En el procés de construcció de vaixells, el metall babbitt s'utilitza àmpliament en tot tipus de coixins dels vaixells. En la reparació de vaixells, per tal de millorar la taxa d'utilització repetida del coixí de metall babbitt i reduir el capital i el temps de subcontractació, segons l'experiència pràctica de reparar el coixí de metall babbitt en els últims 30 anys, un conjunt de tecnologia de reparació de soldadura de babbitt metall amb alta taxa qualificada es resumeix.

1 Introducció

Molts equips rotatius dels vaixells depenen del suport de diversos coixinets i de la lubricació dels coixinets mitjançant l'oli lubricant per funcionar. El casquet de rodament intermedi de l'eix de cua del vaixell, el casquet de biela del motor principal, el casquet del generador, etc., estan fets d'aliatge Babbitt. A causa de la vibració o la fallada del sistema de subministrament d'oli durant el funcionament a llarg termini, l'aliatge Babbitt del casquet està desgastat i fins i tot fa que l'aliatge Babbitt caigui i es cremi. Per tant, la soldadura de fosa i reparació s'utilitza sovint en reparació. Aquest article introduirà la pràctica amb èxit de la tecnologia de reparació de soldadura TIG per a casquilles danyades i danyades.

2 Introducció a Babbitt Alloy

2.1 Característiques de l'aliatge Babbitt

L'aliatge Babbitt té un alt rendiment de reducció del desgast, bona incrustació, compliment de la fricció i resistència a l'eix. Les partícules de fase dura es distribueixen uniformement a la matriu de fase suau. La matriu de fase suau proporciona a l'aliatge una bona incrustació, compliment i propietats anti-mossegades. Després del rodatge, la matriu suau és còncava i els punts durs són convexos, de manera que es forma un petit espai entre les superfícies de lliscament per convertir-se en un espai d'emmagatzematge d'oli i un canal d'oli lubricant, que afavoreix la reducció del desgast; i les partícules dures convexes tenen un paper de suport, que és propici per al coixinet.

2.2 Models d'aliatge Babbitt d'ús habitual

La majoria dels coixinets de coixinets intermedis de l'eix de cua del vaixell, els coixinets de biela del motor principal i els coixins del generador utilitzen dos tipus d'aliatges babbitt, a saber, ZSnSb11Cu6 i ZSnSb8Cu4, tal com es mostra a la taula 1.

2.3 Defectes i formes de dany dels aliatges babbitt

Les principals formes de dany del buix de coixinet intermedi de l'eix de la cua del vaixell (aliatge Babbitt) són les següents:

(1) Defecte o desgast local

A causa del funcionament a llarg termini del casquet, la capa d'aliatge babbitt del casquet es desgasta i es desenganxa a causa de la vibració, tal com es mostra a la figura 1.

(2) Totalment trencat o delaminat

Si falla el sistema de subministrament d'oli, es produirà una crema i tant els coixinets superiors com els inferiors es cremaran i es trencaran, especialment el coixinet inferior, on fins i tot es deslaminarà la capa d'aliatge Babbitt. Aquest tipus de danys greus no es poden reparar mitjançant la soldadura, i s'han de reparar mitjançant la refundición.

3 Materials i característiques de soldadura de l'aliatge Babbitt

L'aliatge Babbitt és un material metàl·lic tou, que sol reparar-se mitjançant la fosa i la soldadura. Atès que l'aliatge Babbitt té un punt de fusió baix (240 ° C) i una gran fluïdesa, el líquid d'estany a la piscina fosa és fàcil de perdre, de manera que és difícil de colar o soldar. Mitjançant la pràctica contínua, s'han explorat nous mètodes i processos de reparació més senzills que els tradicionals. A continuació s'introdueix el mètode de reparació de la soldadura TIG quan el dany és greu.

3.1 Característiques dels materials de l'aliatge Babbitt

La soldadura a base d'estany és una soldadura suau amb un punt de fusió baix. Es pot fondre a una temperatura relativament baixa mitjançant soldadura, i es poden connectar els nodes a soldar. És un mètode per proporcionar conductivitat tèrmica i elèctrica contínua, o s'utilitza per segellar recipients de líquids i gasos, i les juntes de soldadura no estan sotmeses a grans tensions.

La soldadura suau ha de complir els requisits següents:

(1) Tenir una certa conductivitat tèrmica i elèctrica;

(2) Mantingueu la força necessària entre les peces de connexió per sota de 200 ℃;

(3) Tenir una estructura densa i un bon segellat;

(4) Tenir una bona humectabilitat entre la soldadura suau i les peces soldades i els materials bàsics.

