ChSTU repository
ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets
Learn More
Please use this identifier to cite or link to this item:
https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8832| Title: | «Дослідження технології відновлення деталей машин методом електроконтактної наплавки» |
| Authors: | Коваленко, Юрій Іванович Жирний, Ігор Юрійович |
| Keywords: | Технології відновлення деталей |
| Issue Date: | 2024 |
| Abstract: | АНОТАЦІЯ На кваліфікаційну роботу магістра на тему: «Дослідження технології відновлення деталей машин методом електроконтактної наплавки». Виконавець: студент групи мТМ-32 Жирний Ігор Юрійович Керівник: к.т.н. доцент Коваленко Юрій Іванович Кваліфікаційна робота містить 91 сторінку формату А4, 28 рисунків, 7таблиць, 23 літературних джерел. В кваліфікаційній роботі магістра було проведено аналіз сучасних технологій з відновлення зношених поверхонь деталей. Було встановлено, що для відновлення зношених поверхонь оптимальним є метод електроконтактного наплавлення. Розглянуто схеми електроконтактної приварки сталевих дротів, обладнання для електроконтактного приварювання. Розглянуто методики по визначенню міцності зварного з'єднання, визначення мікротвердості, визначення зносостійкості покриттів. Проведено дослідження з визначення мікротвердості отриманих покриттів, впливу технологічних параметрів на властивості покриття, дослідження структури покриття. В розділі охорона праці проведено аналіз умов праці при електроконтактному наварюванні. |
| URI: | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8832 |
| Appears in Collections: | 131 Прикладна механіка (Технології машинобудування) |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Жирний.pdf Restricted Access | 2.18 MB | Adobe PDF | View/Open Request a copy |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Extracted text
Міністерство освіти і науки України
Черкаський державний технологічний університет
Факультет електронних технологій, автотранспорту та машинобудування
Кафедра технології та обладнання машинобудівних виробництв
До захисту допущено:
Завідувач кафедри ТОМВ
____________Георгій КАНАШЕВИЧ
«_____»_____________2024р.
Пояснювальна записка
до кваліфікаційної роботи магістра
на тему: «Дослідження технології відновлення деталей машин методом
електроконтактної наплавки»
Виконав: здобувач 2 курсу, групи мТМ-32
Спеціальності 131 – «Прикладна механіка»
Освітня програма – «Технології машинобудування»
Жирний Ігор Юрійович
Керівник: к.т.н., доцент Коваленко Ю. І.
Рецензент: начальник виробництва ТОВ МНВК
«Станко-Груп» Васильківський О.В.
.
Черкаси 2024 р.
Черкаський державний технологічний університет
Факультет електронних технологій, автотранспорту та машинобудування
Кафедра технології та обладнання машинобудівних виробництв
Освітній рівень магістерський.
Спеціальність 131 «Прикладна механіка».
Освітня програма «Технології машинобудування»
ЗАТВЕРДЖУЮ:
Завідувач кафедри ТОМВ
___________Георгій КАНАШЕВИЧ
« » ____________20___р.
ЗАВДАННЯ
на кваліфікаційну роботу магістра
_____________ Жирний Ігор Юрійович___________________________________________
(прізвище, ім’я, по батькові)
1. Тема роботи: _Дослідження технології відновлення деталей машин методом
електроконтактної наплавки __________________________________________________
Керівник роботи Коваленко Юрій Іванович, к.т.н., доцент ________
(прізвище, ім’я, по батькові, науковий ступінь, вчене звання)
Затверджена наказом Черкаського державного технологічного університету від
«__16_» ___вересня___________ 2024_____р. №_272/04_____
2. Термін подання здобувачем роботи ____________
3. Вихідні дані до роботи: обладнання для електроконтактного наплавлення,
технологія електроконтактного наплавлення
4. Зміст пояснювальної записки: огляд сучасних технологій відновлення
деталей машин, дугова наплавка під флюсом, плазмове напилення, наплавлення
в середовищі вуглекислого газу, електродугова металізація, контактна приварка
сталевих стрічок, особливості методу електроконтактного наварювання
порошкових матеріалів, електроконтактна приварка сталевих дротів, установка
електроконтактного приварювання і кондуктори для підведення присадних
дротів, визначення міцності зварного з'єднання, визначення мікротвердості,
визначення зносостійкості покриття, результати випробувань на зносостійкість,
дослідження мікротвердості, вплив технологічних параметрів на властивості,
дослідження структури і твердості металопокриття і зони термічного впливу,
відновлення зношених деталей типу«ВАЛ», охорона праці
5. Перелік графічного матеріал(з точним зазначенням обов’язкових
креслеників, плакатів, презентацій тощо дослідження технології відновлення
деталей машин методом електроконтактної наплавки, технологічні схеми
процесу електроконтактного наплавлення, маршрут технологічного процесу
ремонту валу турбокомпресора, дослідження зносостійкості отриманих
поверхонь, вплив технологічних параметрів на властивості покриттів, режими
електроконтактної наплавки, визначення мікротвердості отриманої поверхні
приклади застосування електроконтактної наплавки
7. Керівники з роботи із зазначенням розділів роботи, що їх стосується
Підпис, дата
Розділ Керівник завдання завдання
видав прийняв
1,2,3 Коваленко Ю.І.
4 Цікановський В.Л.
8. Дата видачі завдання ______________________
Календарний план
№ Термін виконання
Назва етапів кваліфікаційної роботи Примітка
з/п етапів роботи
1 Збір інформації для написання КРМ
2 Написання І розділу КРМ
3 Написання ІІ розділу КРМ
4 Написання ІІІ розділу КРМ
5 Написання розділу з охорони праці
6 Оформлення пояснювальної записки
7 Оформлення графічної документації
8 Захист роботи
Здобувач ___________ _Ігор ЖИРНИЙ___
Підпис Власне ім’я, ПРІЗВИЩЕ
Керівник ___________ __Юрій КОВАЛЕНКО_____
Підпис Власне ім’я, ПРІЗВИЩЕ
АНОТАЦІЯ
На кваліфікаційну роботу магістра на тему: «Дослідження технології
відновлення деталей машин методом електроконтактної наплавки».
Виконавець: студент групи мТМ-32 Жирний Ігор Юрійович
Керівник: к.т.н. доцент Коваленко Юрій Іванович
Кваліфікаційна робота містить 91 сторінку формату А4, 28 рисунків,
7таблиць, 23 літературних джерел.
В кваліфікаційній роботі магістра було проведено аналіз сучасних
технологій з відновлення зношених поверхонь деталей. Було встановлено, що для
відновлення зношених поверхонь оптимальним є метод електроконтактного
наплавлення. Розглянуто схеми електроконтактної приварки сталевих дротів, обладнання
для електроконтактного приварювання. Розглянуто методики по визначенню
міцності зварного з'єднання, визначення мікротвердості, визначення
зносостійкості покриттів.
Проведено дослідження з визначення мікротвердості отриманих покриттів,
впливу технологічних параметрів на властивості покриття, дослідження
структури покриття.
В розділі охорона праці проведено аналіз умов праці при
електроконтактному наварюванні.
ANNOTATION
For the master's qualification thesis on the topic: "Research of the technology of
restoration of machine parts by the method of electrocontact surfacing".
Performer: student of the mTM-32 group Zhirnyi Ihor Yuriyovych
Supervisor: Ph.D. associate professor Yury Ivanovych Kovalenko
The qualification work contains 91 pages of A4 format, 28 figures, 7 tables, 23
literary sources.
In the master's qualification work, an analysis of modern technologies for
restoring worn surfaces of parts was carried out. It was established that the method of
electrocontact surfacing is optimal for restoring worn surfaces. Schemes of electric
contact welding of steel wires, equipment for electric contact welding are considered.
Methods for determining the strength of a welded joint, determining microhardness, and
determining the wear resistance of coatings are considered.
A study was conducted to determine the microhardness of the obtained coatings,
the influence of technological parameters on the properties of the coating, and the study
of the structure of the coating.
In the section on labor protection, an analysis of working conditions during
electric contact welding was carried out.
Зміст
ст.
Вступ ……………………………………………………………………. 7
РОЗДІЛ 1. ОГЛЯДОВА ЧАСТИНА
1.1 Огляд сучасних технологій відновлення деталей машин ………....9
1.2 Дугова наплавка під флюсом ……………………………………….13
1.3 Плазмове напилення …………………………………………………17
1.4 Наплавлення в середовищі вуглекислого газу ……………………..23
1.5 Електродугова металізація ………………………………………….25
1.6 Контактна приварка сталевих стрічок ………………………………27
1.7 Особливості методу електроконтактного наварювання порошкових
матеріалів ………………………………………………………………………..30
Висновки до розділу 1……………………………………………………33
РОЗДІЛ 2. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА
2.1 Електроконтактна приварка сталевих дротів……………………….34
2.2 Обладнання для електроконтактного приварювання ………….. 38
2.3 Визначення міцності зварного з'єднання …………………………….46
2.4 Визначення мікротвердості ……………………………………………48
2.5 Визначення зносостійкості покриття…………………………………..51
Висновки до розділу 2……………………………………………………….52
РОЗДІЛ 3. РЕЗУЛЬТАТИ ЕКСПЕРЕМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ
3.1Результати випробувань на зносостійкість ……………………………..53
3.2 Дослідження мікротвердості…………………………………………….56
3.3 Вплив технологічних параметрів на властивості покриттів …………..59
3.4 Дослідження структури і твердості металопокриття і зони термічного
впливу………………………………………………………………………………..62
3.5 Відновлення зношених деталей типу «ВАЛ»………………………….63
Висновки до розділу 3…………………………………………………….69
5
РОЗДІЛ 4. ОХОРОНА ПРАЦІ
4.1. Аналіз умов праці та оцінка безпеки в надзвичайних ситуаціях при
електроконтактному наварюванні………………………………………………70
4.1.1. Електробезпека………………………………………………………70
4.1.2 Ураження променями електричної дуги очей і відкритих ділянок
шкіри……………………………………………………………………………….75
4.1.3. Основні види травм і надання першої допомоги при ушкодженні
очей………………………………………………………………………………….77
4.1.4. Захист від світлової радіації………………………………………….78
4.1.5. Захист органів дихання при електроконтактному наплавлюванні…79
4.1.6. Протипожежні заходи при наплавлюванні…………………………..80
4.1.7. Шкідливі речовини, що виділяються при електроконтактному
наплавлюванні……………………………………………………………………….81
4.2. Безпека в надзвичайних ситуаціях…………………………….……….84
Висновки до розділу 3………………………………………………………..87
Висновки…………………………………………………………………….88
Список використаної літератури ………………………...……….……..89
6
ВСТУП
Для підвищення надійності та довговічності машин в машинобудівному
виробництві використовуються різноманітні сучасні технології та матеріали.
Одним із найбільш поширених методів зміцнення та відновлення деталей, що
швидко зношуються, є зварювання. Застосовуючи зварювальні та наплавлювальні
технології, можна зміцнити або відновити зношені деталі, створюючи на їх
поверхнях покриття, які захищають від абразивного, корозійного та інших видів
зношування. Для цього використовують різні методи, такі як електродугове,
газове, плазмове та індукційне наплавлення, а також гальванічні способи.
Проте ці методи мають певні обмеження і не завжди дозволяють отримати
бездефектне зносостійке покриття. В останні роки набувають популярності нові
перспективні технології, зокрема метод електроконтактного наварювання
порошкових матеріалів. Цей метод дозволяє наносити покриття без розплавлення
присадкового матеріалу, що дає змогу отримувати шари з потрібними фізико-
механічними властивостями, підвищуючи зносостійкість і забезпечуючи високі
техніко-економічні показники.
Технологія електроконтактного наварювання не вимагає використання
дорогих або дефіцитних матеріалів, легко піддається механізації та автоматизації
при відновленні і зміцненні різних деталей. Розробка нових процесів для обробки
поверхонь з високою твердістю і зносостійкістю дозволяє значно зменшити
трудовитрати і підвищити ефективність виробництва.
Метод електроконтактного наварювання відрізняється невеликою зоною
термічного впливу, високою продуктивністю та відсутністю випромінювання і
виділення газів. Основним принципом цього процесу є збереження властивостей
порошку у матеріалі покриття.
7
Мета роботи: дослідження технології електроконтактної наплавки для
відновлення зношених поверхонь
З а д а ч і м а г і с т е р с ь к о ї р о б о т и :
1. Провести літературний огляд сучасних методів відновлення зношених
поверхонь
2. Дослідити процес відновлення деталей машин електроконтактним
наплавленням
3. Визначити методи дослідження відновлених поверхонь деталей
машин
4. Провести дослідження поверхні, зносостійкість та мікротвердість
відновлених поверхонь деталей машин
5. В розділі охорона праці провести аналіз умов праці при
електроконтактному наварюванні
Об’єкт дослідження: процес електроконтактного наплавлення покриттів на
деталі машин
Предмет дослідження: покриття на деталях машин отримані
електроконтактним наплавленням
8
РОЗДІЛ 1. ОГЛЯДОВА ЧАСТИНА
1.1 Огляд сучасних технологій відновлення деталей машин
Збільшення продуктивності машин і механізмів, а також зменшення їх маси
і габаритів, з одного боку, призводять до зростання швидкостей і навантажень у
окремих вузлах і деталях, з іншого боку. Ускладнення умов експлуатації
сучасного обладнання, яке характеризується широким температурним діапазоном
та впливом хімічно активних середовищ, негативно позначається на тривалості
служби машин і механізмів [1, 2].
Різноманіття умов експлуатації вузлів тертя, що піддаються різним видам
зношування, у поєднанні з сучасними вимогами обумовлюють необхідність
розробки і вдосконалення технологій нанесення зносостійких покриттів, як для
виготовлення біметалевих виробів, так і для виконання відновлювальних
операцій.
Деталі, що схильні до швидкого зношування, виготовлені з легованих
сталей, мають високу зносостійкість, але їх виробництво є економічно
невигідним. Тому для виготовлення таких деталей часто використовують дешевші
вуглецеві сталі, зміцнюючи лише їх робочі поверхні шляхом нанесення
зносостійких покриттів, що надають їм необхідні експлуатаційні характеристики
[1, 2].
Основними причинами втрати працездатності вузлів сучасних машин є різні
види зношування, втомні поломки та викришування, корозія, ерозія рідинною та
газовою середою, руйнування через повзучість та їх комбінації.
До традиційних методів підвищення ресурсу деталей належать: розробка
нових матеріалів з покращеними властивостями, удосконалення конструкцій
деталей, поліпшення якості та технології їх обробки. Методи хіміко-термічної
поверхневої обробки (цементація, азотування, борування тощо) зазвичай
9
застосовуються до нових деталей, оскільки вони дозволяють отримати зміцнені
шари невеликої товщини [1, 2].
Найбільш поширеними способами нанесення зносостійких покриттів на
поверхні деталей машин в промисловості є наплавлення та напилювання [3-8].
Наплавлення — це процес нанесення шару розплавленого металу на
металеву поверхню шляхом плавлення присадкового матеріалу за допомогою
теплоти газового полум’я, електричної або плазмової дуги.
Попри різноманітність технологічних схем наплавлення, більшість з них не
забезпечують формування бездефектної структури наплавленого шару.
Характеристика основних видів наплавлення приведена у таблиці. 1.1.
Таблиця 1.1 Основні технологічні схеми наплавлення та їх характеристика
[3-8]
Способи наплавлення Зона Продуктивні Міцність
термічного сть, см2/хв зчеплення
впливу на покрить з
деталь, мм основою, МПа
Під шаром флюсу 2,7…6,0 50…80 180…250
У середовищі СО2 2,5…3,7 70…90 80…120
Газове 1,8…3,2 20..45 100…150
Електроконтактне 0,1…0,3 до 100 150…200
Плазмове 0,3…0,5 50…70 200…250
Вібродугове 0,5…2 35…36 160…180
При нанесенні покриттів методами наплавлення виникають певні труднощі,
зокрема складно отримати шар металу з вмістом легуючих елементів більше 35-
40% через розбавлення наплавленого металу основним, вигорання легуючих
елементів та погіршення стійкості технологічного процесу. Крім того, важко
механізувати та автоматизувати процес, а також досягти структури
композиційного матеріалу в наплавленому шарі. Високотемпературне нагрівання,
10
характерне для більшості методів наплавлення, призводить до втрати початкових
властивостей порошкових компонентів, що використовуються для зносостійкого
наплавлення. Також не завжди вдається забезпечити рівномірне розподілення
зміцнюючих фаз по всьому об’єму наплавленого шару через їх ліквацію по
питомій масі [5, 6].
