PrelucrSupr.pdf

8/20/2019 PrelucrSupr.pdf

1/180

Doru BardacConstantin Rânea

Dragoº Paraschiv

TEHNOLOGIIDE PROCESARE

A SUPRAFEÞELOR

JUNIMEA

Iaºi• 2005


2/180

Descrierea CIP a Bibliotecii Naþionale a României

Bardac Doru

Tehnologii de procesare a suprafeþelor / Doru Bardac,

Constantin Rânea, Dragoº Paraschiv-Iaºi: Junimea, 2005

p. 180;

Bibliogr.

ISBN 973-37-1063-6

I. Bardac, Doru

II. Rânea, Constantin

III. Paraschiv, Dragoº

62

© Toate drepturile rezervate.

ISBN 973-37-1063-6


3/180

C U P R I N S

Capitolul 1 Ingineria suprafe!elor în managementul schimb"rilortehnologice. . . . . . 7

1.1. Generalit"!i . . . . . . 71.2. Siguran!a în func!ionare . . . . 8

1.2.1. Siguran!a în func!ionare a produsului #i a elementelorsale componente. . . . . 8

1.2.2. Procentul mediu de c"deri ale elementelor . 91.2.3. Coeficientul de înc"rcare a elementelor . . 91.2.4. Aprecierea uz"rii ma#inilor #i determinarea duratei

lor optime de func!ionare. . . . 101.3. Metode de prevenire #i înl"turare a defectelor . 13

1.3.1. M"suri de prevenire a uz"rilor #i de m"rire a durateide func!ionare . . . . . 13

1.3.2. Procedee de m"rire a rezisten!ei suprafe!elor la uzarenormal". . . . . . 14

1.3.3. Sistemul preventiv de executare a între!inerilor tehnice#i repara!iilor periodice . . . . 15

1.3.3.1. Rolul între!inerilor tehnice în prelungirea durateide func!ionare . . . . . 15

1.3.3.2. Metoda de elaborare a sistemului de între!ineri tehnice#i repara!ii. . . . . . 16

1.3.3.3. Sistemul de repara!ii dup" necesitate . . 171.3.3.4. Sistemul de repara!ii la termene fixe . . 171.3.3.5. Sistemul de repara!ii executate dup" controlul st"rii

tehnice a ma#inilor . . . . 181.3.3.6. Sistemul preventiv de executare a repara!iilor periodce

planificate . . . . . 181.4. Preg"tirea suprafe!elor pentru procesare . . 18

1.4.1. Cur "!irea #i sp"larea pieselor . . . 181.4.2. Controlul #i sortarea pieselor procesate . . 20

1.5. Principii generale privind elaborarea proceslor tehnologicede procedare. . . . . . 221.5.1. Considera!ii generale . . . . 221.5.2. Metode de restabilire a jocurilor între suprafe!e . 231.5.2.1. Metoda dimensiunilor de repara!ii . . 231.5.2.2. Metoda restabilirii formei #i dimensiunilor ini!iale 24


4/180

Doru Bardac, Constantin Rânea, Drago ! Paraschiv4

Capitoliul 2 Procesarea termic" a suprafe!elor . . . 252.1. Procesarea prin sudare. . . . . 25

2.1.1. Considera!ii generale . . . . 252.1.2. Procesarea prin sudare oxiacetilenic" . . 262.1.3. Procesarea suprafe!elor prin sudare electric" . 292.1.4. Procesarea suprafe!elor prin sudur " sub strat de flux 352.1.5. Procesarea suprafe!elor prin sudare electric" cu arc

vibrator (acoperirea prin vibrocontact) . . 372.1.6. Procesarea suprafe!elor prin înc"rcare cu aliaje

dure rezistente la uzur " . . . . 38

2.1.7. Procesarea suprafe!elor prin înc"rcare prin sudarecu plasm". . . . . . 39

2.2. Procesarea suprafe!elor prin metalizare . . 422.2.1. Metalizarea cu pulberi metalice . . . 482.2.2. Metalizare cu sârm" . . . . 49

Capitolul 3 Procesarea suprafe!elor prin galvanizare . . 513.1. Generalit"!i. . . . . . 51

3.1.1. Fenomenul de galvanizare . . . 523.2. Cromarea . . . . . . 533.3. Cuprarea (ar "mirea). . . . . 55

3.4. Nichelarea . . . . . . 563.5. Fierarea (o!elirea) . . . . . 573.6. Utilaje #i instala!ii de galvanizare . . . 58

Capitolul 4 Procesarea suprafe!elor prin compensare (piese) . 614.1. Generalit"!i. . . . . . 614.2. Procesarea pieselor prin buc#are . . . 624.3. Procesarea pieselor prin înlocuirea p"r !ilor uzate . 664.4. Procesarea pieselor prin montarea unor garnituri

suplimentare. . . . . . 684.5. Procesarea pieselor prin aplicarea de petice #i eclise . 69

Capitolul 5 Procesarea suprafe!elor prin deformare plastic" . 735.1. Generalit"!i. . . . . . 735.2. Procesarea pieselor prin refulare . . . 735.3. Procesarea pieselor prin mandrinare . . . 755.4. Procesarea pieselor prin îndreptare . . . 765.5. Procesarea pieselor prin moletare . . . 785.6. Procesarea pieselor prin deformare la cald . . 79


5/180

Procesarea suprafe " elor metalice 5

Capitolul 6 Procesarea suprafe!elor prin lipire . . . 816.1. Generalit"!i. Importan!a lipirii. . . . 81

6.2. Procesarea pieselor prin lipire cu aliaje . . 826.2.1. Considera!ii teoretice . . . . 826.2.2. Tipuri de îmbin"ri lipite . . . . 846.2.3. Tehnologia proces"rii pieselor prin lipire cu aliaje 88

6.3. Procesarea pieselor confec!ionate din metale feroase . 926.4. Procesarea pieselor confec!ionate din metale neferoase

grele. . . . . . . 946.5. Procesarea pieselor confec!ionatte din aluminiu #i aliaje

de aluminiu. . . . . . 976.6. Procesarea prin lipire a sculelor armate cu pl"cu!e din

carburi sinterizate . . . . . 986.7. Procesarea pieselor prin lipire cu materiale plastice . 1016.8. Procesarea pieselor prin lipire cu compozi!ii plastice. 1066.9. Procesarea pieselor prin lipire cu clei pe baz" de carbinol 107 6.10. Procesarea pieselor prin lipire cu r "#ini epoxidice. 1076.11. Procesarea suprafe!elor folosind copozi!ii plastice ca adezivi

#i ca materiale de cimentare. . . . 109

Capitolul 7 Durificarea suprafe!elor prin nitrurare ionic". . 115

7.1. Principiul nitrur "rii ionice. . . . . 1167.2. Tehnologia nitrur "rii ionice . . . . 1207.3. Parametrii regimului de lucru la nitrurarea ionic". . 122

7.3.1. Tensiunea electric" între anod #i catod. . . 1237.3.2. Presiunea mediului gazos. . . . 1257.3.3. Compozi!ia mediului gazos. . . . 1297.3.4. Temperatura. . . . . . 1327.3.5. Durata de men!inere. . . . . 133

7.4. Defecte ap"rute la nitrurarea ionic" . . . 1357.5. Instala!ii de nitrurare ionic" . . . . 1377.6. Nitrurarea ionic" a sculelor a#chietoare . . 139

7.6.1. Cercet"ri privind durabilitatea tarozilor . . 1417.6.2. Cercet"ri privind durabilitatea burghielor. . 1427.6.3. Cercet"ri privind durabilitatea sculelor din

o!el VCW 85 . . . . . 144

Capitolul 8 Durificare a suprafe!elor prin acoperiri CVD #i PVD. 1478.1. Depunerea vaporilor chimici (CVD). . . 1488.2. Depunerea vaporilor fizici (PVD). . . . 150


6/180


8.3. Acoperirea suprafe!elor cu nitrur " de titan prin procesul PVD . . . . . 151

8.3.1. Acoperirii suprafe!elor cu nitrur " de titan . 1538.3.2. Comportarea la uzur " a sculelor din carburi

metalice acoperite cu nitrur " de titan. . . 1548.4. Instala!ii pentru acoperii CVD #i PVD. . . 155

Capitolul 9 Durificarea suprafe!elor prin magnetoimpulsuri . 1599.1. Generalit"!i. . . . . . 1599.2. Durificarea prin magnetoimpulsuri. . . . 160

9.3. Instala!ia pentru durificarea cu megnetoimpulsuritip MIT-430. . . . . . 161

Capitolul 10 Durificarea suprafe!elor prin deformare plastic" în câmp ultrasonic . . . . . 163

10.1. Principiul metodei . . . . . 16310.2. Parametrii de lucru . . . . . 164

Capitolul 11 Durificarea suprafe!elor prin electroscântei cu CMS. 16711.1. Considera!ii generale. . . . . 16711.2. Procedeul de lucru . . . . . 167

11.3. Stabilirea tipului de electrozi. . . . 17011.4. Parametrii regimului de lucru la durificarea prinelectroscântei . . . . . 170

Capitolul 12 Durificarea suprafe!elor folosind radia!ia laser. . 17112.1. Generalit"!i. . . . . . 17112.2. Procedeul de lucru. . . . . 17212.3. Instala!ia laser pentru durificare . . . 173

Bibliografie . . . . . . . 177


7/180


CAPITOLUL 1

INGINERIA SUPRAFE!ELOR ÎN MANAGEMENTULSCHIMB"RILOR TEHNOLOGICE

1.1. Generalit#$i

Este cunoscut faptul c" dup" un anumit num"r de ore de func!ionare,utilajele nu mai au aceia#i indici de exploatare, starea tehnic" se înr "ut"!e#te#i apare necesitatea efectu"rii repara!iilor prin care ma#ina s" fie repus" înstare normal" de func!ionare, pe o perioad" de timp determinat".

Modific"rile care apar în urma fenomenelor de uzur " la nivelulsuprafe!elor conduc c"tre o politic" managerial", care s" permit" refacereacalit"!ilor ini!iale ale acestora.

Perioada de timp dup" care un anumit tip de ma#in" are nevoie derepara!ie, s-a determinat pe baze statistice pentru fiecare tip aparte. Deasemenea, dac" din punct de vedere tehnic repara!iile se pot face în num"rnelimitat, putându-se crede c" un anumit tip de ma#in" poate fi utilizat" untimp nedefinit, dup" anumite criterii tehnico-economice se poate stabili cu precizie câte repara!ii capitale se pot face unui utilaj, pentru ca exploatareaacestuia s" fie economic".

Dac" un utilaj nou func!ioneaz" pîn" la prima repara!ie capital", timp de6300 ore. Dup" prima repara!ie timpul se scurteaz" la 5100 ore, aceasta putându-se repeta o dat" sau de dou" ori, cu timp de func!ionare normal" între ele din ce în ce mai mic.

Rezult" c" utilajul de tipul men!ionat, poate fi exploatat în condi!iilenormale, timp de 8-10 ani, prima repara!ie capital" efectuându-se dup" aproximativ 3 ani de func!ionare.

Dac" utilajele, ajunse la limita func!ion"rii normale, în loc s" li se refac" parametrii ini!iali prin reparare, se reformeaz", s-ar ob!ine pierderi

impresionante pe economia na!ional". Pentru justificarea necesit"!iirepara!iilor, valoarea pierderilor mai sus men!ionate se pot calcula cu rela!ia(1.1):

A)-V ( M = P ot ! " [lei/an] (1.1)

în care: Mt este num"rul utilajelor de acela#i tip, aflate în exploatare; $ - procentul de utilaje care ar trebui s" intre în repara!ie capital" anual; Vo - pre!ul de vânzare la data intr "rii în exploatare; A - amortizarea pân" la datalimitei maxime de uzur ".