La conductivitat tèrmica i elèctrica de la soldadura suau és pobre, només el 8% ~ 15% del coure. Tanmateix, no hi ha una resistència òbvia (com la resistència) a la carretera (com el circuit), perquè el camí de conducció és curt i l'àrea de contacte a la junta de soldadura és gran.

La qualitat de la junta de soldadura depèn de la naturalesa de la superfície a soldar, de les propietats de la soldadura suau i de l'elecció del flux. De fet, depèn del procés d'humectació de la soldadura tova fosa a la superfície metàl·lica sòlida a soldar. L'estany és un element actiu en molts components de soldadura suau. Es pot mullar i fusionar-se amb el metall base a soldar, com ara Cu, Fe, Ni, etc., per formar una capa molt fina de compostos metàl·lics.

L'ús del flux és netejar la superfície metàl·lica a soldar per evitar afectar la humectabilitat. El component principal del flux és ZnCl2, que produeix àcid clorhídric lliure en presència d'aigua. Quan es solda coure, la capa d'òxid es dissol en clorur i deixa el coure base, i la soldadura fosa s'estén gradualment al coure.

3.2 Composició i propietats de la soldadura tova

La soldadura suau és generalment un aliatge Sn-Pb amb una composició eutèctica del 26.1% Pb i una temperatura eutèctica de 183 ℃, que pot garantir una temperatura de soldadura baixa i evitar danys als components sensibles a la temperatura.

Quan soldeu a mà, trieu l'aliatge Sn-50% Pbd. A mesura que disminueix la temperatura, la solubilitat de Sn en Pb disminueix, Sn precipita i la soldadura s'estova; en la soldadura d'aliatge Sn-Pb-Sb, la precipitació de compostos intermetàl·lics SnSb és particularment evident; Els aliatges Sn-5%Ag i Sn-5%Sb no només poden mantenir la resistència de la soldadura a 200 ℃, sinó que també tenen una humectabilitat similar als aliatges eutèctics.

Per a la soldadura utilitzada a baixes temperatures, s'han de seleccionar aliatges alts en Pb, com ara aliatges Pb-10%Sn o Pb-5% Sn-1.5%Ag. La humectabilitat i la resistència d'aquest aliatge es veuran afectades, però Sn no patirà canvis de fase a temperatures baixes (com ara 173K), donant lloc a una pèrdua greu de plasticitat de soldadura i resistència a l'impacte.

En aquestes soldadures, el 0.001% Al provocarà oxidació i la pel·lícula d'òxid d'alumini afectarà la humectabilitat a la interfície entre la soldadura líquida i el flux; la soldadura generalment conté 0.1% ~ 0.5% Sb, i la soldadura resistent a la fluïdesa pot arribar al 5% Sb. Una petita quantitat d'antimoni (0.1% ~ 0.5%) pot millorar la humectabilitat de la soldadura Pb-Sn al llautó. L'addició de 0.1% ~ 0.25% de Bi pot augmentar la velocitat d'expansió de la soldadura eutèctica Sn-Pb. Quan el Bi supera el 0.5%, la superfície de soldadura canviarà de color.

El cadmi reduirà la velocitat d'humectació i la seva pel·lícula d'òxid enfosquirà la superfície de la soldadura i provocarà defectes de soldadura; el coure té poc efecte sobre la humectabilitat de la soldadura, però quan supera el 0.25% de Cu, afectarà l'aspecte de la superfície de soldadura a causa de la formació de compostos Cu-Sn; el fòsfor superior al 0.01% P afectarà la humectabilitat de la soldadura en coure i acer baix en carboni; el sofre (S) afecta l'aspecte de la superfície de soldadura i el contingut de S a la soldadura es limita a un 0.001 5%; El Zn s'oxida fàcilment per produir òxids i la qualitat de la superfície de la soldadura es deteriora quan supera el 0.003% de Zn. Per tant, l'efecte combinat de diverses impureses no es pot subestimar i s'ha de limitar estrictament.

