У працэсе суднабудавання бабіт шырока выкарыстоўваецца ва ўсіх відах падушак на караблях. У рамонце суднаў, каб палепшыць каэфіцыент шматразовага выкарыстання бабітавай металічнай падушкі і скараціць капітал і час перапрацоўкі аўтсорсінгу, у адпаведнасці з практычным вопытам рамонту бабітавай металічнай падушкі за апошнія больш чым 30 гадоў, набор тэхналогіі рамонту зваркі бабітавага металу з высокім кваліфікаваным паказчыкам.

1 Увядзенне

Шмат верціцца абсталявання на караблях для працы абапіраецца на падтрымку розных падшыпнікаў і змазку падшыпнікаў змазачным алеем. Утулка прамежкавага падшыпніка хваставога вала карабля, утулка шатуна галоўнага рухавіка, утулка генератара і г.д., усе зроблены са сплаву Бабіт. З-за вібрацыі або паломкі сістэмы падачы алею падчас працяглай працы сплаў Бабіта на ўтулцы зношваецца і нават прыводзіць да адвальвання і згарання сплаву Бабіта. Таму ў рамонце часта выкарыстоўваюць ліццё і рамонтную зварку. Гэты артыкул пазнаёміць з паспяховай практыкай тэхналогіі рамонту пашкоджаных і пашкоджаных утулак TIG-зваркай.

2 Уводзіны ў бабітавы сплаў

2.1 Характарыстыкі бабітавага сплаву

Бабітавы сплаў мае высокую прадукцыйнасць зніжэння зносу, добрае ўкладванне, адпаведнасць трэнню і супраціў валу. Часціцы цвёрдай фазы раўнамерна размеркаваны ў матрыцы мяккай фазы. Мяккая фазавая матрыца надае сплаву добрыя ўласцівасці ўкладвання, згодлівасці і абароны ад укусаў. Пасля абкаткі мяккая матрыца ўвагнутая, а цвёрдыя кропкі - выпуклымі, так што паміж паверхнямі слізгацення ўтвараецца невялікі зазор, які становіцца месцам для захоўвання алею і каналам змазачнага алею, што спрыяе зніжэнню зносу; і выпуклыя цвёрдыя часціцы гуляюць дапаможную ролю, што спрыяе падшыпніку.

2.2 Звычайна выкарыстоўваюцца мадэлі з бабітавага сплаву

У большасці ўтулак прамежкавых падшыпнікаў хваставога вала, утулак шатуна галоўнага рухавіка і ўтулак генератара выкарыстоўваюцца два тыпы бабітавых сплаваў, а менавіта ZSnSb11Cu6 і ZSnSb8Cu4, як паказана ў табліцы 1.

2.3 Дэфекты і формы пашкоджанняў бабітавых сплаваў

Асноўныя формы пашкоджанняў утулкі прамежкавага падшыпніка хваставога вала карабля (бабітавы сплаў) наступныя:

(1) Мясцовы дэфект або знос

З-за працяглай эксплуатацыі ўтулкі пласт бабітавага сплаву на ўтулцы зношваецца і адрываецца з-за вібрацыі, як паказана на малюнку 1.

(2) Цалкам зламаны або адслоены

Калі сістэма падачы алею выйдзе з ладу, адбудзецца ўзгаранне, і верхні і ніжні падшыпнікі будуць спалены і зламаныя, асабліва ніжні падшыпнік, дзе пласт сплаву Бабіта нават адслойваецца. Такога роду сур'ёзныя пашкоджанні не могуць быць адноўлены з дапамогай зваркі, і павінны быць адрамантаваны шляхам пераробкі.

3 Матэрыялы і зварачныя характарыстыкі сплаву Бабіт

Бабітавы сплаў - гэта мяккі металічны матэрыял, які звычайна аднаўляюць пераліваннем і зваркай. Паколькі сплаў Бабіта мае нізкую тэмпературу плаўлення (240°C) і моцную цякучасць, вадкасць волава ў расплаўленай лужыне лёгка страціць, таму яе цяжка адліваць або зварваць. Дзякуючы бесперапыннай практыцы, былі вывучаны новыя метады і працэсы рамонту, якія больш простыя, чым традыцыйныя. Ніжэй апісваецца метад рамонту зваркі TIG, калі пашкоджанне сур'ёзнае.