8/180


Amoritz"rile se calculeaz" cu rela!ia:

V t

t = A o

n

af [lei] (1.2)

în care: taf este durata de exploatare pân" la prima repara!ie; tn - timpulnormat de amortizare.

Prin introducerea rela!iei (1.2) în rela!ia (1.1) se ob!ine:

)t

t -(1V M = P

n

ef ot ""! [lei/an] (1.3)

Dac" se consider " urm"toarele date:

Mt = 100000 buc"!i $=15% tn = 8 aniVo = 100000000 lei tef = 4 aniatunci: P=75!1011 lei/an = 750 miliarde lei/an, adic" pierderi impresionante,care ilustreaz" necesitatea repar "rii utilajelor în mod corespunz"tor.

Din punct de vedere economic rezult" necesitatea repara!iilor #icanalizarea eforturilor celor chema!i s" îndeplineasc" aceste cerin!e, sprerealizarea unor repara!ii de bun" calitate #i la pre!uri de cost cât mai sc"zute.

1.2. Siguran$a în func$ionare

Siguran!a în func!ionare reprezint" un indicator cantitativ, prin care seîn!elege capacitatea unei piese sau a unui produs, de a func!iona potrivitdestina!iei pentru care au fost fabricate, cu cheltuieli minime, în perioada #iîn condi!iile de exploatare date.

Ma#inile lucrând în condi!iile grele de exploatare, au siguran!a înfunc!ionare în strâns" leg"tur " cu uniformitatea uzurii principalelor elementecomponente #i cu modificarea în timp a structurii #i propriet"!ilor fizico-chimice ale materialelor, mai ales în zona stratului superficial al suprafe!elor.

Evaluarea siguran!ei în func!ionare se face pe cale statistic", pe bazaobserva!iilor din timpul încerc"rii prototipului, sau în procesul exploat"riima#inii #i este în strâns" leg"tur " cu destina!ia acesteia, condi!iile ei defunc!ionare #i o perioad" de timp determinat".

Evolu!ia no!iunii de calitate c"tre cea de siguran!" în func!ionare #i

cumularea lor cu elementul timp, în no!iunea complex" de fiabilitate, pe bazacalculului probabilit"!ilor #i a statisticii matematice, diminuiaz" influen!afactorilor aleatori în favoarea celor cer !i, în construc!ia #i exploatareama#inilor.

1.2.1. Siguran$a în func$ionare a produsului %i a elementelorsale componente

Leg"tura între elemente depinde de modul în care sunt îmbinate acestea


9/180


în produs. Deosebim legarea în serie #i paralel.a. Legarea în serie. Se consider " elementele legate în serie, atunci când

c"derea unuia atrage dup" sine c"derea produsului. Produsul func!ioneaz" deci, atât cât func!ioneaz" elementul cu probabilitatea cea mai mic" defunc!ionare f "r " c"deri. Dac" se consider " un produs cu k elemente, ce au probabilit"!ile Pi, de func!ionare f "r " c"deri, probabilitatea total" a produsului este dat" de rela!ia (1.4):

P ... P P = P k 21 p " (1.4)adic":

P


10/180


rela!ia (1.9):

N

N = K

t

f i (1.9)

în care: Nf este înc"rcarea elementului în procesul func!ion"rii, %; Nt -înc"rcarea nominal", %.

Dac" K i>1, duratarespectiv siguran!a înfunc!ionare scade. În fig.1.1sunt date curbele tipice alefrecven!ei c"derilor pentrucazul func!ion"rii în regim desubînc"rcare (K i


11/180


reducerea medie anual" a pre!ului de cost în ramura de repara!ii; Vo -valoarea ini!ial" a ma#inii; t - timpul de exploatare a ma#inii.

Gradul de uzur " face posibil" aprecierea st"rii tehnice a organelor dema#ini, pe când intensitatea uzurii, apreciaz" durata de serviciu a acestora.

Uzura moral" este un parametru economic pentru aprecierea duratei defolosin!" a unei ma#ini, func!ie de progresul tehnic în domeniul respectiv. Ea poate fi de dou" feluri:

a. uzur # moral # de genul I , #i reprezint" deprecierea ma#inii în func!iune,în cazul în care ma#inile de aceea#i construc!ie încep s" fie reproduse maiieftin. Ea se poate calcula cu rela!ia (1.12):

t =V

V -V =u F o

1omI "! (1.12)

în care: V1 este valoarea de reproducere a utilajului în momentul analizatcalculat" cu rela!ia (1.13); $F - reducerea medie anual" a pre!ului de cost alfabrica!iei:

t)-(1V =V F o1 "! (1.13)

b. uzur # moral # de genul II , #i reprezint" deprecierea ma#inii în urmaapari!iei unor tipuri mai perfec!ionate. Ea se manifest" prin cre#terea

productivit"!ii noilor ma#ini #i mic#orarea cheltuielilor specifice pentruexploatarea acestora. Expresia de calcul este (1.14):

V

R- R-C

C q

q

V

V -1=uo

1o

o

1

1

o

o

1mII "" (1.14)

în care: qo, q1 sunt productivit"!ile ma#inilor de acela#i fel, de tip vechi #inou; Co, C1 - idem pentru cheltuielile de între!inere în exploatare pe unitateade produc!ie; R o, R 1 - idem pentru valoarea repara!iilor, ca urmare a progresului tehnic în domeniu.

Uzura total" a ma#inilor agricole se determin" cu o rela!ie de forma

(1.15):

C

C q

q

V

V -V

R+1= )u- )(1u-(1-1=uo

1

1

o

o

1

o

1m f t "" (1.15)

Uzura total" are loc înaintea uzurii fizice, când este satisf "cut" rela!ia:

C

C q

qV = R

o

1

1

o11 " (1.16)


12/180


Rezult" deci, c" durata tehnico-economic" de serviciu trebuie analizat" în primul rând din punct de vedere tehnic.

În general, repararea ma#inilor se reduce la înlocuirea pieselor uzate, cu piese noi sau recondi!ionate. Solu!ia este economic" dac" prin aplicarea ei sereface capacitatea de lucru a ma#inii.

Durata de func!ionare economic" se determin" ca fiind minimul curbei cereprezint" suma amortiz"rilor #i cheltuielilor pentru repara!ii (fig.1.2). Pre!ulde cost depinde de urm"toarele cheltuieli:

- amortizarea ma#inilor, care scade cu cre#terea timpului de serviciu;- repara!iile capitale, cu valori cresc"toare odat" cu prelungirea duratei de

func!ionare; dintre acestea, cheltuielile pentru demontare-montare r "mânconstante, fiind variabile numai cheltuielile pentru piese de schimb;

- reviziile tehnice #i repara!iile curente,fiind formate din opera!ii periodice #iobligatorii, au valori constante în timp;

- combustibilii #i lubrifian!ii nu variaz" valoric, în condi!iile p"str "rii consumului înlimite admisibile;

- salariile muncitorilor, care de ase-menea nu sunt influen!ate de durata de

Fig.1.2. Varia!ia cheltuielilor în timp func!ionare.

Se constat" c" din totalul cheltuielilor prezentate mai sus, cheltuielile pentru piese de schimb, cresc propor !ional cu durata de serviciu a utilajului.Repara!iile capitale având un anumit ciclu, este normal, ca la fiecarerepara!ie urm"toare, s" se înlocuiasc" suplimentar, înc" un grup de piese cudurabilitate dubl" fa!" de cele înlocuite la repara!ia anterioar ". Pe bazaacestor considerente, cheltuielile cu piesele de schimb, folosite în cursulîntregii durate de serviciu a ma#inii se pot exprima cu rela!ia (1.17):

1)+n(n2

K =nK ...++2K + K =C p (1.17)

în care: K este costul mediu al fiec"rui grup nou de piese înlocuite larepara!ia respectiv"; n - num"rul curent al repara!iei.

Dac" se consider " n, ca valoarea raportului dintre durata total" #i duratade serviciu între dou" repara!ii consecutive:

t

t =n

r

atunci: '' (

)**+

, -

"1

r r p

t

t

t 2

t K =C (1.18)


13/180


Totalul cheltuielilor specifice variabile, func!ie de durata de func!ionare ama#inii, este dat de rela!ia (1.19):

'' (

)**+

, -" 1

r r

t pt s

t

t

t 2

K +

t C =

t C

+t

C =C (1.19)

în care: Ct este costul ma#inii, exclusiv valoarea de casare.Durata optim" de serviciu este durata care asigur " cheltuielile specifice

minime în unitatea de timp. Se ob!ine prin anularea derivatei rela!iei (1.19):

0=t 2

K +

t

C -=dt

dC

r 2

t s

K C 2

t =t t

r opt " (1.20)

1.3. Metode de prevenire %i înl#turare a defectelor

1.3.1. M#suri de prevenire a uz#rilor %i de m#rire a durateide func$ionare

Piesele #i ansamblurile ma#inilor se uzeaz" în procesul de lucru ceea ceface s"-#i modifice dimensiunile geometrice, forma, greutatea #i propriet"!ile

straturilor superficiale, iar în unele cazuri apar fisuri, încovoieri, torsion"ri,deform"ri sau ruperi. Datorit" uz"rii jocul dintre piese cre#te, iar cânddep"#e#te valoarea maxim" admisibil" apar b"t"i #i se m"re#te viteza deuzare. Uzarea pieselor din îmbin"rile nedemontabile face s" apar " joc înlocul strângerii ini!iale de la montare #i se mic#oreaz" rezisten!a îmbin"rii,iar condi!iile de func!ionare a ma#inii se înr "ut"!esc.

Viteza de uzare este influen!at" de un num"r de factori de care trebuie s" se !in" seama la proiectarea, construirea, repararea #i exploatarea utilajelor.Prevenirea uz"rii rapide a pieselor #i m"rirea duratei de func!ionare a ma#iniise realizeaz" dac" sunt luate urm"toarele m"suri:

- prelucrarea suprafe!elor s" fie la un grad de netezime optim;

- depunerea unor straturi rezistente la uzare se ob!in prin cromare sauînc"rcare prin sudare cu aliaje dure;- aplicarea unor tratamente termice, termo-chimice sau electrice etc.Limita de uzare sau exploatare a unor piese sau ansamble este

reprezentat" prin timpul cât acestea func!ioneaz" pe utilaj în condi!ii normalede lucru, adic" pân" la apari!ia jocurilor maxime admisibile. Func!ionarea încontinuare a pieselor sau ansamblelor care au jocuri maxime, determin" înr "ut"!irea condi!iilor de lucru pentru întregul mecanism #i conduce laapari!ia uz"rii de avarie.


14/180


1.3.2. Procedee de m#rire a rezisten$ei suprafe$elor la uzare normal#

Repara!ia capital" a unei ma#ini are ca scop s"-i asigure o durat" defunc!ionare între dou" repara!ii cât mai apropiat" de aceea a unei ma#ini înstare nou". Acest lucru este posibil numai dac" se aplic" procedee derecondi!ionare care s" asigure pieselor o m"rire a rezisten!ei la uzareanormal" produs" de func!ionarea ma#inii.

Astfel, la recondi!ionarea pieselor prin înc"rcare automat" cu arc electricsub strat de flux, se ob!ine o calitate superioar " a cus"turii datorit" protej"rii bune a metalului topit fa!" de ac!iunea azotului #i oxigenului din aer, cât #i

datorit" r "cirii moderate a suprafe!elor înc"rcate. Calitatea sârmei electrod #ia fluxului folosit se alege în func!ie de compozi!ia chimic" a metalului de baz" #i de propriet"!ile pe care trebuie s" le aib" metalul depus. Duritatea #irezisten!a la uzare a metalului depus sunt condi!ionate #i de natura metaluluide baz".