3.3 Dificultats en el procés de reparació de l'aliatge babbitt

Anteriorment, les reparacions de soldadura es reparaven principalment mitjançant soldadura tradicional eòlica o ferro de crom elèctric d'alta potència. Aquests mètodes de reparació tenen els següents defectes:

(1) Producció de filferro de soldadura

Cal fer una vareta de soldadura casolana i utilitzar una flama d'oxigen-acetilè per escalfar directament el bloc d'aliatge babbitt. Els seus defectes són: d'una banda, quan s'escalfa i es fon, el líquid de filferro de soldadura que surt es solidificarà immediatament, convertint-se en fils de soldadura de diferents mides, amb diàmetres gruixuts i desiguals; d'altra banda, com que l'aliatge babbitt s'escalfa directament per una flama d'oxigen-acetilè, les impureses que hi conté no es poden eliminar i també es solidificaran al filferro de soldadura, fent que el cable de soldadura resultant sigui molt rugós. És difícil fondre el material de farciment en la soldadura tradicional del vent o en la reparació de ferro de crom elèctric d'alta potència;

(2) Efecte reparador

El mètode tradicional de soldadura de gas per soldar i reparar coixinets no pot complir els requisits de la soldadura de reparació: ① Utilitzeu una làmpada de vent per apuntar directament al coixinet. Tot i que la potència de fusió compleix els requisits de la soldadura de reparació, danyarà la part intacta adjacent al cos principal o la peça de reparació, i la part soldada i la part intacta no es poden fondre juntes; ② Utilitzeu una làmpada de vent per escalfar un martell de coure pur sense escalfar-lo i utilitzeu el martell per conduir la calor per a la soldadura. Això dissiparà la calor ràpidament, donant lloc a un refredament i un error en la fusió per aconseguir la soldadura. També és difícil fondre la part soldada i la part intacta, i sovint hi ha un retall a la junta; ③ Utilitzeu un ferro de crom elèctric d'alta potència per a la soldadura, amb una temperatura de 500 A. Prenent com a exemple el ferro d'electrocrom, la soldadura de porus i coixinets d'àrea petita amb parets primes és acceptable, però per als coixinets de paret gruixuda, el La temperatura no és suficient, la potència de fusió no pot complir els requisits de soldadura de reparació i les juntes sovint tenen retallades.

4 Mètode de reparació mitjançant TIG

Per a danys i defectes en àrees reduïdes dels coixinets d'aliatge Babbitt, els mètodes convencionals de reparació de soldadura inclouen la soldadura amb oxiacetilè i la soldadura amb ferro de soldadura. La soldadura d'oxiacetilè i la soldadura de ferro de soldadura són propenses a socavacions, penetració incompleta i porus. En particular, el procés d'operació de soldadura amb oxiacetilè és complicat i fàcil de danyar la matriu.

A continuació s'introdueix un mètode de reparació de soldadura completament diferent per als coixinets d'aliatge Babbitt. No només és senzill d'operar, sinó que tampoc requereix flux, simplifica el procés de reparació i té una alta qualitat de soldadura. La taxa qualificada després de la reparació pot arribar al 100%, superant els defectes de socavacions, penetració incompleta i porus que són fàcils de produir mitjançant soldadura amb soldadura oxiacetilè i soldadura de ferro, i s'allarga la vida útil del coixinet després de la reparació; es pot aplicar a danys més gruixuts als coixinets d'aliatge Babbitt, estalviant costos i millorant l'eficiència de producció.

Basat en l'experiència de la reparació de coixinets d'aliatge Babbitt al llarg dels anys, el mètode de reparació de soldadura TIG destaca entre molts mètodes. Els passos específics del procés de l'aliatge babbitt de soldadura TIG s'introdueixen de la següent manera.

4.1 Preparació abans de la soldadura

(1) Preparació del fil de soldadura

El material del coixinet és l'aliatge babbitt, model ZSnSb11Cu6 i ZSnSb8Cu4, que és un metall tou amb un punt de fusió baix.

Seleccioneu materials d'aliatge Babbitt coincidents per fondre (gresol petit) per fer filferro de soldadura casolà. El filferro de soldadura fos al gresol petit és relativament pur, que pot eliminar les impureses de l'interior i eliminar els objectes flotants suspesos a la superfície; Inclineu l'acer d'angle d'acer inoxidable ∠ 30 × 30 × 2 de manera que l'angle entre la ranura d'acer angular d'acer inoxidable i el pla horitzontal sigui de 20 ° ~ 40 °, a continuació, utilitzeu una petita cullera de ferro per abocar el líquid d'aliatge babbitt fos a l'acer inoxidable. ranura d'acer d'angle d'acer, gira l'acer d'angle d'acer inoxidable i recull el cable de soldadura que cau de l'acer d'angle d'acer inoxidable.

