http://www.ebook.edu.vn 100 CHƯƠNG 3 CÔNG NGHỆ PHỤC HỒI CHI TIẾT MÁY 3.1. GIỚI THIỆU CHUNG Trong quá trình sửa chữa máy, chúng ta gặp những chi tiết máy có khuyết tật mà trị số còn nằm trong giới hạn cho phép. Đối với những chi tiết này, một vấn đề đặt ra là phải phục hồi, sửa chữa để sử dụng lại. Tuy vậy, trong thực tế không phải tất cả các chi tiết thuộc đối tượng trên đều được sửa chữa, phục hồi. Do vậy trước khi quyết định công nghệ phục hồi một chi tiết máy nào đó chúng ta phải xem xét đến tính hợp lý phục hồi đối với chi tiết đó, tức là phải so sánh xem chi tiết có nên phục hồi hay không, hay là nên thay chi tiết mới, hoặc nếu phục hồi thì phục hồi bằng phương pháp nào là hiệu quả nhất. Kinh nghiệm của các nhà máy sửa chữa trong nước cũng như nước ngoài đều cho rằng những chi tiết có khối lượng kim loại lớn nếu được phục hồi sửa chữa thì giá thành thấp hơn rất nhiều so với thay chi tiết mới, trong đó sẽ tiết kiệm được một khối lượng kim loại lớn. Công nghệ hiện thời về sửa chữa máy đã tạo ra một cơ hội để lựa chọn các phương pháp khác nhau cho việc phục hồi chi tiết máy, bởi vì các chi tiết có cùng một khuyết tật nhưng có thể phục hồi bằng các phương pháp khác nhau. Những yếu tố về kinh tế, về công nghệ và về tổ chức đều có ảnh hưởng đến việc lựa chọn phương pháp phục hồi chi tiết máy. Do tính đa dạng của các chi tiết máy cấu thành máy xây dựng -xếp dỡ, nên chúng ta không thể đề xuất một cách cụ thể cho việc phục hồi từng chi tiết riêng biệt. Việc lựa chọn một phương pháp hợp lý cho việc sửa chữa chi tiết được tiến hành theo 2 bước. Trước hết, nên dự kiến tất cả các phương pháp phục hồi có thể áp dụng để khắc phục hoàn toàn các khuyết tật của chi tiết, sau đó mới chọn một phương pháp hiệu quả nhất. Việc chọn phương pháp phục hồi hợp lý được tiến hành theo các chỉ tiêu khác nhau. Phổ biến hơn cả là chỉ tiêu kinh tế K e : m scm e C CC K − = (3.1) Trong đó: C m - Giá mua chi tiết mới; C sc - Giá thành sửa chữa chi tiết cũ theo phương pháp được chọn. Giá thành sửa chữa chi tiết bao gồm: C sc = C L + C VL + C K (3.2) Trong đó: http://www.ebook.edu.vn 101 C L - Tiền lương trả cho công nhân; C VL - Tiền mua vật liệu; C K - Các chi phí khác như khấu hao máy móc, năng lượng, vật tư nhiên liệu v.v… Trong quá trình sửa chữa chi tiết, việc đánh giá công nghệ phục hồi còn được dựa theo chỉ tiêu kỹ thuật, thông thường người ta đánh giá theo hệ số tuổi thọ (K t ): m sc t t t K = (3.3) Trong đó: t SC - Tuổi thọ của chi tiết được phục hồi bằng phương pháp đã chọn; t m - Tuổi thọ của chi tiết mới. Phương pháp phục hồi hợp lý nhất là phương pháp có hệ số tuổi thọ lớn và chỉ tiêu kinh tế lớn. Những yêu cầu đặt ra đối với các phương pháp phục hồi: 1- Bảo đảm phục hồi chi tiết đạt chế độ lắp ráp yêu cầu. 2- Có khả năng gia công cơ khí. 3- Bảo toàn được cơ tính ban đầu của chi tiết. 4- Bảo đảm được độ chống mòn ban đầu hoặc tăng thêm được độ chống mòn của chi tiết. Tất cả các phương pháp phục hồi được phân ra theo các nhóm sau đây: • Phương pháp phục hồi tạo ra sự thay đổi kích thước ban đầu của chi tiết. • Phương pháp phục hồi không làm thay đổi kích thước ban đầu của chi tiết. 3.