Напилювання – це процес нанесення покриттів на поверхню деталі за
допомогою високотемпературного струменя, який переносить частинки порошку
або краплі розплавленого матеріалу. Ці частинки осаджуються на основному
металі при ударному зіткненні з його поверхнею. Існуючі технології напилювання
можна поділити на чотири основних види в залежності від джерела теплової
енергії, що застосовується: газополуменеве, електротермічне, плазмове та
детонаційне [6].
Найважливіші характеристики кожного способу приведена у таблиці 1.2.
Таблиця 1.2 Характеристика способів напилювання [3-8]
Параметр Способи напилювання
Електротермічне Газополуме- Плазмове Детонаційне
неве
Продуктивність
3…31 1…10 0,5…8,0 0,1…6,0
кг/год
Коефіцієнт
використання 0,8…0,95 0,8…0,95 0,4…0,9 0,3…0,6
матеріалу
Міцність
зчеплення, До 40 МПа до 50 До 60 до 200
МПа
Температура
нагрівання 100…150ºС 100…150ºС 150…200ºС 100…150ºС
деталі, ºС
11
До переваг методу напилювання можна віднести його універсальність,
оскільки процес може здійснюватися в різних виробничих умовах — від
крупносерійного виробництва до одиничного відновлення в ремонтних
майстернях або навіть безпосередньо на транспортних підприємствах. Процес
легко механізується і автоматизується, що дозволяє підвищити якість покриття.
Напилювання має високу продуктивність, можливість отримання покриттів різної
товщини та властивостей, а також широкий спектр використовуваних матеріалів.
Варіативність технологічних способів дозволяє отримувати композиційні та
комбіновані покриття, які поєднують у собі унікальні властивості [6-7].
Натомість, до недоліків напилювання слід віднести великі втрати матеріалу
під час процесу, що знижує ефективність при зміцненні поверхонь малих
розмірів. Також складною є попередня підготовка поверхні, можуть виникати
проблеми з нерівномірною твердістю та низькою міцністю зчеплення покриття з
основою. Зміцнення крупногабаритних деталей є складним завданням, а шкідливі
умови праці для персоналу при підготовці поверхні та під час самого процесу
напилювання також є суттєвим недоліком [6].
12
1.2 Дугова наплавка під флюсом
Дугова наплавка під флюсом є ефективним методом зварювання та
наплавлення металів, який здійснюється за допомогою дуги між електродом і
деталлю, при цьому процес відбувається під шаром флюсу. Основні етапи та
характеристики цього процесу такі [5, 6]:
флюс використовується для обмеження доступу повітря до розплавленого
металу, що забезпечує стабільність процесу та запобігає окисленню. Дуга
частково розплавляє флюс, а він у свою чергу утворює шлакову оболонку, яка
охоплює металеву ванну. Це сприяє уповільненому охолодженню металу, що
покращує його дегазацію та стабільність структури;
під час процесу металевий валик, що формується, покривається шлаковою
кіркою та флюсом. Після того як метал затвердів, шлакова кірка з поверхні валика
видаляється. Це забезпечує гладку та чисту поверхню наплавленого металу;
як показано на схемі, електродний дріт подається через механізм подачі та
направляється до зони горіння дуги. Флюс надходить через спеціальний
мундштук і покриває зону наплавлення. Всі рухи деталі і електрода
контролюються механізмами наплавочної установки.
Процес дугового наплавлення під флюсом дає високу якість зварювальних
швів і наплавлених валиків, з хорошою зносостійкістю та міцністю. Використання
флюсу допомагає знижувати вплив небажаних газів, таких як кисень і азот, на
розплавлений метал, що забезпечує покращену якість з'єднання [5].
Цей метод широко використовується в різних галузях, зокрема в ремонті та
відновленні деталей, а також для виготовлення високонавантажених виробів.
Процес автоматичного наплавлення циліндричної поверхні деталі при її обертанні
є ефективною методикою, яка дозволяє досягти високої якості наплавленого
металу завдяки кільком важливим факторам [5-6]:
під час автоматичного наплавлення розплавлений метал електродного дроту
утворює гвинтові валики на обертаній поверхні деталі. Ці валики накладаються
13
один на одного приблизно на одну третину, що сприяє рівномірному розподілу
металу та забезпечує високу міцність і зносостійкість покриття;
Рисунок 1.1 Схема наплавлення циліндричної поверхні деталі під флюсом: 1
- дуга; 2 - електродний дріт; 3 - направляючий мундштук; 4 -мундштук для
флюсу; 5 - ванночка рідкого металу; 6 - флюс; 7 - шлакова кірка; 8 - наплавлений
метал; 9 - деталь; а - зміщення електрода від зеніту.
використання флюсу допомагає контролювати процес кристалізації металу,
зменшує утворення кисневих та азотних сполук, що підвищує механічні
властивості наплавленого металу. Завдяки цьому наплавлений шар має високі
показники міцності і стійкості до корозії;
при зварюванні і наплавленні використовуються великі щільності струму,
що забезпечує глибоке проплавлення деталі та поліпшення зчеплення з основним
матеріалом. Це дозволяє збільшити частку основного металу в наплавленому
шарі, що важливо для створення зносостійких покриттів.
В результаті автоматичного наплавлення в наплавленому шарі міститься
приблизно 65% основного металу та 35% металу електрода. Це співвідношення
дозволяє безпечно використовувати маловуглецевий сталевий дріт для
наплавлення деталей, виготовлених з сталей, що містять підвищений вміст
14
вуглецю, без ризику появи тріщин, що можуть виникати через велику кількість
вуглецю в матеріалі [5].
Електрична енергія, яка подається до електродного дроту і деталі,
перетворюється на теплову енергію в дузі. На торці електрода та поверхні
ванночки розплавленого металу утворюються активні ділянки, нагріті до
температури кипіння металу, через які протікає зварювальний струм. Це дозволяє
ефективно нагрівати метал і забезпечувати стабільний процес наплавлення.
Завдяки цим параметрам, автоматичне наплавлення під флюсом дозволяє
отримувати високоміцні покриття з глибоким зчепленням із основним
матеріалом, що підвищує довговічність та надійність деталей [5].
При наплавленні під флюсом можна отримати шар металу майже будь-
якого хімічного складу товщиною 0,5 мм і більше і завдяки цьому, даний спосіб
займає лідируюче положення в галузі автоматичної наплавки (рис. 1.2).
Рисунок 1.2 Електродугова наплавка під шаром флюсу
Дугова наплавка під флюсом має значні переваги, але також має й певні
обмеження та недоліки. Наводимо основні з них [5-7]:
процес є дуже ефективним для наплавлення виробів з великою площею
поверхні, що зменшує час виробництва;
15
даний метод не вимагає високої кваліфікації зварника, що дозволяє
знижувати вимоги до персоналу та спрощувати технологічний процес;
завдяки припуску на механічну обробку, товщина наплавленого шару може
становити від 2,5 до 4 мм, що є оптимальним для більшості застосувань;
оскільки дуга знаходиться під шаром флюсу, це мінімізує розбризкування
електродного металу, забезпечуючи більш безпечні умови для оператора.
Недоліки [5-7]:
твердість отриманого покриття зазвичай не перевищує 30 HRC, що може
бути недостатнім для деяких застосувань, де потрібна висока зносостійкість;
обладнання для дугового наплавлення під флюсом є дорожчим у порівнянні
з обладнанням для ручного дугового наплавлення покритими електродами;
оскільки процес наплавлення передбачає високі температури, деталь може
сильно нагріватися, що вимагає контролю температури для запобігання
деформації або ушкоджень;
наплавлення неможливе на деталях діаметром менше 55 мм, що обмежує
застосування цієї технології для дрібних компонентів.
Ці характеристики визначають область застосування дугового наплавлення
під флюсом і дозволяють вибрати найбільш підходящий метод в залежності від
вимог до виробу та умов виробництва.
16
1.3 Плазмове напилення
Плазмове напилення є високотехнологічним процесом, при якому матеріал
наноситься на поверхню деталі в вигляді порошку, що розпилюється під впливом
плазмової дуги. Ось основні особливості цього процесу:
Принцип роботи [6-8]:
електрична дуга підпалюється між двома електродами, і через область
горіння дуги продувається інертний газ (зазвичай аргон з добавками азоту або
водню);
температура плазми в області дуги може досягати 15 000 °C, а температура
струменя при виході з сопла плазмотрону—до 55 000 °C;
швидкість іонізованого газу в струмені плазми становить 350-400 м/с, а
часток порошку — 80-100 м/с, що забезпечує високу швидкість нанесення
матеріалу на поверхню.
Для напилення використовується порошок розміром часток 40-100 мкм.
Порошок подається через дозатор, який забезпечує рівномірну подачу матеріалу в
струмінь плазми та має наступні переваги [6-8].
можливість точно регулювати теплову потужність плазмового струменя
дозволяє використовувати цей метод для напилення як тугоплавких, так і
легкоплавких матеріалів;
плазмове напилення може використовуватися для нанесення покриттів з
великої кількості матеріалів, включаючи метали, сплави, кераміку та інші
спеціалізовані матеріали;
завдяки високій температурі в зоні дуги та швидкому охолодженню після
виходу плазми, оброблювана поверхня не зазнає сильного перегріву, що зменшує
ризик деформацій або пошкоджень.
Плазмове напилення застосовується для отримання високоякісних
покриттів, які мають підвищену стійкість до зношування, корозії, термічного
впливу та іншим агресивним середовищам [6].
17
Це ідеальний метод для нанесення покриттів на деталі, що піддаються
високим навантаженням або працюють в екстремальних умовах, таких як у
авіаційній, суднобудівній, хімічній та інших галузях промисловості.
Таким чином, плазмове напилення дозволяє створювати покриття високої
якості, яке поєднує в собі міцність, зносостійкість і корозійну стійкість, що робить
цей метод дуже перспективним для різних виробничих застосувань. Плазмове
напилення, хоча й має численні переваги, не позбавлене і деяких недоліків, які
можуть впливати на ефективність процесу та якість отриманого покриття. До
основних недоліків цього методу можна віднести [7, 8]:
у процесі плазмового напилення коефіцієнт використання електроенергії на
порошковому матеріалі є досить низьким, коливаючись у межах 0.001-0.020. Це
означає, що велика частина енергії не використовується безпосередньо для
процесу напилення, що може знижувати загальну енергоефективність методу;
.
Рисунок 1.3 Схема плазмотрона для роботи на порошках: 1 - сопло
плазмового струменя (анод); 2, 3 - підведення і відведення охолоджуючої води; 4 -
ізолююче кільце; 5 - підведення плазмоутворюючого газу; 6 - вольфрамовий
електрод (катод); 7 - подача напилюваного порошку
18
пористість покриття може становити від 2 до 15%, що може призвести до
зниження його механічних характеристик, таких як міцність і зносостійкість.
Водночас, в деяких випадках, пористість має позитивний ефект, оскільки сприяє
утриманню мастильних матеріалів у покритті, що покращує роботу деталей у
умовах сполученого тертя, знижуючи знос;
міцність зчеплення між наплавленим покриттям та основою матеріалу
зазвичай знаходиться в межах 80-100 МПа, що може бути недостатньо для деяких
застосувань, де важлива висока адгезія. Це обмежує використання цього методу
для деталей, які зазнають великих навантажень або працюють в умовах високих
механічних напруг.
Таким чином, хоча плазмове напилення є потужним методом нанесення
покриттів, існують певні технічні обмеження, які слід враховувати при виборі
цього методу для конкретних застосувань.
Вібродугове наплавлення
Вібродугове наплавлення є варіантом автоматичного наплавлення, яке
здійснюється під шаром флюсу та в захисних газах. Процес проводиться на
постійному струмі зворотної полярності при напрузі 12 ... 20 В і щільності струму
50 ... 70 А/мм². Для стабілізації сили зварювального струму використовується
дросель низької частоти, який виконує функцію додаткової індуктивності.
До складу наплавлювальної головки входить механізм подачі, що
забезпечує подачу електродного дроту в зону горіння дуги з заданою швидкістю.
Електромеханічний вібратор надає мундштуку зворотно-поступальний рух
(вібрації) з частотою 100 ... 120 Гц. Амплітуда коливань електрода щодо
наплавлюваної деталі становить 1 ... 3 мм. Завдяки періодичному перериванню
дуги відбувається дрібнокрапельне перенесення металу з електрода на деталь. Це
забезпечує утворення мінімально можливої зварювальної ванни, що сприяє
гарному сплаву електродного металу з основним, знижує нагрів деталі, обмежує
глибину зони термічного впливу та значно зменшує вигоряння легуючих
елементів у порівнянні з традиційним дуговим наплавленням. Вібродуговим
19
наплавленням відновлюють сталеві та чавунні деталі з різними типами поверхонь,
зокрема циліндричними, конічними зовнішніми та внутрішніми, а також
плоскими поверхнями (рисунок 1.4). Діапазон діаметрів деталей, що піддаються
наплавленню за цим методом, варіюється від 8 до 200 мм [7-8].
Для одностороннього наплавлення товщина шару може коливатися від 0,3
до 3 мм, а при багатошаровому наплавленні можна отримати шар будь-якої
товщини. Для захисту розплавленого металу використовують вуглекислий газ,
флюс і пар. Тепло, що виділяється під час контакту електрода з деталлю, сприяє їх
розігріву та оплавленню, утворюючи місток з рідкого металу між ними. Рідкий
метал миттєво перегрівається до температури кипіння, і через вібрацію електрод
переміщується в зворотному напрямку, що призводить до вибуху містка та
розбризкування металу [7].
Рисунок 1.4 Принципова схема установки для вібродугового наплавлення: 1
- дросель; 2 - зварювальний перетворювач; 3 - механізм подачі електродного
дроту; 4 - вібратор; 5 - мундштук; 6 - електродний дріт; 7 - насос для подачі
охолоджуючої рідини; 8 - наплавлювана деталь [7]
20
Рисунок 1.5 Схеми вібродугового наплавлення зношених зовнішніх
циліндричних (а), внутрішніх циліндричних (б), зовнішніх конічних (в),
шліцьових (г) і плоских (д) поверхонь; 1 - деталь; 2 – електрод [7]
У результаті виникає електрична дуга, що супроводжується періодичним
дуговим розрядом. Твердість наплавленого шару залежить від хімічного складу
електродного дроту та умов охолодження.
Особливістю цього процесу з високою швидкістю охолодження є утворення
"строкатої" структури наплавленого шару з різною твердістю, що зумовлено
взаємним термічним впливом між наплавляючими валиками. Наплавлений валик
охолоджується за рахунок тепловідведення в охолоджуючу рідину, що забезпечує
його загартування. Наступний валик частково розплавлює попередній, створюючи
зону відпалу. При використанні вуглецевих електродів структура загартованих
валиків має мартенсит, а в зоні сплаву може утворюватися сорбіт або тростит.
Переваги вібродугового наплавлення включають незначний нагрів і
деформацію деталей, отримання твердої поверхні без необхідності термічної
обробки, нескладне обладнання, високу продуктивність і можливість отримання
рівномірних тонких шарів наплавленого металу. Однак вібродугове наплавлення
має і суттєві недоліки, серед яких неоднорідність наплавленого шару за твердістю
і структурою металу, що може знижувати втомну міцність деталей до 60%. Тому
цей метод обмежено використовують для відновлення відповідальних деталей, які
21
піддаються великим знакозмінним та циклічним навантаженням, таких як цапфи
чи колінчасті вали. Крім того, продуктивність вібродугового наплавлення нижча
за звичайне автоматичне наплавлення, а втрати на розбризкування та чад можуть
досягати 6–8% [7, 8].