La recondi!ionarea pieselor prin înc"rcare electric" cu electrod vibrator, prin folosirea unei sârme cu un con!inut mare de carbon (0,6 - 0,86% C), seob!ine un strat cu o duritate ridicat". Acest procedeu se folose#te pentrurecondi!ionarea pieselor cu diametru mic între 10 #i 40 mm, care nu pot fiînc"rcate prin sudare sub strat de flux datorit" c"derii fluxului de pesuprafa!a lor. În timpul recondi!ion"rii, materialul de baz" se înc"lze#te pu!inceea ce face posibil" înc"rcarea pieselor din o!eluri aliate, care nu pot fi

recondi!ionate prin alte metode, deoarece materialul de baz" î#i modific" structura datorit" temperaturii ridicate dezvoltat" în timpul recondi!ion"rii lanivelul suprafe!elor.

Recondi!ionarea prin înc"rcare cu arc electric în mediu de gaz protectoreste recomandabil" în special când nu este posibil" sau este greu de executatînc"rcarea piesei sub strat de flux. La înc"rcarea pieselor supuse unei uz"ri puternice sunt folosite sârme aliate. Pentru o!elurile puternic aliate,înc"rcarea se efectueaz" cu electrozi tubulari care au în interior substan!e dealiere sub form" de pulbere, iar printre acestea 1-2% titan, care mic#oreaz" împro#carea metalului topit #i reduce mult arderea cromului, wolframului #ivanadiului.

Înc"rcarea cu aliaje dure m"re#te rezisten!a la uzare #i durata defunc!ionare a pieselor. Acest procedeu se aplic" nu numai la reparare ci #i lafabricarea unor piese care se livreaz" înc"rcate cu aliaje dure.

La durificarea organelor de ma#ini prin scântei electrice, datorit" transportului pe pies" a materialului de la electrodul de durificare, aceast" opera!ie este înso!it" #i de cre#terea dimensiunii piesei. Chiar dac" electroduleste din o!el cu con!inut redus de carbon, stratul depus datorit" difuziuniiader " foarte bine la metalul de baz" #i are o duritate cu mult mai mare decâtmaterialul piesei.


15/180


Metalizarea const" în pulverizarea metalului topit pe suprafa!a de acoperit preg"tit" în prealabil, folosind un curent puternic de aer sau gaze. Straturilerezultate prin pulverizare sunt poroase #i re!in uleiul iar rezisten!a la uzur " astratului depus dep"#e#te pe cea a piesei.

Pentru recondi!ionarea prin acoperiri electrolitice a pieselor uzate,cromarea se folose#te pe scar " mai larg" #i const" în acoperirea piesei directcu un strat de crom sau prin intermediul unui alt metal care îmbun"t"!e#teaderen!a.

La alegerea unuia din procedeele de m"rire a rezisten!ei pieselor la uzarenormal" trebuie s" se !in" seama atât de criteriul tehnic cât #i de cel

economic.1.3.3. Sistemul preventiv de executare a între$inerilor tehnice

%i repara$iilor periodice

1.3.3.1. Rolul între$inerilor tehnice în prelungirea durateide func$ionare

Între!inerile #i reviziile tehnice sunt formate din opera!ii obligatorii, caretrebuie s" se execute la ma#ini în procesul de produc!ie, dup" un anumit timpde func!ionare, pe întreaga durat" de exploatare a ma#inilor. Aplicarea lorare ca scop prevenirea defec!iunilor #i a uz"rilor anormale între dou"

repara!ii, asigurându-se astfel prelungirea duratei de func!ionare #i reducerea pre!ului de cost a lucr "rilor executate.În func!ie de complexitatea #i perioadele la care se execut", între!inerile

tehnice se clasific" în: între!ineri tehnice zilnice Iz; între!ineri tehnice periodice I p1 #i I p2.

Între!inerea tehnic" zilnic" Iz la utilaje const", în general, din cur "!ireaexterioar ", controlul #i strângerea îmbin"rilor, verificarea st"rii tehnice ama#inii, reglare, ungere #i alimentare, ceea ce asigur " buna func!ionare ama#inilor pe durata unui schimb de lucru. Între!inerea la fiecare schimb #iefectuarea corect" a opera!iilor necesare, asigur " func!ionarea ma#inilor f "r " opriri în timpul campaniilor de lucr "ri agricole.

Între!inerea tehnic" periodic" I p1 se caracterizeaz" prin schimbarea

filtrelor de la sistemul de ungere #i verificarea general" a instala!iei electrice.Între!inerea tehnic" periodic" I p2 se caracterizeaz" prin schimbarea

uleiului din carterul motorului #i înlocuirea elementului filtrant grosier de lasistemul de alimentare.

Revizia tehnic" R T este o între!inere tehnic" periodic" complex" #iobligatorie care reprezint" totalitatea opera!iunilor referitoare la schimbarealubrifian!ilor din carterele transmisiilor, verificarea st"rii tehnice #i reglareasistemelor #i mecanismelor pentru a se asigura func!ionarea ma#inii cuindicii calitativi #i de exploatare optimi.


16/180


Termenul de control tc pentru efectuarea verific"rii st"rii pieselor #iansamblelor ma#inii trebuie s" satisfac" inegalitatea.

t


17/180


f "cut" o repara!ie pentru îmbin"rile cuprinse în aceast" grup", precum #i pentru îmbin"rile din grupele de ordin inferior.

Dup" introducerea în exploatare a ma#inilor, sistemul preventiv planificatde repara!ii stabilit se verific" #i se definitiveaz" cu ajutorul metodeistatistico-matematic" pe baz" de date ob!inute de la unit"!i, în urmaexamin"rii unui num"r mare de ma#ini care lucreaz" în diferite condi!ii deexploatare.

Termenul normat tn, de executare a repara!iilor trebuie planificat dup" normele medii progresive calculate cu rela!ia:

.

3

2-

t =

t med n (1.23)

Sistemul de între!inere tehnic" se construie#te dup" acela#i principiufolosit la sistemul de repara!ii planificatee. Între!inerea tehnic" zilnic" #iopera!iile legate de schimbarea uleiului #i a filtrelor se pot determina însuficient" m"sur ". Celelalte opera!ii de control #i de reglare pot fi încadrateîntr-un termen fix cu destul" greutate, fapt ce explic" tendin!a modern" dereducere a num"rului de între!ineri tehnice. Aceast" reducere poate ficondi!ionat" numai de particularit"!ile constructive ale ma#inii #i decondi!iile concrete de exploatare.

1.3.3.3. Sistemul de repara$ii dup# necesitate

Acest sistem se caracterizeaz" prin aceea c" utilajele se repar " când,datorit" st"rii tehnice, nu mai pot fi men!inute în exploatare. Deoarece nusunt termene periodice stabilite pentru executarea repara!iilor, nu se poateefectua planificarea lucr "rilor #i aprecierea volumului de munc" necesar, iarie#irea neprev"zut" a unei ma#ini din exploatare poate avea influen!" negativ" asupra produc!iei.

1.3.3.4. Sistemul de repara$ii la termene fixe

La acest sistem se stabile#te perioada de func!ionare dup" care ma#ina sescoate din exploatare #i se repar ", indiferent de starea tehnic" pe care o are.

Termenele de executare a repara!iilor #i volumul de lucr "ri necesare fiind bine precizate, se pot planifica opririle din lucru ale ma#inilor, cantit"!ile de piese, materialele #i volumul de munc" care sunt necesare repara!iilor cât #i pre!ul lor de cost. Acest sistem se poate aplica la unit"!ile la care toateutilajele sunt exploatate în condi!ii identice. Când în regimul de exploatare alma#inilor sunt varia!ii mari, aplicarea acestui sistem prezint" dezavantajecare constau în cre#terea volumului de lucr "ri de repara!ii #i a consumului demateriale #i piese de schimb sau întreruperea func!ion"rii unor ma#inidatorit" uz"rilor care apar înainte de termenul planificat.


18/180


1.3.3.5. Sistemul de repara$ii executate dup# controlul st#rii tehnicea ma%inilor

Acest sistem nu prevede planificarea repara!iilor ci numai a reviziilortehnice. Ma#ina se introduce în repara!ie atunci când la executarea revizieitehnice se stabile#te c" nu va putea func!iona pân" la revizia tehnic" urm"toare. De#i este simplu #i evit" scoaterea neprev"zut" a ma#inii dinexploatare, acest sistem nu este recomandat deoarece termenele de executarea repara!iilor nu sunt normate, ceea ce face ca men!inerea ma#inilor în stare bun" de func!ionare s" nu fie stimulat".

1.3.3.6. Sistemul preventiv de executare a repara$iilor periodiceplanificate

Acest sistem se bazeaz" pe executarea repara!iei la ma#in" dup" o numit" perioad" de func!ionare stabilit" prin studierea uz"rilor produse la piese.Ma#ina se supune unui control tehnic am"nun!it la termenul fixat #i dac" seconstat" c" nu este necesar s" se introduc" în repara!ie, se întocme#te un proces-verbal din care s" rezulte cât timp mai poate lucra utilajul încontinuare pân" la executarea repara!iilor. Repara!ia se consider " necesar " atunci când piesa analizat" a ajuns la limita de uzare admis" iar folosireaacestui criteriu evit" scoaterea neprev"zut" a utilajelor din func!iune. Ciclul

de func!ionare a unei ma#ini cuprinde intervalul dintre dou" repara!ii capitalesau din momentul intr "rii în exploatare a ma#inii noi pân" la prima repara!iecapital".

1.4. Preg#tirea suprafe$elor pentru procesare

1.4.1. Cur#$irea %i sp#larea pieselor

Pentru efectuarea controlului #i sort"rii, dup" demontare, piesele suntsupuse procesului de degresare #i sp"lare.

Degresarea #i sp"larea se face cu ajutorul unor solven!i pentru dizolvare#i înl"turarea gr "similor, pentru c" numai în acest fel se pot constata mai bine fisurile, cr " p"turile, uzurile, etc.

Pentru degresare #i sp"larea pieselor de mare precizie, cum ar fi elemen!ii pompei de injec!ie, injectoare, rulmen!i etc. se folosesc produsele petroliereca: petrol, motorin", benzin", whitespirt. Pentru celelalte piese se folosescdiferite solu!ii pe baz" de hidroxid de sodiu (NaOH) #i hidroxid de potasiu(KOH).

Cu aceste substan!e se pot forma urm"toarele solu!ii:- hidroxid de sodiu 1...2% - sod" calcinat" (CaCO3) - 4%;- fosfat trisodic 4% - silicat de Na sau K - 1,5%


19/180


- azotat de sodiu 1,5...2,5% - emulsie - 3,5%- ap" 93,5% - ap" - 59,5%- hidroxid de potasiu - 25 gr- carbonat de sodiu - 6,3 gr- praf de s" pun - 2 gr- ap" - 1000 gr.Pentru degresarea pieselor din aluminiu se pot folosi:- silicat de sodiu 1,5% - carbonat dde sodiu - 4,5 gr- s" pun o,2% - hidroxid de sodiu - 1,3%- ap" 98,3% - fosfat acid de sodiu - 1,45 gr

- praf de s" pun - 1,0 gr- ap" - 1000 gr.Înl"turarea depunerilor din corpul pistoanelor (calamina), de pe chiulase,

de pe supapele de admisie #i evacuare, se face folosindu-se anumite solu!ii înfunc!ie de natura materialului:

- pentru piese din o!el sau font":- sod" calcinat" - 35,0 gr- sod" caustic" - 25,0 gr- silicat de sodiu - 1,5 gr- s" pun - 25,0 gr- ap" - 1000 gr

- pentru piese din aluminiu:

- sod" calcinat" - 10,0 gr- silicat de sodiu - 10,0 gr- s" pun - 10,0 gr- bicromat de potasiu - 1 gr- ap" - 1000 gr.

Degresarea în aceste solu!ii se face prin fierberea pieselor timp de cca. 6minute, la temperatura de 95...100"C, dup" care cur "!irea stratului decalamin" depus se face cu ajutorul unor perii de p"r, sau se utilizeaz" cur "!itoare de lemn. Se interzice folosirea periilor de sârm".