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHỤC HỒI CHI TIẾT MÁY 3.2.1. Phục hồi bằng phương pháp gia công cơ khí Đây là một phương pháp phục hồi với sự thay đổi kích thước ban đầu của chi tiết. Phương pháp này thường được áp dụng để phục hồi các chi tiết bị mòn. Trong thực tế, khi sửa chữa các chi tiết máy bị mòn người ta dùng các dụng cụ cắt gọt để gia công chi tiết, làm cho kích thước của chi tiết thay đổi tạo thành cặp chi tiết lắp ráp mới. Người ta còn gọi là phương pháp phục hồi theo kích thước mới. Có 2 phương pháp phục hồi theo kích thước mới: - Phục hồi theo kích thước phù hợp. - Phục hồi theo kích thước sửa chữa. Sau đây chúng ta xem xét từng phương pháp một: 1. Phục hồi chi tiết theo kích thước phù hợp http://www.ebook.edu.vn 102 Bản chất của phương pháp này như sau: khi chi tiết bị mòn, người ta dùng các dụng cụ cắt gọt để bóc đi một lớp kim loại của chi tiết cho đến khi khử hết độ mòn trên chi tiết thì thôi (Hình 3.1). Còn chi tiết lắp ráp với chi tiết được phục hồi thì phải lựa chọn hoặc hiệu chỉnh sao cho thỏa mãn được chế độ lắp ráp ban đầu. Trong sơ đồ bên, D m là đường kính của chi tiết bị mòn, D p là kích thước phù hợp của chi tiết được phục hồi. Phương pháp phục hồi này có những đặc điểm sau đây: • Các chi tiết sau khi phục hồi không có tính lắp lẫn, bởi vì kích thước của chi tiết phục hồi đạt được chỉ phù hợp với độ mòn thực tế của chi tiết mà không theo một giá trị qui định. • Số lượng các chi tiết có kích thước khác nhau sẽ tăng lên. • Trong quá trình gia công phục hồi và trong quá trình lắp ráp, đòi hỏi người công nhân phải có tay nghề cao mới bảo đảm khâu hiệu chỉnh lắp ráp được chính xác. • Năng suất thấp và chất lượng các mối ghép bị giảm sút. • Cách phục hồi này chủ yếu được áp dụng tại những nhà máy có qui mô sản xuất nhỏ, các xe - máy sửa chữa bao gồm nhiều chủng loại khác nhau. 2. Phục hồi theo kích thước sửa chữa Bản chất của phương pháp này là như sau: Khi chi tiết bị mòn, người ta sẽ gia công chi tiết đó bằng cách bóc đi một lớp kim loại đến khi nào kích thước của chi tiết đạt đến một kích thước mới được qui định trong hồ sơ kỹ thuật sửa chữa chi tiết. Kích thước mới này gọi là kích thước sửa chữa. Còn chi tiết lắp ráp với chi tiết phục hồi thì đã được chế tạo sẵn có kích thước lắp ráp đúng bằng kích thước sửa chữa. Phục hồi theo kích thước sửa chữa thường được áp dụng để phục hồi trục cơ, ống lót xilanh hoặc blốc xylanh của động cơ đốt trong. Về mặt lý thuyết, kích thước sửa chữa được xác định như sau: • Xác định kích thước sửa chữa cho chi tiết trục (hình 3.2). Kích thước sửa chữa thứ nhất: Hình 3.1. Sơ đồ phục hồi chi tiết theo kích thước phù hợp 1- Chi tiết bị mòn; 2- Chi tiết được phục hồi. Hình 3.2. Sơ đồ xác định kích thước sửa chữa của trục d H - Kích thước danh định của trục; d 1 - Kích thước mòn của trục; δ '- Độ mòn min của trục; δ ''- Độ mòn max của trục; Z- Dung sai gia công; d p1 - Kích thước sửa chữa thứ nhất của trục. http://www.ebook.edu.vn 103 d p1 = d H - 2(δ'' + z) (3.4) Độ mòn tổng cộng tính theo đường kính trục: δ = δ' + δ'' Nếu đề cập tới sự mòn không đều của trục, ta có hệ số mòn không đều là: δ δ =ρ '' Lúc đó: δ'' = ρ.