Технология восстановления деталей тракторов и сельскохозяйственных машин

ФГБОУ ВПО «НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ТОМСКИЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ – ФИЛИАЛ

Кафедра Агроинженерии
СПЕЦИАЛЬНОСТЬ: Механизация сельского хозяйства

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

РАСЧЕТНО – ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Тема проекта: Технология восстановления деталей тракторов и сельскохозяйственных  машин в ИП «Прусикин»

Число листов проекта (Семьдесят девять) 
Число страниц пояснительной записки ___________________________________

ДИПЛОМАТ   Ковалёв Дмитрий Юрьевич______________
                        (Фамилия И.О.)                                                               (подпись)

КОНСУЛЬТАНТЫ
      1. БЖД Кохонов Е.В., к.б.н., доцент                             ______________
                 (Ф.И.О., степень звание)                                                 (подпись)

2.    Экология Афонина И.А., к.б.н., доцент                         ______________
           (Ф.И.О., степень звание)                                                   (подпись)

3.    Экономика Кайзер А.В., к.э.н., доцент                          ______________
        (Ф.И.О., степень звание)                                                  (подпись)

РУКОВОДИТЕЛЬ  Бердникова Р.Г., к.т.н.__                       ____________
                      (Ф.И.О., степень звание)                                       (подпись)

ЗАВ.КАФЕДРОЙ  Бердникова Р.Г., к.т.н.                          ______________
                      (Ф.И.О., степень звание)                                       (подпись)

Томск 2015



     Содержание:
     
Введение------------------------------------------------------------------------------------- 	5
1.       Характеристика хозяйства-------------------------------------------------------- 7
2. Технологическая часть---------------------------------------------------------------- 12
2.1     Выбор способа наплавки  ------------------------------------------------------- 12
2.1.1Технология электродуговой наплавки----------------------------------	       13
2.1.2Технология газопламенной наплавки---------------------------------------    15
2.1.3Технология наплавки механизированным способом ------------------     17	
2.1.4 Автоматическая дуговая наплавка под флюсом ------------------------   23
2.2Наплавочные установки -------------------------------------------------------	      24
2.3 Механизм подачи проволоки---------------------------------------------------    31
2.4 Режимы наплавки------------------------------------------------------------------   33
2.5 Расчет сварочно-наплавочного участка--------------------------------------   38
2.5.1 Расчет освещения сварочного участка--------------------------------------  38	
2.5.2 Расчет электроэнергии на вентиляцию-------------------------------------- 41
2.5.3 Расчет годового расхода воды------------------------------------------------- 41	
3.       Конструкторская часть	--------------------------------------------------------- 43
3.1  Параметры изделия---------------------------------------------------------------- 43
3.2 Расчет максимальной нагрузки на основные элементы изделия------- 43
3.2.1 Расчет нагрузки на сварные швы--------------------------------------------- 43	
3.2.2 Расчет нагрузки на верхнюю часть рамы------------------------------------44	
3.2.3 Расчет нагрузки на электродвигатель--------------------------------------- 45
3.2.4 Расчет нагрузки болтовых соединений------------------------------------- 45	
4.  Безопасность жизни деятельности----------------------------------------------- 47
5.  Экологичность проекта                    -------------------------------------------- 57
5.9 Анализ травматизма и заболеваний	---------------------------------------     66
5.10 Заключение (анализ текущей ситуации на производстве)-----------     66	
6.      Экономическая часть----------------------------------------------------------    65	
6.1 Экономическая оценка  изделия----------------------------------------------     65
6.1.1 Стоимость материала, использованного для изготовления стола сварочного	----------------------------------------------------------------------------      65
6.1.2 Заработная плата рабочих, занятых при изготовлении диагностического стола-------------------------------------------------------------------------------------    67	
6.1.3 Амортизационные отчисления от использования оборудования-   68	
6.1.4 Стоимость электрической энергии, использованной при работе--   69	
6.1.5 Стоимость топлива, необходимого для обогрева помещения, используемого для изготовления сварочного стола-------------------------    72	
6.1.6 Стоимость  воды, для хозяйственных нужд---------------------------      73
6.2 Себистоимость изделия -------------------------------------------------------      76
6.3 Рентабельность и окупаемость изделия----------------------------------        76
Заключение---------------------------------------------------------------------              77
Список используемой литературы	 --------------------------------------              78
     	
