Читать онлайн «Электролизно-водные генераторы в ремонтном производстве для пайки деталей»

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» А. Л. Семешин, В. В. Гончаренко ЭЛЕКТРОЛИЗНО-ВОДНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ В РЕМОНТНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ ДЛЯ ПАЙКИ ДЕТАЛЕЙ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ Рекомендовано Учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации по агроинженерному образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Агроинженерия» Орѐл – 2013 УДК 621. 791. 313. 3 – 034. 2 ББК 30. 643: 34. 33 Х 94 Рецензенты: д. т. н. , профессор, заведующий кафедрой «Ремонт и надежность машин» ФГБОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В. П. Горячкина» Е. А. Пучин; д. т. н. , профессор, проректор по учебной работе ФГБОУ ВПО «Курская государственная сельскохозяйственная академия» В. И. Серебровский. Семешин, А. Л. Электролизно-водные генераторы в ремонтном производстве для пайки деталей: учеб. пособие / А. Л. Семешин, В. В. Гончаренко. – Орѐл: изд-во Орѐл ГАУ, 2013 – 268с. В учебном пособии по спецкурсу «Новые технологии восстановления деталей ремонта машин» представлены основные понятия о пайке ,проведен анализ способов и устройств газопламенной обработки с использованием водородно-кислородного пламени, классификация способов газопламенной обработки при ремонте техники, материалы, применяемые при пайке радиаторов и лемехов плугов, описаны особенности пайки меди и ее сплавов, лемешной стали, металлокерамики. В работе представлены теоретические исследования процессов пайки с использованием водородно-кислородного пламени электролизеров, электролизно-водные аппараты, технологический процесс восстановления радиатора и лемех плуга, устройство для газовой резки и сварки разработанное в Орел ГАУ. Учебное пособие предназначено для инженерно-технических работников машиностроительных и ремонтных предприятий, специалистов служб промышленности и сельского хозяйства, для научных работников, аспирантов, студентов, бакалавров и магистров, занимающихся вопросами проектирования технологических процессов изготовления, упрочнения и восстановления деталей. УДК 621. 791. 313. 3 – 034. 2 ББК 30. 643: 34. 33 Х 94 © ФГБОУ ВПО Орел ГАУ, 2013 © Оформление «Издательство Орел ГАУ», 2013  СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 6 1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 11 1. 1 Пайка, ее физико-химические особенности, технология и технологический процесс ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 11 1. 2 Температурные и временные характеристики технологии пайки изделия... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 14 1. 3 Физико-химическая совместимость паяемого металла и припоя при пайке ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 20 2 АНАЛИЗ СПОСОБОВ И УСТРОЙСТВ ГАЗОПЛАМЕННОЙ ОБРАБОТКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВОДОРОДНО- КИСЛОРОДНОГО ПЛАМЕНИ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 46 2. 1 Патентный анализ устройств электролизеров ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 46 2. 2 Сварка деталей из низкоуглеродистой стали водородно- кислородным пламенем ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 69 2. 3 Газокислородная резка металла с использованием водорода ... ... ... . . 71 2. 4 Регулирование характера горения горючей газовой смеси добавкой жидких углеводородных соединений... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 74 3 КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ ГАЗОПЛАМЕННОЙ ОБРАБОТКИ ПРИ РЕМОНТЕ ТЕХНИКИ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 76 3. 1 Пайка как технологический процесс ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 76 3. 2 Основные понятия о процессе пайки ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 77 3. 3 Классификация способов пайки ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 78 4 ОСОБЕННОСТИ ПАЙКИ МЕДИ И ЕЕ СПЛАВОВ ... ... ... ... ... ... ... ... . . 118 4. 1 Водородная хрупкость ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 118 4. 2 Коррозионное растрескивание изделий из медных сплавов в контракте с активными газовыми средами ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 119 4. 3 Склонность меди образовывать интерметаллиды с компонентами припоя ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 119 4. 4 Содержание легкоиспаряющихся элементов в сплавах ... ... ... ... ... ... 120 4. 5 Особенности нагрева медных сплавов при пайке ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 120 5 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ПАЙКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВОДОРОДНО-КИСЛОРОДНОГО ПЛАМЕНИ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 122 5. 1 Продукты сгорания водородно-кислородного пламени и их взаимодействия с металлами ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 122 5. 2 Основные модели кинетики химических реакций при пайки ... ... ... 122 5. 3 Динамика химических процессов при изменении температуры пайки водородно-кислородным пламенем ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 125 3 6 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО- ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПАЯНОГО СОЕДИНЕНИЯ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 132 6. 1 Особенности напряженного состояния в паяном соединении ... ... . . 