22
1.4 Наплавлення в середовищі вуглекислого газу
Ідея цього методу відновлення полягає в тому, що зварювання здійснюється
за допомогою плавлячого електродного дроту, а для захисту розплавленого
металу використовується вуглекислий газ [5-6].
Рисунок 1.6 Схема автоматичної наплавки в середовищі вуглекислого газу: 1 -
мундштук; 2 - трубка для вуглекислого газу; 3 - сопло; 4 - наконечник; 5 -
електродний дріт
При зварюванні та наплавленні вуглекислий газ частково розкладається в
дузі, утворюючи окис вуглецю і кисень. Цей процес забезпечує захист металу від
впливу азоту, запобігаючи утворенню пор і небажаному поглинанню азоту
розплавленим металом. Для зварювання часто використовують
кремніймарганцевистий дріт, який містить активні розкислювачі. Для
наплавлення застосовують легований суцільний або порошковий дріт.
Зварювання та наплавлення у вуглекислому газі супроводжується значним
розбризкуванням металу з електродного дроту, що зменшується при
використанні короткої дуги [5-6].
Перенесення металу електрода на деталь під час наплавлення може
23
відбуватися як дрібними, так і великими краплями. У першому випадку дуга
залишається стійкою, а розбризкування металу мінімальне. У другому випадку
утворюються великі краплі, що періодично перетікають в ванну під час
короткочасних коротких замикань, після чого дуга знову загоряється. Такий
процес перенесення металу менш стабільний і потребує підвищених напружень.
Кращі результати даються при використанні електродного дроту з малим
діаметром, що забезпечує високу щільність струму. Наплавлення у вуглекислому
газі має високу швидкість плавлення дроту, однак продуктивність наплавлення
дещо нижча, а втрати від розбризкування можуть досягати 5-15% [5-6].
Основні недоліки цього методу наплавлення:
- значне розбризкування металу (до 15%);
- необхідність використання спеціального легованого дроту для досягнення
високоякісних шарів;
- неефективність при наплавленні на деталі з діаметром понад 50 мм.
24
1.5 Електродугова металізація
При електродуговій металізації утворення потоку напилених часток
відбувається завдяки плавленню матеріалу, який розпилюється, потужною дугою
та його диспергуванню швидкісним струменем газу (рис. 1.5). Цей процес
здебільшого використовується для нанесення корозійностійких та зносостійких
покриттів з металів. Можливо отримати біметалічні покриття псевдосплавів, а
також покриття зі спеціальними властивостями, використовуючи дроти з різних
матеріалів або порошковий дріт, що складається з металевої оболонки та
порошкової серцевини [6-7].
При електродуговій металізації площа активних плям на електродах
обмежена невеликим діаметром дроту, що використовується для напилення.
Горіння дуги відбувається в умовах потужного швидкісного струменю газів, що
спричиняє стиснення стовпа дуги. Однією з особливостей горіння дуги є її
непостійна довжина. Теплота, яка виділяється на катодній і анодній плямі, майже
повністю витрачається на плавлення електродного дроту, а значна частина
теплоти стовпа дуги йде на розігрівання газу, що розпилюється. При нагріванні
дугою торців електродів, фронт плавлення орієнтується під кутом до осі дроту.
Рисунок 1.7 Схема електродугової металізації: 1 - електродний дріт; 2 -
механізм подачі дроту; 3 - канал для газу; 4 - наконечник; 5 - електрична дуга; 6 -
деталь
25
Основними характеристиками електродугового напилення є висока
продуктивність процесу, що може досягати до 50 кг/год, та високий енергетичний
ККД розпилення, який може варіюватися в межах 0,7...0,9. Завдяки великим
значенням ентальпії напилених часток, можливо отримати покриття з високою
адгезійною та когезійною міцністю [6].
При електродуговому напиленні важливо враховувати інтенсивну
взаємодію часток з активною газовою фазою, що може призвести до насичення
напиленого металу киснем, азотом, а також великого вмісту оксидів у покритті.
Серед недоліків цього методу є обмеження використання лише дротяних
матеріалів для напилення [6].
Якість покриття можна покращити шляхом проведення процесу в
ізольованій камері з захисною атмосферою, використовуючи розпилення металу
захисними газами або додаванням пального газу до повітря. Одним із
перспективних підходів є застосування камер з низьким вакуумом.
До основних параметрів електродугового напилення також відносяться
дистанція напилення, що становить 60...150 мм, а також швидкість переміщення
плями напилення, яка варіюється в межах 3,0...5,0 м/хв.
Хоча температура часток швидко знижується в низькотемпературній
частині газового струменя, завдяки перегріву металу при плавленні і високим
швидкостям потоку часток, більшість часток, зокрема розміром 40...100 мкм,
потрапляють на поверхню основи в розплавленому стані. Висока продуктивність
розпилення зумовлює великі щільності потоку напилюваних часток: 103...105
часток/см².
26
1.6 Контактна приварка сталевих стрічок
Сутність процесу полягає в приварці стальної стрічки до
відновлюваної поверхні деталі потужними імпульсами зварювального
струму.
Рисунок 1.8 Схема електроконтактного приварювання сталевої стрічки: 1 -
центр; 2 - відновлювана деталь; 3 - стрічка; 4 - ролик; 5 - трансформатор; 6 -
переривник струму
Схема приварки металевої стрічки до поверхні вала зображена на рисунку
1.8. Деталь 2 фіксують у центрах 1 або патроні, а зварювальний механізм з
валиками 4. Стрічка міцно притискається валиками 4 за допомогою пневматичних
циліндрів. Підведення струму до валика здійснюється від трансформатора 5.
Необхідний час циклу забезпечується переривником струму 6. У точці
зварювання, під дією імпульсу струму, відбувається розплавлення металу стрічки
та деталі. Метал стрічки плавиться не по всій її довжині, а лише в тонкому
27
поверхневому шарі в зоні контакту деталі та стрічки. Стрічку приварюють по всій
зношеній поверхні регульованими імпульсами струму, що перекриваються
точками, розташованими по спіралі. Регульовані імпульси зварювального струму
отримують за допомогою переривників, які використовуються в контактних
зварювальних установках, а також за допомогою конденсаторних джерел
живлення. Перекриття точок як по рядках, так і між ними забезпечується
обертанням деталі з швидкістю, пропорційною частоті імпульсів, та поздовжнім
переміщенням зварювальних валиків. Для зменшення нагрівання деталі та
загартування привареного шару в зону зварювання подають охолоджувальну
рідину. Спосіб відновлення деталей контактним електроімпульсним покриттям
використовують для відновлення посадочних місць валів, зовнішніх
циліндричних поверхонь деталей, а також отворів у чавунних і сталевих
корпусних виробах. Переваги методу: висока ефективність (до 100 см²/хв),
невелика глибина теплового впливу, мінімальний припуск на подальшу механічну
обробку та висока зносостійкість нарощеного шару. Для підвищення жорсткості
та стійкості до зношування покриття зону зварювання охолоджують водою. Це
дозволяє отримати покриття твердістю до HRC 60...65 без спеціальної термічної
обробки. До недоліків слід віднести: низьку стійкість валика електрода та
складність обладнання. Режим приварки визначається електричними та
механічними параметрами. До електричних параметрів належать сила
зварювального струму та тривалість зварювального циклу. При недостатній силі
струму не забезпечується надійне зварювання, а надмірна сила струму призводить
до утворення пір і тріщин на поверхні деталі. Механічними параметрами є:
частота обертання, подача та зусилля стиснення електродів. Подачу електродів,
частоту обертання деталі, тривалість зварювального циклу підбирають з умовою
отримання 6...7 зварювальних точок на 1 см довжини шва (підбирають на
еталонних зразках при постійній швидкості обертання) [9-20]. Подача електрода
забезпечує накладення зварювальних точок: недостатнє перекриття погіршує
зварювальність стрічки з основним металом, а надмірне збільшує зону відпуску,
28
що знижує жорсткість привареного шару. При недостатньому зусиллі стиснення
електродів на поверхні стрічки і деталі виникає сильне іскріння в зоні контакту,
що призводить до ерозійного руйнування. Надмірне зусилля стиснення електродів
призводить до їх деформації та зниження довговічності. Жорсткість, стійкість до
зношування та міцність зчеплення стрічки з деталлю залежать від марки сталі
стрічки. Високу жорсткість забезпечують стрічки з хромистих і марганцевих
сталей. Товщина стрічки становить від 0,3 до 1,5 мм. Валики (електроди)
виготовляють зі спеціальних мідних сплавів, бронзи (БрНБТ, ХКД-0,5-0,3, БрХ,
БрХЦр-0,6-0,05), сплаву Мц-4, міді М-1. Зусилля стиснення валика при приварці
стрічки становить 1,3...1,6 кН [9-20].
29
1.7 Особливості методу електроконтактного наварювання порошкових
матеріалів
Електроконтактне наварювання порошків — це процес з'єднання або
нанесення покриттів на поверхню деталі з використанням порошкових матеріалів
за допомогою електричного контакту. У цьому процесі порошковий матеріал
розплавляється під впливом тепла, яке генерується в результаті електричного
струму, що протікає через контакт між електродом і деталью. Це дозволяє
здійснити наварювання без додаткових джерел тепла, таких як пальники чи
лазери, з використанням безпосереднього контакту з електричним струмом [19-
21].
Процес електроконтактного наварювання порошків має кілька ключових
етапів [19-21]:
1. Підготовка порошкового матеріалу: Для наварювання використовуються
спеціальні порошки, які складаються з металевих або сплавних матеріалів, що
підходять для конкретних вимог до покриття.
2. Нагрівання через електричний контакт: Електричний струм проходить
через порошок, що призводить до його прогріву і розплавлення в зоні контакту.
Важливо, щоб нагрів був рівномірним, оскільки нерівномірний прогрів може
призвести до проблем, таких як перегрів або недогрів, що впливає на якість
покриття.
3. Нанесення покриття або з'єднання: Після розплавлення порошок
з'єднується з поверхнею деталі, створюючи покриття або здійснюючи
наварювання.
Електроконтактне наварювання порошків застосовується в різних галузях,
таких як машинобудування, авіація, автомобільна промисловість та інші, де
потрібно створювати міцні і зносостійкі покриття або з'єднання.
Серед переваг цього процесу — висока швидкість, можливість точного
контролю температури, зниження витрат матеріалів та енергетичних витрат.
Однак він вимагає ретельного налаштування процесу, оскільки нерівномірний
30
прогрів може призвести до дефектів у покритті. При електроконтактному
наварюванні порошків виникає проблема нерівномірного прогрівання
порошкового шару по діаметру електрода. Через нерівномірний нагрів у
центральній зоні порошок може перегріватися і розплавлятися, що є небажаним, а
на периферії — недогріватися, що призводить до виникнення тріщин у покритті.
Для визначення температурних полів у деталі та на покритті, яке наноситься, під
час електроконтактного наварювання важливо використовувати аналітичні
методи. Вони мають перевагу, оскільки дозволяють на будь-якому етапі та в будь-
якій точці об'єкта оцінити тепловий режим, врахувати вплив усіх факторів,
оцінити їхню значущість і виокремити основні з них [19-21].
Рисунок 1.9 Схема електроконтактного напікання металевих
порошків: 1 - силовий циліндр; 2 - ролик; 3 - металевий порошок; 4 -
деталь; 5 - напекаючий шар; Р - притискне зусилля
Переваги електроконтактного наварювання порошків:
1. Економія енергії: Процес не потребує додаткових джерел тепла
(наприклад, газових пальників), оскільки тепло генерується безпосередньо
в місці контакту через електричний струм.
31
2. Висока точність: Завдяки точному контролю температури можна
досягати однорідного прогрівання, що забезпечує високі механічні та
фізичні властивості покриття.
3. Швидкість процесу: Процес електроконтактного наварювання
зазвичай займає менше часу, ніж традиційні методи зварювання чи
наварювання.
4. Мінімальні витрати матеріалу: Порошкова форма дозволяє
використовувати тільки необхідну кількість матеріалу, зменшуючи відходи.
5. Висока зносостійкість покриттів: Процес дозволяє отримувати
покриття з високими зносостійкими властивостями, що є важливим для
деталей, які піддаються високим механічним навантаженням.
Недоліки електроконтактного наварювання порошків:
1. Нерівномірний прогрів: Якщо не налаштувати процес правильно,
можуть виникнути проблеми з нерівномірним прогрівом порошкового
шару, що призводить до перегріву в центрі та недогріву на периферії, що
погіршує якість покриття.
2. Необхідність точного контролю параметрів: Потрібен детальний
контроль параметрів процесу (струм, час, тиск) для досягнення бажаних
властивостей покриття.
3. Високі вимоги до обладнання: Для точного та ефективного
наварювання необхідне спеціалізоване обладнання, що може бути дорогим
у закупівлі та обслуговуванні.
4. Можливість виникнення дефектів: При поганій підготовці порошку
або неналежних умовах наварювання можливі дефекти, такі як пористість
або тріщини в покритті.
5. Обмеження за типом порошків: Не всі матеріали можна
використовувати в процесі електроконтактного наварювання, що обмежує
його застосування для деяких специфічних матеріалів або сплавів.
32
Висновки до розділу 1
В результаті вивчення літературних даних, що для відновлення валів
автомобілів, тракторів і сільськогосподарської техніки застосовують в більшості
випадків конструкційні або леговані сталі, а знос робочих поверхонь деталей
знаходиться в межах до 0,3 мм на сторону. Ефективними, раціональними та
ресурсозберігаючими способами відновлення таких деталей є електроконтактн
методи наплавлення. При електроконтактних способах відновлення у вигляді
присадок можуть застосовуватися сталеві дроти, стрічки, плетені сітки і металеві
порошки. З перерахованих різновидів присадних матеріалів найбільш доступним,
технологічним і раціональним видом є сталеві дроти.
33
РОЗДІЛ 2. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА
2.1 Електроконтактна приварка сталевих дротів
Процес електроконтактного приварювання покриттів (ЕКПП) здійснюється
наступним чином (див. рис. 2.1, а):
До відновлюваної поверхні вала (1) притискається присадний дріт за
допомогою інструмента – ролика-електрода (3). В момент проходження імпульсу
струму присадний метал нагрівається, осаджується і приварюється до поверхні
деталі. Вал обертається в патроні наплавочної установки (5), а інструмент разом
із супортом переміщається вздовж деталі з кроком S. У результаті зварний шов
формується по спіралі з перекриттям сусідніх витків. Для живлення процесу
використовується зварювальний трансформатор (7), увімкнений через
переривник струму (6). Основна схема, представлена на рис. 1.7, а, відрізняється
простотою конструкції та легкістю обслуговування, проте має низьку
продуктивність, оскільки приварюється лише один дріт. Також до недоліків
можна віднести зміну параметрів вторинного контуру трансформатора під час
переміщення ролика-електрода вздовж вала.
Для підвищення продуктивності застосовуються інші технологічні схеми
ЕКПП (рис. 2.1), які формують вузькі смуги покриття. Наприклад, у варіанті з
двома паралельними роликами-електродами приварюються два присадні дроти
одночасно. Між роликами передбачений регульований технологічний зазор, що
виключає коротке замикання, але забезпечує суцільність металопокриття.
Як показано на рисунку 2.1, г, у варіанті з нейтральним роликом-
електродом імпульси струму подаються через вал і присадний дріт, минаючи
ролик. Ця схема дозволяє використовувати інструменти з матеріалів, які не є
гарними провідниками тепла та струму. Проте через обмеження струму, що
подається через ковзні контакти і тонкий присадний дріт, неможливо досягти
високої міцності покриття.
34
Кожна із зазначених схем має свої переваги та недоліки, які слід
враховувати під час вибору оптимальної технології для відновлення деталей.
