LABOLATORIUM EKSPLOATACJI TECHNICZNEJ
Temat ćwiczenia: Metody spawalnicze w regeneracji części maszyn i urządzeń
Kierunek/Grupa TRIL

1. Wybrać metodę do regeneracji pękniętej pokrywy ze stali
   austenitycznej. Opisać wady i zalety wybranej metody.

2. Opisać zjawisko zużycia naturalnego części maszyn

3. Opisać krótko napawanie "pod topnikiem" (najważniejsze rzeczy, krótko o
   procesie - cechy charakterystyczne, zastosowanie, wady i zalety).

Do regeneracji naszej pokrywy użyjemy metody TIG

Metoda TIG 141 (Tungsten Inert Gas) – jest to spawanie łukowe elektrodą nietopliwą

w osłonie gazów obojętnych (Ar, He, Ar + He). Umożliwia ona spawanie prawie

wszystkich metali i ich stopów oraz łączenie ze sobą różnych metali i stopów.

Uzyskiwany metal spoiny jest stopem roztopionej części materiału rodzimego i spoiwa

(drut, pręt, pałeczka) podawanego w strefę jarzenia się łuku. Częściej stosowane są

stopy zbliżone składem do materiału rodzimego jednak z domieszkami, które

powodują poprawę jakości połączeń spawanych w różnych jej aspektach. TIG

charakteryzuje się możliwością stosowania we wszystkich pozycjach.

2. Opisać zjawisko zużycia naturalnego części maszyn

Zużycie maszyny to trwałe niepożądane zmiany jej stanu, występujące podczas

eksploatacji. Procesy zużyciowe maszyny związane są z przetwarzaniem energii w pracę

mechaniczną i towarzyszącymi im siłami, którymi oddziaływują na siebie elementy maszyny.

W trakcie funkcjonowania maszyny w parach kinematycznych występują reakcje od

przyłożonych sił, wynikające z nałożonych więzów geometrycznych i kinematycznych. W

elementach par kinematycznych powstają zmienne naprężenia mechaniczne zależne od

obciążenia, obrotów, jakości warstwy wierzchniej itp. Jako podstawowe rodzaje zużycia

wyróżnia się :

a) zużycie ścierne (bez i z warstwą ścierną, strumieniowo ścierne i w ośrodku sypkim);

b) zużycie adhezyjne (bez głębokiego wyrywania i z głębokim wyrywaniem);

c) zużycie plastyczne (w warstwie wierzchniej i w całej masie);

d) zużycie zmęczeniowe (normalne, pitting, spaling, fretting);

e) zużycie korozyjne (metali i niemetali);

f) zużycie erozyjne (hydroerozja, erozja gazowa, elektroerozja);

g) zużycie kawitacyjne (kawitacja przepływowa, kawitacja falowa);

h) zużycie cieplne (metali, niemetali).

Występujący w elementach maszyn rodzaj niszczenia jest zależny od wielu

czynników, które można podzielić na:

a) geometryczne (kształt, chropowatość, błędy kształtu itp.);

b) kinematyczne (rodzaj ruchu, prędkość itp.);

c) dynamiczne (rodzaj obciążenia, siła obciążająca, nacisk jednostkowy itp.);

d) materiałowe (materiał warstwy wierzchniej, jakość smarowania itp.);

e) środowiskowe (wilgotność, powinowactwo chemiczne itp.);

f) cieplne (temperatura, odprowadzenie ciepła itp.).

Przebieg zużycia maszyn w czasie eksploatacji zależy od tego, który z procesów

zużycia jest dominujący. I tak dla wszystkich zespołów maszyn, w których występuje tarcie

ślizgowe, wyróżnia się zazwyczaj trzy okresy przebiegu zużycia (okres zużycia wstępnego,

okres zużycia normalnego, okres zużycia przyśpieszonego). Z powodu występowania

różnorodnych przyczyn uszkodzeń maszyny, intensywność uszkodzeń w toku eksploatacji

jest różna i można ją związać z przedstawionymi etapami eksploatacji .

3. Opisać krótko napawanie "pod topnikiem" (najważniejsze rzeczy, krótko o
procesie - cechy charakterystyczne, zastosowanie, wady i zalety).

Napawanie wykorzystywane jest w regeneracji części maszyn by przywrócić ich przydatność do użytkowania. Proces ten przeprowadzony jest w celu wytworzenia w przedmiocie warstwy powierzchniowej o specjalnych własnościach (odporność na zużycie, zwłaszcza ścieranie i korozję) albo nadania wymaganych wymiarów czy wypełnienia ubytku materiału na regenerowanej powierzchni. Napawanie jest procesem spawalniczym, w którym stopiwa układane na powierzchni materiału podstawowego przy równoczesnym nadtopieniu podłoża. Charakterystyczną cechą procesu napawania jest przetopienie materiału podłoża, na które nakłada się napoinę, i tym właśnie metoda ta odróżnia się od innych sposobów nanoszenia powłok metalicznych.

Wyróżniamy cztery rodzaje napawania:

-napawanie metodą TIG

-napawanie metodą MIG

-napawanie metodą ręczną elektrodą otuloną

-napawanie gazowe

Napawanie metodą TIG jest to napawanie łukowe elektrodą nietopliwa osłonie gazowej. Polega na wprowadzeniu materiału dodatkowego (w osłonie gazu obojętnego) do strefy łuku jarzącego (między nietopliwą elektrodą wolframową a napawane podłoże), który ulega stopieniu i tworzy napoinę na nadtopionej powierzchni przedmiotu.

Napawanie metodą MIG polega na tym, że łuk jarzący się między elektrodą topliwą a napawanym przedmiotem w osłonie gazu obojętnego stapia materiał elektrody i podłoża, tworząc napoinę. Gazami ochronnymi, osłaniającymi dokładnie łuk i jeziorko spawalnicze przed dostępem gazów z atmosfery, są argon i hel lub ich mieszanki.

Napawanie metodą ręczną elektrodą otuloną polega na stapianiu przy wykorzystaniu łuku elektrycznego materiału elektrody oraz materiału podłoża. W tej metodzie udział materiału jest dość duży i mieści się w granicach 10-40%, w zależności od techniki i parametrów napawania Dopiero trzecia warstwa powłoki uzyskuje wymagany skład chemiczny określony recepturą elektrody otulonej.

Napawanie gazowe polega na nakładaniu na powierzchni przedmiotu warstwy ciekłego materiału stopionego za pomocą płomienia gazowego. W tej metodzie można stosować spoiwo w postaci drutu pełnego, proszkowego lub odlanej pałeczki. W napawaniu gazowym prawie wyłącznie, jako gazu palnego, wykorzystuje się acetylen o temperaturze płomienia około 3100ºC. Ta metoda pozwala na wykonanie napoin wysokiej jakości (gładka, równa powierzchnia, minimalny przetop podłoża, niewielki jego udział w powłoce).