых сплавов наиболее рациональным типом соединений являются стыковые, которые выполняют на подкладке с формирующей канавкой, служащей для удаления окисных включений из стыка.

При разделке кромок угол их раскрытия необходимо ограничивать с целью уменьшения объема наплавленного металла в соединении.

1.16.1.9. Газовую сварку выполняют ацетилено-кислородным пламенем при соотношении O2:C2H2 = 1,1 — 1,2 с присадочным прутком.

При сварке используют флюс (например, АФ-4А), который вводят с присадочным прутком, или в виде пасты, разведенной в воде и предварительно нанесенной на свариваемые кромки. Мощность пламени и диаметр применяемых присадочных прутков приведены в табл. 1.53 и 1.54.

Таблица 1.53

Таблица 1.54

1.16.1.10. Ручную дуговую сварку алюминия и его сплавов выполняют угольными (или графитовыми) и металлическими покрытыми электродами.

Сварку угольным электродом выполняют на постоянном токе прямой полярности с присадочным материалом в виде прутков, покрытых флюсом. Диаметр угольного электрода 12,5 — 18 мм, графитового — 10 — 15 мм.

Для ручной дуговой сварки применяют покрытые электроды, изготовленные из сварочной проволоки (ГОСТ 7871-75 <1*>). Электроды ОЗА-1 используют для сварки чистого алюминия АО, А1, А2, А3; ОЗА-2 — для сварки сплавов типа АК9ч (АЛ4), АК7ч (АЛ9), АК7-ц9 (АЛ11) и др. Сварку производят на постоянном токе обратной полярности с предварительным подогревом деталей до 250 — 400 °C (в зависимости от толщины свариваемого изделия) и очисткой их кромок от окислов и грязи. Шлак удаляют промывкой швов горячей водой с применением стальных щеток. Режимы сварки приведены в табл. 1.55. Используют также электроды А2.

<1*> В скобках дано старое обозначение по ГОСТ 1583-89.

Таблица 1.55

1.16.1.11. Автоматическую сварку осуществляют как с присадочной проволокой, так и без нее. Автоматическую дуговую сварку по слою флюса выполняют на постоянном токе обратной полярности плавящимся электродом для толщин от 4 мм и более. Используют флюсы марок МАТИ-1а, МАТИ-10, АН-А1. Режимы сварки приведены в табл. 1.56.

Таблица 1.56

намотку алюминиевой сварочной проволоки на кассеты вручную необходимо выполнять в чистых хлопчатобумажных перчатках.

1.16.1.12. Сварку в защитных газах выполняют вручную или автоматически плавящимся и неплавящимся электродом. В качестве защитного газа необходимо применять аргон (ГОСТ 10157-79) или смеси аргона с гелием. Сварку плавящимся электродом ведут на токе обратной полярности от источников с жесткой характеристикой на подкладке с формирующей канавкой.

Для ручной сварки используют вольфрамовые электроды и присадочную проволоку. Диаметр присадочной проволоки выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла (табл. 1.57.).

Таблица 1.57

Сварку вольфрамовым электродом марок ЭВЧ, ЭВЛ, ЭВИ-1, ЭВИ-2, ЭВИ-3, ЭВТ-15 по ГОСТ 23949-80 в защитном газе рекомендуется применять при сварке тонких листов.

Ручную дуговую сварку вольфрамовым электродом в аргоне выполняют на переменном токе на установках типов УДГ-201, УДГ-501, УДГУ-302 на следующем режиме: расход аргона (10 — 25) x 10-5 м3/с (6 — 15 л/мин), напряжение на дуге 15 — 20 В, величина сварочного тока согласно табл. 1.58.

Таблица 1.58

Новые шланги, подводящие аргон, должны промываться горячей водой, обезжириваться и обезвоживаться гидролизным спиртом, затем просушиваться очищенным горячим воздухом.

1.16.1.13. Сварку плавящимся электродом при соединении средних и больших толщин, выполняют на постоянном токе обратной полярности на полуавтоматах и автоматах, оборудованных специальными сварочными горелками, служащими для направления электродной проволоки, подведения тока и защитного газа.

1.16.1.14. Оборудование, применяемое для сварки алюминия и его сплавов, приведено в табл. 1.59.

Таблица 1.59

См. также табл. 1.61.

