Материал: Технология ремонта танков [учебник].

широкое применение в ремонтных средствах танковых войск. Он обеспечивает высокое качество соединения деталей, но требует от исполнителя определенных навыков, так как большая темпера­ тура пламени создает угрозу перегрева металла детали и припоя.

Разновидностью этого способа пайки является пайка с газооб­ разным флюсом. Газообразным флюсом насыщают ацетилен, кото­ рый подается в сварочную горелку. Для этого ацетилен пропуска­ ют через флюсопитатель, в котором находится раствор буры в ме­ тиловом спирте. При сгорании ацетилена пары буры надежно за­ щищают от окисления спаиваемые детали и припой.

Пайка паяльной лампой также имеет широкое применение, но этот способ пайки имеет очень низкую производительность.

Рис. 157. Схема электроконтактной пайки:

V S/7W 7//M У7/7УУ77////Л

Высокое качество пайки обеспечивает электроконтактный спо­ соб. Его применяют при напайке контактов реле в аппаратах э л е к т ­ рооборудования танков (рис. 157). Нагрев деталей и оплавление припоя в этом случае происходит за счет тепла, выделяющегося при прохождении тока через место соприкосновения деталей.

Хорошие результаты дает также пайка с нагревом деталей то­ ками высокой частоты. Этот способ обеспечивает высокое качество соединения, повышает производительность труда и экономичен с точки зрения расхода электроэнергии.

После пайки деталь медленно охлаждают, очищают от наплы­ вов припоя и для удаления остатков флюса промывают в воде.

Качество пайки обычно проверяют внешним осмотром, а также испытанием детали на герметичность. Для обнаружения трещин и раковин в местах пайки применяют также способ красок и люмине­ сцентный способ.

1Й*

Г л а в а IV

РЕМОНТ ДЕТАЛЕЙ МЕТАЛЛИЗАЦИЕЙ

СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА МЕТАЛЛИЗАЦИИ

Металлизация является одним из способов нанесения металлических покрытий на детали. Отличаясь простотой и высокой произ­ водительностью, этот способ ремонта обеспечивает также получе­ ние металлических покрытий с ценными для практики свойствами. При ремонте машин металлизация применяется для восстановле­ ния изношенных поверхностей деталей и защиты их от коррозии.

Сущность процесса металлизации состоит в нанесении на зара­ нее подготовленную поверхность детали мельчайших частиц рас­ плавленного металла, распыленного при помощи сжатого воздуха или инертного газа.

Плавление и распыливание металла производится в специаль­ ных металлизационных аппаратах. В зависимости от принятого спо­ соба расплавления металла различают три вида металлизации: га­ зовую, электродуговую и высокочастотную.

При газовой металлизации расплавление металла происходит за счет тепла, выделяющегося при сгорании горючего газа в струе ки­ слорода. В качестве горючего газа обычно используют ацетилен, пропано-бутановые смеси и природные газы. Принцип работы газо­ вого металлизационного аппарата показан на рис. 158. В централь­ ный канал аппарата при помощи специального механизма подает­ ся проволока. Попадая в факел пламени проволока расплавляется и затем распыливается струей сжатого воздуха на мельчайшие ча­ стицы. ■

При электродуговон металлизации расплавление металла про­ исходит за счет тепла, выделяющегося при горении электрической дуги. В электродуговых металлизационных аппаратах электриче­ ская дуга возникает между двумя проволоками (рис. 159), кото­ рые непрерывно продвигаются вперед и оплавляются. Образующие­ ся капли металла распыляются струей сжатого воздуха и уносятся на металлизируемую поверхность.

