В процеса на корабостроене металът бабит се използва широко във всички видове възглавници на кораби. В ремонта на кораби, за да се подобри степента на многократно използване на бабитовата метална възглавница и да се намалят капиталът и времето за аутсорсинг на преработване, според практическия опит от ремонт на бабитова метална възглавница през последните повече от 30 години, набор от технология за ремонт на заваряване от бабитов метал с висока квалифицирана ставка е обобщено.

1 Въведение

Много въртящи се съоръжения в корабите разчитат на опора на различни лагери и смазване на лагерите със смазочно масло, за да работят. Междинната лагерна втулка на опашния вал на кораба, втулката на свързващия прът на главния двигател, втулката на генератора и т.н., всички са направени от бабитова сплав. Поради вибрации или повреда на системата за подаване на масло по време на продължителна работа, бабитовата сплав на втулката се износва и дори причинява падане и изгаряне на бабитовата сплав. Поради това при ремонта често се използват леене и ремонтно заваряване. Тази статия ще запознае с успешната практика на технологията за ремонт на ВИГ заваряване на повредени и повредени втулки.

2 Въведение в бабитовата сплав

2.1 Характеристики на бабитовата сплав

Бабитовата сплав има висока ефективност при намаляване на износването, добро вграждане, устойчивост на триене и устойчивост на вала. Частиците от твърдата фаза са равномерно разпределени в матрицата на меката фаза. Меката фазова матрица придава на сплавта добро вграждане, еластичност и свойства против захапване. След работа, меката матрица е вдлъбната, а твърдите точки са изпъкнали, така че се образува малка междина между плъзгащите се повърхности, за да се превърне в място за съхранение на масло и канал за смазочно масло, което е благоприятно за намаляване на износването; и изпъкналите твърди частици играят поддържаща роля, което е благоприятно за носене.

2.2 Често използвани модели от бабитова сплав

Повечето от междинните лагерни втулки на опашния вал на кораба, втулките на свързващите пръти на главния двигател и втулките на генератора използват два вида бабитови сплави, а именно ZSnSb11Cu6 и ZSnSb8Cu4, както е показано в таблица 1.

2.3 Дефекти и форми на повреди на бабитови сплави

Основните форми на повреда на междинната лагерна втулка на опашния вал на кораба (бабитова сплав) са както следва:

(1) Локален дефект или износване

Поради дългосрочната работа на втулката, слоят от бабитова сплав върху втулката се износва и отделя поради вибрации, както е показано на фигура 1.

(2) Напълно счупен или разслоен

Ако системата за подаване на масло се повреди, ще настъпи изгаряне и както горният, така и долният лагер ще бъдат изгорени и счупени, особено долният лагер, където слоят от сплав Babbitt дори ще бъде разслоен. Този вид сериозна повреда не може да бъде поправена чрез заваряване и трябва да бъде поправена чрез преработка.

3 Материали и заваръчни характеристики на Бабитова сплав

Бабитовата сплав е мек метален материал, който обикновено се ремонтира чрез преработка и заваряване. Тъй като сплавта Babbitt има ниска точка на топене (240°C) и силна течливост, калаената течност в разтопения басейн се губи лесно, така че е трудно да се лее или заварява. Чрез непрекъсната практика са изследвани нови методи и процеси за ремонт, които са по-прости от традиционните. Следното въвежда метода за ремонт на TIG заваряване, когато повредата е сериозна.

3.1 Характеристики на материала на бабитовата сплав

Припоят на основата на калай е мек припой с ниска точка на топене. Може да се разтопи при сравнително ниска температура чрез спояване и възлите, които трябва да бъдат заварени, могат да бъдат свързани. Това е метод за осигуряване на непрекъсната топло- и електрическа проводимост или се използва за уплътняване на контейнери за течности и газове, като спойките не са подложени на голямо напрежение.

Меката спойка трябва да отговаря на следните изисквания:

(1) имат определена термична и електрическа проводимост;

(2) Поддържайте необходимата якост между свързващите части под 200 ℃;

(3) Имат плътна структура и добро уплътняване;

(4) Има добра омокряемост между меката спойка и запоените части и основните материали.