1.16.2. Сварка меди и ее сплавов

1.16.2.1. Сварку меди и ее сплавов выполняют следующими способами: газовой, дуговой плавящимся электродом под флюсом или без него, в защитных газах.

Сваривают следующие марки меди: МОК; МОб; М1; М1р; М2; М2р; М3; М3р; (ГОСТ 859-78***), а также латуни Л60; Л63; Л68 (ГОСТ 15527-70) и бронзы БрОФ6,5-0,4; БрОЦ4-3; БрОЦС4-4-4 (ГОСТ 5017-74).

1.16.2.2. Сварку малых толщин (до 6 мм) разрешается производить без скоса кромок и предварительного подогрева детали. При больших толщинах (более 6 мм) свариваемых деталей рекомендуется производить V-образную разделку под углом 60 — 70° и предварительный подогрев при толщине стенок 6 — 10 мм до температуры 250 °C, при большей толщине — до 350 — 450 °C.

В качестве присадочного материала для сварки чистой меди применяют проволоку из меди М1 или М2, а для сварки медных сплавов состав присадочной проволоки должен совпадать с составом основного металла.

1.16.2.3. Кромки перед сваркой очищают от налета окиси, масел. Вырубку корня шва необходимо производить с полным удалением шлака, непроваров, пористости. При сварке следует перемещать электрод быстрым прямолинейным возвратно-поступательным движением для того, чтобы избежать перегрева и сквозного проплавления металла.

1.16.2.4. Газовую сварку выполняют ацетилено-кислородным нормальным пламенем с соотношением O2:C2H2 = 1,05 — 1,1 для меди и с соотношением 1,3 — 1,4 для латуни. При толщине изделия более 10 мм сварку производят двумя горелками, одна — для подогрева, а второй выполняют сварку. Используются флюсы, состав которых приведен в табл. 1.60, а также другие.

Таблица 1.60

Возможно применение газообразных флюсов, особенно для сварки латуни, например, разработанные ВНИИАвтогенмаш и представляющие собой раствор борнометилового эфира с метиловым спиртом.

1.16.2.5. При газовой сварке бронзовых и латунных деталей применяют предварительный подогрев до температуры 350 — 400 °C с сопутствующим подогревом. Детали сложной формы с тонкими стенками перед нагревом заполняют сухим горячим песком. Допускается сварка мелких деталей без подогрева.

1.16.2.6. Сварку бронзы ведут восстановительным пламенем с обязательным применением флюса. Ядро пламени не должно касаться основного металла и прутка. Температуру детали в процессе сварки необходимо поддерживать постоянной.

1.16.2.7. Бронзовые детали после сварки подвергают отжигу при температуре 750 °C с последующим охлаждением в воде.

1.16.2.8. Ручную дуговую сварку покрытыми электродами деталей из меди и ее сплавов выполняют электродами с покрытием К-100 («Комсомолец-100»), ОЗБ-2М, АНЦ-3, ЛКЗ-АБ, а также электродами серии АНЦ/ОЗМ-2 (3 и 4), которые обеспечивают сварку меди без разделки кромок до 12 — 14 мм. Сварку деталей толщиной более 4 — 5 мм выполняют с подогревом до 300 — 500 °C.

1.16.2.9. Дуговую сварку под флюсом осуществляют неплавящимся угольным или графитовым электродом, а также плавящимся электродом.

При сварке под флюсом угольным электродом его затачивают в виде плоской лопатки, а в стык закладывают присадочный металл и засыпают сверху прокаленным флюсом ОСЦ-45. Сварку ведут на постоянном токе обратной полярности.

1.16.2.10. Сварку плавящимся электродом под флюсом осуществляют на графитовой подкладке или на флюсовой подушке на постоянном токе обратной полярности. Используют флюсы марок АН-20, АН-26 и АН-М1. Перед сваркой производят тщательную подготовку кромок и электродной проволоки путем зачистки до металлического блеска и обезжиривания. Флюс прокаливают при 300 — 400 °C. Сварку ведут при жестком закреплении или по прихваткам, поставленным с шагом 300 — 400 мм.

1.16.2.11. Автоматическую, механизированную (полуавтоматическую) и ручную сварку меди в среде защитных газов можно производить плавящимся и неплавящимся вольфрамовым электродом. Для сварки применяют защитные газы: аргон высшего сорта по ГОСТ 10157-73, гелий особой чистоты по МРТУ 6-02-274-66, азот особой чистоты по МРТУ 6-02-375-66.