Рисунок 2.1 Технологічні схеми процесу ЕКПП: а - основна однороликова;
б - в попередньо висаджена канавка; в - вузьких пасків; г - нейтральним роликом-
електродом; д - двороликова двома дротами; е - двома дротами одним роликовим
електродом; 1 - деталь; 2 - присадний дріт; 3 - ролик-електрод; 4 -
металопокриття; 5 - патрон; 6 - переривник струму; 7 - зварювальний
трансформатор
Найбільш перспективними в плані виробничого застосування є схеми на
рис. 2.1, д, е, що передбачають приварку одночасно двох присадних дротів.
Переваги двозаходної схеми приварювання на рис. 2.1, д очевидні. Такий
35
процес відновлення майже в 2 рази продуктивніше, ніж однозаходна приварка.
Проводять одночасне приварення двох присадних дротів з одного боку вала
одним інструментом, як показано на рис. 2.1, е. Струмовідвід може проводитися
як через патрон установки, так і через протилежно розташований другий ролик-
електрод.
Електроконтактна приварка покриттів (ЕКПП) дозволяє формувати рівне та
однорідне покриття на відновлюваній поверхні вала. Особливістю технології є
можливість створення покриття без утворення спільної зварювальної ванни,
забезпечуючи міцне з’єднання в твердій фазі за правильного вибору
технологічних параметрів.
Основні характеристики процесу:
1.Товщина покриття: з дроту діаметром 1,8 мм формується покриття
товщиною 0,4–0,95 мм з кожного боку вала. Після механічної обробки товщина
шару становить 0,25–0,3 мм, чого достатньо для відновлення валів
сільськогосподарської та автотракторної техніки. Для валів із більшим зносом
використовують дріт більшого діаметра або застосовують багатошарове
приварювання.
2. Міцність з’єднання: міцність металевого покриття значною мірою
залежить від об’ємної пластичної деформації присадного металу, що відбувається
під час осадження. Розігрітий до пластичного стану присадний метал зазнає
осьового стиснення, частково видавлюючись з-під інструмента. Це сприяє
очищенню контактної зони від оксидних плівок і формуванню металевих зв’язків
між основним і присадним металами.
3. Контроль якості: якість з’єднання визначається ступенем осьової
деформації дроту. Візуальний огляд не завжди дозволяє виявити дефекти, такі як
непровар, що може проявитися лише під час механічної обробки або експлуатації
відновленої деталі-
ЕКПП дозволяє використовувати різні технологічні режими залежно від
типу деталі та її зношеності. Важливим аспектом є правильний вибір умов
36
осадження, які визначають міцність і якість зварного з’єднання. Для підвищення
продуктивності можна застосовувати двошарове або багатошарове наплавлення.
Таким чином, електроконтактна приварка є ефективним методом
відновлення зношених валів, забезпечуючи надійність і довговічність
відремонтованих деталей за умови дотримання технологічних режимів процесу.
Приварювання дроту проводиться по спіралі, через що в зонах перекриття
швів раніше приварений метал піддається частковому відпуску. Це створює
неоднорідність структури покриття, яка негативно впливає на втомну міцність
відновлених деталей. Втомна міцність валів, відновлених вуглецевим присадним
дротом, на 10–36% нижча за еталонні зразки зі сталі 45 у нормалізованому стані.
Ролик-електрод виготовляється з міді або бронзи для забезпечення високої тепло-
і електропровідності. З часом на робочій поверхні ролика утворюється кільцева
зношена канавка, що погіршує умови деформації дроту й знижує якість
приварювання. Пластична деформація присадного дроту багаторазово
перевищує деформацію основного металу деталі. У процесі осадження дріт
одночасно зазнає осьової, радіальної і поперечної деформації. Під час імпульсу
струму характеристики присадної сталі швидко змінюються, що забезпечує
формування металевих зв’язків між основним і присадним металами.
Якість зчеплення покриття з основним металом залежить від параметрів
деформацій, які виникають у зоні контакту. Дослідження з оптимізації
технологічних процесів зосереджуються на вивченні деформації дроту та
визначенні раціональних режимів приварювання.
Для забезпечення міцного з’єднання металопокриття з деталлю необхідно
правильно обирати технологічні параметри. Невідповідні режими можуть
призводити до дефектів, що знижують надійність покриття. ЕКПП є складним,
але ефективним методом відновлення деталей, що потребує точного вибору
режимів і контролю деформаційних процесів. Глибоке вивчення пластичної
деформації присадного дроту має як теоретичне, так і практичне значення,
оскільки дозволяє поліпшити якість і довговічність відновлених деталей.
37
2.2 Обладнання для електроконтактного приварювання
Для досліджень застосовувалася установка електроконтактного наплавлення
з наступними основними технічними параметрами:
Потужність зварювального трансформатора, кВт 7,5
Межі регулювання:
- тривалості імпульсу, з 0,02.6,0
- тривалості паузи, з 0,02. 10,0
- зварювального струму, кА 2,0 ... 20,0
Діаметр відновлюваної деталі, мм:
- мінімальний 20
- максимальний 200.
На наплавочній установці використовується схема струмопідводу, в якій
зварювальний струм проходить по ланцюгу: ролик-електрод - деталь - ролик
електрод. Тривалість імпульсів струму і пауз на установці задається переривачем
циклів зварювання, а необхідне зусилля на інструменті регулюється по манометру
установки.
Відповідальною частиною установки ЕКПП є інструмент. Наплавляючі
ролики-електроди виготовляються з матеріалів що мають одночасно високу жаро-
і зносостійкість. На наплавочній установці використовувались ролики-електроди,
робоча частина яких виготовлена з бронзи, яка застосовується при важких
зварювальних роботах. Діаметр використовуваного диска становив 300 мм,
ширина, робочої частини 12 мм.
Зварювальний струм замірявся зварювальним амперметром АСУ- 1М,
фотографія.
38
2b/d
3
2
1
0
20 30 40 50 60 70 80
D1, мм
Рисунок 2.2 Експериментальне значення відносної ширини 2d/d приваренного
валика при електроконтактному приварюванні валів
З графіка простежується, що відношення ширини зварного валика до
діаметра дроту присади (відносна ширина зварного валика) зменшується зі
збільшенням діаметра зразка. З графіка малюнку 2.2 простежується негативний
вплив тертя у контакті на розмір зварного з'єднання біля зони формування
зварного з'єднання в межах контактних майданчиків. Сила тертя, спрямована при
осаді дроту проти напрямку його осьової деформації, знижує як нормальні, так і
дотичні напруги в контакті та поперечних перерізах зварного майданчика. Через
це зменшуються розміри тієї частини контакту, в яких напруги, що діють,
перевищують межу теку честі розігрітого присадкового металу. Для забезпечення
суцільного проварювання по поверхні, що відновлюється, процес
електроконтактної наплавки доводиться вести на менших швидкостях. При цьому
залежно від стану поверхонь деталі та дроту присадки продуктивність
відновлення може знизитися більш ніж в 2 рази.
39
2.5
2
1.5
1
0 0.05 0.1 0.15
ƒ1
Рисунок 2.3 Залежність довжини зони утворення зварного з'єднання в межах
контактного майданчика від коефіцієнта тертя
1) Оптимальний за критерієм «міцність зварного з'єднання» режим
приварювання дроту ПК-2 діаметром 1,8 мм:
- Чинне значення зварювального струму I = 3, 7 ... 1, 7 кА;
- Тривалість імпульсів струму 0,06 t с;
- Зусилля на ролику-електроді F = 1,3-1,7 кН;
- Окружна швидкість обертання деталі 16 ... 18 мм / с.
Оптимальний за критерієм «міцність зварного з'єднання» режим
приварювання дроту ПК-2 діаметром 1,8 мм:
- Чинне значення зварювального струму I = 3, 7 ... 1, 7 кА;
- Тривалість імпульсів струму 0,06 t с;
- Зусилля на ролику-електроді F = 1,3-1,7 кН;
- Окружна швидкість обертання деталі 16 ... 18 мм / с.
2) Відносні параметри режиму:
- Оптимальна щільність ліній струму 340 ... 360 А/мм 2 ;
- Тиск у контакті 50 ... 60 МПа;
- Коефіцієнт перекриття зон утворення зварного з'єднання в межах
контактних майданчиків до = 0,04-0,06.
40
Усв
Таблиця 2.1 Маршрут технологічного процесу деталі типу «вал»
Найменування і зміст Обладнання Пристосування і інструмент
операцій
Слюсарна Верстак ОРГ1468-01- Тиски слюсарні ГОСТ 5698-
1.Розібрати 060А 51; набір гайкових ключів.
турбокомпресор
Підготовча Мийна машина Контейнер цеховий, миючий
1. Промити деталі Madigo засіб «МС 20», пісок річний
насоса в розчині 152L; камера з вмістом SiO2 не менше
миючого засобу «МС-20» піскоструйна 98,98% по ГОСТ 2338-91
концентрації 20 г/л при або ГОСТ 8736-93
температурі 80...90°С.
Для очистки від нагару,
лакових і смолистих
відкладень обробити в
піскоструйній камері.
Дефектувальна Прилад для перевірки
Дефектувати деталі деталей на биття в центрах
турбокомпресора на ПБ-250; кольорова
наявність: тріщин, дефектоскопія, мікрометр
зломів, сколів і інших ричаговий 0-25 з точністю
порушень фізичної 0,002мм МР02020 ГОСТ
цілістності деталей, 4381 - 87; нутромір з
ідентифікованих точністю 0,002мм 10-18 мм
візуально. ГОСТ 9244-75; нутромер з
1. Перевірити вал ротора точністю 0,002мм 18-50
на вигин (при величині ГОСТ 9244-75
биття більше допустим
вал ротора ТКР
замінити).
2. Перевірити вал ротора
на сліди перегріву (при
наявності виконати
операції 060, 065).
3. Визначити знос
канавок під ущільнюючі
кільця. Перевірити
допустимі відхилення
ко- нусоподібності.
Визначити знос опірних
поверхонь вала ротора
під підшипник.
Перевірити допустимі
41
відхилення
конусоподібності і
овальності
максимальний знос.
Визначити знос отвору
середнього корпуса під
підшипник. Перевірити
допустимі відхилення
конусоподітності і
овальності.
1. Визначити знос
отвору середнього
корпуса під ущільнюючі
кільця. Перевірити
допустимі відхилення.
2. Визначити знос канавок
масловідбивача під
ущільнюючі кільця.
Перевірити допустимі
відхилення конусності.
Токарна Токарний Трикулачковий патрон,
Правити канавки вала станок набір кінцевих мір №1 МИ
під ущільнюючі кільця 16К20 1604-87. Різець BGTR -
до видалення слідів 2020K-2M
зносу . різцьова пластина: DGN2:
Токарна Токарний Трикулачковий патрон,
Правити канавки станок набір кінцевих мір №1 МИ
масловідбивача під 16К20 1604-87. Різець BGTR -
ущільнюючі кільця до 2020K-2M
видалення слідів зносу . різцьова пластина: DGN2:
Токарна Токарный Трикулачковий патрон,
Розточити отвір станок оправка для кріплення різців
середнього корпуса під 16K20 з круглим хвостовиком.
ущільнюючі кільця в D32, 20x20, втулка
розмір 018,2 мм. перехідна Е32-10, нутромір
2. Розточити отвір з точністю 0,002мм 18-50 мм
середнього корпуса під ГОСТ 9244-75; різець E10Q-
підшипник до видалення STFCR09-12, різцьова
слідів зносу пластина: TCMT 0902,
Токарна Токарний Трикулачковий патрон,
Розточити отвір станок оправка для кріплення різців
середнього корпуса під 16K20 з круглим хвостовиком.
ущільнюючі кільця в D32, 20x20, втулка
42
розмір 023 мм перехідна Е32-10, нутромір
з точністю 0,002мм 18-50 мм
ГОСТ 9244-75; різець E10Q-
STFCR09-12, різцьова
пластина: TCMT 0902,
Слюсарна Прес гідравлічний
Запресувати ремонтну ОМА 50.
втулку
Свердлильна Станок Розгортка алмазна
Розвернути отвір прецизійний 02О...2О,2 мм
середнього корпуса під
підшипник
Токарна Токарний Трикулачковий патрон,
1. Розточити отвір станок правка для кріплення різців
середнього корпуса під 16K20 з круглим хвостовиком.
ущільнюючі кільця в D32, 20x20, втулка
розмір 018,0 мм2. перехідна Е32-10, нутромір
Розточити отвір з точністю 0,002мм 18-50 мм
середнього корпуса під ГОСТ 9244-75; різець E10Q-
підшипник до видалення STFCR09-12, різцьова
слідів зноса пластина: TCMT 0902
Наплавочна Установка ЕКН Трикулачковий патрон,
1.Нанести покриття ЕКН головка наплавочна,
на робочу поверхню наплавочний дріт.
валу
Шліфувальна Круглошліфувальный Центра, хомутик мікрометр
Шліфувати вал до станок ричаговий с точністю
видалення слідів зносу в 0,001мм 0-25 мм ГОСТ
розмір (не більше 08,4 4381-87
мм)
Токарна Токарний станок Трикулачковий патрон,
Розточити внутрішній 16K20 правка для кріплення різців
діаметр на отвір під з круглим хвостовиком.
ущільнююче кільце в D32, 20x20, втулка
розмір (020 мм). перехідна Е32-10, нутромір
з точністю 0,002мм 18-50 мм
ГОСТ 9244-75; різець E10Q-
STFCR09-12, різцева
пластина: TCMT 0902
Токарна Токарний Трикулачковий патрон,
Розточити внутрішній станок відправка для кріплення
діаметр втулки 16K20 різців з круглим хвосто-
підшипника на (012 мм). виком. В32, 20x20, втулка
43
Точити зовнішній перехідна Е32-10, різець
діаметр втулки прохідний SVQCR/L-
підшипника. (016 мм). 2020К16 різцьова пластина:
VCMT 1604, різцьова
вставка МВG-420- 10, різець
BGTR - 2020К-2М різцьова
пластина: DGN2
Слюсарна Прес гідравлічний
1. Запресувати ремонтні OMA 50
втулки у втулку
підшипника
Токарна Токарний Трикулачковий патрон,
1.Розточити внутрішній станок відправка для кріплення
діаметр втулки 16K20 різців з круглим хвосто-
підшипника начисто виком. В32, 20x20, втулка
2.Точити наружний перехідна Е32-10, різець
діаметр втулки прохідний SVQCR/L-
підшипника начисто. 2020К16 різцьова пластина:
VCMT 1604, різцьова
вставка МВG-420- 10, різець
BGTR - 2020К-2М різцьова
пластина: DGN2
Слюсарна Прес гідравлічний
Запресувати ремонтні ОМА 50.
втулки.
Токарна Токарний Трикулачковий патрон,
Виготовити ремонтну станок відправка для кріплення
деталь 16K20 різців з круглим
хвостовиком. В32, 20x20,
втулка перехідна Е32-10,
різець прохідний SVQCR/L-
2020К16 різцьова пластина:
VCMT 1604, різцьова
вставка МВG-420- 10, різець
BGTR - 2020К-2М різцьова
пластина: DGN2
Токарна Токарный Трикулачковий патрон,
Розточити внутрішній станок відправка для кріплення
діаметр начисто 16K20 різців з круглим
хвостовиком.
Притірочна Плита притірочна
Виконати притирку
робочої поверхні
44
торцевого підшипника
до видалення слідів
зносу.
Балансувальна Станок Круг шліфувальний.
Балансувати вал ротора з балансувальний ПБ-
колесом турбіни в двох 01; машина шліфу-
площинах колеса вальна.
турбіни
Слюсарна Верстак слюсарний Тиски слюсарні ГОСТ 5698-
Зібрати вал ротора з ОРГ1468-.01-060А. 51; набір гайкових ключів.
масловідбивачем,
колесом компресора і
гайкою спеціальною
Балансувальна Станок Круг шліфувальний
1. Балансувати вал ротора балансувальний ДБ-
в зборі з 50А; машина
масловідбивачем, шліфувальна.
колесом компресора і
гайкою спеціальною в
двох площинах колеса
компресора. на торці
вала ротора і
зовнішньої поверхні
гайки нанести риску.
Слюсарна Верстак ОРГ1468-01- Тиски слюсарні ГОСТ 5698-
Зібрати турбокомпресор 060А. 51; набір гайкових ключів.