3.1 Матэрыяльныя характарыстыкі сплаву Бабіт

Прыпой на аснове волава - гэта мяккі прыпой з нізкай тэмпературай плаўлення. Яго можна расплавіць пры параўнальна нізкай тэмпературы з дапамогай пайкі, а вузлы, якія зварваюцца, можна злучыць. Гэта метад забеспячэння бесперапыннай цепла- і электраправоднасці або выкарыстоўваецца для герметызацыі ёмістасцяў з вадкасцю і газам, пры гэтым паяныя злучэнні не падвяргаюцца вялікім нагрузкам.

Мяккі прыпой павінен адпавядаць наступным патрабаванням:

(1) мець пэўную цепла- і электраправоднасць;

(2) Падтрымлівайце неабходную трываласць паміж злучальнымі часткамі ніжэй за 200 ℃;

(3) мець шчыльную структуру і добрую герметычнасць;

(4) Мець добрую змочвальнасць паміж мяккім прыпоем і прыпаянымі часткамі і асноўнымі матэрыяламі.

Цепла- і электраправоднасць мяккага прыпоя дрэнная, толькі 8%~15% медзі. Аднак на дарозе (напрыклад, у ланцугу) няма відавочнага супраціву (напрыклад, супраціву), таму што шлях праводнасці кароткі, а плошча кантакту ў паяным злучэнні вялікая.

Якасць паяння залежыць ад характару паяемай паверхні, уласцівасцей мяккага прыпоя і выбару флюсу. Фактычна, гэта залежыць ад працэсу змочвання расплаўленага мяккага прыпоя на цвёрдай металічнай паверхні, якую трэба паяць. Волава з'яўляецца актыўным элементам у многіх кампанентах мяккага прыпоя. Ён можа намачыць і злівацца з асноўным металам, які трэба паяць, такім як Cu, Fe, Ni і г.д., утвараючы вельмі тонкі пласт металічных злучэнняў.

Выкарыстанне флюсу заключаецца ў ачыстцы металічнай паверхні, якую трэба паяць, каб пазбегнуць уплыву на змочвальнасць. Асноўным кампанентам флюсу з'яўляецца ZnCl2, які ў прысутнасці вады ўтварае свабодную саляную кіслату. Пры пайцы медзі аксідны пласт раствараецца ў хларыд і пакідае базавую медзь, а расплаўлены прыпой паступова расцякаецца па медзі.

3.2 Склад і ўласцівасці мяккага прыпоя

Мяккі прыпой звычайна ўяўляе сабой сплаў Sn-Pb з эўтэктычным складам 26.1% Pb і эўтэктычнай тэмпературай 183 ℃, што можа забяспечыць нізкую тэмпературу паяння і пазбегнуць пашкоджання адчувальных да тэмпературы кампанентаў.

Пры ручной пайцы выбірайце сплаў Sn-50%Pbd. З паніжэннем тэмпературы растваральнасць Sn у Pb памяншаецца, Sn выпадае ў асадак і прыпой размякчаецца; у прыпоі са сплаву Sn-Pb-Sb асабліва відавочна выпадзенне інтэрметалідаў SnSb; Сплавы Sn-5%Ag і Sn-5%Sb могуць не толькі падтрымліваць трываласць прыпоя да 200 ℃, але і мець такую ​​ж змочвальнасць, што і эўтэктычныя сплавы.

Для прыпоя, які выкарыстоўваецца пры нізкіх тэмпературах, варта выбіраць сплавы з высокім утрыманнем Pb, напрыклад, сплавы Pb-10%Sn або Pb-5%Sn-1.5%Ag. Гэта паўплывае на змочвальнасць і трываласць гэтага сплаву, але Sn не будзе падвяргацца фазавым зменам пры нізкіх тэмпературах (напрыклад, 173K), што прывядзе да сур'ёзнай страты пластычнасці прыпоя і ўдарнай трываласці.