Dup" ce se face cur "!irea depunerilor, urmeaz" sp"larea pieselor prinintroducerea în b"i cu solu!ie format" din: sod" calcinat" 2%, silicat de sodiu0,2%, bicarbonat de potasiu 0,1% timp de 10-15 minute, urmat" de r "cire prin suflarea unui jet de aer sub presiune.

În unit"!ile mai mici de repara!ie, pentru degresarea #i sp"larea pieselor sefolose#te o solu!ie pe baz" de sod" calcinat", piesele fiind introduse într-oinstala!ie de forma celei din fig.1.3, în care: 1-serpentin"; 2-gr "tar; 3-conducte; 4-compartiment de fierbere #i agitare; 5-capac; 6-compartiment dedegresare, sp"lare; 7-conducte; 8-electropomp"; 9-robinet.

Instala!ia este format" din dou" compartimente prev"zute în parteainferioar " cu o serpentin" din !eav" pe care se trimite abur pentru înc"lzireasolu!iei de sp"lare.


20/180


Fig.1.3. Instala!ie pentru degresare #i sp"lare

Primul compartiment este folosit pentru degro#area pieselor care au unstrat de ulei ars #i impurit"!i. Piesele sunt a#ezate pe un gr "tar special,introdus complet în solu!ia de degresare. Opera!ia de degresare se face prinînc"lzirea solu!iei la temperatura de 90...95%, timp de 1,5...2 ore. Pentruurgentarea procesului, cât #i pentru o degresare mai bun", se introduce aersub presiune pentru agitarea solu!iei.

Al doilea compartiment se folose#te pentru sp"larea pieselor degresate în primul compartiment sau a celor care nu au nevoie de degresarre. Dup" a#ezarea pieselor pe gr "tar, se supun unor jeturi puternice de solu!ie cu 3%

sod" caustic", din toate p"r !ile, înc"lzit" la 90...95%, timp de 20...30 minute.

1.4.2. Controlul %i sortarea pieselor procesate

În vederea stabilirii gradului de uzur " pe baza c"ruia s" se precizeze care piese se recondi!ioneaz", piesele sunt supuse opera!iei de control #i sortare.

În tehnologia de repara!ie, sub form" de fi#" tehnologic" sau plan deopera!ii, sunt indicate condi!iile tehnice pe care s" le îndeplineasc" piesarecondi!ionat". De asemenea, sunt precizate, pe baz" de date statistice,suprafe!ele de uzur " #i metodele de determinare a uzurilor.

Uzurile limit" ale pieselor #i corespunz"tor diametrele maxime admisef "r " recondi!ionare, se stabilesc fie prin calcule, fie pe baza datelor

experimentale, ridicându-se pentru fiecare ajustaj curba uzurii.Pe baza indica!iilor din tehnologia de recondi!ionare, se procedeaz" la

controlul tuturor pieselor utilajul introdus în repara!ie. Controlul se poateefectua fie centralizat, fie la posturile de lucru specializate reparareaanumitor subansamble sau ansamble. Indiferent de forma de organizare acontrolului, personalul de control trebuie s" fie calificat pentru a putea stabilicu precizie piesele bune, recondi!ionabile #i rebut.

În procesul de control #i sortare a pieselor se folosesc urm"toarelemetode:


21/180


- control vizual pentru constatarea cr " p"turilor, rupturilor #i alte defectecare pot fi depistate în acest mod;

- control cu aparate sau metode speciale pentru determinarea fisurilor;- controlul dimensional în vederea stabilirii uzurilor;- folosirea de dispozitive speciale pentru determinarea încovoierii,

tersion"rii etc.;- controlul cu dispozitive speciale a etan#eit"!ii îmbin"rilor între diferite

organe;- controlul elasticit"!ii arcurilor etc.Metodele enumerate mai sus reprezint" fie par !ial, fie în totalitate, etape

în controlul fiec"rei piese, în vederea preciz"rrii gradului de concordan!" între valorile m"sur "torilor efectuate cu condi!iile tehnice.Controlul vizual se face tuturor pieselor pentru a determina prezen!a unor

defec!iuni grosolane cum ar fi: zgârieturi accentuate care ar face imposibil" func!ionarea piesei (suprafa!a interioar " a cilindrului), cr " p"turi (în bloculmotor, pe rulmen!i etc.), rupturi #i alte defecte de acest gen.

În func!ie de specialit"!ile din tehnologia de recondi!ionare, pentruanumite organe asemenea defec!iuni se pot recondi!iona printr-o metod" dela caz la caz, pentru alte organe prezen!a unui asemenea defect conduce larebutarea lor, a#a încât personalul de control trebuie s" cunoasc" precizia, pentru fiecare pies", a acestei posibilit"!i.

Controlul pieselor de tipul axe, arbori, biele, supape etc. dup" etapa de

determinare a fisurilor, continu" cu determinarea încovoierii sau atorsion"rii, utilizându-se dispozitive speciale asupra c"rora se va insista încadrul prezent"rii tehnologiei de recondi!ionare a acestor tipuri de piese.

În func!ie de forma piesei #i condi!iile în care lucreaz", pe lâng" aparatura#i metodele folosite prezentate, se mai folosesc fie sub form" de dispozitive,fie sub form" de bancuri de prob", metode pentru verificarea etan#eit"!ii, a jocurilor radiale #i axiale, elasticitatea arcurilor etc.

Dup" verificarea tuturor pieselor #i dup" stabilirea uzurilor acestora, sedetermin" piesele care nu necesit" recondi!ion"ri putându-se folosi încontinuare, piesele care se recondi!ioneaz" #i pentru care se întocme#tetraseul tehnologic #i piesele care nu mai corespund #i se rebuteaz". În loculacestora din urm" fie c" sunt piese de rezerv" în stoc, fie se confec!ioneaz" din nou.

Piesele care au o uzur " mai mic" decât uzura maxim" admis" se pot folosiîn continuare, f "r " recondi!ionare, numai în situa!ia în care în perioada pân" la urm"toarea repara!ie asigur " func!ionarea normal" a ma#inii. În func!ie deintensitatea uzurii dat" de curba de uzur " caracteristic" fiec"rei asambl"ri, sestabile#te dac", #i în ce condi!ii, piesa se men!ine sub forma în care s-a scosde pe ma#in".

Rebutarea pieselor se face !inând seama de anumi!i indici tehnico-economice.


22/180


Piesele se rebuteaz" din punct de vedere tehnic în cazul în carerecondi!ionarea nu este posibil", în scopul c", fie c" siguran!a în func!ionarrea organului nu permite recondi!ionarea, fie c" nu exist" o metod" optim" derecondi!ionare. Se mai rebuteaz" #i atunci când din condi!ii de rezisten!" dimensiunile piesei au ajuns la limit" (în general când s-a ajuns ladimensiunea ultimei trepte de repara!ie).

Rebutarea din punct de vedere economic se face atunci când, chiar dac" metodele de recondi!ionare asigur " func!ionarea normal", aplicarea acestoraar conduce la un pre! de cost al piesei recondi!ionate care dep"#e#te pre!ul decost al piesei noi. Din acest motiv întotdeauna adoptarea metodelor de

recondi!ionare trebuie s" se fac" dup" un prealabil calcul economic.Dup" controlul #i trierea pieselor în bune, recondi!ionabile #i rebut, se potstabili coeficien!i care s" arate, fa!" de totalul pieselor controlate, care este procentul de piese care se refolosesc, deci piese bune, ( b), procentul de piese care se recondi!ioneaz" (r ) #i procentul de piese care se înlocuiesc,deci a pieselor care s-au rebutat ( i).

1.5. Principii generale privind elaborarea proceslor tehnologicede procedare

1.5.1. Considera$ii generale

Toate caracteristicile care concur " la ob!inerea unui produs de calitate,formeaz" a#a-numitele condi!ii tehnice ale pieselor ce se execut", care deobicei se prescriu pe desenele de execu!ie ale acestora.

În cazul unei analize temeinice a desenului pieselor privind forma, precizia #i celelalte condi!ii tehnice impuse, urmat" de alegerea metodelor de prelucrare care pot s" le asigure, natural, se ob!in piese ce vor garantafunc!ionarea corect" a ansamblului.

În timpul func!ion"rii, caracteristicile ini!iale ale pieselor se modific" datorit" defectelor care apar, fie de natur " accidental", fie chiar ca urmare aunei exploat"ri #i func!ion"ri normale. i într-un caz #i-n cel"lalt,func!ionarea produsului se înr "ut"!e#te ap"rând necesitatea repar "rii lui, caurmare mai ales a uzurii pieselor.

Datorit" unei practici îndelungate institutele de cercet"ri #i proiect"ri aureu#it s" elaboreze, pentru o anumit" etap", tehnologii tipizate de repara!ii pegrupuri de piese sau pentru piese separate.

Prin aceste tehnologii recondi!ionarea unei anumite piese se stabile#te ase face într-o anumit" variant", care cuprinde anumite metode de prelucrare.Condi!iile concrete ale unit"!ilor de reparat nu sunt întotdeaunacorespunz"toare prescrip!iilor din tehnologie tip stabilit", încât, aceste unit"!ise v"d în imposibilitatea folosirii recomand"rilor. În acest caz se întocme#tede unitatea în cauz" o variant" tehnologic" de recondi!ionare func!ie de


23/180


condi!iile de care dispun, care s" asigure totu#i condi!iile tehnice ini!ialeimpuse la fabricarea piesei.

Procesele tehnologice de recondi!ionare se întocmesc în scopul de astabili metoda de repara!ie privind demontarea, recondi!ionarea #iasamblarea, care s" asigure condi!iile tehnice impuse, iar pe de alt" parte s" fie #i cea mai productiv" (dintre metodele posibile de aplicare), s" permit" stabilirea normelor de timp pe baza c"rora s" se poat" face calculul pentrunecesarul de materiale, piese de schimb, scule #i dispozitive #i în final s" permit" calcularea pre!ului de cost al repar "rii.

1.5.2. Metode de restabilire a jocurilor între suprafe$e1.5.2.1. Metoda dimensiunilor de repara$ii

Metoda de restabilire a jocului în îmbin"ri prin folosirea pieselor ladimensiuni de repara!ie const" în aceea c", la una din piesele îmbin"rii uzatese reface forma geometric" prin prelucrare la o anumit" dimensiune, iar piesa conjugat" se înlocuie#te. La baza alegerii pieselor care trebuie p"stratestau considerente economice. Astfel, piesa mai scump" se prelucreaz" pentrurefacerea formei geometrice, iar piesa mai ieftin" se înlocuie#te.

Dimensiunile de repara!ie pot fi standardizate, stabilite pe baz" de normeinterne sau pot avea dimensiunile libere.

La îmbin"rile arbore-lag"r, fusurile arborelui se prelucreaz" prinrectificare la o dimensiune mai mic" pentru a se readuce la forma cilindric",iar cuzine!ii se înlocuiesc cu al!ii noi, care au diametrul mic#oratcorespunz"tor. Num"rul dimensiunilor de repara!ie ale fusurilor arboreluicotit este dat de rela!ia:

hd -d =n n min (1.24)

în care: n este num"rul dimensiunilor de repara!ie; dn - diametrul nominal alfusului arborelui; dmin - diametrul minim admis pentru ultima dimensiune derepara!ie; h - în"l!imea stratului de material m"surat pe diametrul fusului,care trebuie îndep"rtat prin prelucrare mecanic" pentru restabilirea formei

geometrice corecte.În principiu, intervalul dintre dimensiunile de repara!ie nu se schimb",adic" m"rimea h r "mâne constant". În acest caz dimensiunile de repara!ie alefusurilor sunt date de urm"toarele rela!ii:

2h;...-d =d h;-d =d nr nr 21 (1.25)

La îmbin"rile cilindru-piston, prin uzare cilindrul î#i m"re#te diametrul,se ovalizeaz" #i devine conic. Repararea îmbin"rilor const" în men!inerea


24/180


cilindrului care se alezeaz" iar pistonul se înlocuie#te cu altul nou, avânddiametrul majorat corespunz"tor. Num"rul dimensiunilor de repara!ie alealezajului este dat de rela!ia:

h D- D=n nmax (1.26)

în care: dmax este diametrul maxim admis pentru alezaj; Dn - diametrulnominal al alezajului; h - dimensiunea cu care trebuie m"rit diametrulalezajului uzat pentru a se restabili forma geometric" corect".