згідно технічних вимог
на сборку при
виготовленні.
Контрольна Стенд для обкатки і Набір гайкових ключів.
Обкатати і випробувати випробування
турбокомпресор на турбокомпресорів.
обкаточному стенді
згідно до технічних
вимог.
45
2.3 Визначення міцності зварного з'єднання
Міцність зчеплення металопокриття з основним металом є критично
важливою характеристикою, що визначає довговічність і надійність відновлених
деталей під час експлуатації.
Оцінка міцності зварного з'єднання проводиться за допомогою різних
методик руйнівного контролю, які передбачають випробування на:
нормальні руйнівні напруження відриву що діють перпендикулярно до поверхні
контакту.
дотичні напруження, створені крутним моментом або поздовжньою силою.
Методики визначення міцності зчеплення
1. Метод Олларда це руйнівний метод контролю, який передбачає
випробування шляхом відриву змінних штифтів, закріплених у нанесеному шарі.
Випробування виконуються на спеціальному розбірному блоці зразків.
Вимірювання сили, необхідних для відриву штифтів від наплавленого шару, що
дозволяло оцінити міцність зчеплення за нормальними руйнівними
напруженнями.
2. Випробування на розривній машині
зразки із нанесеним покриттям випробовували на розривній машині.
штифти фіксували в спеціальних затискачах, і до них прикладали навантаження,
яке поступово збільшувалося до моменту відриву.
фіксували значення максимального зусилля, яке дозволяло обчислити міцність
з'єднання покриття з основним металом.
Переваги методу Олларда:
висока точність вимірювання сил відриву.
можливість порівняння міцності зчеплення різних типів покриттів.
надійний спосіб оцінки якості металопокриттів у лабораторних умовах.
Методика визначення міцності зчеплення дозволяє контролювати якість
нанесення металопокриттів і забезпечує їхню відповідність експлуатаційним
46
вимогам. Результати випробувань застосовуються для оптимізації процесу
нанесення покриттів, вибору режимів наплавлення та корекції технологічних
параметрів.
Контроль міцності з'єднання є необхідним етапом при відновленні деталей,
що працюють у умовах високих механічних навантажень і потребують
підвищеної надійності.Міцність зварного з'єднання підраховували за виразом:
(2.1)
де F - зусилля відриву штифта; А - площа торця штифта.
47
2.4 Визначення мікротвердості
Мікротвердомір ПМТ-3 використовується для визначення мікротвердості
різних матеріалів, включаючи метали, сплави, мінерали та інші тверді матеріали,
шляхом вдавлювання алмазного індентора у поверхню зразка.
Принцип дії:
використовується алмазний індентор у формі чотиригранної піраміди з
квадратною основою. Кут між гранями піраміди при вершині становить 136°.
вимірюється довжина діагоналей залишеного відбитка після вдавлювання.
Мікротвердість обчислюється як відношення навантаження до площі поверхні
відбитка.
Методика проведення вимірювань:
1. Підготовка зразка:
поверхня зразка повинна бути ретельно відполірованою, чистою і рівною;
зразок закріплюється на столі мікротвердоміра.
2. Встановлення параметрів:
навантаження: 0,49 Н (50 г) або інше, залежно від вимог дослідження.
час витримки під навантаженням: зазвичай 10–15 секунд.
3.Процедура вимірювання:
алмазний індентор вдавлюється в поверхню зразка;
після зняття навантаження через оптичну систему мікротвердоміра
проводиться вимірювання довжин діагоналей залишеного відбитка (двох взаємно
перпендикулярних).
мікроскоп налаштовується так, щоб забезпечити чітке фокусування на
відбитку.
4. Обчислення мікротвердості:
105 F
Н 1,854 (2.2)
d 2
5. Повторення вимірювань:
48
Для підвищення точності вимірювань їх проводять у декількох точках
поверхні зразка (зазвичай 5–10 точок).
Особливості роботи з ПМТ-3
1. Точність:
висока точність вимірювань забезпечується завдяки оптичній системі та
стабільному навантаженню.
2. Контроль умов
зразок і мікротвердомір повинні знаходитися в стабільних температурних
умовах, щоб уникнути похибок.
3. Обробка даних:
результати вимірювань документуються, проводиться їх аналіз для
визначення розкиду значень та якості поверхні.
Переваги ПМТ-3:
широкий діапазон навантажень для різних матеріалів;
висока точність вимірювання мікротвердості;
можливість оцінки твердості матеріалів із тонкими покриттями та
неоднорідною структурою.
Застосування:
контроль якості покриттів;
дослідження властивостей матеріалів;
оцінка зміни мікротвердості після термічної чи хімічної обробки.
Мікротвердомір ПМТ-3 забезпечує надійний і точний спосіб визначення
мікротвердості, що дозволяє використовувати його в дослідницьких і виробничих
процесах.
49
Рисунок 2.4 Мікротвердомір ПМТ-3
50
2.5 Визначення зносостійкості покриття
При експлуатації робочих поверхонь валів тракторів, автомобілів та
сільськогосподарських машин основним типом тертя є ковзання. У таких умовах
працює система "вал – підшипник". Зносостійкість тестували на машині тертя
типу «СМЦ-2», використовуючи схему буксового тертя.
Щоб отримати максимально точні та об’єктивні результати, бажано
наблизити умови випробувань до реальних робочих умов деталей. Однак це
робить дослідження трудомісткими та тривалими. Для порівняння зносостійкості
металевих покриттів зазвичай застосовують прискорені методики. Такі
лабораторні дослідження дозволяють з достатньою точністю отримати
порівняльні коефіцієнти зносостійкості
Ролики для наплавки виготовляли зі сталі 45 (нормалізованої, за ГОСТ
1051-88), а контртіло складалося з колодок із сірого чавуну марки СЧ-10 (ГОСТ
1412-85).
Оптимальні навантаження і умови тертя визначалися експериментально,
щоб уникнути схоплювання поверхонь, що супроводжується різким зростанням
моменту тертя. Для запобігання перегріву мастильне середовище охолоджували
водопровідною водою, а як мастило використовували моторне масло 63/12Г1
(ГОСТ 10541-78). Температура нагріву мастила не перевищувала 70-90°C.
Контактний тиск під час випробувань становив 28 МПа, а частота обертання
шпинделя — 1000 хв⁻¹. Тривалість випробувань одного зразка становила 12
годин.
Під час досліджень виділяли три стадії зносу: приробіток, сталий знос і
катастрофічний знос. Для оцінки зносостійкості використовували показники
сталого зносу. У ході експериментів знос визначали на всіх трьох стадіях,
вимірюючи знос як роликів, так і контртіла кожні 3 години. Завершення стадії
приробітку визначали за стабілізацією моменту тертя.
51
Висновки до розділу 2
В другому розділі було розглянуто: схеми електроконтактного
приварювання сталевих дротів, обладнання для електроконтактного
приварювання. Також розглянуто методики по визначеню міцності зварного
з'єднання, визначенню мікротвердості, визначенню зносостійкості покриття.
52
РОЗДІЛ 3. РЕЗУЛЬТАТИ ЕКСПЕРЕМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ
3.1Результати випробувань на зносостійкість
Зносостійкість металопокриття - найважливіша характеристика якості
відновлення валів. У більшості випадків саме ця експлуатаційна характеристика
визначає ресурс відновлених валів.
Для оцінки зносостійкості відновлених поверхонь були проведені
прискорені порівняльні зносні випробування. Для експериментів були
викоритсані зразки-ролики діаметром 50 мм двох серій: 1) наварені дротом ПК-2
за першим режимов 2) наварені дротом ПК-2 за другим режимов. Конртілом
служили колодочки з сірого чавуну СЧ15 ГОСТ 1412-85.
Зносне випробування проводилися на машині тертя СМЦ-2 протягом 12
годин при частоті обертання шпинделя 300 об / хв і питомому тиску 5 кПа. Для
змащення використовувалося масло М-63 / 12Г, в якості забруднювача
використовувався абразивний порошок карбіду кремнію №10. Величина зносу
визначалася методом штучних баз.
При проведенні експериментів визначалися знос як роликів, так і контртіло,
фіксувався момент тертя МТР.
Результати прискорених випробувань на зношення показані на рис. 3.1.
160
140
120
100
80
60
40
20
0
0 3 6 9 12 15
Т,ч
Рисунок 3.1 Величина і характер зносу зразків та контро тіла за режимом 1
53
З, кмк
140
120
100
80
60
40
20
0
0 3 6 9 12 15
Т,ч
Рисунок 3.2 Величина і характер зносу зразків та контро тіла за режимом 2
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
0 3 6 9 12 15
Т,ч
Рисунок 3.3 Зміна моменту тертя при зносних випробуваннях
Період приробітку тертьових пар тривав близько трьох годин. У цей період
54
М, Нм
З, кмк
момент тертя МТР збільшився до максимального значення 160 ... 175 Нм, а
характер зносу зразків всіх трьох серій був прискорений. Найбільш швидко в
період приробітку зношувалися еталонні зразки 1 серії, знос зразків з покриттями
відбувався менш інтенсивно. При випробуваннях при сталому режимі зносу
момент тертя падає, температура в контакті стабілізується. Інтенсивність зносу
всіх серій зразків на цьому етапі істотно падає в порівнянні з періодом
приробітку. Але і при сталому режимі тертя швидкість зносу роликів третьої серії
найнижча. Як видно з рис. 3.3, картина зносу контртіло - чавунних колодок
відповідає картині зносу роликів. Аналогічно відбувається і знос контртіла.
Найбільш інтенсивно відбувається знос колодок, що сполучаються з еталонними
роликами. Колодочки, що сполучаються із зразками отриманих за другим
режимом, навареними, зношуються з найменшою швидкістю.
В результаті проведених випробувань можна зробити висновок наступний.
Найбільшу зносостійкість, як в період приробітку, так і при сталому процесі
зношування, показали зразки другого режиму, покриття. Дещо гірше
зносостійкість в умовах абразивного зношування у зразків першої групи.
Це пояснюється найбільш високою зносостійкістю зразків другого режиму
найбільш високою середньою твердістю металопокриття, а також відсутністю в
покритті несплошностей, в яких накопичується абразивний порошок.
Визначені нами коефіцієнти зносостійкості покриттів дані в таблиці 3.1.
Таблиця 3.1 Твердість і зносостійкість металопокриттів, сформованих
різними способами
№ Спосіб відновлення Твердість, Коефіцієнт
п.п. HRC зносостійкості КЗ
1 ЕКПП дротом ПК-2 з наступним 53…56 1,34...1,39
гартуванням т.в.ч.
55
3.2 Дослідження мікротвердості
Мікротвердість приповерхневих шарів навареного металу дорівнює 10,0
ГПа для вуглецевого дроту ПК-2 ГОСТ 9389-75 і 7,7. Значення твердості, заміряні
в різних зонах контактної площадки і ЗТВ, показані на рис. 3.3 а
HV
12000
9000
6000
3000
0
0 0.5 1 1.5 2
, мм
Рисунок 3.4 Значення мікротвердості НV в перерізі одиничної площадки
металопокриття і в зоні термічного впливу:дріт ПК-2, основа сталь 40Х
Для дроту ПК-2 значення поверхневої твердості металопокриття досягає
значень 63.65 НRС. Така твердість, близька до гранично значення для даного
матеріалу присадного дроту (сталь 65Г), постійна по довжині і ширині зварного
валика. Структура металу сформована при високій швидкості охолодження в
масивномубронзовому ролик-електроді у поєднанні з тиском з боку інструменту.
Нижні шари металу деталі м'якші, вони охолоджуються переважно в сталеву
деталь з меншими швидкостями. Глибина зони термічного впливу, як видно з
фотографій на рис. 3.5, дорівнює 0,9 ... 1,0 мм.
56
Рисунок 3.5 Поперечні перерізи площадок металопокриття і схема
вимірювання мікротвердості
На рис. 3.5, виконаних при більшому збільшенні (х50), зона стику візуально
не проглядається, так як в ній утворилися загальні зерна основного і
присадочного металів. Таке зварене з'єднання рівноміцне основному металу і
відрізняється підвищеною пластичністю. У нанесеному шарі відсутні гартівні
тріщини і непровари.
Як і при будь-якому виді наплавлення по гвинтовій лінії отримати
структурно однорідне, загартоване металопокриття не вдається через повторний
термічний вплив на раніше наварений зварений валик з боку подальшого,
суміжного. При приварках з перекриттям по ширині валиків частина навареного
загартованого металу відпускається, його твердість падає (рисунок 3.6). Залежно
від розташування металу по ширині і глибині зварного валика зміна структури і
зниження твердості виходить різною, а сама картина розподілу структурних
складових покриття і ЗТВ досить складною. Структурна неоднорідність - істотний
недолік, що знижує якість відновлення і негативно впливає на міцність від утоми
реставруючих валів.
57
Рисунок 3.6 Зона стику основного і присадочного металів при приварці: а -
дроту ПК-2
Рисунок 3.7 Формування структури металопокриття і ЗТВ при приварці по
гвинтовій лінії (х5)
При вимірах твердості металопокриття з рівним кроком по утворюючому
циліндричному зразку можна побудувати картину розподілу твердості по ширині
зварного валика. Коефіцієнт варіації вимірів поверхневої твердості по ширині
валика (відношення середнього відхилення значень вимірів твердості до
середньоарифметичної величини) дає можливість кількісно оцінювати ступінь
структурної неоднорідності металопокриття.
В результаті проведених металографічних досліджень можна зробити
висновок про те, що формується якісне, термомеханічне зміцнене
металопокриття, міцність зчеплення якого дорівнює міцності основного металу
деталі. У покритті не має дефектів структури у вигляді пор, тріщин і непроварів.
58
3.3 Вплив технологічних параметрів на властивості покриттів
Технологічні параметри будь-якого процесу, що розробляється, повинні
забезпечувати задані властивості покриття, яке припікається, і працездатність
деталі в цілому.
З метою визначення оптимальних режимів процесу ЕКНП досліджувався
вплив технологічних параметрів на формування шару порошку і на міцність
зчеплення його з основою.
Основними параметрами, що визначають режим наварювання та
позначаються на властивостях покрить, є тиск, сила струму, швидкість
наварювання.
В результаті експериментальних досліджень було встановлено залежність від
тиску таких основних експлуатаційних параметрів таких як міцність зчеплення,
пористість. З графіків (рис. 3.8) видно, що оптимальне значення тиску, при якому
досягається необхідна міцність зчеплення (100 МПа) при необхідній пористості до 7
% складає 40...55 МПа.
Крім тиску, не менш важливим технологічним параметром при ЕКНП є
струм. Струм, необхідний для нанесення якісних покрить, повинен мати таку
величину яка б забезпечувала нагрівання порошкового шару до температури
(0,9...0,95)Тпл. Як з’ясувалося, розміри частинок порошку значною мірою
впливають на питомий електроопір порошкового шару, а отже і на струм
наварювання. Частинки порошку меншого розміру мають вищий електроопір
через велику загальну площу поверхні контакту, яка як правило вкрита окисними
плівками, а отже для нагрівання до потрібної температури потребують вищого
значення сили струму. Однак покриття з порошків крупної фракції (рис. 3.15)
мають погану міцність зчеплення через високу пористість (малу площу контакту з
основою).
59
140
120
100
80
60
40
20
0
0 10 20 30 40 50 60
Тиск припікання Р, Мпа
Рисунок 3.8 Залежність міцності зчеплення від тиску
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
0 10 20 30 40 50 60
Тиск припікання Р, Мпа
Рисунок 3.9 Залежність пористості від тиску
60
Пористість, %
Міцність зчеплення, Мпа
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16
струм, кА
Рисунок 3.10 Залежність міцності зчеплення від сили струму
61
Міцність зчеплення, МПа
3.4 Дослідження структури і твердості металопокриття і зони
термічного впливу
На рис. 3.11 наведені фотографії металопокриттів, сформованих
електроконтактним наварюванням.