(2) Tractament de la superfície de suport

Els coixinets que han estat en oli lubricant durant molt de temps tenen molècules d'oli que han penetrat al cos. Durant la reparació de la soldadura, aquests olis amb fuites dificultaran la fusió dels metalls, per la qual cosa s'han de netejar acuradament.

Primer, determineu la ubicació de la reparació de la soldadura i netegeu els coixinets per ultrasons. Si no es compleixen les condicions, utilitzeu productes de neteja metàl·lics per netejar la pel·lícula d'òxid i les taques d'oli a la superfície. A continuació, mantingueu els coixinets nets i realitzeu immediatament les reparacions de soldadura.

4.2 Procés de reparació de soldadura

(1) Utilitzeu soldadura TIG DC: utilitzeu protecció contra argó, el cabal d'argó és de 8 a 10 L/min, el diàmetre de l'elèctrode és de 3.2 mm; un petit broquet de protecció de ceràmica; utilitzeu una màscara fotocròmica de diadema i sigueu suau quan subjecteu el cable de soldadura;

(2) Utilitzeu el mètode de soldadura plana i soldadura a mà esquerra: no us precipiteu per omplir la capa inferior de la soldadura, primer inicieu l'arc a la zona de soldadura, perquè els coixinets antics s'han infiltrat molt d'oli lubricant durant l'ús, i això no es pot eliminar completament després de la neteja. Quan soldeu, inicieu repetidament l'arc d'anada i tornada a la zona de soldadura, utilitzant TIG Utilitzeu llum d'arc per forçar les molècules d'oli a l'interior; a continuació, utilitzeu un drap net submergit en una mica d'acetona per netejar les molècules d'oli que suren a la superfície; finalment utilitzeu un raspall de filferro per eliminar els òxids que suren a la superfície i, a continuació, realitzeu la soldadura de reparació d'ompliment de filferro;

(3) El punt de fusió de l'aliatge Babbitt és relativament baix. Quan s'inicia l'arc, l'elèctrode s'ha d'alinear correctament amb l'àrea de soldadura i s'ha d'utilitzar el mètode de premsat d'arc per evitar que l'aliatge Babbitt a la zona no soldada es fongui; el cable de soldadura ha de ser el més prim possible per facilitar l'operació de premsat d'arc durant la soldadura;

(4) Quan soldeu, utilitzeu una màscara de canvi de color fotosensible per alimentar amb precisió el cable i ajustar la màquina de soldadura per retardar l'aturada del gas; quan es tanqui cada arc de soldadura, no traieu immediatament el broquet de la zona de soldadura perquè el gas retardat pugui protegir eficaçment la zona per evitar que es produeixi porus; presteu especial atenció al fet que no hi hagi vent durant la soldadura i preneu mesures de bloqueig del vent si cal;

(5) La superfície de l'última capa de soldadura ha de ser lleugerament més alta que la superfície original del coixinet i prestar atenció a no produir socavacions i defectes no fusionats a la unió amb la superfície original i, finalment, obtenir un coixinet llis mitjançant el mecanitzat. La figura 2 mostra la superfície de suport després de la reparació de la soldadura TIG.

5 Efecte reparador

Per tal de verificar l'efecte de reparació del coixinet en aquest article, l'autor va seleccionar el mateix coixinet i el va danyar artificialment amb una zona de rascades de 3 c㎡ i una profunditat de 2 mm, un dany de 5 mm, un defecte. de 12 mm, una pèrdua de 30 mm i una pèrdua de 35 mm, i després el va reparar. Els resultats de la prova es mostren a la taula 2.

A la taula 2 es pot veure que el mètode tradicional de reparació de coixinets es limita a reparacions menors; mentre que el mètode de reparació de coixinets d'aquest document es pot aplicar a la reparació d'aliatges babbitt danyats més gruixuts, i el gruix de la reparació pot arribar als 35 mm, i l'efecte de reparació és millor per als danys del coixinet que no superin els 30 mm de gruix.

L'aliatge Babbitt s'utilitza àmpliament en diversos tipus de coixinets als vaixells, i la seva qualitat està relacionada amb el funcionament normal del motor principal, el generador i l'eix de cua del vaixell. En reparar vaixells, la fosa i la soldadura TIG d'aliatges babbitt produiran productes d'alta qualitat. En la comparació de diversos mètodes de soldadura per reparar l'aliatge Babbitt, la soldadura TIG és actualment el mètode de soldadura més senzill i ideal.