δ và dp 1 = d H - 2(ρδ + z). Giới hạn của hệ số mòn không đều sẽ là: 1- Khi mòn đều: δ'' = δ' Cho nên: δ = δ" và 5,0 "2 " = δ δ =ρ 2- Khi mòn lệch một bên: δ' = 0 Lúc đó: δ = δ" và 1 " "" = δ δ = δ δ =ρ Như vậy có nghĩa là hệ số mòn không đều của trục sẽ dao động trong khoảng ρ = 0,5 ữ 1 Ta ký hiệu: 2(ρδ + z) = γ t (3.5) γ t - Miền sửa chữa của trục, được xác định cho từng mối ghép cụ thể. Lúc đó ta có: dp 1 = d H - γ t (3.6) Kích thước sửa chữa thứ hai và thứ ba sẽ là: dp 2 = dp 1 - γ t = d H - 2γ t dp 3 = dp 2 - γ t = d H - 3γ t Tương tự ta có: dp n = d H - nγ t (3.7) Trong quá trình sửa chữa trục, để bảo đảm độ bền của cổ trục người ta phải hạn chế số lần sửa chữa. Do vậy kích thước sửa chữa (hay còn gọi là số lần sửa chữa) có liên quan đến kích thước tối thiểu của cổ trục và chỉ giới hạn như Hình 3.3. Sơ đồ xác định kích thước sửa chữa của lỗ D H - Kích thước danh định của lỗ; D 1 - Kích thước mòn của lỗ; δ '- Độ mòn tối thiểu của lỗ; δ ''- Độ mòn tối đa của lỗ; Z- Dung sai gia công; D p1 - Kích thước sửa chữa thứ nhất của lỗ. http://www.ebook.edu.vn 104 sau: t minH t dd n γ − = (3.8) Trong đó: d min - Kích thước tối thiểu cho phép của cổ trục, kích thước này được xác định theo điều kiện và độ cứng vững của trục trong điều kiện làm việc của nó. • Xác định kích thước sửa chữa cho chi tiết lỗ (Hình 3.3): Kích thước sửa chữa thứ nhất của lỗ là: D p1 = D H + 2(δ'' + z) (3.9) Diễn giải tương tự như đối với trục, ta có: γ 1 =2 (ρδ + z) (3.10) và lúc đó: D p1 = D H + γ 1 (3.11) D pn = D H + nγ 1 (3.12) Số kích thước sửa chữa đối với chi tiết lỗ sẽ là: 1 Hmax 1 DD n γ − = (3.13) Trong đó: D max - Kích thước tối đa cho phép của lỗ, kích thước này cũng được xác định dựa trên độ bền của chi tiết lỗ trong quá trình làm việc. 3.2.2. Phục hồi chi tiết máy bằng phương pháp gia công tạo biến dạng 1. Giới thiệu chung Phương pháp phục hồi bằng biến dạng được dựa trên cơ sở sử dụng phần dự trữ của vật liệu chi tiết và dựa vào tính chất dẻo của nó. Khả năng biến dạng dẻo của chi tiết phục thuộc vào thành phần, cấu trúc của kim loại và vào các điều kiện tạo biến dạng. Khi bị đốt nóng, tính dẻo của chi tiết sẽ tăng và độ kháng biến dạng sẽ giảm. Trị số và phương chiều của ứng suất (lực tác dụng) cũng ảnh hưởng đến mức độ biến dạng của kim loại. Trong trường hợp xuất hiệu ứng suất nén, biến dạng dẻo của kim loại sẽ tăng. Kết quả tốt nhất sẽ nhận được trong trường hợp nếu lực nén tác dụng theo một phương, còn lực kéo lại tác dụng theo phương vuông góc. Thành phần hóa học của kim loại cũng ảnh hưởng lớn tới quá trình biến dạng dẻo của nó. Nếu trong thành phần kim loại có nhiều chất hợp kim thì khả năng biến dạng dẻo sẽ giảm. Sửa chữa chi tiết bằng phương pháp tạo biến dạng dẻo thường được tiến hành theo hai dạng. Dạng thứ nhất được thực hiện với chi tiết nguội, dạng thứ hai với chi tiết được nung nóng đến nhiệt độ hơn 400 0 C. http://www.ebook.edu.vn 105 2. Phân loại các phương pháp sửa chữa bằng gia công tạo biến dạng Phụ thuộc vào chiều tác dụng của ngoại lực và của biến dạng dẻo, ta có các phương pháp công nghệ sau đây để sửa chữa chi tiết bằng áp lực: chồn, nong, ép, nén, tóp, cán, nắn và gia công cường bền cơ học bề mặt. a) Phương pháp chồn Phương pháp