При высокочастотной металлизации расплавление металла про­ исходит за счет индукционного нагрева проволоки токами высокой

276

-частоты. Схема распылительной головки высокочастотного металлизационного аппарата показана на рис. 160. Ток высокой частоты от лампового генератора подводится к индуктору, состоящему из нескольких витков медной трубки. Вокруг индуктора образуется пе­ ременное электромагнитное поле высокой частоты. Если в это поле

Рис. 159. Принципиальная схема электродугового металлизационного аппарата;

I — поверхность детали; 2 — направляющие наконечники: 3 — воз­ душное сопло; 4 — подающие ролнкн; 5 —электродная проволока

поместить проводник, которым в данном случае является проволока, то в нем будут индуктироваться вихревые токи, вызывающие нагрев металла. Для того, чтобы проходящая через аппарат про­ волока быстро нагревалась до температуры плавления, необходимо сконцентрировать выделение тепла на небольшом участке прово­ локи. Это достигается установкой в распылительной головке аппа­ рата концентратора вихревых токов. Вкладыш концентратора вме­ сте с индуктором составляют высокочастотный трансформатор. Благодаря концентратору электромагнитное поле будет иметь мак­ симальную плотность у выхода проволоки из распылителя. Здесь

277

же будет выделяться наибольшее количество тепла. Распиливание жидкого металла в высокочастотных металлизаторах осуществ­ ляется так же, как и в других аппаратах, сжатым воздухом. Для защиты от оплавления индуктор и концентратор при работе аппа­ рата охлаждаются проточной водой.

Рис. 160. Схема распылительной головки высокочастот­ ного металлизационного аппарата:

Наибольшее применение в Советском Союзе получила электродуговая металлизация, приоритет в разработке которой целиком принадлежит нашей стране. Высокочастотная металлизация яв­ ляется новой разновидностью способа металлизации распылением. Обладая большими преимуществами, этот способ в самое короткое время может найти широкое применение в практике ремонта дета­ лей танков.

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛИЗАЦИОННОГО ПОКРЫТИЯ

Металлический слой, получающийся на деталях при металлиза­ ции, представляет собой хаотическое нагромождение мелких части­ чек металла. Размеры металлических частичек зависят от режима металлизации и, в первую очередь, от давления сжатого воздуха. Они колеблются в широких пределах — от 2 —4 мк до 100—150 мк~ Существует несколько гипотез, объясняющих процесс образова­ ния металлизационного покрытия. В настоящее время общепри­ знанной является гипотеза, согласно которой частицы распылен­ ного металла, имея высокую температуру, достигают поверхности детали в пластическом состоянии. Ударяясь о шероховатую поверх­ ность детали, горячие металлические частицы расплющиваются, за­ клиниваются в неровностях поверхности и таким образом сцепля­ ются как с поверхностью детали, так и друг с другом.

278

Следует иметь в виду, что в процессе металлизации частицы рас­ плавленного металла, соприкасаясь с воздухом, интенсивно окис­ ляются и насыщаются азотом. При этом происходит выгорание от­ дельных элементов распыливаемого металла. При металлизации стальной проволокой выгорает значительная часть углерода, мар­ ганца, кремния и других элементов. Поэтому состав, микрострук­ тура и физико-механические свойства металлизационного слоя рез­ ко отличаются от свойств'литого металла.

Металлизациоиный слой содержит в себе значительное количе­ ство окислов. Особенно много окислов получается при электродуговой металлизации. На микрофотографии (рис. 161, а) окислы вид­ ны в виде темных включений. Пленка окислов, покрывающая по­ верхность частиц, препятствует металлическому контакту между ними, поэтому связь их между собой и с основным металлом про­ исходит главным образом за счет механических сил сцепления. Вследствие этого металлизациоиный слой обладает высокой пори­ стостью и относительно низкими механическими свойствами.

Наибольшее снижение физико-механических качеств слоя имеет место при электродуговой металлизации, так как при высокой тем­ пературе электрической дуги происходит интенсивное окисление металла. При высокочастотной металлизации металл нагревается до температуры, лишь незначительно превышающей температуру его плавления. Поэтому качество металлизационного покрытия по­ лучается более высоким. На рис. 161. б приведена микрофотогра­ фия стального покрытия, нанесенного способом высокочастотной металлизации. Сравнивая этот снимок с микрофотографией по­ крытия. полученного при электродуговой металлизации (см. рис. 161, а), можно отметить, что количество окислов в слое при вы­ сокочастотной металлизации значительно меньше.