Dimensiunile de repara!ie ale alezajelor se calculeaz" cu rela!iile:

2h;...+ D= D :h+ D= D nr nr 21 (1.27)

Metodele dimensiunilor de repara!ii este simpl" #i accesibil" iar prinaplicarea ei se realizeaz" economii însemnate.

1.5.2.2. Metoda restabilirii formei %i dimensiunilor ini$iale

Restabilirea dimensiunilor ini!iale ofer " o rezolvare corespunz"toare pentru repararea îmbin"rilor deoarece nu se limiteaz" interschimbabilitatea pieselor, iar siguran!a func!ion"rii în exploatare este men!inut". În procesulde reparare a ma#inilor, restabilirea formei #i dimensiunilor ini!iale ale

pieselor se realizeaz" prin sudare, metalizare, acoperire electrolitic" saudeformare plastic".Înc"rcarea prin sudare cu material de adaos a pieselor uzate constituie cea

mai r "spândit" metod" folosit" în procesul de repara!ie. La refacerea pieselor prin sudare se pot depune straturi de grosimi apreciabile.

Metalizarea prin pulverizare este o alt" metod" care se folose#te larefacerea pieselor uzate. Metalul topit este pulverizat de aerul comprimat,ceea ce face ca piesa s" nu se înc"lzeasc" prea mult, iar materialul de baz" nu sufer " modific"ri.

Acoperirea electrolitic" a pieselor uzate se aplic" la îmbin"rile utilajelorcare nu pot fi ref "cute prin metoda dimensiunilor de repara!ie sau prinînc"rcarea materialului de adaos cu arc electric sau cu flac"r " de gaze. Prin

folosirea acestei metode materialul pieselor supuse recondi!ion"rii seînc"lze#te la o temperatur " sc"zut" care nu modific" propriet"!ile sale.

Prelucrarea prin deformare plastic" const" în refacerea suprafe!elor uzate prin redistribuirea materialului piesei. În practica repara!iilor acest procedeuse realizeaz" prin întindere, comprimare sau refulare, datorit" plasticit"!ii pecare o au metalele în stare înc"lzit", iar unele chiar la rece.

Aplicarea în procesul de repara!ie a metodei de restabilire a formei #idimensiunilor ini!iale ale pieselor este mai indicat" deoarece d" posibilitateas" se p"streze valoarea jocului optim #i a jocului admis.


25/180


CAPITOLUL 2

PROCESAREA TERMIC" A SUPRAFE!ELOR

2.1. Procesarea prin sudare

2.1.1. Considera$ii generale

La recondi!ionarea pieselor privind îmbinarea sau sudarea fisurilor #icr " p"turilor, precum #i pentru înc"rcarea cu material a p"r !ilor uzate de laorganele mobile se folose#te sudarea oxiacetilenic" sau electric".

De obicei, sudarea oxiacetilenic" se folose#te pentru recondi!ionarea pieselor din font" #i metale neferoase, iar sudarea electric" pentru înc"rcareasuprafe!elor uzate ale pieselor din o!el.

Ca metode mai noi pentru înc"rcarea cu metal a pieselor uzate sefolose#te înc"rcarea sub strat de flux #i prin vibrocontact.

Pentru a aprecia posibilit"!ile de sudare a fiec"rui material trebuie s" se!in" seama de urm"toarele însu#iri ale lor:

- cu cât conductivitateea termic" este mai mare, cu atât necesit" un

consum mai mare de c"ldur " #i o metod" mai rapid" de sudare;- coeficientul de dilatare determin" (mai ales la font") producerea de

tensiuni interne, fisuri etc.;- dac" temperatura de topire a aliajului este apropiat" de temperatura de

fierbere a unuia din componentele sale, se îngreuiaz" sudarea;- metalele în stare topit" absorb gazele;- rezisten!a electric" a metalelor e mult mai mare la temperatur " ridicat";- con!inutul de carbon #i elementele de aliere îngreuiaz" realizarea unei

bune suduri.Pentru prevenirea form"rii oxizilor #i înl"turarea celor forma!i, se

folosesc fluxuri care au compozi!ia func!ie de materialul de prelucrat.

În func!ie de temperatura dezvoltat" în zona de sudare, se ob!in diferitestructuri în metalul de baz" (fig.2.1).Se observ" o zon" de topire complet" (O) #i o zon" de dimensiuni mici,

tranzitorie, numit" zon" de topire incomplet" (1). Zona de supraînc"lzire (2)are structur " cu granula!ie mare #i propriet"!i plastice reduse. Zona denormalizare (3) are structur " fin" de perlit" #i ferit" #i propriet"!i mecanicesuperioare. Zona de recristalizare incomplet" (4), prezint" pe lâng" cristalefine de perlit" #i ferit" #i cristale mari de ferit" care n-au suferitrecristalizarea. Zonele de recristalizare #i fragilitate la albastru (5 #i 6) au


26/180


structura metalului de baz".Eventualele fisuri potapare în zonele desupraînc"lzire #i defragilitate, în special încazul sud"rii fontelor #io!elurilor aliate. Dinacest motiv materialelemai sus men!ionate sesudeaz" cu preînc"lzire

#i r "cire lent".

Fig.2.1. Zonele de influen!" termic" a unei îmbin"ri sudate

2.1.2. Procesarea prin sudare oxiacetilenic#

Gazul cel mai utilizat pentru acest gen de sudur " este acetilena, caredegaj" cea mai mare cantitate de c"ldur " în compara!ie cu hidrogenul, gazelede !itei etc. El se ob!ine cu ajutorul unei generatoare ce pot fi: cu carbid înap", cu ap" peste carbid #i prin contact.

Arderea acetilenei se realizeaz" în curent de oxigen, diuza suflaiului fiindastfel construit" încât temperatura flac"rii difer " func!ie de zona de sudare.Sudarea se execut" cu flac"r " secundar " (zona II), deoarece aici temperaturaeste maxim".

Ca material de adaos se folosesc sârme #i vergele turnate, care vor filipsite de gr "simi, oxizi, zgur " #i vopsea.

Fluxurile de sudur ", dizolv" oxizii din baie #i trebuie s" formeze zguriu#or fuzibile.

Pentru sudarea pieselor de recondi!ionat se folosesc dou" procedee: pestânga #i pe dreapta. Primul se aplic" la piese cu pere!i sub!iri, sub 3 mm, cudeplasarea arz"torului în linie dreapt", iar al doilea la piese cu pere!i gro#i cudeplasarea arz"torului în zig-zag sau spiral". Înclina!ia arz"torului fa!" de

axa cus"turii este cu atât mai mare cu cât grosimea piesei este mai mare. Laînceperea unei cus"turi, unghiul $ va avea valori maxime, 80-90", iar dup" formarea b"ii, valoarea lui va sc"dea treptat pân" la o valoarecorespunz"toare grosimii pieselor de sudat.

Când se sudeaz" piese cu grosimi diferite, debitul arz"torului se stabile#teîn func!ie de grosimea cea mai mare. El are valorile maxime, pentru fiecaremilimetru din grosimea piesei, de 150 l/h la sudarea pe dreapta #i de 120 l/h pe stânga.

Viteza de sudare se calculeaz" cu rela!ia:


27/180


g

K =v [mm/min] (2.1)

în care: g este grosimea pieselor de sudat, în mm; K - coeficient cu valoareaK = 12, la sudarea pe stânga #i K = 15 la sudarea pe dreapta.

Diametrul sârmei de adaos se stabile#te conform rela!iei:

a+2

g =d [mm] (2.2)

în care: a este coeficient egal cu 1 mm pentru sudarea pe stânga #i cu 2 mm, pentru sudarea pe dreapta.

a. Sudarea pieselor din font # cenu !ie. Aceste piese care nu sunt supuse înexploatare la sarcini mari #i au o grosime uniform", f "r " treceri bru#te de la osec!iune la alta se pot suda la rece. Pentru a împiedica îns" producerea detensiuni interne #i fisuri în cus"tur ", piesele din font" se sudeaz" cu preînc"lzire #i r "cire lent".

Preînc"lzirea se face la temperatura de 600-700"C cu c"r-bune de lemn,sau în cuptoare speciale a#ezând pozi!ia de sudat orizontal în sus.

Pentru piesele complicate (blocuri chiulase, carcasele ma#inilor agricole)sudarea se execut" în termostate.

Pentru a nu se decarbura fonta, se folose#te o flac"r " cu exces mic deacetilen". Debitul de acetilen" s" fie de 100-120 l/h pentru fiecare milimetrude grosime a piesei sudate. Ca material de adaos se folosesc vergele de font"

silico-manganoase, pentru c" în timpul sud"rii are loc arderea carbonului,siliciului #i manganului, iar ca fluxuri se folosesc boraxul, bicarbonatul desodiu sau carbonatul de potasiu.

b. Sudarea pieselor din o " el . Sudabilitatea o!elului depinde de procentulde carbon precum #i de elementele de aliere. Cu cât procentul de carboncre#te cu atât sudarea pieselor din o!el devine mai dificil", datorit" supraînc"lzirii mai u#oare la temperaturi relativ joase mai ales la o!elurile cu peste 0,45% C.

În cazul sud"rii pieselor din o!el aliat, datorit" tensiunilor mari deconstruc!ie #i tendin!ei de autoc"lire, duritatea cre#te, apar tensiuni interne #ise pot produce fisuri.

Piesele tratate termic, dup" sudur " trebuie supuse unui nou tratament

termic, întrucât din cauza temperaturilor înalte dezvoltate în timpul suduriiî#i pierd calit"!ile.

c. Sudarea aluminiului !i aliajelor lui. Sudarea acestora este destul dedificil" datorit" conductivit"!ii termice ridicate #i a unui coeficient dedilatare foarte mare. Temperatura de topire a lui #i aliajelor este joas" (575-655"C, se oxideaz" u#or formând oxizi cu temperatur " foarte ridicat" detopire (2050"C) pentru Al2C3, iar densitatea zgurei ob!inute din reac!iasubstan!elor decapante cu ace#ti oxizi este apropiat" de a materialului de baz", existând pericolul apari!iei incluziunilor.


28/180


Cea mai bun" metod" de sudare este sudarea oxiacetilenic" cu sârm" deadaos din aceea#i compozi!ie cu materialul de baz" sau dintr-un aliaj de 92%Al #i 8% Cu. Ca decapant (flux) se folosesc amestecuri speciale, deexemplu:

1. 83% cianur " de potasiu #i 17% clorur " de sodiu;2. 48% clorur " de potasiu #i 30% clorur " de sodiu; 15% clorur " de litiu #i

7% fluorur " de potasiu.Flac"ra se realizeaz" cu un exces mic de acetilen", pentru a mic#ora

oxidarea aluminiului. În prealabil se execut" cur "!irea piesei prin degresare,frecare cu peria de sârm", polizare sau pilire pân" la luciu metalic. În

vederea sud"rii se execut" o preînc"lzire pân" la 200-250"

C, iar dup" sudare piesa se r "ce#te lent.Pentru a reduce tensiunile, piesele mai importante se supun unui

tratament de recoacere cu înc"lzire pân" la 300-350"C #i apoi se r "cesc lent.d. Sudarea oxiacetilenic# a cuprului. Sudarea se face cu o flac"r " neutr "

cu un consum destul de ridicat de gaze. Sudarea se face f "r " întreruperea #if "r " preg"tirea ini!ial" a pieselor. Flac"ra nu se îndep"rteaz" de baia de metaltopit, pentru a evita oxidarea puternic" a cus"turii.