Рисунок 3.11 Фотографія поверхні зразка
При застосуванні технології електроконтактного наварювання початкове
(до приварювання) становище присадних дротів визначають візуально, в
більшості випадків неточно, внаслідок чого на відновлювану поверхню зварні
витки наносяться по гвинтовий лінії нерівномірно. Є ділянки покриття із зайвим
перетином витків і ділянки з міжвитковими зазорами. Структура такого покриття
не суцільна і неоднорідна.
Для забезпечення міцного зварного з'єднання необхідно правильно вибрати
режими приварювання. Присадні дроти повинні бути розігріті до температур, при
яких різко знижуються характеристики пружності сталі. Досить прогрітий
присадний метал легко пластично деформується зусиллям роликів-електродів,
відносне його переміщення по відновлюваній поверхні деталі призводить до
видалення з контактів щільних гідрооксідних плівок.
62
3.5 Відновлення зношених деталей типу «ВАЛ»
В результаті аналізу теоретичних і експериментальних досліджень
проведених були складені загальні рекомендації з проектування технологічних
процесів відновлення валів автотракторної і сільськогосподарської техніки
способом електроконтактної наплавки.
Даний метод рекомендується перш за все для реставрації широкої
номенклатури деталей, робочі поверхні яких зношені. Виняток становлять
найбільш навантажені колінчасті вали, що не мають значного запасу міцності, які
відновлювати недоцільно без додаткових зміцнюючих операцій.
Даним способом можуть відновлюватися поверхні діаметрами до 80 мм і з
зносом до 0,5 ... 0,7 мм на сторону. На поверхні діаметром понад 80.100 мм дріт
погано приварюється.
Найбільш якісне покриття формується в тому випадку, якщо основний і
присадний метали збігаються за хімічним складом (або не сильно відрізняються).
Більшість виготовляються з конструкційних сталей. Для відновлення валів
сільськогосподарської техніки рекомендуються дріт мароки ПК-2, який є
найбільш доступним і недорогим Його хімічний склад відповідає сталі 65 або 65Г.
Діаметр присадного дроту вибирається виходячи з необхідної товщини
металопокриття. При застосуванні дроту діаметром 1,8 мм формується покриття
товщиною 0,44 ... 0,71 мм. При подальшій шліфовці знімається дефектний шар
товщиною 0,15-0,20 мм на сторону, тобто товщина шару після механічної
обробки дорівнює 0,3 ... 0,5 мм, тобто дротом діаметром 1,8 мм можна
відновлювати більшість валів сільськогосподарської техніки.
На рис. 3.7 наведені фотографії деталей, відновлених за даною технологією.
63
а
б
Рисунок 3.12 Фотографії валів до(а) і піосля(б) відновлення
Рисунок 3.13 Поверхня вала із зношеними хвостовиками
64
Рисунок 3.14 Зношені ділянки на валу
Рисунок 3.15 Відновлені ділянки на валу
Перед наплавленням металопокриття необхідно виконати правку вигнутих
валів на пресі, а також відновити їх центрові отвори. Хоча міцне зварне з’єднання
можна отримати без ретельної підготовки поверхонь дроту та деталі,
продуктивність і швидкість процесу в такому випадку знижуються на 50%.
Для забезпечення якісного металопокриття рекомендується шліфувати
відновлювані поверхні до усунення одностороннього зносу, а дріт знежирювати,
протираючи його ганчіркою, змоченою гасом або дизельним паливом.
Ключовим елементом наплавної установки є ролик-електрод. Робоча
поверхня ролика зазнає значного силового впливу та високих температур, що
спричиняє утворення кільцевої канавки зносу на його циліндричній поверхні. Це
погіршує умови деформації присадного дроту і негативно впливає на міцність
зварного з'єднання.
Охолодження деталі під час наплавлення здійснюється струменем води,
який подається в площину ролика-електрода на наварений шар із витратою 1,5–
2,5 л/хв. Вода одночасно захищає шар від окислення. Додавання до води 1,2%
65
кальцинованої соди знижує тертя у контакті.
Контроль якості відновлення включає періодичне вимірювання твердості
покриття та перевірку міцності зварного з'єднання за осьовою пластичною
деформацією дроту. Чистова обробка відновлених поверхонь виконується
шліфуванням, яке забезпечує точність у межах 5–9 квалітетів і шорсткість Ra =
0,8...3,2. Рекомендується використовувати абразивні круги з електрокорунду на
бакелітовій зв’язці.
Визначення параметрів процесу:
1. Сила зварювального струму I :
визначається як добуток площі контакту A присадного металу з відновлюваною
поверхнею на щільність ліній струму, де для легованої сталі оптимальне
становить 360–390 А/мм² (на 15–20% вище від стандартного значення 340–360
А/мм²).
2. Зусилля притискання F:
Розраховується як добуток площі контакту на оптимальний тиск p , який
визначається експериментально.
3. Тривалість імпульсів струму:
Повинна бути достатньою для створення міцних металевих зв’язків між
поверхнями.
4. Швидкість шовного зварювання:
Вибирається з урахуванням релаксації напружень у стику, що виникають
під час зварювання.
5. Герметичність з'єднань
Забезпечується вибором кроку зварювання, який гарантує перекриття
зварних точок по довжині шва.
6. Осьова деформація:
Для оптимального результату має становити 0,44–0,46, що відповідає
міцності з’єднання, рівній міцності основного металу.
66
7. Вибір діаметра дроту d:
Залежить від ступеня зносу поверхні деталі. Ширина зварного валика
визначається залежно від діаметра деталі і дроту.
8. Товщина металопокриття:
Повинна перевищувати необхідну товщину на величину шару, що
знімається під час шліфування (0,15–0,20 мм).
Оптимальні параметри забезпечують отримання якісного, герметичного
зварного з'єднання з необхідною міцністю та зносостійкістю.
Таблиця 3.2 Значення товщини металопокриття (в чисельнику, мм) і
ширини зварного валику В (в знаменнику, мм)
Діаметр Діаметр наплавленої шийки вала , мм
присадочного 20 30 40 50 60 80
дроту, мм
1,6 0,39/4,19 0,44/3,73 0,48/3,40 0,52/3,14 0,56/2,93 0,63/2,59
Таблиця 3.3 Площа контактної площадки з боку вала А (в чисельнику мм) і
діюче значення зварювального струму I (в знаменнику, кА)
Діаметр Діаметр наплавленої шийки вала , мм
присадочного 20 30 40 50 60 80
дроту, мм
1,6 15,6/5,62 16,0/5,7 16,3/5,87 16,5/5,94 16,8/6,05 17,0/6,12
6
Зусилля, що забезпечує контакт між присадним і основним металами, є
ключовим фактором для створення зварного з’єднання. Збільшення тиску p у зоні
контакту знижує перехідні опори між «інструментом і дротом» та «дротом і
деталлю». Це зменшує тепловиділення у зоні формування з’єднання. За
оптимальних режимів температура присадного металу досягає 1150–1200 °C, що є
необхідним для забезпечення якісного нагріву та пластичності металу.
67
Таблиця 3.4 Значення зусилля F на ролику-електроді, кН
Діаметр Діаметр наплавленої шийки валу 2R, мм
присадочного 20 30 40 50 60 80
дроту, d, мм
1,6 0,99 1,08 1,05 1,06 1,08 1,11
Тривалість імпульсів струму та пауз:
Під час імпульсу струму присадний метал розігрівається до пластичного
стану та осаджується, що сприяє формуванню загального електричного поля,
встановленню хімічних зв’язків і об’ємній взаємодії між з’єднуваними
матеріалами. Як показали експерименти, процес формування з’єднання
завершується за 0,06 с.
Під час пауз з'єднання утримується під тиском, що дозволяє релаксувати
напругам, які виникають у матеріалі. Хоча тривалість пауз може варіюватися,
паузи менші за 0,08 с можуть призводити до утворення мікротріщин, що
знижують якість покриття.
Швидкість приварювання та крок наплавлення:
Окружна швидкість обертання деталі та крок наплавлення за гвинтовою
лінією визначаються так, щоб забезпечити утворення суцільного металопокриття.
Це дозволяє уникнути зазорів у стиках між суміжними зварними валиками та зон
непровару.
Оптимальне поєднання тиску, температури, тривалості імпульсів і
швидкості приварювання є критичним для отримання якісного, довговічного
покриття без дефектів.
68
Висновки до розділу 3
В результаті проведених випробувань було встановлено, що найбільшу
зносостійкість, як в період приробітку, так і при сталому процесі зношування,
показали зразки отримані за другим режимом обробкиу, це пояснюється найбільш
високою середньою твердістю металопокриття, а також відсутністю в покритті
несуцільностей, в яких накопичується абразивний порошок. Дещо гірше
зносостійкість в умовах абразивного зношування у зразків отриманох за першим
режимом..
Для дроту ПК-2 значення поверхневої твердості металопокриття досягає
значень 63 -65 НRС. Така твердість, близька до гранично значення для даного
матеріалу присадного дроту (сталь 65Г), постійна по довжині і ширині зварного
валика. Нижні шари металу деталі м'якші, вони охолоджуються переважно в
сталеву деталь з меншими швидкостями. Глибина зони термічного впливу, як
видно, дорівнює 0,9 ... 1,0 мм.
В результаті експериментальних досліджень було встановлено залежність від
тиску таких основних експлуатаційних параметрів таких як міцність зчеплення,
пористість. З графіків (рис. 3.8) видно, що оптимальне значення тиску, при якому
досягається необхідна міцність зчеплення (100 МПа) при необхідній пористості до 7
% складає 40...55 МПа.
Крім тиску, не менш важливим технологічним параметром є струм. Струм,
необхідний для нанесення якісних покрить, повинен мати таку величину яка б
забезпечувала нагрівання порошкового шару до температури (0,9...0,95)Тпл. Як
з’ясувалося, розміри частинок порошку значною мірою впливають на питомий
електроопір порошкового шару, а отже і на струм наварювання. Частинки
порошку меншого розміру мають вищий електроопір через велику загальну
площу поверхні контакту, яка як правило вкрита окисними плівками, а отже для
нагрівання до потрібної температури потребують вищого значення сили струму.
Однак покриття з порошків крупної фракції мають погану міцність зчеплення
через високу пористість.
69
РОЗДІЛ 4. ОХОРОНА ПРАЦІ
4.1. Аналіз умов праці та оцінка безпеки в надзвичайних ситуаціях при
електроконтактному наварюванні
При електроконтактному наварюванні існує можливість шкідливого впливу
на працівника наступних факторів виробничого середовища:
1) ураження електричним струмом при дотику людини до струмоведучих частин
електричного кола;
2) ураження променями електричної дуги очей і відкритої поверхні шкіри;
3) опіки від крапель металу й шлаків при наплавлюванні;
4) отруєння шкідливими газами, що виділяються при наплавлюванні й при
забрудненні приміщень пилом і випарами різних речовин;
5) пожежі від розплавленого металу й шлаків у процесі наплавлювання;
4.1.1. Електробезпека
Електробезпека - система організаційних і технічних заходів і засобів, що
забезпечують захист людей від шкідливого й небезпечного впливу електричного
струму, електричної дуги, електромагнітного поля й статичної електрики.
Основними причинами ураження електричним струмом є вплив
електричного струму, що проходить у електричному ланцюзі, дотик з відкритими
струмоведучими частинами й проводами (випадкове, не викликане виробничою
необхідністю, або внаслідок помилкової подачі напруги під час ремонтів і
оглядів); дотик до струмоведучих частин, ізоляція яких ушкоджена, доторкання
до струмоведучих частин через предмети з низьким опором ізоляції, дотик до
металевих частин устаткування, які випадково опинилися під напругою (у
результаті відсутності або ушкодження захисних пристроїв), зіткнення з
будівельними деталями конструкцій, які випадково опинилися під напругою, і ін.
Небезпеку ураження електричним струмом створюють джерела електричного
струму, електричний дріт (включаючи пускорегулюючу апаратуру),
70
електроустаткування підйомно-транспортних пристроїв, електрифікований
транспорт, високочастотні й освітлювальні установки.
Види електротравм.
Дія електричного струму на організм людини може викликати різні
електричні травми (електричний опік, металізацію шкіри, електричний знак) і
електричний удар.
Електричний опік може заподіяти електрична дуга (дуговий опік) або
контакт із струмопровідною частиною (струмний опік) за рахунок перетворення
енергії електричного струму в теплову.
Металізація шкіри відбувається в результаті механічного й хімічного
впливу струму, коли пароподібні або розплавлені металеві частки проникають
углиб шкіри й уражена ділянка набуває твердої поверхні.
Електричний знак — наслідок теплового впливу при протіканні струму
щодо великої величини через малу поверхню з відносно більшим опором при
температурі 50—115°С і гарному контакті, у результаті чого виникають запечені
або обвуглелі ділянки шкіри або припухлість її, а також відбиток від дотику
струмоведучої частини.
Електричний удар приводить до порушення живих тканин організму й
супроводжується мимовільними судорожними скороченнями м'язів при
проходженні через тіло людини електричного струму.
Електроофтальмія приводить до запалення зовнішніх оболонок очей, що
виникає в результаті впливу потужного потоку ультрафіолетових променів
електричної дуги.
Електричний струм впливає на нервову систему. Такий вплив виражається
дуже різко, тому що при проходженні через організм електричний струм вражає
величезну кількість чутливих нервів. Істотний вплив має дія електричного струму
на кістякову мускулатуру, викликаючи судорогу, і особливо на серце, викликаючи
фибриляцію його (окремі некоординовані «посмикування» волокон серцевого
м'яза). При цьому насосна функція серця припиняється й може наступити смерть.
71
Причиною смерті, крім фибриляції, може бути зупинка дихання або опік.
Ступінь важкості поразки людини електричним струмом залежить від
наступних факторів: опору тіла, величини, тривалості дії, роду й частоти струму;
шляхи струму в організмі, стану організму й умов зовнішнього середовища.
Технічні засоби захисту
У процесі експлуатації електронаплавлювальних установок потрібне
застосування спеціальних засобів захисту, які діляться на ізолюючі, що
обгороджують і допоміжні.
Ізолюючі засоби захисту діляться на основні й додаткові.
Основні ізолюючі засоби здатні тривалий час витримувати робочу напругу
електроустановки, тому ними дозволяється доторкатися струмоведучих частин,
що перебувають під напругою До таких засобів відносяться: діелектричні гумові
рукавички, інструмент із ізольованими рукоятками й стумошукачами.
Додаткові ізолюючі засоби мають недостатню електричну міцність і тому не
можуть самостійно захистити людину від ураження струмом. До таких засобів
відносяться: гумове взуття, коврики й ізолюючі підставки.
Гумове взуття й коврики як додаткові засоби захисту застосовують при
операціях, виконуваних за допомогою основних захисних засобів.
Огороджуючі засоби захисту призначені: для тимчасового огородження
струмоведучих частин; для попередження помилкових операцій (попереджувальні
плакати); для тимчасового заземлення відключених струмоведучих частин з
метою усунення небезпеки поразки працюючим струмом з випадковою появою
напруги (тимчасові захисні заземлення).
Допоміжні засоби захисту призначені для індивідуального захисту
працюючого від світлових, теплових і механічних впливів (захисні окуляри,
спеціальні рукавиці й т. п).
Захисне заземлення, занулення та відключення електронаплавлювальних
установок.
72
Призначення захисного заземлення - усунення небезпеки ураження
електричним струмом з появою напруги на конструктивних частинах
електроустаткування, тобто при замиканні на корпус.
Область застосування захисного заземлення - трифазні трьох провідні
мережі напругою до 1000 В з ізольованою нейтралью. Розрізняють заземлювачі
штучні, призначені винятково для цілей заземлення, і природні - металеві
предмети, що перебувають у землі.
У якості штучних заземлювачів застосовують звичайно вертикальні й
горизонтальні електроди. Як вертикальні електроди використовують сталеві
труби діаметром 3-5 см і кутову сталь розміром 40x40 до 60x60 мм довжиною 2,5-
3 м, сталеві прутки діаметром 10-12 мм. Для зв'язку вертикальних електродів і в
якості самостійного горизонтального електрода використовують смугову сталь
перетином не менш 4х12 мм або сталь круглого перетину діаметром не менш 6
мм.