Топлинната и електрическата проводимост на меката спойка е лоша, само 8% ~ 15% мед. Въпреки това, няма очевидно съпротивление (като съпротивление) в пътя (като веригата), тъй като пътят на проводимост е къс и контактната площ на спойката е голяма.

Качеството на спойката зависи от естеството на запояваната повърхност, свойствата на меката спойка и избора на флюс. Всъщност това зависи от процеса на намокряне на разтопения мек припой върху твърдата метална повърхност, която трябва да бъде запоена. Калайът е активен елемент в много компоненти за меки спойки. Той може да се намокри и да се слее с основния метал, който ще бъде запоен, като Cu, Fe, Ni и т.н., за да образува много тънък слой от метални съединения.

Използването на флюс е за почистване на металната повърхност, която ще се запоява, за да се избегне повлияване на омокряемостта. Основният компонент на потока е ZnCl2, който произвежда свободна солна киселина в присъствието на вода. При запояване на мед оксидният слой се разтваря в хлорид и напуска основната мед, а разтопената спойка постепенно се разпространява върху медта.

3.2 Състав и свойства на меката спойка

Меката спойка обикновено е Sn-Pb сплав с евтектичен състав от 26.1% Pb и евтектична температура от 183 ℃, което може да осигури ниска температура на запояване и да избегне повреда на чувствителни към температура компоненти.

Когато запоявате на ръка, изберете сплав Sn-50%Pbd. С понижаване на температурата разтворимостта на Sn в Pb намалява, Sn се утаява и спойката омеква; в спойка от сплав Sn-Pb-Sb, утаяването на интерметални съединения SnSb е особено очевидно; Сплавите Sn-5%Ag и Sn-5%Sb могат не само да поддържат здравината на спойката до 200 ℃, но също така имат подобна омокряемост като евтектичните сплави.

За спойка, използвана при ниски температури, трябва да се изберат сплави с високо съдържание на Pb, като сплави Pb-10%Sn или Pb-5%Sn-1.5%Ag. Омокряемостта и здравината на тази сплав ще бъдат засегнати, но Sn няма да претърпи фазови промени при ниски температури (като 173K), което води до сериозна загуба на пластичност на спойката и якост на удар.

В тези припои 0.001% Al ще причини окисляване и филмът от алуминиев оксид ще повлияе на омокряемостта на границата между течния припой и потока; припоят обикновено съдържа 0.1% ~ 0.5% Sb, а устойчивият на пълзене припой може да достигне 5% Sb. Малко количество антимон (0.1%~0.5%) може да подобри омокряемостта на Pb-Sn припой към месинг. Добавянето на 0.1%~0.25% Bi може да увеличи скоростта на разпространение на евтектичния Sn-Pb припой. Когато Bi надвиши 0.5%, повърхността на спойката ще промени цвета си.

Кадмият ще намали скоростта на намокряне, а неговият оксиден филм ще потъмни повърхността на спойката и ще причини дефекти при спояване; медта има малък ефект върху омокряемостта на спойката, но когато надвишава 0.25% Cu, това ще повлияе на външния вид на спояващата повърхност поради образуването на Cu-Sn съединения; фосфор над 0.01% P ще повлияе на омокряемостта на спойката върху мед и нисковъглеродна стомана; сярата (S) влияе върху външния вид на повърхността за спояване и съдържанието на S в спойката е ограничено до 0.001 5%; Zn лесно се окислява, за да се получат оксиди, а качеството на повърхността на спойката се влошава, когато надвишава 0.003% Zn. Следователно комбинираният ефект на различни примеси не може да бъде подценен и трябва да бъде строго ограничен.