Vergeaua de adaos este din cupru electrolitic cu o grosime de (1/2 - 3/4)fa!" de grosimea tablei de sudat. Mai indicat este cuprul con!inând fosfor(0,15-0,2%) #i siliciu (0,3%) pentru c" este dezoxidant.

Ca amestec decapant se folose#te borax #i acid boric în propor !ie de 1 la 1

#i sticl" solubil", aplicate pe vergeaua de adaos sau pe locul sudurii. Dup" sudur " se reînc"lze#te piesa la 500-550"C #i se r "ce#te repede în ap" pentru ada materialului plasticitate.

e. Sudarea bronzului. Se face dup" preînc"lzirea pân" la 450"C. Selucreaz" cu flac"r " neutr " pu!in îndep"rtat" de baia topit" (7-10 mm).Vergeaua de adaos se ia din bronz cu 95-96% Cu, 3-4% Pb #i 0,25-0,4% P.Pentru evitarea supraînc"lzirii materialului (o condi!ie esen!ial" la sudarea bronzului), sudarea se execut" repede, folosind ca amestec decapant borax #iacid boric în propor !ie de 1 la 1 #i sticl" solubil".

Dup" sudare piesele din bronz se supun recoacerii la 500"C, cu r "cire înaer. Nu se admite cioc"nirea cus"turii la bronzul turnat.

f. Sudarea alamei. Sudarea alamei se face cu flac"r " oxidant" pentru aforma la suprafa!a b"ii o pelicul" de ZnO care împiedic" evaporareazincului. Fluxul folosit este boraxul #i acidul boric în propor !ie de 1:1.

Ajutajul arz"torului (becul) trebuie s" asigure un debit de acetilen" de 100l/h pentru 1 mm grosime a tablei, flac"ra fiind !inut" la distan!a de 5-7 mm,îndreptat" spre vergeaua de adaos din acela#i material (de preferat alam" desiliciu #i aluminiu ca fiind dezoxidan!i). Se sudeaz" foarte repedeintroducând din când în când vergeaua în flux.

Dup" sudare se cioc"ne#te cus"tura nivelându-se, apoi se recoace la 600-650"C #i se r "ce#te încet, pentru a ob!ine o granula!ie fin".


29/180


g. Sudarea aliajelor de magneziu. În vederea sud"rii, piesele se preînc"lzesc la 300"C. Pentru c" sudarea este îngreuiat" de temperatura joas" de topire #i formarea oxidului de magneziu greu fuzibil, se lucreaz" repede cu flac"r " neutr ", cu un mic exces de acetilen". Sudarea se face sprestânga cu becul înclinat la 35-40"C #i flac"r " la 2-3 mm de baie. Nu se admitmai multe treceri. Vergeaua de adaos se ia din acela#i material, iar ca flux sefolosesc amestecuri având fluorur " de litiu, magneziu etc.

Dup" sudare cus"tura se cioc"ne#te #i se îndep"rteaz" resturile de flux(pentru a nu ataca materialul) prin sp"lare cu solu!ie de 10% acid azotic #i10% bicarbonat de potasiu dup" care se usuc" bine.

2.1.3. Procesarea suprafe$elor prin sudare electric#

Recondi!ionarea pieselor uzate prin sudare electric" este un procedeuaplicat larg #i pe scar " industrial" în întreprinderile, sec!iile #i atelierele derepara!ii. Acest procedeu de recondi!ionare are o mare productivitate, iarzona de influen!" termic" este mult mai mic" (cu grosimea de numai 2-6mm), ceea ce face ca atât materialul de adaos, cât #i piesa s" aib" propriet"!imecanice superioare.

Înainte de recondi!ionare, piesa se cur "!" prin sp"lare-degresare, i seîndep"rteaz" oxizii sau vopseaua de pe suprafa!a care urmeaz" a fi înc"rcat".

Sudarea electric" se poate efectua la rece sau la cald. Dac" sudarea se

face la cald atunci piesa se preînc"lze#te la temperaturi diferite, în func!ie dematerialul din care a fost fabricat" (tabelul 2.1).

Tabelul 2.1. Temperatura de preînc"lzire

Materialul de fabrica!ie Temperatura de preînc"lzire"C

O!eluri aliate (grosimi mai mari de 30 mm) 100-150

O!eluri aliate #i cu con!inut mare de carbon 150-350

Fonta 600-650

Sudarea electric" la cald a fontei se face dup" acelea#i reguli ca #i sudareacu gaze. Materialul de adaos se prezint" sub form" de electrozi; în interior,electrodul con!ine o vergea dintr-un material similar cu cel din care estefabricat" piesa, iar la exterior este acoperit cu o manta constituit" dintr-unflux corespunz"tor. Pentru a ob!ine o acoperire rezistent" la uzur " se potîntrebuin!a #i electrozi confec!iona!i din materiale mai dure decât metalul piesei de baz". Ace#ti electrozi au un mare con!inut de carbon #i elemente de


30/180


aliere.Sudarea electric" cu arc continuu permite realizarea unor straturi de

acoperiri cu grosimi mari, de 10 mm, #i chiar mai mult. Ca surse de curentcontinuu se întrebuin!eaz" grupurile electrogene de sudur " sau redresoarelede sudur ", iar ca surse de curent alternativ se folosesc trasformatoarele desudur ".

Sudarea pieselor cu grosimi pân" la 3 mm se face f "r " te#irea prealabil" amuchiilor. În acela#i fel se sudeaz" #i piesele cu grosimi cuprinse între 3 #i 5mm, dar, dac" este posibil, pe ambele fe!e. Piesele care au grosimi peste 5mm se sudeaz" dup" ce, în prealabil, s-a executat te#irea muchiilor, ca în

fig.2.2.Straturile de sudur " se aplic" prin metoda în trepte inverse, pe lungimi de60-80 mm (fig.2.3 ).

Regimul de sudare electric" depinde de grosimea stratului de materialcare trebuie depus. În tabelul 2.2 se arat" grosimea electrodului #iintensitatea curentului de sudare în func!ie de grosimea stratului deînc"rcare.

Tabelul 2.2. Regimuri de sudare electric"

Grosimea piesei de sudat (mm)Elementele de baz" ale regimului de

sudare electric" 2-3 3-4 4-5 6-7 8-10

Diametrulelectrodului (înmm)

3 4 5 6 8

M"rimeacurentului (în A)

80-100 120-140 160-180 200-250 250-300

Fig.2.2. Te#irea muchiilor lasudare: a-piesa preg"tit" înaintede sudare; b-piesa sudat"

Fig.2.3. Ordinaea aplic"riistraturilor de sudur " la pl"cilegroase.


31/180


a. Sudarea electric# a pieselor din font # Materialul de adaos folosit este identic cu cel din care este fabricat" piesa.Sudarea electric" se poate executa:- la rece, se !ine seama ca: adâncimea zonei topite din metalul de sudat s"

fie mai mic" - de maximum 2/3 din grosimea cordonului de sudur ";depunerea s" se fac" pe por !iuni scurte (astfel încât contrac!iile s" fie cât maimici); electrozii folosi!i s" aib" diametrul de 4 mm, iar curentul s" fie cât maislab;

- la cald, când piesa de sudat se preînc"lze#te în cuptor pân" la otemperatur " de 650"-750"C, iar ca material de adaos se utilizeaz" vergele de

font" cu un con!inut sporit de siliciu (pe timpul sud"rii piesa se men!ine într-un cuptor special).Electrozii întrebuin!a!i pentru sudarea fontei sunt indica!i în tabelul 2.3.

Tabelul 2.3. Regimuri la sudarea fontei

Tipulelectroduluidin font"

EF-M EF-B

Diametrul(în mm)

2,5 3,25 4 5 3.25 4 5

Intensitateacurentului(în A)

80-90 100-120 130-150 170-190

110-150

140-170 190-250

Regimul desudare

Curent continuu cu polul pozitiv (+) laelectrod sau curent alternativ deminimum 50 V

Curent continuu cu polul pozitiv (+) la electrod

Electrozii de tip EF-M se folosesc pentru sudarea la rece sau la clasa pieselor din font" cenu#ie, în scopul ob!inerii unui strat care s" poat" fi u#or prelucrat mecanic. Oricum, chiar când se sudeaz" la rece se recomand" o preînc"lzire la 100-200"C.

Electrozii de tip EF-B se utilizeaz" pentru sudarea la cald a fontei cenu#ii;întrucât stratul depus este foarte dur el se va prelucra numai prin rectificare.

Cu aceia#i electrozi se poate suda #i la rece, dar se prefer " totu#i preînc"lzirea la 300-600"C.Pentru sudarea la rece a unor piese deosebite se utilizeaz" electrozi care

asigur " propriet"!ile plastice necesare metalului în zona de depunere. Unastfel de electrod este cel confec!ionat dintr-un aliaj de metal monel (63% Ni#i 37% Cu), dar mai scump. Cu mult succes se folosesc electrozi bimetalicicu miez din cupru înf "#urat în tabl" neagr " (groas" de 0,3-0,8 mm) #iacoperi!i cu un înveli# de flux compus din 70-75% cret" #i 25-30% sticl" solubil".


32/180


La electrozii cu diametrul de 6-8 mm grosimea stratului de flux este de0,2-0,3 mm. Metalul depus se compune dintr-un aliaj de fier #i cupru (pân" la 80% Cu) care ofer " bune propriet"!i de plasticitate #i rezisten!". Printopirea înveli#ului de tabl" în stratul de sudur " se realizeaz" propriet"!ile dedezoxidare necesare.

b. Sudarea electric# a pieselor din o " el La executarea acestei opera!ii se folosesc electrozi care au un înveli#

special de flux, pentru a putea proteja metalul topit împotriva ac!iuniioxigenului #i a azotului din aer.

Electrozii cu înveli# sub!ire (0,15-0,35 mm) se utilizeaz" pentru sudarea

pieselor mai pu!in solicitate, supuse la sarcini statice. Cei cu înveli# gros(care reprezint" 25-30% din diametrul total al electrodului) se întrebuin!eaz" la sudarea pieselor importante din o!el carbon #i o!eluri aliate care suntsupuse unor regimuri grele de lucru, la sarcini dinamice, la frec"ri intenseetc. Înveli#ul con!ine substan!e care formeaz" gaze (amidon, f "in" comestibil", rumegu#ul de lemn, celuloz" etc.), zgur " (feldspat, nisip cuar !os,marmur " etc.) cu propriet"!i dezoxidante (feromangan, ferosiliciu etc.), toatelegate printr-un liant (sticl" solubil", ulei organic, dextrin" etc.). Substan!eledin prima categorie realizeaz" un strat gazos care protejeaz" metalul topitcontra ac!iunii aerului, iar stratul de zgur " încetine#te r "cirea #i permitecompactizarea sudurii. Pentru sudarea o!elurilor aliate, în stratul de flux seintroduc #i elemente de aliere (crom, molibden, mangan etc.).

Regimul de sudare pentru diferitele categorii de electrozi întrebuin!a!i lasudarea electric" este dat în tabelul 2.4.