chồn được tác dụng để làm tăng đường kính ngoài của chi tiết đặc hoặc để giảm đường kính trong của chi tiết hình ống. Trong trường hợp này, phương của lực tác dụng P (Hình 3.4) cần phải vuông góc với phương của biến dạng δ. Kết quả của phương pháp chồn là làm tăng diện tích mặt cắt ngang chi tiết, đồng thời làm giảm chiều cao của chi tiết. Chi tiết sau khi chồn phải được gia công cắt gọt để tạo độ chính xác về kích thước. Bằng phương pháp chồn, người ta có thể sửa chữa các chi tiết bị mòn đường kính ngoài hoặc đường kính trong (các ống lót, các chốt). Những ống lót chịu tải lớn có thể chồn, làm giảm chiều cao ≤ 8%, còn các trường hợp khác có thể đến 15%. Lực tác dụng trong khi chồn được xác định như sau: ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ +σ= τ h6 d 1P (3.14) Trong đó: σ τ - Giới hạn chảy của vật liệu, N/m 2 ; d- Đường kính chi tiết, m; h- Chiều cao (chiều dài) chi tiết, m; P- Lực tác dụng khi chồn, N. b) Phương pháp nong Phương pháp nong được thực hiện bằng một thiết bị nong hình côn. Phương của lực tác dụng trong trường hợp này trùng với phương của biến dạng (Hình 3.5). Người ta áp dụng phương pháp nong để làm tăng đường kính ngoài của chi tiết hình ống. Sau khi nong, chi tiết phải được gia công cắt gọt để tạo độ chính xác về kích thước và Hình 3.4. Sơ đồ biến dạng của chi tiết do bị chồn Hình 3.5. Sơ đồ biến dạng của chi tiết do bị nong Hình 3.6. Sơ đồ biến dạng của chi tiết khi bị ép Hình 3.7. Sơ đồ biến dạng của chi tiết khi bị tóp http://www.ebook.edu.vn 106 gia công nhiệt luyện ở chế độ giống như khi chế tạo chi tiết mới. Nếu chi tiết có độ cứng không lớn (HRC < 30) thì có thể gia công ở trạng thái nguội. c) Phương pháp ép Phương pháp ép là tổng hợp đồng thời cả hai phương pháp chồn và nong, bởi vì trong đa số các trường hợp lực tác dụng có phương hợp với phương của biến dạng một góc nào đó (Hình 3.6). Vì vậy trong khi sửa chữa chi tiết bằng phương pháp ép sẽ đồng thời xảy ra chồn và nong, nhưng độ dài của chi tiết không thay đổi. Phương pháp ép được áp dụng để sửa chữa các bánh răng, trục then hoa v.v… Trong trường hợp này chi tiết phải được đốt nóng đến nhiệt độ 680 ữ 920 0 C. Sau khi ép, chi tiết phải được nhiệt luyện lại. d) Phương pháp tóp Người ta áp dụng phương pháp tóp để làm giảm kích thước trong của chi tiết hình ống bằng cách làm giảm đường kính ngoài của nó (Hình 3.7). Lúc này phương của lực tác dụng trùng với phương của biến dạng δ. Hình 3.8 biểu thị dụng cụ dùng cho quá trình sửa chữa một chi tiết hình ống bằng phương pháp tóp. e) Phương pháp cán Phương pháp cán được áp dụng để tăng chiều dài chi tiết bằng cách làm giảm tiết diện ngang của nó. Theo sơ đồ tác dụng của lực P so với phương của biến dạng δ thì phương pháp cán được tổng hợp từ chồn và ép. Bằng phương pháp này, người ta có thể sửa chữa các chi tiết dạng thanh đòn hoặc trục. f) Phương pháp nắn Phương pháp nắn được áp dụng để khắc phục các khuyết tật như cong, vênh, xoắn. Phương của lực tác dụng trong trường hợp này trùng với phương của biến dạng δ và đa số là vuông góc với trục của chi tiết. Dùng phương pháp nắn người ta có thể sửa chữa các chi tiết trục, các thanh biên, khung, thanh dằng, các chi