No proceso de construción de barcos, o metal babbitt úsase amplamente en todo tipo de almofadas nos barcos. Na reparación de buques, para mellorar a taxa de utilización repetida da almofada de metal babbitt e reducir o capital e o tempo de subcontratación de refundición, segundo a experiencia práctica de reparación de almofadas de metal babbitt nos últimos máis de 30 anos, un conxunto de tecnoloxía de reparación de soldadura de babbitt metal con alta taxa cualificada resúmese.

1 Introdución

Moitos equipos rotativos en barcos dependen do apoio de varios rodamentos e lubricación de rodamentos mediante aceite lubricante para traballar. O casco de rodamento intermedio do eixe de cola do barco, o casquillo da biela do motor principal, o casco do xerador, etc., están feitos de aliaxe Babbitt. Debido á vibración ou fallo do sistema de abastecemento de aceite durante o funcionamento a longo prazo, a aliaxe Babbitt da buxa está desgastada e mesmo fai que a aliaxe Babbitt se desprenda e se queime. Polo tanto, a soldadura de fundición e reparación úsase a miúdo na reparación. Este artigo presentará a práctica exitosa da tecnoloxía de reparación de soldadura TIG para casquillos danados e danados.

2 Introdución á aliaxe Babbitt

2.1 Características da aliaxe Babbitt

A aliaxe Babbitt ten un alto rendemento de redución do desgaste, boa incorporación, cumprimento da fricción e resistencia do eixe. As partículas de fase dura distribúense uniformemente na matriz de fase branda. A matriz de fase branda dá á aliaxe unha boa incorporación, conformidade e propiedades anti-mordida. Despois do rodaxe, a matriz suave é cóncava e os puntos duros son convexos, polo que se forma un pequeno espazo entre as superficies de deslizamento para converterse nun espazo de almacenamento de aceite e unha canle de aceite lubricante, o que favorece a redución do desgaste; e as partículas duras convexas desempeñan un papel de apoio, o que é propicio para o rodamento.

2.2 Modelos de aliaxe babbitt de uso habitual

A maioría dos buques de rodamentos intermedios do eixe de cola do buque, os cascos de biela do motor principal e os buques do xerador usan dous tipos de aliaxes babbitt, a saber, ZSnSb11Cu6 e ZSnSb8Cu4, como se mostra na táboa 1.

2.3 Defectos e formas de dano das aliaxes babbitt

As principais formas de dano do buque de rodamentos intermedios do eixe de cola do buque (aliaxe babbitt) son as seguintes:

(1) Defecto local ou desgaste

Debido ao funcionamento a longo prazo do casco, a capa de aliaxe babbitt do buque está desgastada e desprendida debido á vibración, como se mostra na Figura 1.

(2) Completamente roto ou delaminado

Se o sistema de abastecemento de aceite falla, producirase a queima e tanto os rodamentos superiores como os inferiores queimaranse e romperanse, especialmente o inferior, onde a capa de aliaxe Babbitt incluso será delaminada. Este tipo de danos graves non se poden reparar mediante soldadura, e hai que reparalos mediante refundición.

3 Materiais e características de soldadura da aliaxe Babbitt

A aliaxe Babbitt é un material metálico brando, que normalmente se repara mediante refundición e soldadura. Dado que a aliaxe Babbitt ten un punto de fusión baixo (240 °C) e unha forte fluidez, o líquido de estaño na piscina fundida é fácil de perder, polo que é difícil de fundir ou soldar. A través da práctica continua, exploráronse novos métodos e procesos de reparación máis sinxelos que os tradicionais. A continuación preséntase o método de reparación da soldadura TIG cando o dano é grave.

3.1 Características materiais da aliaxe Babbitt

A soldadura a base de estaño é unha soldadura branda cun punto de fusión baixo. Pódese fundir a unha temperatura relativamente baixa mediante soldadura, e pódense conectar os nodos a soldar. É un método para proporcionar condutividade térmica e eléctrica continua, ou usado para selar recipientes de líquido e gas, e as unións de soldadura non están sometidas a grandes tensións.

A soldadura branda debe cumprir os seguintes requisitos:

(1) Ter unha certa condutividade térmica e eléctrica;

(2) Manter a resistencia necesaria entre as pezas de conexión por debaixo dos 200 ℃;

(3) Ten unha estrutura densa e un bo selado;

(4) Ter unha boa mollabilidade entre a soldadura branda e as pezas soldadas e os materiais básicos.