У гэтых прыпоях 0.001% Al выкліча акісленне, а плёнка аксіду алюмінія паўплывае на змочвальнасць на мяжы паміж вадкім прыпоем і флюсам; прыпой звычайна змяшчае 0.1%~0.5% Sb, а ўстойлівы да паўзучасці прыпой можа дасягаць 5% Sb. Невялікая колькасць сурмы (0.1%~0.5%) можа палепшыць змочвальнасць прыпоя Pb-Sn да латуні. Даданне 0.1%~0.25% Bi можа павялічыць хуткасць распаўсюджвання эўтэктычнага прыпоя Sn-Pb. Калі Bi перавышае 0.5%, паверхня прыпоя зменіць колер.

Кадмій знізіць хуткасць змочвання, а яго аксідная плёнка пацямнее паверхню прыпоя і выкліча дэфекты паяння; медзь практычна не ўплывае на змочвальнасць прыпоя, але калі яна перавышае 0.25% Cu, гэта паўплывае на знешні выгляд паверхні паяння з-за адукацыі злучэнняў Cu-Sn; фосфар, які перавышае 0.01% Р, паўплывае на змочвальнасць прыпоя на медзі і низкоуглеродистой сталі; сера (S) уплывае на знешні выгляд паверхні паяння, а ўтрыманне S у прыпоі абмежавана ў межах 0.001 5%; Zn лёгка акісляецца з адукацыяй аксідаў, і якасць паверхні прыпоя пагаршаецца, калі яно перавышае 0.003% Zn. Такім чынам, сумесны эфект розных прымешак нельга недаацэньваць і павінен быць строга абмежаваны.

3.3 Цяжкасці ў працэсе рамонту бабітавага сплаву

Раней зварачныя рамонты ў асноўным рамантаваліся традыцыйнай ветравай пайкай або высокамагутным электрычным хромавым жалезам. Гэтыя спосабы рамонту маюць наступныя недахопы:

(1) Вытворчасць зварачнага дроту

Неабходна вырабіць самаробны зварачны стрыжань і кіслародна-ацэтыленавым полымем непасрэдна нагрэць блок з бабітавага сплаву. Яго дэфекты: з аднаго боку, пры награванні і расплаўленні вадкасць зварачнага дроту, якая выцякае, адразу застывае, ператвараючыся ў зварачныя дроты розных памераў, з тоўстымі і няроўнымі дыяметрамі; з іншага боку, паколькі бабітавы сплаў непасрэдна награваецца кіслародна-ацэтыленавым полымем, прымешкі, якія змяшчаюцца ў ім, не могуць быць выдалены і таксама будуць застываць у зварачным дроце, робячы атрыманы зварачны дрот вельмі грубым. Цяжка расплавіць прысадкавы матэрыял пры традыцыйнай ветравай пайцы або пры рамонце высокамагутнага электрычнага хромавага жалеза;

(2) Эфект аднаўлення

Традыцыйны метад газавай зваркі для зваркі і рамонту падшыпнікаў не можа адпавядаць патрабаванням рамонтнай зваркі: ① Выкарыстоўвайце ветравую лямпу, каб непасрэдна нацэліць на падшыпнік. Нягледзячы на ​​тое, што магутнасць плаўлення адпавядае патрабаванням рамонтнай зваркі, яна пашкодзіць непашкоджаную частку, прылеглую да асноўнага корпуса або рамонтнай часткі, і зварную частку і непашкоджаную частку нельга расплавіць разам; ② Выкарыстоўвайце ветравую лямпу, каб нагрэць малаток з чыстай медзі, не награваючы яго, і выкарыстоўвайце малаток, каб правесці цяпло для зваркі. Гэта дазволіць хутка рассейваць цяпло, што прывядзе да астуджэння і немагчымасці расплаўлення для дасягнення зваркі. Таксама цяжка расплавіць зварную частку і непашкоджаную частку, і на стыку часта бывае падрэз; ③ Для зваркі выкарыстоўвайце электрычны хромавы прас высокай магутнасці з тэмпературай 500 А. На прыкладзе электрахромавага прасу дапушчальная зварка пор і невялікіх падшыпнікаў з тонкімі сценкамі, але для таўстасценных падшыпнікаў тэмпература недастатковая, магутнасць плаўлення не адпавядае патрабаванням рамонтнай зваркі, і злучэнні часта маюць падрэзы.