tiết hình tấm, hình đĩa. Trong thực tế người ta có thể nắn chi tiết ở trạng thái nguội hoặc trạng thái nóng, điều đó phụ thuộc vào trị số của biến dạng. • Nắn nguội: Trong quá trình nắn nguội, do hậu quả biến dạng dẻo cục bộ của kim loại chi tiết mà cấu trúc và cơ tính của chi tiết sẽ thay đổi. Đặc điểm của nắn nguội là tính không đồng nhất của biến dạng kim loại theo mặt cắt ngang, tức là biểu đồ biến dạng của chi tiết và biểu đồ ứng suất dư của nó không mang tính đối Hình 3.8. Dụng cụ để tóp chi tiết 1- Chầy; 2- Chi tiết; 3- Cối; 4- Đế. http://www.ebook.edu.vn 107 xứng, điều này sẽ có ảnh hưởng lớn tới độ bền tĩnh và độ bền động của chi tiết máy. ứng suất dư xuất hiện trong quá trình nắn nguội có khả năng làm cho biến dạng phục hồi trở lại. Do vậy để làm tăng độ ổn định của biến dạng, người ta áp dụng cách nắn quá (tức là nắn cho chi tiết cong quá đi một chút sang chiều cong ngược lại), sau đó đốt nóng chi tiết đến nhiệt độ 400 ữ 500 0 C (nhưng không được lớn hơn nhiệt độ ủ chi tiết khi chế tạo) và giữ ở nhiệt độ này trong khoảng 1 giờ. Việc nung nóng này sẽ phục hồi lại khả năng cân bằng của chi tiết. • Nắn nóng: Nắn nóng được tiến hành ở nhiệt độ 800 ữ 900 0 C. Lúc này lực biến dạng bị giảm đi rất nhiều, kim loại được biến dạng đồng đều theo mặt cắt ngang. Tuy vậy, khi nắn nóng, cấu trúc và cơ tính của kim loại sẽ bị thay đổi và chi tiết có khả năng bị vênh. Vì vậy để cho chi tiết hồi phục lại cấu trúc và tính chất cơ học cần thiết của nó thì sau khi nắn người ta tiến hành nhiệt luyện chi tiết theo một chế độ nhất định. • Gia cường bền cơ học bề mặt được áp dụng để làm tăng tính chất khai thác của chi tiết. Trong lĩnh vực sửa chữa, phương pháp này được áp dụng với mục đích làm tăng độ bền mỏi của các chi tiết được phục hồi bằng hàn đắp, mạ hoặc phun phủ kim loại. Phương pháp công nghệ này được thể hiện trong quá trình cắt lăn bề mặt bằng con lăn, trong gia công bằng phun hạt hoặc gia công bằng búa hơi ép. • Công nghệ cắt lăn bằng con lăn thông thường được thực hiện nhờ các đồ gá chuyên dùng trên máy tiện, máy Rơvonve, máy bào v.v… (Hình 3.9). Phục thuộc vào vật liệu chi tiết, áp lực tác dụng lên con lăn thường vào khoảng 5 ữ 20 MN/m 2 với số lượt cắt lăn từ 2 ữ 4. • Công nghệ gia công bằng phun hạt được thực hiện trên các thiết bị chuyên dùng có tác dụng cơ học hoặc tác dụng khí nén. Sự hoạt động của các thiết bị cơ học dựa trên cơ sở của lực ly tâm phát sinh trong rôto có cánh đang phun hạt. Còn các thiết bị hơi ép thì hoạt động với áp suất 0,4 ữ 0,6 MN/m 2 theo nguyên lý hoạt động của thiết bị phun cát làm sạch bề mặt chi tiết. Hình 3.9. Sơ đồ cắt lăn bề mặt chi tiết hình trụ a) Bằng 1 con lăn; b) Bằng 3 con lăn. Hình 3.10. Sơ đồ nắn trục cơ bằng phương pháp tán vai cổ trục. a', b' và c', d'- Vị trí đường tâm cổ trục trước lúc nắn a, b và c, d- Vị trí đường tâm cổ trục sau khi nắn. http://www.ebook.edu.vn 108 Trong thực tế các thiết bị cơ học được sử dụng rộng rãi hơn, bởi vì chúng cho năng suất cao với chi phí năng lượng ít, có khả năng điều chỉnh được cường độ hoạt động của quá trình và bảo đảm tính ổn định, không đòi hỏi thiết bị nén khí. • Gia cường bề mặt chi tết bằng búa hơi ép. Trong