Principalii parametri ai regimului de sudare electric" sunt:- intensitatea curentului, I;- coeficientul de depunere, Cd;- greutatea metalului depus, Gd;- cantitatea de electrozi consumat", Gel;- viteza de depunere a metalului, Vd;- viteza de înaintare a electrodului, Vel;- tura!ia piesei de recondi!ionat, n p;- timpul de depunere, td;- consumul de energie electric", W.Intensitatea curentului, I, se calculeaz" în func!ie de grosimea, g (în mm),

a piesei, diametrul electrodului, d (în mm), folosind urm"toarele rela!ii decalcul:

- pentru piese cu grosimea g > 3d:10)+2,3d(3d = I [A] (2.3)

- pentru piese cu grosimea 1,5d < g < 3d:10)+2d(3d = I [A] (2.4)


33/180


Tabelul 2.4.Electrozi #i regimuri pentru sudarea o!eluluiTipul

electrodului pentrusudareao!elului

Diametrul(mm)

Intensitateacurentului

(A)

Regimul desudare din

o!el

Indica!ii deutilizare

EL-38 AEL-42 A

22,5

3,2545

6

50-7080-100

120-150160-190200-240

250-290

Curentcontinuu cu

polul negativ(-) la electrodsau curent

alternativ demin.50V

Sudareao!elurilorcarbonnecalmate

EL-38 TEL-44 TEL-46 T

22,5

3,25456

50-7080-100

110-140150-180200-230240-280

Curentcontinuu cu

polul negativ(-) la electrodsau curentalternativ demin. 50V

Sudareao!elurilorcarbon calmate#i necalmate

EL-44 C 2,53,25

45

70-90100-120130-150160-180

Curentcontinuu cu

polul pozitiv(+) la electrod

sau curentalternativ demin. 50V

Pentru sudareaîn pozi!iispeciale

EL-42 BEL-46 B

2,53,25

45

70-90110-130140-170180-210

Curentcontinuu cu

polul pozitiv(+) la electrodsau curentalternativ demin. 50V

Pentru sudareao!elurilorcalmate #i slabaliate cu Mn #iMn+Si

EL-50 BEL-55 B

2,53,25

4

5

70-90110-130140-170

180-210

Curentcontinuu cu

polul pozitiv

(+) laelectrod. Nuse recomand" curentalternativ.O!elurilec"lite se

preînc"lzesc

Pentru sudareao!elurilorcarbon calmate#i slab aliate cuMn #i Mn+Si


34/180


Tabelul 2.4. (continuare)EL-Mo BEL-Mo-Cr 2 B

2,53,25

45

70-90110-130140-170180-210

Curentcontinuu cu

polul pozitiv(+) laelectrod. Nuse recomand" curentalternativ.Piesele groase#i cele din

o!eluri greusudabile se preînc"lzescla 200-300"C

Pentru sudareao!elurilortermorezistente.Electrozii suntalia!i cu Mo #iCr+Mo

- pentru piese cu grosimea g < 1,5d:10)+1,7d(3d = I [A] (2.5)

Coeficientul de depunere arat" cantitatea de metal ce s-a depus în func!iede m"rimea curentului folosit. Cu cât acest coeficient este mai mare, cu atât productivitatea procesului este mai mare. El se calculeaz" cu rela!ia:

d

0,04I +7 =C d [g/Ah] (2.6)

Pentru un anumit timp de depunere, td (în h) #i un anumit curent,greutatea metalului depus va fi:

t I C =C d d d "" [g] (2.7)Admi!ându-se o pierdere de 6-20% din cantitatea de electrozi folosi!i,

aceasta va fi:0,2)-0,06 -(1G=G d el [g] (2.8)

Viteza de depunere pe o lungime l (în mm) se calculeaz" cu rela!ia:

G

C l =V d

d d

" [m/h] (2.9)

Viteza de înaintare a electrodului, când se cunoa#te greutatea specific" gs (dN/cm3) #i diametrul electrodului în cm este:

g d

I C 4=V s

d el

""

"

/ [cm/h] (2.10)

Dac" D (în mm) este diametrul piesei de procesat, tura!ia acesteia petimpul acoperirii prin sudare electric" va fi:


35/180


60DV

=n p

p [rot/min] (2.11)

Timpul de depunere a stratului de sudur " depinde de viteza de depunere#i se calculeaz" cu formula:

V

60l =t

d d [min] (2.12)

Dac" T este durata (în h) de func!ionare a sursei de curent; U - tensiunea(în V) a arcului de sudur "; 0 - randamentul sursei; iar Po - puterea acesteia

(în kW) la mersul în gol, atunci energia consumat" în procesul de sudare vafi;

# $d od t T P

t I U W %-

"

""&

0 1000 [kWh] (2.13)

c. Sudarea aluminiului !i aliajele lui În special aliajele de turnare ale aluminiului se sudeaz" electric în curent

continuu cu electrod metalic sau de c"rbune, legat la anod. Electrodul dinsârm" de aluminiu se acoper " cu un înveli# compus din5% clorur " de potasiu#i 5% florur " de K. Electrodul trebuie s" aib" diametrul aproximativ egal cugrosimea tablei. Intensitatea curentului se recomand" I = (30-35)d, pentru

electrod metalic, iar tensiunea U = (20-28)V. Dup" sudare se aplic" acela#iregim ca #i la sudarea oxiacetilenic" a aluminiului.d. Sudarea electric# a cuprului Se face în curent continuu cu electrod de c"rbune.Curentul trebuie s" aib" intensitate #i tensiune mare (U = 40-55 V).Vergeaua de adaos este din cupru electrolitic sau bronz fosforos. Se

lucreaz" repede, iar pentru înl"turarea oxizilor se folose#te adaos decapantavând 5-70% borax, restul fiind fosfat acid de sodiu 15%, SiO2 15% #imangal 15%.

e. Sudarea electric# a bronzului Se poate face cu curent continuu cu polaritate invers" sau cu curent alter-

nativ cu electrozi de c"rbune sau metalici (bronz cu staniu sau aluminiu).

Intensitatea curentului se ia 40 A pentru 1 mm & electrod, pentru curentcontinuu; 80 A pentru 1 mm & electrod pentru curent alternativ.

Se sudeaz" repede #i f "r " întreruperi, înveli#ul electrozilor fiind din zgur " de borax sau din clorur " de potasiu.

2.1.4. Procesarea suprafe$elor prin sudur# sub strat de flux

Principiul de baz" este urm"torul: electrodul #i metalul de baz" topitformeaz" o baie de metal topit care se deplaseaz" în sens invers direc!iei


36/180


sud"rii, deplasarea sub ac!iunea jetului de gazeemanate de arcul electric. Fluxul topit izoleaz" de aer zona de sudur " #i coloana arcului.

Electrodul se deplaseaz" în sensul s"ge!ii(spre stânga) timp în care se umple cavitateacreat" de arcul electric (fig.2.4) în care: 1-metalul topit; 2-zgur " lichid"; 3-zgur " solid"; 4-metalul solidificat al cus"turii; 5-flux sub form" de pulbere; 6-metalul de baz"; 7-electrod.

Fluxul care acoper " partea superioar " a

piesei încetine#te r "cirea metalului supraînc"lzit, influen!ând asuprastructurii zonei sudate.Sudarea sub strat de flux se poate efectua semiautomat #i automat,

putându-se recondi!iona fusurile pentru rulmen!i, semiarbori planetari, arboricanela!i etc.

Se pot suda piese cu diametrul minim de 35 mm. Mai avantajos - datorit" scurgerii metalului topit - se poate aplica la piese cu diametrul mai mare de50 mm. Instala!ia folosit" în uzinele de repara!ii se compune dinurm"toarele:

- grup de sudur " electric";- strung paralel;- aparatul de înc"rcare montat pe c"ruciorul strungului.

Aparatul de înc"rcare folose#te o sârm" electrod care trece prin dou" rolede tragere #i printr-un ghidaj, de la care prime#te curentul electric. Fluxul se afl" într-un bunc"r care ajunge la pies" prin acela#ighidaj cu sârma (fig.2.5) unde: 1-boin" pentru sârma electrod; 2-electromotor; 3-ro!idin!ate; 4-angrenaj melcat; 5-role pentruavansul sârmei; 6-conduct" cu ajutaj; 7- bunc"r pentru flux; 8-diuz".

Procesul tehnologic de înc"rcareautomat" cu sudur " sub strat de flux, carese folose#te la recondi!ionarea semiaxelorde tractor în uzinele de repara!ii este:

- degresarea #i sp"larea pieselor;- montarea piesei în dispozitiv;- reglarea distan!ei electrodului (15-20 mm);- reglarea în"l!imii dozatorului de flux (5-8 mm) fa!" de pies";- pornirea grupului de sudur " #i reglarea curentului;- pornirea strungului;- punerea în func!iune a automatului de sudur " prin cuplarea c"ruciorului

Fig.2.4.Schema procesuluide înc"rcare sub strat de flux

Fig.2.5. Aparat de înc"rcare cusudur " sub strat de flux


37/180


pornirea electromotorului #i deschiderea dozatorului de flux;- oprirea procesului dup" efectuarea sudurii (se face dup" întreruperea

avansului sârmei electrod #i oprirea fluxului).Sârma electrod trebuie s" fie tras" #i curat" (s" nu prezinte ulei, coroziuni

etc.). Fluxul rezultat dup" folosire (zgura) se macin" #i se refolose#te cu fluxnou în propor !ie de 50%.

2.1.5. Procesarea suprafe$elor prin sudare electric# cu arc vibrator(acoperirea prin vibrocontact)

Acest procedeu de recondi!ionare se caracterizeaz" prin faptul c" electrodul vibreaz" în timpul procesului de înc"rcare. Pentru r "cirea pieseicare se sudeaz", pentru c"lirea stratului de metal depus, cât #i pentru protejarea acestuia împotriva ac!iunii oxidante a mediului înconjur "tor seîntrebuin!eaz" o emulsie de r "cire. Procedeul se aplic" pentrurecondi!ionarea pieselor importante, fabricate din o!eluri aliate cu diametrumic, având în vedere urm"toarele avantaje:

- stratul depus cu grosimea de 1,5-3 mm are propriet"!i antifric!iunesuperioare, o mare rezisten!" la uzur " #i o bun" aderen!" la piesa de baz";

- piesa de recondi!ionat se înc"lze#te pu!in (sub 100"C) în timpullucrului, ceea ce face s" nu mai apar " tensiuni interne (deform"ri) #i nicimodific"ri în structura metalografic" (zona de influen!" termic" este de

numai 0,5 pân" la 1,5 mm);- electrozii folosi!i pot avea un bogat con!inut în carbon sau aliaje, ceea

ce permite ob!inerea unor straturi dure care nu mai fac necesar ulteriortratamentul termic al piesei;

- productivitatea procesului de acoperire este mare;- procedeul nu impune o preg"tire special" a piesei de recondi!ionat.Instala!iile de sudare cu arc vibrator sunt alimentate de generatoare de

curent continuu cu o tensiune de 15-25 V. Nu se întrebuin!eaz" tensiuni maimari, pentru c" la tensiuni mari, arderea elementelor de aliere este intens" #iconduce la sc"derea durit"!ii stratului depus, la cre#terea pierderilor demetal, oxidarea puternic" a materialului, supraînc"lzirea piesei etc. Sudareala tensiuni mai mici de 15-25 V scade substan!ial productivitatea #i seînr "ut"!esc calit"!ile mecanice ale stratului depus. Intensitatea curentuluivariaz" între 100 #i 180 A. Se folose#te polaritatea invers": piesa de prelucrateste polul negativ, catodul, iar electrodul pentru adaos, polul pozitiv, anodul.

Sudarea electric" prin vibrocontact folose#te vibratoare (electromagneticesau mecanice) pentru electrozi care realizeaz" o frecven!" de 50-100 Hz #i oamplitudine aproximativ egal" cu grosimea stratului depus (1-3 mm).Dispozitivul de sudare se monteaz" pe un strung. Regimul de sudarerecomandat este urm"torul:

- viteza de depunere (viteza periferic" a piesei) trebuie s" fie de 20-60


38/180


m//h (valori mari pentru straturi de acoperire sub!iri #i invers);- diametrul sârmei de acoperire de 1,5-2 mm;- avansul longitudinal al capului vibrator este de 1,5-2,2 mm/rot

(avansurile mari sporesc productivitatea, dar diminuiaz" calitatea depunerii;avansurile mici m"resc uniformitatea depunerii, dar scad productivitatea);

-lichidul de r "cire const" fie dintr-o solu!ie 4-6% sod" calcinat" în ap", fiedintr-o solu!ie de glicerin" tehnic" (15-20%) în ap".