     	
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     ВВЕДЕНИЕ
     
     На современном уровне развития сельского хозяйства большое значение имеют организация сельскохозяйственного производства и управление им, высокоэффективное использование машинно-тракторного парка, совершенствование и развитие базы технического обслуживания и ремонта машин, укрепление инженерной службы сельскохозяйственных предприятий.
     Решение задач, поставленных перед сельским хозяйством страны, неразрывно связано с постоянным ростом энерговооружённости сельскохозяйственного производства. Систематическим повышением технико-экономических показателей использования машин и оборудования, снижением затрат и поддержание машинно-тракторного парка в работоспособном состоянии.
     Для достижения высокой наработки машин в сельском хозяйстве и снижение стоимости продукции необходим комплекс организационных и технологических мероприятий, направленных на обеспечение постоянной технической готовности машин. С увеличением количества, ростом сложности и стоимости машин важное значение приобретает их рациональное техническое обслуживание.
     В процессе эксплуатации дорожной, строительной, коммунальной и автотранспортной техники (в дальнейшем машин) их надежность и другие свойства постепенно снижаются вследствие изнашивания деталей, а также коррозии и усталости материала, из которого они изготовлены. В машинах появляются различные неисправности, которые устраняют при техническом обслуживании и ремонте.
     Ремонт машин как область человеческой деятельности возник одновременно с появлением машин. Необходимость и целесообразность ремонта обусловлены неравнопрочностью их деталей и агрегатов. Известно, что создать равнопрочную машину, все детали которой изнашивались бы равномерно и имели бы одинаковый срок службы, невозможно. Ремонт машин даже только путем замены некоторых его деталей и агрегатов, имеющих небольшой ресурс, всегда целесообразен и с экономической точки зрения оправдан. Поэтому в процессе эксплуатации машины проходят на автотранспортных предприятиях (АТП) периодическое обслуживание (ТО) и при необходимости текущий ремонт (ТР), который осуществляется путем замены отдельных деталей и агрегатов, отказавших в работе. Это позволяет поддерживать машины в технически исправном состоянии.
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
      1  ХАРАКТЕРИСТИКА ХОЗЯЙСТВА

     Хозяйство располагается в с. Михайловка Зырянского  района  Томской области.
     ИП «Прусикин» создано путем преобразования крестьянского хозяйства Прусикина А.А., зарегистрированного Постановлением главы Администрации Зырянского района № 315 от 25 июля 2010 года. Учредителем ИП «Прусикин» является Алексей Александрович Прусикин. Крестьянское хозяйство Прусикина А.А. образовано в сентябре месяце 2012 года. Основной вид деятельности предприятия - производство, хранение и изготовление молочных продуктов. Данными видами деятельности хозяйство занимается с 2012 года. ИП «Прусикин» постоянно увеличивает количество КРС. Целью экономической деятельности предприятия является увеличение производства молочных продуктов с сохранением высоких качественных показателей, повышение продукции с минимально возможными затратами, внедрение новых технологий и постоянное обновление сельскохозяйственной техники и оборудования.
      Расстояние до областного центра 120 км, до районного центра 20 км. 
Климат Томской области, континентальный, определяется ее географическим положением. Томская область расположена в умеренных 
широтах и отличается значительной сезонной изменчивостью притока солнечной радиации и преобладанием северо-восточного переноса воздушных масс.
     Природно-климатические условия лесостепной зоны способствуют формированию почв с ярко выраженным дерновым процессом. В Кожевниковском районе имеется ограниченный ареал черноземов выщелоченных, обладающих наиболее высоким уровнем естественного 
     
     
     
      плодородия, обусловленного довольно большим содержанием гумуса, близкой к нейтральной реакцией среды, высокой емкостью поглощения, высокой степенью насыщенности основаниями, очень низкими значениями гидрологической кислотности, средней обеспеченностью подвижным фосфором и калием. В Зырянском районе доля черноземов и лугово-черноземных почв занимает 50,7% пашни. По состоянию на 2010 год ИП «Прусикин» использует в своей деятельности сельскохозяйственные угодья Зырянского района общей площадью 2 403,28 га Зырянского района 9056 га.
Таблица 1.1  Наличие и структура земельных и сельскохозяйственных угодий

Виды земельных угодий
Площадь, га
Структура земельных угодий, %
Структура сельскохозяйственных угодий, %