У якості природних заземлювачів застосовують прокладені в землі металеві
труби, за винятком трубопроводів горючих рідин, горючих або
вибухонебезпечних газів, а також трубопроводів, покритих ізоляцією для захисту
від корозії.
Призначення занулення - аналогічно із призначенням захисного заземлення.
Область застосування занулення - трифазні чотирьохпровідні мережі з
напругою до 1000 В з глухозаземленою нейтраллю.
Принцип дії занулення - перетворення пробою на корпус в однофазне
замикання (тобто замикання між фазним і нульовим проводом) з метою створення
великого струму, здатного забезпечити спрацьовування захисту й тим самим
автоматично відключити ушкоджену установку від джерела мережі. Таким
захистом є: плавкі запобіжники й автоматичні вимикачі, установлювані перед
споживачами енергії для захисту від струмів короткого замикання Швидкість
відключення ушкодженої установки, тобто час із моменту появи напруги на
корпусі до моменту відключення установки від джерела електромережі, становить
73
5-7с., при захисті установки плавкими запобіжниками та 1-2 с. при захисті
автоматами. Захисне відключення - швидкодіючий захист, що забезпечує
автоматичне відключення електроустановки при виникненні в ній небезпеки
ураження струмом. Основними частинами пристрою захисного відключення є
прилад захисного відключення й автоматичний вимикач.
Прилад захисного відключення - сукупність окремих елементів, які
реагують на зміну якого небудь параметра електричної мережі і дають сигнал на
відключення автоматичного вимикача Таким елементом є датчик - пристрій, що
сприймає зміну параметра й перетворить його у відповідний сигнал.
Автоматичний вимикач-пристрій, що служить для вимикання й
відключення ланцюгів, що перебувають під навантаженням При коротких
замиканнях він повинен відключати ланцюг автоматично при надходженні
сигналу від приладу захисного відключення.
Міри забезпечення електробезпеки.
Необхідно надійно заземлювати корпус обладнання. Не слід доторкатися
голими руками (без діелектричних рукавичок) струмонесучих частин
зварювальних установок, а також проводів без ізоляції або з ушкодженою
ізоляцією.
Перед початком робіт необхідно перевіряти справність ізоляції
зварювальних проводів, наплавлювального інструмента й устаткування, а також
надійність всіх контактних сполучень зварювального ланцюга.
При тривалих перервах наплавлювального процесу джерело струму варто
вимикати.
Гнучкі дроти електроуправління електроконтактної установки при значній
їхній довжині повинні перебувати в гумових або брезентових рукавах. Варто
захищати зварювальні дроти від ушкоджень і при необхідності додатково
обмотувати їх брезентовою стрічкою.
Не можна ремонтувати електроконтактне устаткування й установки, що
перебувають під напругою.
74
При наплавленні не допускається працювати в мокрих рукавицях, взутті й
спецодязі.
Шафи, пульти й станини контактних наплавлювальних машин, усередині
яких розташована апаратура з відкритими струмоведучими частинами, що
перебувають під напругою, повинні мати блокування, що забезпечує зняття
напруги при їхньому відкриванні.
Педальні пускові кнопки контактних машин необхідно заземлювати й
контролювати надійність верхнього огородження, що попереджає мимовільні
включення.
4.1.2 Ураження променями електричної дуги очей і відкритих ділянок
шкіри
Наплавлювальні роботи є одним з видів діяльності, що відноситься до
категорії підвищеної небезпеки. Будь-які роботи, пов'язані з електроконтактним
наплавлюванням, повинні виконуватися в умовах обов'язкового дотримання
техніки безпеки. Техніка безпеки вимагає попереднього інструктажу,
застосування засобів індивідуального захисту й дотримання технології процесу
електроконтактного наплавлювання.
Фактори ризику
Будь-яке електроконтактне наплавлювання постійно супроводжують відразу
декілька факторів, які становлять небезпеку як для самого працівника, так і для
оточуючих його людей. До основних і самих небезпечних факторів відносяться:
ультрафіолетове й інфрачервоне випромінювання;
яскравість сліпучого світла;
іскри й бризи металу, що плавиться;
дим.
Ультрафіолетове й інфрачервоне випромінювання небезпечні подвійно.
Вони не сприймаються людським зором, а ультрафіолет руйнівно діє
безпосередньо на очі. Випромінювання ультрафіолету викликає ушкодження
75
кришталика, роговиці й сітківки ока. На відміну від сонячного світла, що
незначний по змісту ультрафіолету й поглинається внутріочною рідиною,
кришталиком і в основному не здатний досягти сітківки, випромінювання при
наплавлюванні значно вище й здатно дійти до сітківки, викликаючи фотохімічне
ушкодження. Якщо невеликий вплив ультрафіолету хоч і може ушкодити
сітківку, але не позбавить її здатності до відновлення, то інтенсивне й постійне
опромінення приведе до необоротних наслідків аж до часткової або навіть повної
втрати зору. Як мінімум, можна одержати опік роговиці й подразнення шкіри.
Інфрачервоне випромінювання, викликаючи нагрівання тканин, приводить до
опіків. При сполученні інфрачервоного й ультрафіолетового випромінювання
поріг впливу ультрафіолету знижується, збільшуючи ймовірність ушкоджень
очей.
Будь-які наплавлювальні роботи сполучені з яскравим світлом. Висока
інтенсивність світла приводить до сліпучої яскравості, що теж завдає шкоди очам.
Особливу небезпеку представляє синя частина спектра, що при сполученні з
інфрачервоним випромінюванням викликає фотохімічне ушкодження сітківки.
Бризи металів і іскри небезпечні для всього тіла. Вони можуть викликати
опіки, особливо при проникненні в очі. Також в очі можуть потрапити й просто
частки металів, бруд, смітинки та інші сторонні предмети, які викликають
механічні ушкодження.
Дим і інші шкідливі речовини супроводжують будь-який
електроконтактний наплавлюванний процес. Звичайно, вони в основному
негативно впливають на органи дихання, але очі теж піддаються впливу.
Найчастіше можна одержати подразнення слизистих оболонок і почервоніння
очей.
Засоби захисту
Засоби захисту при електроконтактних наплавлюванних роботах носять
переважно індивідуальний характер. Сьогодні на ринку представлена безліч видів
і моделей захисту очей. Основними є спеціальні окуляри, щитки, зварювальні
76
маски й шоломи. Вони можуть бути оснащені світлофільтрами, або фільтри
можуть встановлюватися окремо, як додатковий компонент. Світлофільтри
можуть бути незйомними або зйомними, що затемнюються, автоматичними й
іншими. Як правило, для постійних електроконтактних наплавлюванних робіт
висуваються відразу кілька модифікацій предметів захисту, а безпосередній вибір
залежить від конкретного виду роботи.
Сучасні засоби захисту при правильному їхньому застосуванні дозволяють
повністю запобігати всим можливим негативним наслідкам. Вони дуже зручні,
підбираються по розмірах, можуть мати додаткове оснащення, легкі по вазі.
Засобу захисту - це єдиний спосіб запобігти травмуванню очей.
4.1.3. Основні види травм і надання першої допомоги при ушкодженні
очей
При проведенні наплавлювальних робіт можливе одержання різних ушкоджень
очей. Сутність ушкодження визначає й засоби надання першої допомоги.
Основними видами травм є:
потрапляння в очі сторонніх предметів;
опіки.
У процесі зварювальних робіт в очі можуть потрапити будь-які сторонні
частки. В основному, це, звичайно, дрібні шматочки металу й окалини. Відразу ж
з'являється сльозотеча, як природний процес спроби виводу стороннього
предмета, потім виникає біль, особливо при миготінні й прагненні подивитися на
світло. Людині хочеться тримати око закритим, оскільки тільки в такому
положенні вдається трохи зменшити силу болючого синдрому. У першу чергу
необхідно закапати в око двопроцентний розчин льодокаїну (він зніме біль), потім
буде потрібно відігнути віко й, використовуючи тугий вологий тампон,
спробувати самостійно видалити сторонній предмет. Потім в око необхідно
закапати двадцятивідсотковий розчин сульфацил-натрію або краплі левоміцетину.
Такі маніпуляції варто робити тільки в тому випадку, якщо сторонній предмет
77
перебуває на поверхні й не проникнув в очне яблуко. Якщо самостійно витягти
частку не вдалося, або воно все-таки глибоко проникнуло в тканину ока,
обов'язково варто закапати яке-небудь із вищевказаних засобів, після чого
здійснити накладення стерильної пов'язки, викликати лікаря або «швидку» на
місце події або направити потерпілого в лікарню.
Імовірність одержання опіків у ході електроконтактних наплавлюванних
робіт дуже велика. Опіки можуть бути хімічні, променеві й термічні. Залежно від
ступеня ураження вони підрозділяються на чотири ступені. Найбільш тяжкими є
опіки 4 ступеня.
При термічних опіках (це стосується й променевих) у першу чергу очі слід
промити більшою кількістю води (холодної) або розчином перманганату калію
(марганцівки), причому розчин повинен мати ясно-рожевий колір. Після
промивання в око закопується двовідсотковий розчин льодокаїну, на крайній
випадок - будь-які очні краплі з анестетиком, потім двовідсотковий розчин
альбуциду або очний засіб для запобігання інфікування, а потім засіб для
регенерації слизистої оболонки ока (краплі сикапротекта). Подальше лікування
визначить уже лікар.
При всіх маніпуляціях потрібно дотримувати стерильності й у жодному разі
не допускати ймовірності ще більшого заподіяння шкоди. У кожному разі буде
потрібно огляд офтальмолога.
4.1.4. Захист від світлової радіації
Для захисту очей і працівника від світлової радіації й інших шкідливих
впливів технологічних процесів застосовують захисні ручні або наголовні щитки
(ГОСТ 12.4.011-87), наприклад щитки із кріпленням на касці, з непрозорим
корпусом. У прямокутні оглядові отвори щитків поміщають скляні світлофільтри
розмірами 52x102, 69x121 і 90x102 мм. Світлофільтри використовують типу «С»
зі скла ТС-3 із кваліфікаційним номером 13, а також типу «Е» з темного скла ТС-3
із кваліфікаційним номером 9.
78
Оточуючих працівників від світлової радіації дуги захищають пристроєм
кабін для працівників у цехах; переносними щитами або ширмами.
Для ослаблення контрасту між яскравістю зварювальної дуги й освітленістю
приміщення стіни й устаткування цехів (ділянок) необхідно фарбувати в сірий,
жовтий або голубий тон з розсіяним відбиттям світла.
При захворюванні очей від світлової радіації необхідно негайно звернутися
до лікаря, а при неможливості одержання швидкої медичної допомоги варто
робити примочку очей слабким розчином питної соди.
4.1.5. Захист органів дихання при електроконтактному наплавлюванні
Відповідно до ГОСТ 12.3.003-86 ССБТ «Работы электросварочные.
Требования безопасности» засоби індивідуального захисту органів дихання варто
застосовувати при відсутності місцевих витяжок. У деяких випадках місцеві
витяжні пристрої не можуть забезпечити необхідних параметрів повітряного
середовища, тому також необхідне застосування засобів індивідуального захисту
органів дихання.
Коли концентрації газів у зоні дихання невеликі, можна застосовувати
протипилові респіратори ШБ-1 «Лепесток», «Астра-2». Тканина цих респіраторів
(ФП) розроблена Фізико-хімічним інститутом ім. Л. Я. Карпова (м. Москва).
Практика показала, що цю тканину можна застосовувати для захисту від
мікробного, отруйного і нетоксичного пилу.
Інститутами охорони праці були розроблені кілька варіантів щитків і масок
із примусовою подачею повітря. Їхніми основними недоліками були значні об'єми
подаваного повітря (12 і 30 м3/год) і різке охолодження працівника. Тому вони не
одержали широкого застосування. Використовують стандартну маску, для
полегшення, яка виготовлена з фібри товщиною 1 мм (загальна маса маски не
перевищує 700 г).
79
Повітря для установки може подаватися від вентилятора високого тиску; від
ротаційної повітродувки; від заводських поршневих компресорів або
турбокомпресорів. У випадку використання вентиляторів високого тиску шланги
повинні бути невеликої довжини (до 10 м) із внутрішнім діаметром 20-25 мм.
При роботі у працівника спостерігається збільшення об'єму легеневої
вентиляції в результаті впливу таких факторів, як вплив променистого тепла,
порушення терморегуляції в захисному спецодязі. Для забезпечення нормальної
легеневої вентиляції, підтримки гігієнічної норми вуглекислого газу й відносної
вологості під маску варто подавати не менш 100 л повітря у хвилину.
Незначна концентрація пилу (0,94 мг/м3) у зоні дихання працівника при
роботі в масці з подачею повітря, гарне суб'єктивне відчуття працівників і
самопочуття (частота пульсу й дихання нижче, ніж при роботі без маски),
відсутність виділення поту зі шкіри особи дозволили рекомендувати її для
широкого застосування при електроконтактних наплавлюванних роботах.
4.1.6. Протипожежні заходи при наплавлюванні
Найбільшу пожежну небезпеку представляє електроконтактне
наплавлювання відкритою дугою, при якій від дуги в різні сторони розлітаються
розпечені частки металу. Відомі випадки загоряння від іскор електродугового
зварювання промаслених або просочених бензином ганчірок, паперу, що
перебувають на відстані 3-4 м від місця зварювання.
Пожеженебезпечні різні види зварювання й наплавлення не тільки через
розпечені металеві частки, що відлітають, алей через можливість виникнення
пожежі через несправність електроконтактного наплавлюваного устаткування.
Так, при несправному пристрої зворотного проводу, що з'єднує апарат з виробом,
його опір проходженню струма може виявитися вище, ніж опір інших обхідних
шляхів, і тоді частина зварювального струму (так званий блукаючий струм)
80
протікає по цих нових шляхах, що приведе до іскріння й нагрівання місць зі
значним перехідним опором.
Приміщення необхідно безупинно вентилювати й установити ретельний
контроль за станом повітряного середовища шляхом проведення експрес-аналізів
і застосування для цієї співали газоаналізаторів.
При проведенні наплавлювальних робіт забороняється користуватися
одягом і рукавицями зі слідами масел і жирів, бензину, гасу й інших горючих
рідин.
Перед початком електроконтактного наплавлювання необхідно перевірити
справність наплавлювальної апаратури, підготовленість робочого місця в
протипожежному відношенні: наявність засобів пожежогасіння, внутрішніх
пожежних кранів, піску, вогнегасників. Якщо робоче місце не підготовлене, до
робіт приступати не можна. Під час роботи не слід допускати влучення іскор
розплавленного металу й розкидання електродних недогарків на горючі
конструкції й матеріали, а після роботи треба ретельно оглянути робоче місце.
Особи, що не здали випробування по наплавлювальним роботах, а також не
минулу попередню перевірку знань ними правил пожежної безпеки, до виконання
робіт, навіть тимчасових, не допускаються.
4.1.7. Шкідливі речовини, що виділяються при електроконтактному
наплавлюванні
Як відомо, наплавлювальні процеси відрізняються інтенсивними
тепловиделениями (променистими й конвективними), пилевиділенням, що
призводить до великої запиленності виробничих приміщень токсичним
мелкодисперсним пилом, і газовиділенями, що діють негативно на організм
працюючих.
Висока температура зварювальної дуги сприяє інтенсивному окислюванню
й випару металу, флюсу. Окисляючись киснем повітря, ці пари утворять
мелкодисперсний пил, а виникаючі при зварюванні конвективні потоки несуть
81
гази й пил нагору, що призводить до великої запиленості й загазованості
виробничих приміщень. Зварювальний пил - мілкодисперсний, швидкість витання
її часток - не більше 0,08 м/с, осідає він незначно, тому розподіляєтьсяґ по висоті
приміщення в більшості випадків рівномірно, що надзвичайно ускладнює
боротьбу з нею.