quá trình gia công này, trên các lớp bề mặt chi tiết tạo ra ứng suất nén có khả năng làm trung hòa sự ảnh hưởng của ứng suất kéo cục bộ. Phương pháp này được áp dụng có hiệu quả để nắn trục cơ hoặc các trục có hình dáng phức tạp. Phục thuộc vào chiều cong của trục cơ, người ta tán vào các bề mặt tương ứng của vai cổ trục sang phải hoặc sang trái sao cho do ứng suất nén xuất hiện và do biến dạng của vai cổ trục mà người ta nhận được sự chuyển dịch cần thiết của tâm trục (Hình 3.10). 3. Ảnh hưởng của các điều kiện biến dạng dẻo đến cơ tính của chi tiết Trong quá trình biến dạng dẻo, có khả năng xảy ra hiện tượng giảm bền. a) Bản chất vật lý của hiện tượng giảm bền Trong sự biến dạng của các tinh thể kim loại xuất hiện sự sai lệch (biến hình) của lưới tinh thể, do vậy tính chất cơ lý của nó bị thay đổi. Lúc này có thể xảy ra hiện tượng cắt hoặc hiện tượng nhập vào của các tinh thể kim loại. Tất cả những hiện tượng đó đều dẫn tới sự cân bằng không ổn định của tinh thể. Trạng thái không ổn định này của chi tiết biến dạng trong giai đoạn tiếp theo sẽ tạo ra quá trình giảm bền (hiện tượng nghỉ của kim loại), tức là hiện tượng giảm một phần ứng suất và biến tinh thể trở về trạng thái cân bằng hơn. Nhờ kết quả này mà tính chất dẻo của kim loại được phục hồi từng bước. Hiện tượng nghỉ của kim loại là một quá trình khuyếch tán, trong đó các nguyên tử của lưới tinh thể biến hình bị dịch chuyển, vì thế cho nên ứng suất trong tinh thể bị giảm. Do vậy nhiệt độ trong quá trình xảy ra biến dạng càng cao thì hiện tượng giảm bền của kim loại xảy ra càng nhanh. b) Nhiệt độ nung nóng kim loại Trong quá trình sửa chữa chi tiết nhiệt độ nung nóng kim loại cần phải đạt trị số tối thiểu nhưng phải đủ để tạo ra cho chi tiết độ dẻo cần thiết. c) Tốc độ biến dạng Tốc độ biến dạng của kim loại có ảnh hưởng ít hơn tới hiện tượng giảm bền so với sự ảnh hưởng của nhiệt độ nung nóng. Nếu tốc độ biến dạng tăng thì thời gian của quá trình giảm bền càng giảm và quá trình nghỉ của kim loại không kịp kết thúc. Như vậy, khi ta áp dụng các phương pháp tạo biến dạng khác nhau với những điều kiện biến dạng khác nhau, ta sẽ nhận được những lớp bề mặt chi tiết có cơ tính khác nhau. d) Độ bền mỏi của chi tiết biến dạng Tính chất này của chi tiết phụ thuộc vào chiều và trị số của ứng suất bên trong tạo ra trên lớp bề mặt do sự tác dụng của ngoại lực. Nếu ứng suất tạo ra trên lớp bề mặt của kim loại là ứng suất kéo thì độ bền mỏi của chi tiết sẽ giảm, trong trường hợp ngược lại thì độ bền mỏi chi tiết sẽ tăng. Chính vì lý do này mà khi lựa chọn phương pháp gia công tạo biến dạng cần phải http://www.ebook.edu.vn 109 chú ý đến các điều kiện làm việc của chi tiết (đặc điểm và trị số của tải trọng v.v…). e) Cấu trúc và độ cứng của lớp bề mặt kim loại Phụ thuộc vào điều kiện biến dạng và phương pháp tạo biến dạng, cấu trúc và độ cứng của lớp bề mặt kim loại sẽ thay đổi trong độ sâu 0,1 ữ 0,4mm. Trong đó cấu trúc sẽ biến thành dạng cấu tạo định hình (kiểu có vân), còn độ cứng của thép cácbon loại thường không tôi sẽ tăng lên 30 ữ 40%. Những loại thép được gia công nhiệt đạt độ cứng HRC 40-45, trong quá trình tán độ cứng sẽ tăng lên 5 ữ 10%. 