2012
2013
2014
2012
2013
2014
2012
2013
2014
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Сельскохозяйственные угодья
14707
18093
20400
99,9
99,9
99,9
100,0
100,0
100,0
В т.ч. пашня
14627
17774
19793
99,3
98,0
98,1
99,4
98,0
98,1
         - cенокосы
80
319
600
0,6
2,0
1,9
0,6
2,0
1,9
Прочие земли
7
7
7
0,1
0,1
0,1
х
х
х
Всего земельной площади
14714
18100
20400
100,0
100,0
100,0
х
х
х
    Анализируя состояние земельных угодий в ИП «Прусикин» по данным таблицы, можно сказать, что наблюдается увеличение земельной площади. Прежде всего, это произошло за счет роста сельскохозяйственных угодий. За период  2012-2014 гг. их площадь выросла на 3147 га (26,6%), в 2008 году площадь не изменилась. Также увеличилась площадь пашни: в 2012 к 2011 году на 3147 га (24,8%), в 2011 к 2010 году на 19 га (0,1%); в целом, пашня возросла на 3166 га (25,1%). Площадь  сенокосов в 2012 к 2011 году возросла на 239 га (в 3 раза), в 2011 к 2010 году площадь сократилась на 19 га  (5,9%). Прочие земли остались без изменения.
    Для эффективного ведения хозяйства, решения многих вопросов организации производства, научно обоснованного планирования, материального стимулирования работников большое значение имеет правильное определение специализации предприятия.
      Цель специализации – создание условий для увеличения прибыли, объема производства продукции, снижение издержек, повышение производительности труда, улучшение качества продукции.
    Основное направление развития хозяйства: растениеводство, производство элитных семян. В рамках растениеводства хозяйство занимается выращиванием зерновых культур.
Организационная структура направлена, прежде всего, на установление четких взаимосвязей между отдельными подразделениями организации, распределение между ними прав и обязанностей. В ней реализуются различные требования к совершенствованию систем управления, находящие выражение в тех или иных принципах управления.
Обеспеченность трудовыми ресурсами ИП «Прусикин» характеризуется данными, приведенными в таблице 2.
Таблица 1.2  Численность  и структура работников
Категории работников
Среднегодовая численность, человек
Структура численности, %

2012
2013
2014
2012
2013
2014
Всего работники предприятия
60
65
90
100,0
100,0
100,0
В т.ч. 1) работники, занятые в сельскохозяйственном производстве
60
65
90
100,0
100,0
100,0
В т.ч.  а) рабочие постоянные  
Из них: - трактористы-машинисты                                                              
49
33
38
34
20
40
81,7
55
58,5
52,3
60
52,3
б) рабочие сезонные и временные
-
17
16
-
26,1
24,6
в) служащие 
11
10
10
18,3
15,4
15,4
      -из них руководители
4
4
6
6,6
6,2
6,2
                  Специалисты
6
6
8
10
9,2
9,2
     Анализ таблицы 1.2 показывает, что общая численность работников предприятия увеличилась на 5 человек (8,3%). Это произошло за счет увеличения работников сезонных и временных на 6 человек (9,9%) и сокращения служащих на 1 человека (1,6%).
    Остальные категории работников изменились незначительно. 
    Реальная заработная плата – это количество товаров и услуг, которые можно приобрести за номинальную заработную плату; реальная заработная плата – это покупательная способность номинальной заработной платы. Вполне очевидно, что реальная заработная плата зависит от величины номинальной заработной платы и цен на приобретаемые товары и услуги.
    Данные о среднемесячном уровне оплаты труда приведены в табл.3.
Таблица  1.3 Среднемесячный уровень оплаты труда различных категорий работников хозяйства, руб.
Категории работников
Среднемесячный уровень заработной платы

2012
2013
2014
Всего работники предприятия
2425,0
3283,3
4351,3
В т.ч. 1) Работники, занятые в сельскохоз. производстве
2425,0
3283,3
4351,3
 из них                                                          а) рабочие постоянные
2438,4
3353,1
4202,9
В т.ч. трактористы-машинисты
 2782,8
 3200,9
 4245,1
б) рабочие сезонные и временные
-
2058,8
4244,8
в) служащие 
3030,3
5100,0
5100,0
из них руководители
4125,0
6250,0
6250,0
Специалисты
 2361,0
 4333,3
 4333,3
    Обеспеченность предприятия основными средствами производства и эффективности их использования являются важнейшими факторами, от которых зависят результаты хозяйственной деятельности.
Таблица 1.4 Наличие  основных средств на конец года (в текущих ценах)

