Метод за ремонт на отливки от алуминиеви сплави
Собственици на патент RU 2254221:
Изобретението се отнася до областта на ремонта на отлети детайли от алуминиеви сплави чрез заваряване чрез стопяване. При метода за ремонт на лети части, изработени от алуминиеви сплави, дефектната секция се изрязва на еднакво разстояние от (3-8) n от границата на дефекта, а вложката е направена от кована алуминиева сплав, заварена с леярската сплав на частта, която се ремонтира, със съотношение на коефициентите на относително удължение Gd / Gl = 9-25, където Gd и Gl са относителното удължение коефициенти на деформираната и отлята алуминиева сплав, n е дебелината на отлятата част в зоната на ремонта. ЕФЕКТ: Намаляване на трудоемкостта при ремонт на отливки от алуминиева сплав. 3 ил., 1 табл.
Изобретението се отнася до областта на заваряването чрез стопяване и по-специално до технологията за ремонт на отливки от алуминиеви сплави.
Обикновено сложността на конфигурацията на отливката създава пречка за намаляване на размера й по време на процеса на охлаждане. Докато металът е частично в течно състояние, възникването на напрежения на свиване е невъзможно. От момента на образуване на твърда кристална рамка в отливката могат да възникнат напрежения на свиване, ако формата предотвратява свободното свиване. Тези напрежения могат да причинят образуването на горещи пукнатини в отливките, които са една от най-честите причини за дефекти в фасонните отливки (Промишлени алуминиеви сплави: Референтно изд. / Aliyeva S.G., Altman M.B., Ambartsumyan S.M. et al.
Известен метод за ремонт на отливки от леки сплави чрез заваряване на пукнатини с трифазна дъга (V. I. Stolbov, V. V. Eltsov. Ремонт на отливки от магнезиева сплав с помощта на трифазна дъга // Заваръчно производство. 1984. № 2. S. 40-41). Заваряване на пукнатиниизвършва се без предварително изрязване на дефектната зона чрез изместване на дефекта в облицовка с рязане под ъгъл 25-32 °. Недостатъкът на този метод за ремонт на отливки е ниската стабилност на качеството, получено в областта на заваряване на пукнатини и високата вероятност от повторното му възникване.
Известен е метод за ремонт на отливки от алуминиеви сплави, включващ изпълнение на отвори с диаметър 2,5-3,5 mm в източника на произход и в края на пукнатината. След това, с помощта на фрези, дефектният участък по дължината на пукнатината се нарязва под ъгъл 70-90 ° до половината от дебелината на детайла. След това дефектът под формата на пукнатина се заварява чрез ръчно аргонно-дъгово заваряване с пълнежна тел със състав, подобен на състава на леярския метал (Dubovenko I.P. Компютърна симулация на механизма на горещо напукване по време на леене и заваряване. Сборници на Тулския държавен университет. Серия "Компютърни технологии в свързващите материали". Тула. 1999. С. 149-156).
Недостатъкът на този метод за елиминиране на пукнатини в отливки от алуминиева сплав е високата честота на повторна поява на пукнатини в ремонтираната зона на детайла поради високи вътрешни напрежения.
Най-близък по техническа същност до заявения метод е метод за ремонт на отливки от алуминиеви сплави, при който участъкът на частта, където се намира пукнатината, се изрязва механично. След това на мястото на дефектната зона се монтира вложка от лят метал, чиято конфигурация е идентична с конфигурацията на дефектната зона. След инсталирането на вложката, тя се заварява в ремонтираната отливка чрез заваряване чрез топене, например аргонно-дъгово заваряване (Сироткин О.С., Глотов Е.Б., Кайнов В.М., Матнев В.Н. Разработване на високоефективни процеси на леене от високоякостни алуминиеви сплави заполучаване на цялостни лети конструкции с гарантирано качество.//Авиационна индустрия. 2000. № 3. стр.17-28).
Съществен недостатък на споменатия метод за ремонт на отливки от алуминиеви сплави е честото повторно образуване на пукнатини в заварените съединения, свързващи вложката с отливката. Това налага заваряване и ремонт на шевовете, свързващи вложката с отливката. Повтарящите се ремонтни операции в ограничена зона на отливката увеличават сложността на ремонта, рязко намаляват свойствата на отливката и причиняват сериозни отклонения в конфигурацията му от изискванията на проектната документация. В допълнение, с този метод за ремонт на отлети части е много вероятно образуването на микропукнатини в заварени съединения, чието развитие се случва по време на работа на продукта.