Основными показателями, характеризующими качество металлнзационного слоя, являются прочность сцепления его с основным металлом, твердость, механическая прочность и сопротивление из­ носу.

Прочность сцепления с основным металлом является одним из важнейших свойств, определяющих возможность применения ме­ таллизации при восстановлении изношенных деталей. Исследова­ ниями установлено, что прочность сцепления стальных металлизационных покрытий на сдвиг кольцевого слоя с цилиндрической де­ тали в осевом направлении достигает 400—450 кг/см2, а в танген­ циальном направлении — до 1000—1200 кг/см2. При высокочастот­ ной металлизации прочность сцепления слоя при тангенциальном сдвиге кольца выше и колеблется в пределах 1500—2000 кг/см2. Это объясняется меньшей степенью окисления распыленного металла.

Учитывая, что в металлизационном слое при эксплуатации де­ талей возникают главным образом усилия сжатия или сдвига, мож­ но считать, что приведенная прочность сцепления слоя вполне до­ статочна для нормальной работы большинства танковых деталей.

279

Прочность сцепления зависит от состояния поверхности детали, толщины нанесенного слоя, а также от режима металлизации (на­ пряжения и величины тока, давления сжатого воздуха, расстояния металлизационного аппарата до детали, угла падения распыленно­ го металла на поверхность детали и т. п.). Прочность сцепления за­ висит также от материала покрытия и детали. Металлы с низкой температурой плавления обладают лучшим сцеплением, чем метал­ лы с высокой температурой плавления.

Большое влияние на прочность сцепления оказывает степень шероховатости поверхности детали и ее чистота. Поэтому перед металлизацией поверхность деталей подвергают специальной обра­ ботке с целью создания шероховатости и очищают от загрязнений н окислов.

Из всех параметров режима электродуговой металлизации наи­ большее влияние на прочность сцепления оказывают величина тока и его напряжение. Увеличение тока дает более крупный распыл ме­ талла, вследствие чего прочность сцепления снижается. Повышение напряжения дуги сопровождается увеличением количества окислов в металлизациоином слое и, следовательно, уменьшением прочно­ сти сцепления.

Прочность сцепления уменьшается также с увеличением рас­ стояния сопла аппарата от детали, что объясняется повышением окисления частиц металла, снижением их скорости и температуры.

В более сложной зависимости прочность сцепления находится от давления сжатого воздуха. При повышении давления воздуха до 4 кг/см2 она увеличивается, а затем падает. Снижение прочно­ сти сцепления при повышении давления воздуха выше 4 кг/см2 объясняется падением температуры частиц и большим их окисле­ нием.

Прочность сцепления зависит также от угла встречи газометал­ лической струи с поверхностью детали. Лучшее сцепление получает­ ся, когда струя направлена перпендикулярно к поверхности. При изменении угла от 90 до 45° уменьшение прочности сцепления не­ значительно. Если угол менее 45°, то слой получается рыхлым и прочность его сцепления с деталью значительно снижается.

Металлизационный слой является более твердым и хрупким, чем литой или катанный металл. Это объясняется прежде всего тем, что частицы металла, попавшие на металлическую поверхность де­ тали, быстро охлаждаются потоком сжатого воздуха и получают закалку. Кроме того, стальные частицы, ударяясь о поверхность детали, вызывают наклеп ранее осевших частиц. Это также повы­ шает твердость слоя. Твердость металлизационного слоя зависит от режима металлизации, а также и от химического состава распи­ ливаемого металла.

Из всех параметров режима металлизации наибольшее влия­ ние на твердость покрытия оказывают расстояние сопла металли­ зационного аппарата до детали и давление воздуха. Максимальная твердость покрытия получается при установке сопла аппарата на

281