3.3 Трудности в процеса на ремонт на бабитова сплав

Преди това заваръчните ремонти се ремонтираха главно чрез традиционно запояване чрез вятър или високомощно електрическо хромирано желязо. Тези методи за ремонт имат следните дефекти:

(1) Производство на заваръчна тел

Необходимо е да се направи домашен заваръчен прът и да се използва кислородно-ацетиленов пламък за директно нагряване на блока от бабитова сплав. Неговите дефекти са: от една страна, при нагряване и стопяване течността от заваръчната тел, която изтича, веднага ще се втвърди, превръщайки се в заваръчни телове с различни размери, с дебели и неравномерни диаметри; от друга страна, тъй като бабитовата сплав се нагрява директно от кислородно-ацетиленов пламък, съдържащите се в нея примеси не могат да бъдат отстранени и също ще се втвърдят в заваръчната тел, правейки получената заваръчна тел много груба. Трудно е да се разтопи пълнежният материал при традиционно запояване чрез вятър или ремонт на високомощно електрическо хромирано желязо;

(2) Поправящ ефект

Традиционният метод на газово заваряване за заваряване и ремонт на лагери не може да отговори на изискванията за ремонтно заваряване: ① Използвайте вятърна лампа, за да насочите директно към лагера. Въпреки че мощността на топене отговаря на изискванията за ремонтно заваряване, тя ще повреди непокътнатата част в съседство с основното тяло или ремонтната част, а заварената част и непокътнатата част не могат да бъдат стопени заедно; ② Използвайте вятърна лампа, за да загреете чук, направен от чиста мед, без да го нагрявате, и използвайте чука, за да отведете топлина за заваряване. Това ще разсее бързо топлината, което ще доведе до охлаждане и невъзможност за топене, за да се постигне заваряване. Също така е трудно да се стопи заварената част и непокътнатата част и често има подрязване на съединението; ③ Използвайте високомощно електрическо хромирано желязо за заваряване с температура 500 A. Като вземем електрохромното желязо като пример, заваряването на пори и лагери с малка площ с тънки стени е приемливо, но за дебелостенни лагери, температурата не е достатъчна, силата на топене не може да отговори на изискванията за ремонтно заваряване и ставите често имат подрязвания.

4 Метод на ремонт с TIG

За повреда с малка площ и дефекти на лагери от бабитова сплав конвенционалните методи за ремонт чрез заваряване включват спояване с оксиацетилен и заваряване с поялник. Спояването с оксиацетилен и заваряването с поялник са предразположени към подрязвания, непълно проникване и пори. По-специално, процесът на операция на оксиацетиленово спояване е сложен и лесно може да се повреди матрицата.

Следващото въвежда напълно различен метод за поправка чрез заваряване на лагери от бабитова сплав. Той е не само лесен за работа, но и не изисква флюс, опростява процеса на ремонт и има високо качество на заваряване. Квалифицираният процент след ремонт може да достигне 100%, преодолявайки дефектите на подрязвания, непълно проникване и пори, които се произвеждат лесно чрез оксиацетиленово спояване и заваряване с поялник, а животът на лагера след ремонт се удължава; може да се прилага при по-дебели повреди на лагери от сплав Babbitt, спестявайки разходи и подобрявайки ефективността на производството.

Въз основа на опита от ремонта на лагери от бабитова сплав през годините, методът за ремонт на TIG заваряване се откроява сред много методи. Специфичните етапи на процеса на TIG заваряване на бабитова сплав са въведени, както следва.

4.1 Подготовка преди заваряване

(1) Подготовка на заваръчна тел

Материалът на лагера е бабитова сплав модел ZSnSb11Cu6 и ZSnSb8Cu4, която е мек метал с ниска точка на топене.

Изберете подходящи материали от бабитова сплав за топене (малък тигел), за да направите домашна заваръчна тел. Заваръчната тел, разтопена в малкия тигел, е сравнително чиста, което може да премахне примесите вътре и да премахне плаващите предмети, окачени на повърхността; наклонете ∠ 30×30×2 неръждаема стоманена ъглова стомана, така че ъгълът между жлеба от неръждаема стоманена ъглова стомана и хоризонталната равнина да е 20°~40°, след това използвайте малка желязна лъжица, за да излеете разтопената течност от бабитова сплав в неръждаемия стоманен ъглов стоманен жлеб, завъртете стоманения ъгъл от неръждаема стомана и съберете заваръчната тел, която пада от стоманения ъгъл от неръждаема стомана.