Наименование показателя
Наличие на конец года, тыс.руб

2001
2012
2013
2014
1. Основные средства – Здания
867
867
867
867
Сооружения и передаточные устройства
2471
2678
5408
5571
Машины и оборудование
26714
44593
79640
111908
Транспортные средства
2769
2960
5364
8484
И т о г о 
32825
51102
91283
126835
    Из данных таблицы видна тенденция роста всех видов основных средств: на значительную величину увеличилась стоимость сооружений и передаточных устройств за период 2007-2010 гг. на 3100 тыс. руб. (55,6%), машин и оборудования на 85194 тыс. руб. (318,9%), транспортных средств на 5715 тыс. руб. (206,4%). Стоимость зданий, производственного и хозяйственного инвентаря осталась без изменения.
    
    
    
Таблица 1.5  Наличие сельскохозяйственной техники на конец года, шт.
Наименование
2012
2013
2014
Тракторы всех марок (без тракторов, на которые смонтированы машины), всего
78
79
91
Тракторные прицепы
18
18
18
Сенокосилки тракторные (включая косилки-измельчители)
4
5
7
Жатки рядковые и валковые

1
1
Грабли тракторные
1
1
1
Автомобили грузопереводящие
10
12
13

    Анализ данных таблицы 1.5 показывает, что количество тракторов всего за весь период возросло на 12 шт. (66,7%);  количество сеялок возросло на 32 шт. (57,1%); число зерноуборочных комбайнов увеличилось на 9 шт. (42,8%).
    Остальная сельскохозяйственная техника претерпела незначительные 
изменения. 
    
2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
    
    2.1 Выбор способа наплавки
    
    При выборе способа наплавки необходимо руководствоваться следующими основаниями:
    - возможностью контролировать процесс наплавки;
    - технология наплавки должна обеспечивать надежную защиту зоны       наплавки от воздействия окружающего воздуха;
    - способ   наплавки   должен   быть   производительным, учитывая
размеры восстанавливаемой поверхности.
    Наплавка под флюсом возможна только в нижнем положении и затруднена из-за невозможности наблюдения за формированием наплавленного металла.
    При наплавке в защитных газах может нарушаться надежность защиты сварочной ванны из-за движения воздуха и залипания газового сопла брызгами.
    Наплавка порошковыми самозащитными проволоками исключает такие недостатки и сочетает в себе положительные стороны автоматизированных и ручных способов сварки.
    Восстановление поверхности катков осуществляем методом автоматической наплавки самозащитной порошковой проволокой с последующей механической обработкой.
    Из представленного анализа технологического упрочнения и восстановления деталей оптимальным с точки зрения технологического процесса является наплавка открытой дугой порошковой проволокой в вертикальном положении.
    
    
    
    
    Для соединения основного металла и металла рабочего слоя необходима наплавка подслоя, для снижения риска образования трещин. Также подслой необходим для восстановления геометрии катка перед наплавкой рабочего слоя.
    Наплавка в вертикальном положении позволяет уменьшить долю участия наплавляемого металла в основном и увеличить высоту наплавляемого слоя за счет наплавки на предыдущий валик. Это позволяет уменьшить остаточные напряжения и деформацию изделия.
    Наплавка производится с помощью сварочных установок и привлекательна тем, что сочетает высокую производительность и хорошее качество. 
    Обоснование способа:
    - простота используемого оборудования и технологии, связанная с           отсутствием необходимости применения защитного газа и флюса;
    - сравнительная простота введения легирующих элементов при изготовлении проволоки, состав которых можно регулировать в широких
пределах;  
    - процесс наплавки отличается высокой стабильностью, наплавленный   металл хорошо формируется, его поверхность равномерно покрывается        шлаковой коркой, которая в последствии легко удаляется.
     Этот способ обеспечивает плотность наплавки и невысокий нагрев детали, что важно, так как основной металл, из которого изготавливаются катки, склонен к трещинообразованию.
     