Основними компонентами пилу при зварюванні є окисли заліза, марганцю й
кремнію (близько 41, 18 і 6% відповідно). У пилу можуть утримуватися інші
сполуки легуючих елементів. Токсичні включення, що входять до складу
зварювального аерозолю, і шкідливі гази при їхньому потраплянні в організм
людини через дихальні шляхи можуть мати на нього несприятливий вплив і
викликати ряд профзахворювань. Дрібні частки пилу (від 2 до 5 мкм), що
проникають глибоко в дихальні шляхи, становлять найбільшу небезпеку для
здоров'я, пилинки розміром до 10 мкм і більше затримуються в бронхах, також
викликаючи їхнє захворювання.
До найбільш шкідливих пилових виділень відносяться окисли марганцю, що
викликають органічні захворювання нервової системи, легенів, печінки й крові;
сполуки кремнію, що викликають у результаті вдихання їхній силікоз; сполуки
хрому, здатні накопичуватися в організмі, викликаючи головні болі,
захворювання травних органів, малокрів'я; окис титану, що викликає
захворювання легенів. Крім того, на організм несприятливо впливають сполуки
алюмінію, вольфраму, заліза, ванадію, цинку, міді, нікелю й інших елементів.
Біологічні властивості електрозварювального пилу описані в роботі К. В.
Мигая, у якій аналізуються три основних гігієнічних показники шкідливості пилу:
розчинність, затримка при подиху легеневою тканиною й фагоцитоз.
Шкідливі газоподібні речовини, потрапляючи в організм через дихальні
шляхи й травний тракт, викликають іноді важкі ураження всього організму. До
найбільш шкідливих газів, що виділяється при наплавлюванні, відносяться окисли
азоту (особливо двоокис азоту), що викликають захворювання легенів і органів
кровообігу; окис вуглецю (задушливий газ) - безбарвний газ, має кислуватий смак
82
і запах; будучи важче повітря в 1,5 рази, іде вниз із зони дихання, однак,
накопичуючись у приміщенні, витісняє кисень і при концентрації понад 1 %
приводить до роздратування дихальних шляхів, викликає втрату свідомості,
задишку, судороги й ураження нервової системи; озон, запах якого в більших
концентраціях нагадує запах хлору, утвориться при зварюванні в інертних газах,
швидко викликає роздратування очей, сухість у роті й болю в грудях; фтористий
водень - безбарвний газ із різким запахом, діє на дихальні шляхи й навіть у
невеликих концентраціях викликає роздратування слизистих оболонок.
Крім аерозолів і газів несприятливий вплив на працюючих у виробництві
має ще ряд явищ, що не усуваються за допомогою вентиляції, але в сукупності зі
шкідливими речовинами погіршують умови праці. Це - промениста енергія
зварювальної дуги, ультрафіолетова й інфрачервона радіація, що викликають
опіки відкритих частин тіла й іноді (особливо влітку) перегрів організму; шум, що
у сполученні з ультразвуковими коливаннями викликає стійке зниження слуху
у працюючих.
Практика показує, що вентиляція в сукупності з комплексом заходів
технологічного й організаційного характеру дозволяє знизити концентрації
шкідливих речовин до гранично припустимих і сприяє значному оздоровленню
умов праці працюючих на виробництві.
83
4.2. Безпека в надзвичайних ситуаціях
Основні заходи і засоби захисту населення і територій
Основним завданням цивільного захисту при виникненні надзвичайних
ситуацій є захист населення.
Захист населення — це створення необхідних умов для збереження життя і
здоров'я людей у надзвичайних ситуаціях.
Головна мета захисних заходів — уникнути або максимально знизити
ураження населення.
До системи захисту населення і територій, що проводяться в масштабах
держави у разі загрози та виникнення надзвичайних ситуацій належать:
інформація та оповіщення, спостереження і контроль, укриття в захисних
спорудах, евакуація, інженерний, медичний, психологічний, біологічний,
екологічний, радіаційний і хімічний захист, індивідуальні засоби захисту,
самодопомога, взаємодопомога в надзвичайних ситуаціях.
Інженерний захист
З метою запобігання виникненню надзвичайної ситуації техногенного та
природного характеру здійснюються заходи інженерного захисту під час
проектування й експлуатації споруд та інших об'єктів господарювання, наслідки
діяльності яких можуть шкідливо вплинути на безпеку населення і довкілля.
Заходи інженерного захисту населення і території мають передбачати: під час
розроблення генеральних планів забудови населених пунктів і ведення
містобудування враховувати можливі прояви небезпечних і катастрофічних явищ
і раціональне розміщення об'єктів підвищеної небезпеки з урахуванням можливих
наслідків їхньої діяльності у разі виникнення аварії; спорудження будинків,
будівель, споруд, інженерних мереж і транспортних комунікацій із заданими
рівнями безпеки та надійності; розроблення і здійснення заходів безаварійного
функціонування об'єктів підвищеної небезпеки, створення комплексної схеми
захисту населення пунктів та об'єктів господарювання від небезпечних природних
процесів; розроблення і здійснення регіональних та місцевих планів запобігання
84
надзвичайних ситуацій і ліквідації їх наслідків; організацію будівництва
протизсувних, протиповіневих, протиселевих, протилавинних, протиерозійних та
інших інженерних споруд спеціального призначення; реалізацію заходів
санітарної охорони території.
Медичний захист
Для запобігання ураженню людей або зменшення його ступеня, своєчасного
надання медичної допомоги постраждалим, забезпечення епідемічного
благополуччя в зонах надзвичайних ситуацій техногенного та природного
характеру необхідно проводити такі заходи: планування і використання наявних
сил і засобів закладів охорони здоров'я незалежно від форм власності й
господарювання; розгортання в умовах надзвичайної ситуації необхідної кількості
лікувальних закладів; завчасне застосування профілактичних медичних
препаратів та санітарно-епідеміологічних заходів, контроль якості харчових
продуктів, продовольчої сировини, питної води і джерел водопостачання, стану
атмосферного повітря та опадів, стану довкілля, санітарно-гігієнічної та
епідеміологічної ситуації; завчасне створення і підготовку медичних формувань,
медичного персоналу та загальне медико-санітарне навчання населення,
накопичення медичних засобів захисту, медичного та спеціального майна і
техніки, навчання населення способів надання першої медичної допомоги;
недопущення впливу на здоров'я людей шкідливих факторів навколишнього
середовища та наслідків надзвичайних ситуацій.
Біологічний захист
Біологічний захист передбачає своєчасне виявлення біологічного
зараження, проведення комплексу адміністративно-господарських, режимно-
обмежувальних і спеціальних протиепідемічних та медичних заходів.
Біологічний захист передбачає проведення колективних індивідуальних
заходів захисту; запровадження карантину та обсервації; знезаражування
осередку уражених людей, тварин, урожаю, своєчасну локалізацію зони
біологічного ураження; проведення екстреної та специфічної профілактики;
85
запровадження та додержання протиепідемічного режиму підприємствами,
установами та організаціями незалежно від форм власності й господарювання та
населенням; прогнозування масштабів розвитку наслідків біологічного зараження.
Радіаційний та хімічний захист
Радіаційний та хімічний захист передбачає виявлення та оцінювання
радіаційної та хімічної обстановки, організацію та проведення дозиметричного і
хімічного контролю, розроблення типових режимів радіаційного захисту,
забезпечення засобами індивідуального та колективного захисту, організацію і
проведення знезаражування.
Заходи радіаційного і хімічного методу забезпечуються: завчасним
накопиченням і підтриманням у готовності засобів індивідуального захисту,
приладів дозиметричного і хімічного контролю, якими забезпечуються
насамперед особовий склад формувань, які беруть участь в аварійно-рятувальних
та інших невідкладних роботах, а також персонал радіаційно і хімічно
небезпечних об'єктів і населення, яке проживає в зонах небезпечного зараження
та біля них; терміновим впровадженням засобів, способів і методів виявлення та
оцінювання масштабів і наслідків аварії на радіаційно та хімічно небезпечних
об'єктах; створенням засобів захисту і приладів дозиметричного і хімічного
контролю; підготовкою об'єктів побутового обслуговування і транспортних
підприємств для проведення санітарної обробки людей та спеціальної обробки
одягу, майна і транспорту; завчасним створенням, пристосуванням та
використанням засобів колективного захисту населення від радіаційного та
хімічного ураження, організацією допомоги населенню в придбанні в особисте
використання засобів індивідуального захисту і дозиметрів.
86
Висновоки до розділу 4: в розділі було проведено аналіз умов праці та
оцінка безпеки в надзвичайних ситуаціях при електроконтактному наварюванні, а
саме електробезпека, ураження променями електричної дуги очей і відкритих
ділянок шкіри, основні види травм і надання першої допомоги при ушкодженні
очей , захист від світлової радіації, захист органів дихання при
електроконтактному наплавлю ванні, протипожежні заходи при наплавлю ванні,
шкідливі речовини, що виділяються при електроконтактному наплавлю ванні,
безпека в надзвичайних ситуаціях
87
ВИСНОВКИ
1. Проведено літературний огляд сучасних методів відновлення
зношених поверхонь.
2. Досліджено процес електроконтактного наплавлення для відновлення
зношених поверхонь машин.
3. Визначено методи дослідження відновлених поверхонь деталей
машин
4. В результаті проведених випробувань було встановлено, що
найбільшу зносостійкість, як в період приробітку, так і при сталому процесі
зношування, показали зразки отримані за другим режимом обробкиу, це
пояснюється найбільш високою середньою твердістю металопокриття, а також
відсутністю в покритті несуцільностей, в яких накопичується абразивний
порошок. Для дроту ПК-2 значення поверхневої твердості металопокриття
досягає значень 63 -65 НRС. Нижні шари металу деталі м'якші, вони
охолоджуються переважно в сталеву деталь з меншими швидкостями. Глибина
зони термічного впливу, як видно, дорівнює 0,9 ... 1,0 мм. В результаті
експериментальних досліджень було встановлено залежність від тиску таких
основних експлуатаційних параметрів таких як міцність зчеплення, пористість.
Оптимальне значення тиску, при якому досягається необхідна міцність зчеплення
(100 МПа) при необхідній пористості до 7 % складає 40...55 МПа. Струм,
необхідний для нанесення якісних покрить, повинен мати таку величину яка б
забезпечувала нагрівання порошкового шару до температури (0,9...0,95)Тпл.
Розміри частинок порошку значною мірою впливають на питомий електроопір
порошкового шару, а отже і на струм наварювання. Частинки порошку меншого
розміру мають вищий електроопір через велику загальну площу поверхні
контакту, Однак покриття з порошків крупної фракції мають погану міцність
зчеплення через високу пористість.
5. В розділі охорона праці проведено аналіз умов праці при
електроконтактному наварюванні.
88
Список використаною літератури
1. Інженерія поверхні: Підручник / К. А. Ющенко, Ю. С. Борисов,
В. Д. Кузнецов, В. М. Корж — К.: Наукова думка, 2007. — 559 с.
2. Основи трибології та хімотології: Навч. посібник. Венцель Є.С.,
Лисіков Є.М., Євтушенко А.В. - Харків: УкрДАЗТ, 2007. – 242 с.
3. Надійність машин та обладнання : навчальний посібник. Ч. 1. Оцінка та
забезпечення надійності машин та обладнання / А. В. Новицький [та ін.]. - К. :
Видавничий центр НУБіП України, 2023. - 209 с.
4. Технологія та обладнання для напилення: Навчальний
посібник. Корж В. М. — К.: НМЦВО, 2000. — 152 с.
5. Нанесення покриття: навчальний посібник / [Корж В.М., Кузнецов В.Д.,
Борисов Ю.С., Ющенко К.А.]; за редакцією НАН України К.А. Ющенка – К.:
Арістей, 2005 р. – 204 с.
6. Лащенко Г. И. Плазменное упрочнение и напыление. – К.:
Екотехнологія, 2003.
7. Ремонт машин та обладнання / Підручник. О.І. Сідашенко, О.А.
Науменко, Т.С. Скобло, О.В. Тіхонов та ін.; За ред. проф. О.І. Сідашенка, О.А.
Науменка. – 2-е вид. перероб. доп. – Х.: “Міськдрук”, 2014. - 742 с..
8. Восстановление и повышение износостойкости и срока службы деталей
машин / под ред. В. С. Попова. — Запорожье : Изд-во ОАО «Мотор Сич», 2000. —
394 с.
9. Надійність машин та обладнання : навчальний посібник. Ч. 2. Ремонт
машин та відновлення деталей / З. В. Ружило [та ін.]. - К. : Видавничий центр
НУБіП України, 2023. - 310 с.
10. Теоретичні основи та технологічні процеси відновлення деталей
машин: навчальний посібник: Черновол М. І., Шепеленко І. В., Василенко І. Ф.,
Красота М. В., Тіхонов О. В., Науменко О. А., Рибалко І. М.. Харків: «Діса плюс»,
2025. 347 с
89
11. Е Харламов Ю.О., Будагьянц Н.А. Основы технологии восстановления
и упрочнения деталей машин. Учебное пособие в 2т. – Луганск: изд-во Восточно–
укр. Национ. ун-та им. В. Даля. 2003.
12. Каракозов Э.С., Молчанов Б.А., Латыпов Р.А., Зинин В.Г. Влияние
окружающей среды на качество соединения при электроконтактной наплавке /
Э.С.Каракозов, Б.А.Молчанов, Р.А.Латыпов и др. // Теоретические и
технологические основы наплавки. Наплавка в машиностроении и ремонте - Киев:
ИЭС им. Е.О. Патона, 1981. - С.96-99.
13. Надійність сільськогосподарської техніки: Підручник. / М.І. Черновол,
В.Ю. Черкун, В.В. Аулін та ін.; За заг. ред. М.І. Черновола. Кіровоград: ТОВ
«КОД», 2010. 320 с.
14. Практикум з ремонту машин. Загальний технологічний процес ремонту
та технології відновлення і зміцнення деталей машин. Том 1 : Навчальний
посібник / [Сідашенко О. І., Тіхонов О. В., Скобло Т. С., Мартиненко О. Д.,
Гончаренко О.О., Сайчук О. В., Аветісян В. К., Автухов А. К., Рибалко І. М.,
Сиромятніков П. С., Бантковський В. А., Маніло В. Л.] /За ред. О.І. Сідашенко,
О.В. Тіхонова. – Харків: ТОВ «Пром-Арт», 2018. 416 с.
15. Хітров І.О. Ремонт машин і обладнання: Навч. посібник/ І.О. Хітов,
В.С. Гавриш. – Рівне: НУВГП, 2012. – 184 с.
16. Герук С.М. Відновлення деталей сільськогосподарських машин
зварюванням і наплавленням: становлення і розвиток: монографія/ С.М. Герук,
О.М. Сукманюк – К.: 2011. – 198 с.
17. Камель Г.І. Технологічні процеси та комплекси відновлення і зміцнення
деталей: Навч. посібник. Дніпродзержинськ : ДДТУ, 2015. 496 с
18. Гладкий П.В., Переплетчиков Е.Ф., Рябцев И.А. Плазменная наплавка. –
К.: „Екотехнологія”, 2007. – 292 с.
19. Newman S.T. State of the art electrical discharge machining (EDM) / S.T.
Newman // Int. J. Machine Tools and Manu, 2003. – Vol. 43. – pp. 1287–1300.
20. Kunieda M. Advancing EDM through Fundamental Insight into the Process /
90
M. Kunieda, B. Lauwers, K.P. Rajurkar, B.M. Schumacher // CIRP Ann-Manuf. Techn,
2005. – Vol. 54. – pp. 64–87.
21. Іващенко Є.В. Формування зносостійких зміцнених покриттів на
поверхні сталі Ст. 3 послідовним електроіскровим легуванням хромом та міддю в
інертному середовищі та на повітрі / Є.В. Іващенко, Г.Г. Лобачова, О.В. Вознюк //
Проблеми тертя та зношування, 2018. – № 2. – С. 72–77.
22. ДСТУ ГОСТ 7.1:2006. Бібліографічний запис, бібліографічний опис.
Загальні вимоги та правила складання»: методичні рекомендації з
впровадження/уклали: Галевич О.К., Штогрин І.М.– Львів, 2008 – 20с.
23. ДСТУ. 3008-95 – Документація. Звіти у сфері науки і техніки.
Структура і правила оформлення.
91