3.2.3. Sửa chữa bằng phương pháp hàn và hàn đắp 1. Giới thiệu chung Hàn là một quá trình công nghệ tạo ra mối liên kết không tháo được của các chi tiết kim loại khi người ta đốt nóng cục bộ các chi tiết đó đến nhiệt độ chảy hoặc đến trạng thái dẻo để cho chúng hoà trộn và liên kết với nhau. Hàn đắp là một dạng của công nghệ hàn và chính là quá trình đắp một lớp kim loại lên bề mặt chi tiết. Hàn và hàn đắp được phân chia thành 2 nhóm. Hàn nóng chảy và hàn bằng biến dạng dẻo (hàn bằng áp lực). Trong lĩnh vực sửa chữa, công nghệ hàn nóng chảy được áp dụng phổ biến hơn, thông qua phương pháp hàn điện hồ quang và hàn hơi. 2. Hàn điện hồ quang và hàn đắp Theo mức độ cơ giới hoá quá trình hàn, người ta chia ra các loại sau: • Hàn bằng tay: Tất cả các nguyên công cần thiết để tạo ra mối hàn đều do người thợ hàn thực hiện bằng tay. • Hàn hoặc hàn đắp bán tự động là quá trình hàn mà trong đó việc dịch chuyển vật liệu hàn được thực hiện bằng cơ giới hoá. • Hàn hoặc hàn đắp tự động là quá trình hàn mà trong đó tất cả các nguyên công đều được cơ giới hóa. Theo mức độ bảo vệ cung hồ quang khỏi sự tác dụng của ôxy, người ta phân biệt hàn và hàn đắp như sau: a) Hàn bằng que hàn trần. b) Hàn bằng que hàn có bọc lớp bảo vệ. c) Hàn bằng que hàn có chất bột bảo vệ ở bên trong (loại que hàn tròn, loại que hàn dẹt v.v…). d) Hàn dưới chất trợ dung. e) Hàn trong môi trường khí bảo vệ h) Hàn có nước làm mát. f) Hàn với sự bảo vệ tổng hợp của cung hồ quang (chất trợ dung, môi trường khí v.v…). Hai cách hàn đầu tiên được dùng phổ biến trong quá trình hàn bằng tay, còn các cách sau được dùng trong hàn và hàn đắp bán tự động và tự động. [...]... và silíc cao (bảng 3. 3) Bảng 3. 3 Ký hiệu chất trợ dung Tỷ lệ các thành phần, % SiO2 MnO Al2O3 AH-1 36 38 15÷16 13 15 AH -3 48÷50 15÷18 - AH-10 20÷ 23 29 33 19÷21 AH-20 22 ≤ 0,5 30 CaO MgO Na2O Fe2O3 CaF2 S P FeO 11÷12 2 3 - - 16÷18 - - - 15÷18 8÷10 - - 2 35 - - - 3 7 ≤2 0,4÷0,8 12 18÷24 0.15 0,20 - 0,5 11 27 - 29 0,08 0,05 1 3 ≤ 0,5 41,5 18,0 14,5 - - 21 0,08 0,05 1 AH -3 4 8A 41÷44 34 38 4,5 6,5 5,75 -. .. Cẩm thạch ( á hoa) 43, 9 41,5 39 ,5 28,7 35 ,6 43, 0 Xỉ Fluorít 6,0 6,0 10,0 10,0 10,0 10,0 Ôxít Titan 6,0 6,0 - 9,0 9,0 15,0 Cát thạch anh 5,0 5,0 5,0 - - - Ferocrom 24,0 24,0 25,0 8,0 8,0 5,0 Ferovonfram - - - 31 ,0 20,0 17,0 Ferovanađi - - - 6,0 10,0 1,0 Feromolipđen - 2,0 - - - - Feromanggan - - - - - 1,0 Than chì (Grafit) 1,1 0,5 0,5 0,5 1,0 - Ferosilic - - 3, 0 - - 3, 0 Ferotitan 14,0 14,0 - 5,0 5,0... hóa (g/A.h) Thế năng trung bình (V) Trọng lượng riêng (g/cm 3) Zn++ 65 ,37 2 1,220 - 0,76 7,0 +++ Crôm Cr 51,996 3 0,647 - 0,71 6,5 Sắt Fe++ 55,85 2 1,042 - 0,44 7,8 Sắt +++ 55,85 3 0,694 - 0 ,36 - ++ 112,41 2 2,097 - 0,40 8,64 58,94 2 0, 733 - 0,27 8,8 Fe Cadimi Cd Coban Co++ ++ Niken Ni 58,69 2 1,095 - 0, 23 8,8 Thiếc Sn++ 118,70 2 2,214 - 0,14 7 ,3 ++ 207,21 2 3, 865 - 0,126 11,4 1,008 1 0, 037 6 0,00 - Đồng... thường có đường kính 2,0; 2,5 và 3, 0mm Thành phần hóa học của chúng được trình bày trong bảng 3. 5 Bảng 3. 