Целта на настоящото изобретение е да се намали сложността на ремонта на отливки от алуминиева сплав чрез предотвратяване на образуването на пукнатини по време на заваряване на вложката в отливката.
Заявеното изобретение е илюстрирано с чертежи: фигура 1 показва местоположението на дефекта под формата на пукнатина в отливката, фигура 2 е диаграма на изрязване на дефектна зона от отливката, фигура 3 е диаграма на заваряването на вложката в отливката.
Същността на предложения метод за ремонт на ляти детайли от алуминиеви сплави е следната. По време на производството и експлоатацията на отливки 1 от алуминиеви сплави в тях се появяват пукнатини 2, разположени както на повърхността, така и в дълбочината на детайла 1 (фигура 1). За да се премахне пукнатината 2, нейните краища (начало и край) са фиксирани с отвори 3 (фигура 2). След това, на еднакво разстояние от пукнатината 1, дефектен участък 4 се изрязва от отливката 1. Еквидистантното разстояние съответства на (3-8) n, където n е дебелината на детайла 1 в зоната на рязане на дефектния участък 4. На разстояние по-малко от 3 nвисоки напрежения на свиване се наблюдават в заварените съединения 5, когато вложката 6 е монтирана на мястото на дефектната зона 4 (фигура 3). В този случай в заварените съединения 5 се отбелязва често образуване на пукнатини в процеса на кристализация на заваръчния метал.
Увеличаването на равноотдалеченото разстояние на изрязване на дефектната зона с повече от 8 n не води до забележимо намаляване на интензивността на напукване в заварени съединения 5, но значително увеличава консумацията на метал за производството на вложка 6 и трудоемкостта на заваръчните операции, когато се заварява в отливка 1. Следователно диапазонът на равноотдалечени разстояния (3-8) n трябва да се счита за оптимален.
Качеството на заварените съединения 5 на вложка 6 от отливка 1 е силно повлияно от правилния избор на материала, от който е направена вложка 6. От особено значение в този случай е съотношението на коефициентите на относително удължение на материала на вложката 6 и отливката 1. Ако съотношението на относителното удължение G6 / G1 е по-малко от 9 при заваряване на вложка 6 в отливка 1, възникват значителни вътрешни напрежения, причиняващи пукнатини в заварката ded стави 5. В случай, когато G6 / G1 \u003d 9-25, има място за релаксация на напрежението в метала на вложката и появата на пукнатини в ставите 5 между вложката 6 и отливката 1 е почти напълно елиминирана. G6/G1 е по-голямо от 25, придружено от намаляване на якостните характеристики на отливката, което не се допуска според условията на експлоатация.
Изобретателският метод е тестван при ремонт на кутии на автоматични трансмисии от лята алуминиева сплав AL9. Дебелината на стената на корпуса на автоматичната скоростна кутия в зоната на ремонта беше 5-12 m.Резултатите от промяната на параметрите и материала на вложката 6 върху качеството на заварените съединения са показани в таблицата.
Анализът на получените данни ни позволява да заключим, че прилагането на предложения метод за ремонт на отливки от леки сплави позволява да се изключи повторната поява на пукнатини и осигурява висока производителност на продуктите в експлоатация.
1. Метод за ремонт на отливки от алуминиеви сплави, при който се изрязва участък от детайл с дефект и на негово място се заварява вложка чрез заваряване чрез стопяване, характеризиращ се с това, че за да се намали сложността на ремонта на отливки чрез предотвратяване на образуването на пукнатини по време на заваряване на вложката, дефектното сечение се изрязва на равно разстояние на разстояние (3÷8) n от границата на дефекта и вложката се изработва от дефекта. формована алуминиева сплав, заварена с леярската сплав на ремонтирания детайл, със съотношение на относително удължение Gd/Gl=9-25, където Gd и Gl са относителните коефициенти на удължение на деформирани и ляти алуминиеви сплави, n е дебелината на отлятия детайл в зоната на ремонта.