4 Спосаб рамонту з выкарыстаннем TIG

Для невялікіх пашкоджанняў і дэфектаў падшыпнікаў са сплаву Бабіт звычайныя метады рамонту зваркі ўключаюць пайку ацэтыленам і зварку паяльнікам. Ацэтыленавая пайка і зварка паяльнікам схільныя да падрэзаў, няпоўнага правару і пор. У прыватнасці, працэс кіслародна-ацэтыленавай пайкі складаны і лёгка пашкодзіць матрыцу.

Ніжэй прадстаўлены зусім іншы метад рамонту зваркі падшыпнікаў са сплаву Бабіт. Ён не толькі просты ў эксплуатацыі, але і не патрабуе флюсу, спрашчае працэс рамонту і мае высокую якасць зваркі. Кваліфікаваны каэфіцыент пасля рамонту можа дасягаць 100%, пераадольваючы дэфекты падрэзаў, няпоўнага правару і пор, якія лёгка вырабіць кіслародна-ацэтыленавай пайкай і зваркай паяльнікам, а таксама павялічвае тэрмін службы падшыпніка пасля рамонту; ён можа быць ужыты для больш тоўстых пашкоджанняў на падшыпніках з бабітавага сплаву, што дазваляе зэканоміць выдаткі і павысіць эфектыўнасць вытворчасці.

Грунтуючыся на шматгадовым вопыце рамонту падшыпнікаў з бабітавага сплаву, метад рамонту зваркай TIG вылучаецца сярод многіх метадаў. Канкрэтныя этапы працэсу TIG-зваркі бабітавага сплаву прадстаўлены наступным чынам.

4.1 Падрыхтоўка перад зваркай

(1) Падрыхтоўка зварачнай дроту

Матэрыял падшыпніка - бабітавы сплаў мадэлі ZSnSb11Cu6 і ZSnSb8Cu4, які ўяўляе сабой мяккі метал з нізкай тэмпературай плаўлення.

Для вырабу самаробнай зварачнай дроту выбірайце прыдатныя матэрыялы з бабітавага сплаву для плаўлення (маленькі тыгель). Зварачны дрот, расплаўлены ў невялікім тыглі, з'яўляецца адносна чыстым, што можа выдаліць прымешкі ўнутры і выдаліць плаваючыя прадметы, падвешаныя на паверхні; нахіліце кутнік ∠ 30×30×2 з нержавеючай сталі так, каб вугал паміж канаўкай з нержавеючай сталі і гарызантальнай плоскасцю складаў 20°~40°, а затым выкарыстоўвайце маленькую жалезную лыжку, каб выліць расплаўлены бабітавы сплаў у нержавеючую сталь сталёвы вугольнік, сталёвы канаўка, павярніце сталь з нержавеючай сталі і збярыце зварачны дрот, які адвальваецца ад нержавеючай сталі.

(2) Апрацоўка апорнай паверхні

Падшыпнікі, якія доўгі час знаходзіліся ў змазачным алеі, маюць малекулы алею, якія праніклі ў корпус. Падчас рамонту зваркі гэтыя алеі, якія выцякаюць, будуць перашкаджаць расплаўленню металаў, таму іх трэба старанна ачысціць.

Спачатку вызначыце месца зварачнага рамонту і ачысціце падшыпнікі ультрагукам. Калі ўмовы не выконваюцца, выкарыстоўвайце сродкі для ачысткі металу, каб ачысціць аксідную плёнку і алейныя плямы на паверхні. Затым падтрымлівайце падшыпнікі ў чысціні і неадкладна выканайце зварачны рамонт.