    2.1.1 Технология электродуговой наплавки
    
     Одним из резервов увеличения срока службы этих деталей следует считать различные методы их упрочнения на стадии как производства, так и эксплуатации при восстановлении.
     Большинство существующих способов увеличения стойкости к изнашиванию рабочих поверхностей лемехов основано на наплавке поверхности материалами с повышенными  механическими свойствами.
     Большая часть деталей рабочих органов сельхозмашин эксплуатируются в тяжелых условиях абразивного изнашивания и ударных нагрузок, поэтому их ресурс невелик. Так максимальная наработка лемеха плуга до первого отказа не превышает 13 га, а при вспашке песчаных и супесчаных почв он составляет 8 – 15 га, а согласно исследованиям авторов [1] максимальная наработка до первого отказа не превышает 13 га.
    Ручная дуговая сварка и наплавка. Ручная дуговая сварка применяется для заварки трещин в блоках и головках цилиндров, картерах, для восстановления сварных швов в рамах и корпусах, заварки отверстий, приварки отломанных частей и добавочных деталей. Ручная дуговая наплавка применяется для наплавки изношенных поверхностей отверстий, валов, осей, ножей отвалов, щек дробилок, звездочек и т. д. Ручная дуговая сварка и наплавка осуществляется неплавящимися угольными, графитовыми или вольфрамовыми и плавящимися металлическими электродами. Сварка и наплавка неплавящимися электродами имеют ограниченное применение, используются только при сварке цветных металлов и наплавке изношенных поверхностей твердыми сплавами. В ремонтном производстве широко применяется дуговая сварка и наплавка плавящимися металлическими электродами.
    Для повышения производительности труда и снижения расхода электроэнергии в ремонтном производстве применяются высокопроизводительные методы ручной дуговой сварки и наплавки пучком электродов и трехфазной дугой.
    Сварка и наплавка пучком электродов применяется тогда, когда требуется наплавлять большое количество металла. Сущность этого метода состоит в следующем. Несколько обычных покрытых обмазкой электродов складывают вместе и скрепляют проволокой. Контактные концы сваривают и 
вставляют в электродержатель. В этом случае получается блуждающая дуга, так как горит она попеременно между отдельными электродами и поверхностью детали (рис. 2.1). При сварке и наплавке пучком, состоящим из пяти и более электродов, часть стержней не включается в цепь сварочного тока, и они плавятся за счет тепла сварочной ванны. 
    
    Сварка и наплавка пучком электродов может выполняться на повышенном токе и увеличивает производительность в 1,5—2 раза. 
    
    Рисунок 2.1-  Схема горения дуги в пучке электродов:
1, 2, 3 — электроды; 4 — деталь
    
    Применение этого метода на 20—30% снижает расход электроэнергии за счет лучшего использования тепла дуги. Кроме того, значительно уменьшается местный нагрев детали, вследствие чего деталь меньше подвергается короблению.
     Такой способ упрочнения плужных лемехов сварочным армированием позволяет увеличить износостойкость в 1,7 – 2 раза на песчаных и супесчаных почвах. Однако он технологически сложен, а на ряде типов почв себе не оправдывает, поскольку изнашивание происходит в основном на передней части детали.
     
     
     В настоящее время применяют следующие виды наплавки: ручную дуговую и газопламенную.  Ручную дуговую наплавку выполняют покрытыми электродами из литых твердых сплавов в виде трубки, заполненной легирующей порошкообразной смесью. Наплавку проводят  от пятки до носка электродами с диаметром стержня 4 – 5 мм. Сварочный ток составляет 160-250А. Напряжение дуги – 22-26 В. Наплавку производят короткой дугой постоянным током обратной полярности.  При наплавке перегрев наплавленного слоя не допускается. Для этого слой наплавляют отдельными валиками с полным последовательным охлаждением каждого валика.
     Одним из важных параметров процесса наплавки является глубина проплавления основного металла: чем меньше глубина проплавления, тем меньше доля основного металла в наплавленном. Обычно химический состав присадочного металла и металла наплавки выравнивается во втором-третьем слое.
     Высота наплавленного слоя h н складывается из величины износа h и, толщины дефектного слоя h д.с. и высоты неровностей h нер.
     
                                       h н  = h и + h д.с + h нер                                                                       (2.1.)
        