Сварку неплавящимся электродом осуществляют на постоянном токе прямой полярности с подогревом до 300 — 400 °C для деталей толщиной более 4 — 5 мм.

При сварке плавящимся электродом электродную проволоку и кромки основного металла следует зачистить до блеска и обезжирить. Детали толщиной до 5 — 6 мм сваривают без разделки кромок. Сварку выполняют на подкладках из прокаленного графита или медных пластин, охлаждаемых водой. Медь толщиной более 5 мм сваривают на флюсовой подушке.

1.16.2.12. Оборудование для сварки меди и ее сплавов приведено в табл. 1.61. Оно используется также для сварки алюминия, низкоуглеродистых и нержавеющих сталей, можно также использовать оборудование, приведенное в табл. 1.59.

Таблица 1.61

См. также табл. 1.59.

1.16.2.13. Покрытые электроды для сварки меди и сплавов на ее основе приведены в табл. 1.62.

Таблица 1.62

<2*> Сварка на постоянном токе обратной полярности.

1.17. ПАЙКА И ЛУЖЕНИЕ

1.17.1.1. Пайкой называется процесс соединения нагретых не до расплавления кромок деталей при кристаллизации расположенного между ними припоя — более легкоплавкого и обладающего достаточной жидкотекучестью металла. От свойств припоя зависят прочность и пластичность, коррозионная стойкость и герметичность паяного соединения.

Согласно ГОСТ 19248-90 в зависимости от температуры плавления различают низкотемпературные припои (до 450 °C) и высокотемпературные (среднеплавкие — 450 — 1100 °C, высокоплавкие — 1100 — 1850 °C и тугоплавкие — более 1850 °C).

Припои по составу подразделяют на оловянно-свинцовые, оловянные, кадмиевые, свинцовые, цинковые, алюминиевые, германиевые, серебряные, медно-цинковые (латунные), медные, никелевые, марганцевые, платиновые, железные, молибденовые и др.; по способности к флюсованию — на флюсуемые и самофлюсующиеся; по виду полуфабриката — на листовые, ленточные, трубчатые, пастообразные, порошковые и др.

При пайке используют различные виды оборудования и инструмента: газопламенные горелки, паяльные лампы, паяльники, печи (вакуумные, с контролируемой атмосферой и др.,), высокочастотные установки, ванны (для пайки погружением в расплавы солей и припоя), лучевое оборудование, установки электроконтактного нагрева и др.

1.17.1.2 Процесс пайки включает:

1. подготовку деталей (механическую и химическую зачистку деталей от загрязнений);

2. сборку деталей с фиксацией требуемого зазора;

3. флюсование соединяемых поверхностей и нанесение припоя;

4. собственно процесс пайки;

5. обработку соединения после пайки;

6. контроль паяных соединений.

1.17.1.3. Подготовка деталей включает механическую зачистку поверхности от окалины и ржавчины металлической щеткой, шабером, абразивной шкуркой или другим инструментом, а при необходимости травление и обезжиривание.

Удаление оксидных пленок с соединяемых поверхностей осуществляют травлением в водных растворах (10 — 20%-ных) соляной, серной или фосфорной кислоты при температуре 30 — 50 °C в течение 10 — 20 мин. Для травления алюминия применяют растворы едкого натра 50 — 160 кг/м3 (50 — 160 г/л), а меди — смесь азотной 180 кг/м3 (180 г/л) и соляной 10 кг/м3 (10 г/л) кислот. После травления детали многократно промывают, обезжиривают химическими растворителями, бензином, щелочными растворами, уайт-спиритом, спиртом и т.д. Затем промывают в горячей и холодной воде.

1.17.1.4. Соединяемые пайкой детали при сборке должны быть надежно зафиксированы с помощью различных приспособлений, струбцин, болтовых и проволочных стяжек, а также развальцовок, сварных точек, заклепок и т.д.

1.17.1.5. На прочность паяных швов существенно влияет размер паяльного зазора соединения (при его назначении следует учитывать его изменение при нагреве). Оптимальные зазоры при пайке металлов припоями различных систем приведены в табл. 1.63.

Таблица 1.63

Для гарантированного заполнения паяльного зазора припоем его глубина должна составлять 3 — 5 толщин паяемого металла.

1.17.1.6. Рекомендуемые для пайки флюсы приведены в табл. 1.64.

Таблица 1.64