4.2 Працэс рамонту зваркі

(1) Выкарыстоўвайце зварку TIG DC: выкарыстоўвайце абарону ад аргону, расход аргону складае ад 8 да 10 л/мін, дыяметр электрода складае 3.2 мм; невялікая керамічная ахоўная насадка; выкарыстоўвайце фотахромную маску з павязкай і акуратна трымайце зварачны дрот;

(2) Выкарыстоўвайце плоскую зварку і метад левай зваркі: не спяшайцеся запаўняць ніжні пласт зварнога шва, спачатку запусціце дугу ў зоне зваркі, таму што ў старыя падшыпнікі падчас выкарыстання пракралася шмат змазачнага алею, і гэта нельга цалкам выдаліць пасля ачысткі. Падчас зваркі некалькі разоў запускайце дугу наперад і назад у зоне зваркі, выкарыстоўваючы TIG. Выкарыстоўвайце святло дугі, каб выціснуць малекулы масла ўнутры; потым чыстай анучай, змочанай у невялікай колькасці ацэтону, вытрыце малекулы алею, якія плаваюць на паверхні; нарэшце выкарыстоўвайце драцяную шчотку, каб ачысціць аксіды, якія плаваюць на паверхні, а затым выканайце рамонтную зварку запаўнення дроту;

(3) Тэмпература плаўлення сплаву Бабіта адносна нізкая. Пры запуску дугі электрод павінен быць правільна выраўнаваны з зонай зваркі, і метад прэсавання дугі павінен выкарыстоўвацца для прадухілення расплаўлення сплаву Бабіта ў зоне зваркі; зварачны дрот павінна быць максімальна тонкай, каб палегчыць аперацыю прыціскання дугі пры зварцы;

(4) Пры зварцы выкарыстоўвайце святлоадчувальную маску, якая змяняе колер, каб дакладна падачы дроту і адрэгуляваць зварачны апарат, каб затрымаць адключэнне газу; калі кожная зварачная дуга замыкаецца, не здымайце адразу сопла з зоны зваркі, каб газ, які затрымліваўся, мог эфектыўна абараніць вобласць, каб пазбегнуць адукацыі пор; звярнуць асаблівую ўвагу на тое, каб падчас зваркі не было ветру, і пры неабходнасці прыняць ветраахоўныя меры;

(5) Паверхня апошняга пласта зварнога шва павінна быць крыху вышэй, чым зыходная паверхня падшыпніка, і звярнуць увагу на тое, каб не ствараць падрэзаў і незаплаўленых дэфектаў на стыку з першапачатковай паверхняй, і, нарэшце, атрымаць гладкі падшыпнік з дапамогай механічнай апрацоўкі. На малюнку 2 паказана апорная паверхня пасля рамонту TIG-зваркай.

5 Рамонтны эфект

Каб праверыць эфект рамонту падшыпніка ў гэтай працы, аўтар выбраў той самы падшыпнік і штучна пашкодзіў яго з плошчай драпін 3 c㎡ і глыбінёй 2 мм, пашкоджаннем 5 мм, дэфектам 12 мм, страта 30 мм і страта 35 мм, а затым адрамантаваў яго. Вынікі выпрабаванняў прыведзены ў табліцы 2.

З табліцы 2 відаць, што традыцыйны метад рамонту падшыпнікаў абмяжоўваецца дробным рамонтам; у той час як метад рамонту падшыпнікаў у гэтай працы можа быць ужыты для рамонту больш тоўстых пашкоджаных бабітавых сплаваў, і таўшчыня рамонту можа дасягаць 35 мм, і эфект рамонту лепшы для пашкоджанняў падшыпнікаў, якія не перавышаюць таўшчыню 30 мм.

Бабітавы сплаў шырока выкарыстоўваецца ў розных тыпах падшыпнікаў на караблях, і яго якасць звязана з нармальнай працай карабельнага галоўнага рухавіка, генератара і хваставога вала. Пры рамонце судоў ліццё і арговая зварка бабітавых сплаваў дазволіць вырабляць высакаякасную прадукцыю. У параўнанні розных метадаў зваркі для рамонту бабітавага сплаву, зварка TIG з'яўляецца ў цяперашні час самым простым і найбольш ідэальным метадам зваркі.