     На практике величина дефектного слоя принимается равной 1,5-2,0 мм, высота неровностей – 1,0- 1,5 мм. При толщине наплавленного слоя больше 5 мм наплавку желательно вести в два слоя для уменьшения глубины проплавления. Для деталей работающих в условиях абразивного износа, рекомендуются электроды Т-590 и другие.
     Ручная наплавка малопроизводительна и применяется при наплавке деталей сложной конфигурации.
     
     
     
     2.1.2 Технология газопламенной наплавки
     
     Наиболее экономичной является газопламенная наплавка. Газовый нагрев обеспечивает возможность гибко и независимо регулировать степень нагрева присадочного и основного металла.  Поэтому наплавка с нагревом газовым пламенем применяют преимущественно для мелких или небольших деталей, в том числе сложной конфигурацией.
     С помощью ацетилено-кислородного пламени можно производить наплавку литыми твердыми сплавами. Наплавочные твердые сплавы для газопламенной наплавки предоставлены в таблице  2.1.

Таблица 2.1  Материалы для газопламенной наплавки

Наплавочный материал
Марка
Химический состав наплавленного металла
Область применения 


Литые твердые сплавы в виде прутков
Стеллит В2К
Стеллит В3К

Сплав вольфрама и хрома, связанных кобальтом и 
железом
Для наплавки деталей, работающих в условиях абразивного износа и повышенных температур.

Сормайт 2
Сормайт С27 (сормайт 1)
Сплав карбида хрома с 
железом и никелем (до 5%)
Для наплавки деталей, работающих при нормальных и несколько повышенных температурах, а также в условиях абразивного износа.

Флюс
Для наплавки стеллита:
бура (прокаленная); смесь буры (20%), борной кислоты (68%)  и плавикового шпата (12%). 
Для наплавки сормайта: 
бура (50%), двууглекислая сода (47%) и кремнезем (3%).
Пламя
Ацетилено-кислородное 
 Нормальное или слегка науглероживающее

     Наплавка производится в один или несколько слоев с покрытием поверхности детали флюсом или введением его в ванну в процессе наплавки периодическим погружением прутка во флюс. В качестве флюса для наплавки стеллита обычно применяют буру (прокаленную) или смесь буры (20%), борной кислоты (68%) и плавикового шпата (12%). 
     
     Наплавка сормайта ведется с использованием флюса, содержащего буру (50%), двууглекислую соду(47%) и кремнезем (3%).
      Наплавку ведут с предварительным подогревом детали. Толщина наплавляемого слоя обычно не превышает 2 – 3 мм, если деталь подвергается ударным нагрузкам и 4 – 8 мм – при работе валика на истирание.
     Если сравнивать по износостойкости дуговую и газопламенную наплавки, то на практике наиболее эффективным способом восстановления лемехов плуга является способ газопламенной наплавки.
     
     2.1.3 Технология наплавки механизированным способом
     
     В сельскохозяйственном машиностроении накоплен большой опыт применения сварки и наплавки самозащитной порошковой проволокой. Это касается в первую очередь заводов, расположенных в районах, где имеются трудности в обеспечении углекислым газом.
     К числу сельскохозяйственных машин, для изготовления которых применяется полуавтоматическая сварка порошковой проволокой, относятся самоходные уборочные комбайны, сеялки, культиваторы, плуги. Так, при производстве пятикорпусных плугов применяют сварку порошковой проволокой ПП-АНЗ взамен ручной сварки. Производительность труда возросла более чем в полтора раза. При производстве узлов сельскохозяйственных машин из металла толщиной 4—6 мм хорошо себя зарекомендовала сварка самозащитной проволокой ПП-АН1, обеспечивающая небольшую глубину проплавления при высокой производительности сварки.
     На заводах сельскохозяйственного машиностроения, широко применяющих сварку в углекислом газе, используют также порошковую проволоку ПП-АН4 и ПП-АН8. Алалые толщины металла и небольшая протяженность швов, присущие конструкциям сельскохозяйственных машин, не позволяют использовать максимальные режимы сварки по току. Среднесменный расход проволоки на таких предприятиях обычно составляет около 20 кг. Широкое применение имеет проволока малого диаметра (2,0—2,3 мм).
     В производстве строительных металлоконструкций большой объем сварочных работ выполняется самозащитной проволокой и проволокой для сварки в углекислом газе. Порошковую проволоку используют для сварки колонн и ферм зданий, балок различного назначения, опор линий электропередач, радиовышек, элементов эстакад и мостов, бункеров и других конструкций из малоуглеродистых и низколегированных сталей.
     На ряде заводов металлоконструкций сварка порошковой проволокой стала основным процессом изготовления металлоконструкций. Большое количество полуавтоматов, сосредоточенных в цехе, позволяет производить их централизованное обслуживание. Заводы обычно используют один-два типа проволоки.
     На заводе металлоконструкций им. Бабушкина основной объем сварочных работ выполняется проволокой ПП-АН8 в углекислом газе. Централизованное снабжение всех постов осушенной углекислотой, подвеска унифицированных полуавтоматов на специальных балках, хорошая организация входного контроля качества проволоки позволяют достичь при сварке этой проволокой высокого качества и повышения производительности. Резко сокращены затраты на зачистку швов от брызг, особенно при изготовлении экспортной продукции. 
     Материалы, применяемые при механизированной сварки предоставлены в таблице 2.2.
     