(2) Обработка на опорната повърхност

Лагерите, които са били дълго време в смазочно масло, имат маслени молекули, които са проникнали в тялото. По време на заваръчния ремонт тези изтичащи масла ще възпрепятстват стапянето на металите, така че трябва да бъдат внимателно почистени.

Първо определете мястото на заваръчния ремонт и почистете лагерите ултразвуково. Ако условията не са изпълнени, използвайте препарати за почистване на метали, за да почистите оксидния филм и маслените петна по повърхността. След това поддържайте лагерите чисти и незабавно извършете заваръчни ремонти.

4.2 Процес на ремонт на заваряване

(1) Използвайте TIG DC заваряване: използвайте аргонова защита, дебитът на аргон е 8 до 10 L/min, диаметърът на електрода е 3.2 mm; малка керамична защитна дюза; използвайте фотохромна маска с лента за глава и бъдете нежни, когато държите заваръчната тел;

(2) Използвайте метод на плоско заваряване и ляво заваряване: не бързайте да запълвате долния слой на заваръчния шев, първо стартирайте дъгата в зоната на заваряване, тъй като старите лагери са проникнали в много смазочно масло по време на употреба и не може да се отстрани напълно след почистване. Когато заварявате, многократно стартирайте дъгата напред-назад в областта на заваряване, като използвате TIG. Използвайте дъгова светлина, за да изтласкате молекулите масло вътре; след това използвайте чист парцал, потопен в малко ацетон, за да избършете молекулите масло, плаващи по повърхността; накрая използвайте телена четка, за да изчеткате оксидите, плаващи по повърхността, и след това извършете ремонтно заваряване за запълване на тел;

(3) Точката на топене на сплавта Babbitt е сравнително ниска. При стартиране на дъгата електродът трябва да бъде правилно подравнен със зоната на заваряване и трябва да се използва методът на натискане на дъгата, за да се предотврати топенето на сплавта Babbitt в зоната без заваряване; заваръчната тел трябва да бъде възможно най-тънка, за да се улесни операцията по натискане на дъгата по време на заваряване;

(4) Когато заварявате, използвайте фоточувствителна маска с промяна на цвета, за да подадете точно телта и да регулирате заваръчната машина, за да забавите спирането на газа; когато всяка заваръчна дъга е затворена, не отстранявайте незабавно дюзата от зоната на заваряване, така че забавеният газ да може ефективно да защити зоната, за да избегнете образуването на пори; обърнете специално внимание на факта, че по време на заваряване не трябва да има вятър и, ако е необходимо, вземете мерки за блокиране на вятъра;

(5) Повърхността на последния слой заваръчен шев трябва да е малко по-висока от оригиналната повърхност на лагера и да се обърне внимание да не се създават подрязвания и неслепени дефекти на кръстовището с оригиналната повърхност и накрая да се получи гладък лагер чрез машинна обработка. Фигура 2 показва опорната повърхност след ремонт с TIG заваряване.

5 Възстановяващ ефект

За да провери ремонтния ефект на лагера в тази статия, авторът избра същия лагер и го повреди изкуствено с площ от драскотина от 3 c㎡ и дълбочина 2 mm, повреда от 5 mm, дефект от 12 мм, загуба от 30 мм и загуба от 35 мм, след което го ремонтира. Резултатите от теста са изброени в Таблица 2.

От Таблица 2 може да се види, че традиционният метод за ремонт на лагери е ограничен до дребни ремонти; докато методът за ремонт на лагери в тази статия може да се приложи за ремонт на по-дебели повредени бабитови сплави и дебелината на ремонта може да достигне 35 mm, а ремонтният ефект е най-добър за повреда на лагера, която не надвишава 30 mm дебелина.

Бабитовата сплав се използва широко в различни видове лагери на кораби, като нейното качество е свързано с нормалната работа на главния корабен двигател, генератора и опашния вал. При ремонт на кораби леенето и ВИГ заваряването на бабитови сплави ще произвеждат висококачествени продукти. При сравнението на различни методи за заваряване за ремонт на бабитова сплав, TIG заваряването в момента е най-простият и идеален метод за заваряване.