Dac" înainte de acoperire, b"taia axial" a piesei de recondi!ionat era maimare de 0,5 mm, pentru a asigura arcului electric stabilitatea necesar ", sereocomand" strunjirea sau rectificarea ei.

Stabilitatea arcului electric, precum #i grosimea #i calitatea stratuluidepus depind direct de viteza de rota!ie a piesei de recondi!ionat. În tabelul2.5 sunt prezentate vitezele de rota!ie func!ie de diametrul piesei derecondi!ionat.

Tabelul 2.5. Regimuri de lucru la înc"rcarea prin vibrocontactRegimul tura!iei piesei de recondi!ionat

Tura!ia piesei (rot//min) Durata unei rota!ii (s)Grosimea depunerii (mm) Grosimea depunerii (mm)

Diametrul piesei de

recondi!ionat(mm) 1,5-2,0 2,0-3,5 1,5-2,0 2,0-3,5

10 23,0-22,3 22,3-11,0 3 3,620 11,0-8,0 8,0-5,4 6-7 7-12

30 8,0-6,0 6,0-3,5 8-9 9-1140 5,5-5,0 5,0-2,5 11-12 12-2350 4,5-4,0 4,0-2,1 13-15 15-2860 4,0-3,5 3,5-1,8 15-17 17-3470 3,5-3,0 3,0-1,6 17-20 20-3880 3,0-2,5 2,5-1,4 20-24 24-4590 2,6-2,4 2,4-1,25 23-25 25-30

100 2,4-2,2 2,2-1,1 25-30 30-56120 2,0-1,7 1,7-0,9 30-35 35-69140 1,7-1,5 1,5-0,8 35-40 40-78160 1,5-1,2 1,2-0,7 40-45 50-89180 1,3-1,2 1,2-0,6 46-50 50-100

200 1,2-1,1 1,1-0,5 50-54 54-115

2.1.6. Procesarea suprafe$elor prin înc#rcare cu aliaje dure rezistentela uzur#

Aliajele dure se aplic" în special la organele active ale diferitelor ma#initerasiere care se uzeaz" în contact cu materialul de prelucrat. Ele con!in particule dure, carburi, uniform repartizate într-o materie de baz" plastic". Natura aliajului #i modul lui de aplicare se aleg în func!ie de solicit"rile la


39/180


care este supus" piesa.Depunerea aliajelor dure are ca scop cre#terea durabilit"!ii organelor

active ale ma#inilor. Materialele de înc"rcare se g"sesc sub form" de pulbere,granule, bare turnate, tubulare, sinterizate, sub form" de pl"ci etc. Aliajelesunt de tip stelit, relit, sormait #i feroaliaje. La noi se fabric" feroaliajul FA-3(granule) formate din amestecuri de 5% ferocrom, 14% feromangan, 2%ferovanadiu, 3% ferosiliciu, 70% pilituri de font", 6% grafit fulgi #i sticl" solubil" în propor !ie de 120 g/kg, folosit ca liant.

1. Înc"rcarea cu flac"r " oxiacetilenic" este folosit" la durificarea pieselorcu sormait, stelit, relit #i feroaliaje cu carburi de wolfram sub form" de

granule sau pulbere.2. Înc"rcarea cu arc electric se poate face folosind electrozi duri înveli!icu o compozi!ie format" din marmor " 54%, fluorur " de calciu 34%, ferotitan8% #i grafit 4% iar ca liant silicat de sodiu în propor !ie de 30%. Curentuleste continuu cu polaritate direct", arcul cât mai scurt posibil #i electrodulfoarte pu!in înclinat fa!" de vertical".

Pentru depunerea aliajului dur sub form" de granule, se utilizeaz" electrozi de c"rbune cu diametre între 8 #i 25 mm. Se pot folosi deasemenea, electrozi din sârm" cu introducerea granulelor direct în baia topit" (fig.2.6).

În unele situa!ii, se folose#te procedeul de protejare a b"ii topite cu argon(argonare) sau cu hidrogen atomic (arc-atom) (fig.2.7).

2.1.7. Procesarea suprafe$elor prin înc#rcare prin sudare cu plasm#

Sub form" de plasm" materia se caracterizeaz", nu numai printemperaturi înalte, dar #i printr-o mare densitate de energie, putând fi folosit" cu succes în procesul de prelucrare a aliajelor metalice care, fie c" se prelucreaz" greu, fie c" nu pot fi prelucrate prin alte procedee.

Fig.2.6. Înc"rcarea cu arc #iintroducerea carburilor direct în

baia topit": 1-electrod sârm"; 2-

tubul cu carburi 3-baia de sudare

Fig.2.7. Înc"rcarea cu baia protejat":1-portelectrod; 2-electrod cuwolfram; 3-gaz de protec!ie; 4-

ver ea de alia dur.


40/180


Plasma rece se poate ob!ine în practic" prin urm"toarele procedee:- cu ajutorul arcului electric, având temperaturi de 6000-15000"K #i

presiuni de ordinul celei atmosferice; arcul electric se poate ob!ine din curentcontinuu (pentru puteri de pân" la 100 kW) (fig.2.8 unde: 1-electrod dewolfram; 2-ajutaj din cupru; 3-gaz plasmogen sub presiune; 4-arc electric; 5-ap" de r "cire; 6-jetul de plasm"; G-generatorul electric), sau din curentalternativ (pentru puteri mai mari de 100 kW , fig.2.9, unde: 1-electrozi dinwolfram; 2-gaz plasmogen sub presiune; 3-ajutaj din cupru; 4-arc electric; 5-ap" de r "cire; 6-jetul de plasm";- cu ajutorul curentului de înalt" frecven!", la temperaturi de 6000"K #i

presiuni inferioare celei atmosferice; acest procedeu este mai economic, puterea maxim" a generatorului fiind pân" la câ!iva kilowa!i.

Exist" unele deosebiri între procedeul de recondi!ionare prin sudare cuarc electric #i cel de recondi!ionare cu jet de plasm". Astfel, la arcul electricmediul ionizat îl constituie aerul, pe când plasma se dezvolt" într-un mediuformat dintr-un gaz numit plasmogen), care se injecteaz" din spateleelectrodului. Aerul ionizat, precum #i gazele dezvoltate la arcul electric desudur " se g"sesc la presiunea atmosferic", în timp ce la plasm" gazul plasmogen se introduce sub presiune, ceea ce determin" viteze mari decurgere. Coloana arcului electric de sudur " se dezvolt" liber, pe cât" vreme

jetul de plasm" este puternic #trangulat atât mecanic - prin existen!a uneidiuze la ajutaj - cât #i termic - din cauza unei mari diferen!e de temperaturiîntre plasm" #i pere!ii duzei ajutajului care sunt r "ci!i cu ap", dar #ielectromagnetic, ca urmare a atrac!iei dintre curen!ii electrici paraleli. Avândîn vedere forma coloanei, la arcul electric de sudare aceasta este tronconic",iar la jetul de plasm" este cilindric". În sfâr #it, temperatura arcului electric desudare este considerabil mai mic" decât cea a plasmei.

Atât cercet"rile cât #i practica au demonstrat c" electrozii trebuie fabrica!idin wolfram aliat, pentru a asigura o ardere stabil" a plasmei, precum #i

Fig.2.8. Generarea plasmei cuajutorul arcului electric decurent continuu

Fig.2.9. Generarea plasmei cuajutorul arcului electric decurent alternativ


41/180


pentru o intensificare a emisiunii termoelectrice. De asemenea, tot în practic" se demonstreaz" c" uzura electrodului pentru generarea plasmeidepinde nu numai de materialul din care este confec!ionat ci #i de: gazul plasmogen folosit, temperatura electrodului, regimul de lucru etc.

Debitul gazului plasmogen are o mare importan!" în realizarearecondi!ion"rii pieselor prin sudare cu plasm". Astfel, când aceasta este preamare atunci este îndep"rtat" baia de metal topit care se formeaz". Când,dimpotriv", debitul gazului plasmogen se mic#oreaz", atunci apare unfenomen nedorit, respectiv arcul electric secundar, care deterioreaz" atâtajutajul cât #i dispozitivul portelectrod. Arcul electric secundar se anihileaz"

prin aplicarea unui câmp magnetic exterior #i prin folosirea unui gaz defocalizare. Din practic" s-au determinat valorile optime ale parametrilorgeneratorului de plasm" pentru sudare, respectând debitul gazului plasmogende 600 l/or ", curentul de sudare de 80-140 A, iar pentru focalizare - folosireahidrogenului.

Sudarea cu plasm" este un procedeu modern care ofer " certe avantaje încompara!ie cu alte procedee. Durata efectu"rii sud"rii este mult mai mic" (decirca 4-5 ori) din cauza vitezelor sporite de sudare care se pot ob !ine. Deasemenea, scade #i durata ciclului de sudare de aproape dou" ori (timpulscurs de la prima opera!ie preg"titoare #i pân" la ultima opera!ie final"). Prinacest procedeu se realizeaz" importan!a reduceri de consumuri de gaze(aproape de dou" ori), de material de adaos (de dou" ori #i jum"tate), precum

#i de personal pentru deservire (de peste trei ori).Principalele caracteristici tehnice ale instala!iei I.T.S.P. - 15 sunt:

tensiunea circuitelor de comand" de 24 V în curent continuu; putereageneratoarelor de plasm" de 59 kW (regim automat) #i 45 kW (regimmanual); tensiunea de mers în gol a generatoarelor de 260 V; diametrulelectrodului de wolfram are 6 mm; tensiunea gazelor plasmogene la 60 V pentru argon, la 180 V pentru azot #i la 100 V pentru amestec argon+azot;curentul de lucru este de 350 A pentru regim automat #i 260 A pentru regimmanual; presiunea gazelor la amorsare: 0,5-1,2 daN/cm2 pentru azot; 1,5-4,5daN//cm2 pentru argon #i 1,2-3,5 daN/cm2 pentru amestec de argon+azot; presiunea gazelor la sudare; 4,5-5,2 daN/cm2 pentru azot; 3,2-5,0 daN/cm2 pentru argon #i 3,5-4,5 daN/cm2 pentru amestec argon+azot; focalizarea jetului se poate realiza cu aer la presiunea de 1,8-3 daN/cm2 sau cu amestecde azot #i hidrogen la presiunea de 2,0-3,5 daN//cm2.

Înc"rcarea prin sudare cu plasm" a pieselor de recondi!ionat const" înacoperirea suprafe!elor uzate cu metale sau aliaje de adaos care au performan!e superioare metalului de baz" (fig.2.10). Jetul de plasm" tope#terapid #i concomitent atât metalul de adaos cât #i un strat din cel de baz",fenomenul putând fi condus, reglat #i controlat cu u#urin!". Zona de metaltopit (baia de metal constituit" din metalul de adaos #i cel de baz") senume#te zon" de aliere. Aceasta trebuie s" fie de o grosime cât mai mic" dar


42/180


s" asigure o bun" leg"tur " între cele dou" metale (de adaos #i de baz") astfelîncât atunci când piesa recondi!ionat" va fi supus" unei solicit"ri mari (#ocurimecanice #i termice, frec"ri intense etc.) stratul depus s" nu se desprind".Pentru o înc"rcare de calitate superioar " trebuie ca stratul depus s" fiecompact #i cât mai uniform (ob!inut dintr-o singur " trecere), iar metalul de baz" s" fie cât mai pu!in afectat termic în adâncime (zona de influen!" termic" s" fie minim"). Presiunea jetului de plasm" va fi astfel aleas" încât

s" se evite tendin!ele de escavarea metalului de baz", precum #i pierderile de metal topit. În

sfâr #it, o ultim" condi!ie

PrelucrSupr.pdf

Documents

Transcript of PrelucrSupr.pdf