Таблица 2.2 -  Материалы для механизированной  наплавки

Наплавочный материал
Номер проволоки
Химический состав наплавленного металла
Область применения 
Порошковая самозащитная  проволока
Сабарос О
401
С – 0,05%;  Si – 0,7%
Mn – 0,9%; Cr – 17,5%
Для наплавки деталей, подверженных абразивному износу и воздействию коррозионной среды.

404
С – 0,08%;  Si – 0,6%; Mn – 1,0%; Cr – 13,5%; Мо – 0,50%; Ni -4,3%





Порошковая проволока для сварки в углекислом газе





ПП-АН8






С – 0,08%;  Si – 0,35%; Mn – 1,2%




Для сварки и наплавки деталей из углеродистых конструкционных сталей.

ПП-АН4
С – 0,12%;  Si – 0,35%; Mn – 1,2%

Порошковая самозащитная проволока  
ПП-АН1

С – 0,1%;  Si – 0,15%; Mn – 0,8%
Для сварки и наплавки деталей из углеродистых конструкционных сталей.

ПП-АН3
С – 0,12%;  Si – 0,35%; Mn – 1,2%


Электродная проволока для сварки в углекислом газе
Св-08ГС

С – 0,08%;  Si – 0,6%; Mn – 0,8%
Для сварки и наплавки деталей из углеродистых конструкционных сталей. 

Св-08Г2С

С – 0,08%;  Si – 0,8%; Mn – 1,6%


Св- 12ГС

С – 0,12%;  Si – 0,6%; Mn – 0,8%

    Наплавленный металл представляет собой 13 %  хромистую мартенситную сталь. Обладает стойкостью к коррозии, истиранию, эрозии. Наплавка катков МНЛЗ и запорной арматуры. Химический состав наплавленного металла по таблице 2.3.
    
Таблица 2.3  - Химический состав наплавленного металла порошковых проволок марки Сабарос
Номер проволоки
Содержание элементов,   %
Твердость