132 6. 2 Максимальные касательные напряжения в паяном шве ... ... ... ... ... . . 133 6. 3 Анализ распределения напряжений ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 134 7 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 140 7. 1 Программа исследований ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 140 7. 2 Методика исследований ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 140 7. 3 Методика определения смачивания по краевому углу и площади растекания ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 141 7. 4 Методы определения заполнения зазора припоем ... ... ... ... ... ... ... ... ... 142 7. 5 Методы контроля прочности сцепления покрытия... ... ... ... ... ... ... ... . . 142 7. 6 Испытание спаянных образцов на усилие отрыва ... ... ... ... ... ... ... ... ... 142 7. 7 Методы коррозионных испытаний ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 142 7. 8 Ультразвуковой контроль ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 143 7. 9 Радиографический контроль ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 143 7. 10 Эксплуатационные испытания ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 143 8 ГАЗОСВАРОЧНАЯ АППАРАТУРА ПРИМЕНЯЕМАЯ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 144 8. 1 Переносной газосварочный аппарат МБВ 500 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 144 8. 2 Установка сварочная водородно-кислородная Энергия – 1,5 УХЛ – 4 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 148 8. 3 Электролизно-водные аппараты "Москва" ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 155 9 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПАЙКИ РАДИАТОРОВ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВС ... ... ... ... ... 158 9. 1 Определение смачивания по краевому углу и ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 158 площади растекания ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 158 9. 2 Определение заполнения зазора припоем ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 160 9. 3 Методы контроля прочности сцепления покрытия... ... ... ... ... ... ... ... . . 160 9. 4 Испытания спаянных образцов на усилие отрыва ... ... ... ... ... ... ... ... ... 161 9. 5 Методы коррозионных испытаний ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 162 9. 7 Ультразвуковой контроль ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 164 9. 8 Радиографический контроль ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 165 9. 9 Эксплуатационные испытания ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 165 10 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПАЙКИ МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИХ ПЛАСТИН НА МЕТАЛЛ ЛЕМЕХА ПЛУГА ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 168 4  10. 1 Результаты исследований прочности паяных соединений «металлокерамика-лемех» ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 168 10. 2 Результаты исследований по определению коэффициента трения металлокерамики о почву ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 177 10. 3 Исследование смачивания материалов припоями по краевому углу и площади растекания ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 179 10. 4 Исследования прочности сцепления металлокерамических пластин ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 180 10. 5 Результаты коррозионных испытаний ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 184 10. 7 Исследования абразивной износостойкости металлокерамических пластин в лабораторных условиях ... ... ... ... ... ... ... ... . . 187 10. 8 Эксплуатационные испытания ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 188 11 АНАЛИЗ СПОСОБОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ РАДИАТОРОВ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВС ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 196 12 АНАЛИЗ СПОСОБОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ И УПРОЧНЕНИЯ ЛЕМЕХОВ ПЛУГОВ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 206 12. 1 Анализ износов лемехов плугов ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 210 13 ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ... ... ... ... ... ... . . 213 РАДИАТОРОВ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 213 14 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВОССТАНОВЛЕНИЯ РАДИАТОРОВ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 220 14. 1 Технологический процесс восстановления радиатора систем охлаждения ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 223 14. 2 Устройство для газовой сварки резки, и пайки разработанное в Орел ГАУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 233 15 ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЛЕМЕХОВ ПЛУГОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ВОДОРОДНО-КИСЛОРОДНЫМ ПЛАМЕНИ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 240 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 245 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 246 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 249 ПРИЛОЖЕНИЯ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 255 5  ВВЕДЕНИЕ Научно-исследовательские работы по замене баллонного ацетилена на экологически чистую водородно-кислородную газовую смесь при газопламенной обработке материалов активно ведутся последние два десятилетия. [2] В результате этих исследований профессор Корж В. Н.