5 Độ cứng lớp Thành phần hóa học % Loại kim loại hàn que hàn C Cr Mn W Si Ni V Ti HRC ΠΠ - ΛH101 1 ,3 15,0 0,6 30 -4 5 3, 5 3, 5 - - 48 - 55 ΠΠ - ΛH170 0,7 20,0 0,6 3, 0 0,6 0,4 - 0,8 - 0,2 60 ữ 65 ΠΠ - ΛH125 2,0 15,0 1,0 - 1,5 - 0,7 0 ,3 ữ 0,4 52 ữ 60 http://www.ebook.edu.vn 1 23 Ưu nhược điểm của phương... hàn do cặp con lăn (4 ) tạo ra, mỏ hàn luôn luôn bị rung động do cơ cấu lệch tâm (8 , 9, 1 0) tạo ra Nguồn động lực cung cấp cho cặp con lăn (4 ) và bộ lệch tâm (8 , 9, 1 0) hoạt động được lấy từ động cơ điện không đồng bộ 3 pha (6 ) thông qua hộp giảm tốc (5 ) và bộ truyền đai Quá trình hàn rung động bao gồm 3 giai đoạn kế tiếp nhau được lặp đi lặp lại (Hình 3. 1 9): Đoản mạch, cháy hồ quang và giai đoạn không... phân (Qt) và khối lượng lý thuyết (Ql): η= Qt 100% Q1 (3 .2 3) áp dụng định luật Faradây có thể xác định được bề dày trung bình của lớp kim loại bao bọc trên catốt trong quá trình điện phân: h= εD k tη 1000 γ (3 .2 4) Trong đó: Dk- Mật độ dòng điện catốt, A/dm2; - Trọng lượng riêng của kim loại, g/cm3; h- Bề dày trung bình của lớp kim loại,mm Từ biểu thức (3 .2 4) ta có thể xác định được thời gian (t) của... của que hàn (vph), tốc độ hàn đắp (vh), hệ số tiêu hao vật liệu hàn ( ) và chiều sâu nóng chảy của kim loại chính Tiết diện đó được xác định sơ bộ như sau: Fmh = v qh vh (1 − ψ ) (3 .1 8) Trong đó: - Hệ số tiêu hao vật liệu hàn được xác định như sau: ψ= Q c − Q hd Qc (3 .1 9) Hình dáng của mối hàn và bể hàn chịu sự ảnh hưởng của các yếu tố sau đây: • Điện áp • Tốc độ hàn (vh) • Góc nghiêng và đường kính... các tấm mỏng khi sửa chữa cabin, các tấm nắp v.v… Chất lượng hàn đắp trong trường hợp này cũng phụ thuộc nhiều vào các điều kiện và chế độ hàn Sau đây là bảng minh hoạ chế độ hàn đắp bằng que hàn CB-10ΓC có đường kính 2mm (Bảng 3. 4) Bảng 3. 4 Các chế độ hàn Điện áp hàn, V Cường độ dòng điện, A Tốc độ chuyển dịch hàn, m/h 1 2 3 4 5 6 7 26 ÷ 28 28 ÷ 30 28 ÷ 30 30 ÷ 34 30 ÷ 36 32 ÷ 36 34 ÷ 38 120 ÷ 180 180... hàn được đẩy vào cung hồ quang ở trạng thái rung động Quá trình rung động này do một bộ rung lắp trên máy hàn đắp gây ra Tần số dao động (dọc trục) từ 50 ữ 100 1/s, biên độ 1 ữ 3mm Nguyên lý hoạt động của quá trình hàn rung động được giải thích như sau (Hình 3. 1 8) Chi tiết hàn (3 ) được lắp trên mâm cặp của máy tiện Dây hàn từ Rulô (1 ) được luồn qua cặp con lăn (4 ) để lắp vào mỏ hàn (2 ) Đồng thời với... 1,0 - Ferosilic - - 3, 0 - - 3, 0 Ferotitan 14,0 14,0 - 5,0 5,0 5,0 Feronhôm - - - 1,0 1,0 - Bocacbua - - 3, 0 0,8 0,4 - Magezit (MgCO 3) - - 14,0 - - - So với chất trợ dung tan, loại chất trợ dung này chiếm đến 50% các thành phần không bị ôxi hóa, cho nên chúng có khả năng ảnh hưởng mạnh tới quá trình luyện kim trong khi hàn đắp và ta có thể điều chỉnh được quá trình đó để nhận được lớp kim loại hàn có . Fe 2 O 3 CaF 2 S P FeO AH-1 AH -3 AH-10 AH-20 AH -3 0 AH -3 4 8A OC -4 5 36 38 48÷50 20÷ 23 22 3 41÷44 38 ÷44 15÷16 15÷18 29 33 ≤ 0,5 ≤ 0,5 34 38 38 ÷47 13 15 - 19÷21 30 41,5. 2( '' + z) (3 . 9) Diễn giải tương tự như đối với trục, ta có: γ 1 =2 ( δ + z) (3 .1 0) và lúc đó: D p1 = D H + γ 1 (3 .1 1) D pn = D H + nγ 1 (3 .1 2) Số kích thước sửa chữa đối với. = d H - γ t (3 . 6) Kích thước sửa chữa thứ hai và thứ ba sẽ là: dp 2 = dp 1 - γ t = d H - 2γ t dp 3 = dp 2 - γ t = d H - 3 t Tương tự ta có: dp n = d H - nγ t (3 . 7) Trong