Механическая         обработка                наплавленного слоя

углерод
марганец
кремний
хром
никель
молибден


401
0,05
0,90
0,70
17,50
-
-
220 НВ
Легкая
402
0,08
0,50
0,30
13,00
-
-
42 HRC
Средняя
403
0,08
1,00
0,60
13,50
4,00
0,50
38 HRC
Средняя
404
0,08
1,00
0,60
13,50
4,30
0,50
43 HRC
Средняя
405
0,12
1,00
0,50
12,50
2,50
1,20
45 HRC
Средняя
406
0,30
0,80
0,70
13,00
-
-
50 HRC
Сложная
    Поверхностные слои катков подвержены контактному изнашиванию,   абразивно-коррозионному износу и усталостному разрушению (трещинам).  Исходя из условий эксплуатации, производится выбор наплавочных материалов.
    Обычные применяемые упрочняющие наплавочные материалы характеризуются низкой температурной устойчивостью к потере твердости из-за излишне высокой насыщенности карбидами, содержащими хром, зерна которых интенсивно укрупняются при высоких температурах, вытесняя углерод из мартенситной матрицы. Это приводит к образованию мягкого ферритного слоя, который характеризуется низким сопротивлением механическому износу и низкой температурной прочностной устойчивостью.
    При использовании азотсодержащих упрочняющих материалов, поскольку углерод замещается азотом, ранняя потеря прочности из-за осаждения карбидов не наблюдается. Вместо этого, нитриды, обычно ассоциирующиеся с хромом, равномерно расположенные в мартенсите, обеспечивают возможность вторичного упрочнения при повышенных температурах. Улучшается низко- и высокотемпературная прочность. Подавление формирования карбидов по границам зерна приводит к повышению термоустойчивости, сопротивлению текучести и усталости. Кроме того, образующие нитриды характеризуются высоким сопротивлением старению по сравнению с карбидами и значительным вторичным упрочнением в результате термообработки.
    Для того чтобы наплавленная поверхность каткаа отвечала эксплуатационным требованиям (усталостная стойкость, износостойкость, коррозионостойкость), целесообразно применение жаростойких хромистых сталей.
    Для повышения усталостной стойкости необходимо стремиться к повышению пластичности материала, а для уменьшения износа - к повышению его прочности. Сочетание высокого уровня пластичности и твердости можно достичь соответствующей степенью легирования.
    Требования к слою наплавки по твердости (HRC 37- 44) и химическому составу (белее 13 % хрома).
    Исходя из этого, выбираем проволоку Сабарос О 404 диаметром 2,4 мм, обеспечивающую данные требования.	
      Это самозащитная порошковая проволока трубчатой конструкции для наплавки методом открытой дуги. В состав сердечника этих электродных материалов, кроме порошков легирующих компонентов, вводят газо- и шлакообразующие вещества, защищающие при наплавке ванну расплавленного металла от вредного воздействия воздуха.
    Сабарос О 404 обеспечивает полностью мартенситную структуру наплавки, что обеспечивает исключительную стойкость к отпуску, износостойкость и отличную устойчивость к термической усталости и коррозионному растрескиванию.
    Металл, наплавленный проволокой Сабарос О 404, обладает исключительной износостойкостью, отличной устойчивостью к термической усталости и коррозии. По сравнению с наплавленным металлом проволокой Сабарос О 406 легче поддается механической обработке. Обладает большей твердостью по сравнению с наплавленным металлом проволоками Сабарос О 402, Сабарос О 403. Проволока  Сабарос Ф 405 применяется под слоем флюса, что усложняет технологию.
    Для наплавки подслоя (промежуточного слоя) из другого металла, который образует соединение, как с основным, так и с наплавляемым металлом применяется проволока Сабарос 401 диаметром 2,8 мм.
    Порошковая проволока типа Сабарос О 401 рекомендуется в качестве износостойкой наплавки деталей, подверженных коррозии. Хорошая коррозионная стойкость при повышенных температурах. Устойчивость к окислению до 900°С. Хорошая стойкость в присутствии сернистого газа.
    Подслой перед нанесением износостойкой мартенситной наплавки с 13 % хрома. Наплавленный металл проволокой Сабарос О 401 обладает меньшей склонностью к кристаллизационным трещинам. Наплавленный слой легче всех поддается механической обработке, а это скорость обработки, время и заточка металлорежущего инструмента. 
    
    
    
    2.1.4 Автоматическая дуговая наплавка.
    Автоматическая дуговая наплавка под флюсом — это дуговая наплавка, при которой дуга горит под слоем сварочного флюса, а подача плавящегося электрода и перемещение дуги вдоль наплавляемой поверхности детали механизированы.
    
    Рисунок 2.2 - Схема горения дуги под слоем флюса:
1 — источник тока; 2 — устройство для подачи флюса; 3 — оболочка из жидкого флюса; 4 — мундштук; 5 — электродная проволока; 6 — электрическая дуга; 7 — шлаковая корка; 8 — наплавленный слой; 9 — деталь; 10 — подвод тока к детали
    Автоматическая дуговая наплавка под слоем флюса впервые создана в институте электросварки имени Е. О. Патона. Она применяется для восстановления поверхности деталей диаметром более 50 мм и плоских деталей с величиной износа от 1 до 15 мм. Детали с большой величиной износа наплавляют в несколько слоев. Для наплавки используют переоборудованные токарно-вин-торезные станки с частотой вращения шпинделя от 0,25 до 4 об/мин, на суппорте которых установлены наплавочные головки или установки. Источником тока являются сварочные преобразователи или выпрямители.
    Сущность наплавки под слоем флюса (рис. 2) состоит в том, что в зону горения дуги 6 автоматически подается сыпучий флюс в грану.......................