A condutividade térmica e eléctrica da soldadura branda é pobre, só do 8% ao 15% do cobre. Non obstante, non hai unha resistencia obvia (como a resistencia) na estrada (como o circuíto), porque o camiño de condución é curto e a área de contacto na unión de soldadura é grande.

A calidade da unión de soldadura depende da natureza da superficie a soldar, das propiedades da soldadura branda e da elección do fluxo. De feito, depende do proceso de humectación da soldadura branda fundida na superficie de metal sólido a soldar. O estaño é un elemento activo en moitos compoñentes de soldadura branda. Pode mollarse e fundirse co metal base a soldar, como Cu, Fe, Ni, etc., para formar unha capa moi fina de compostos metálicos.

O uso do fundente consiste en limpar a superficie metálica a soldar para non afectar á mollabilidade. O compoñente principal do fluxo é o ZnCl2, que produce ácido clorhídrico libre en presenza de auga. Ao soldar cobre, a capa de óxido disólvese en cloruro e deixa o cobre base, e a soldadura fundida esténdese gradualmente sobre o cobre.

3.2 Composición e propiedades da soldadura branda

A soldadura branda é xeralmente unha aliaxe Sn-Pb cunha composición eutéctica de 26.1% Pb e unha temperatura eutéctica de 183 ℃, o que pode garantir unha baixa temperatura de soldadura e evitar danos aos compoñentes sensibles á temperatura.

Ao soldar a man, escolla a aliaxe Sn-50% Pbd. A medida que diminúe a temperatura, a solubilidade do Sn en Pb diminúe, o Sn precipita e a soldadura reblandece; na soldadura de aliaxe Sn-Pb-Sb, a precipitación de compostos intermetálicos SnSb é particularmente obvia; As aliaxes Sn-5%Ag e Sn-5%Sb non só poden manter a resistencia da soldadura a 200 ℃, senón que tamén teñen unha mollabilidade similar ás aliaxes eutécticas.

Para a soldadura usada a baixas temperaturas, débense seleccionar aliaxes de alto Pb, como Pb-10%Sn ou Pb-5% Sn-1.5%Ag. A humectabilidade e resistencia desta aliaxe veranse afectadas, pero Sn non sufrirá cambios de fase a baixas temperaturas (como 173K), o que provocará unha grave perda de plasticidade da soldadura e resistencia ao impacto.

Nestas soldaduras, o 0.001% de Al provocará oxidación, e a película de óxido de aluminio afectará á humectabilidade na interface entre a soldadura líquida e o fluxo; a soldadura xeralmente contén 0.1% ~ 0.5% Sb, e a soldadura resistente ao fluído pode alcanzar o 5% Sb. Unha pequena cantidade de antimonio (0.1% ~ 0.5%) pode mellorar a mollabilidade da soldadura Pb-Sn ao latón. Engadindo 0.1% ~ 0.25% Bi pode aumentar a velocidade de propagación da soldadura eutéctica Sn-Pb. Cando o Bi supera o 0.5%, a superficie de soldadura cambiará de cor.

O cadmio reducirá a velocidade de humectación e a súa película de óxido escurecerá a superficie de soldadura e causará defectos de soldadura; o cobre ten pouco efecto sobre a mollabilidade da soldadura, pero cando supera o 0.25% de Cu, afectará o aspecto da superficie de soldadura debido á formación de compostos de Cu-Sn; o fósforo que supera o 0.01% P afectará á mollabilidade da soldadura en cobre e aceiro con baixo contido de carbono; o xofre (S) afecta o aspecto da superficie de soldadura e o contido de S na soldadura está limitado a un 0.001 5%; O Zn oxidase facilmente para producir óxidos, e a calidade da superficie da soldadura detériorase cando supera o 0.003% de Zn. Polo tanto, o efecto combinado de varias impurezas non se pode subestimar e debe limitarse estritamente.

3.3 Dificultades no proceso de reparación da aliaxe babbitt

Anteriormente, as reparacións de soldadura eran reparadas principalmente mediante soldadura eólica tradicional ou ferro de cromo eléctrico de alta potencia. Estes métodos de reparación teñen os seguintes defectos:

(1) Produción de fío de soldadura

É necesario facer unha varilla de soldadura caseira e utilizar unha chama de osíxeno-acetileno para quentar directamente o bloque de aliaxe babbitt. Os seus defectos son: por unha banda, cando se quenta e se funde, o líquido do fío de soldadura que sae solidificarase inmediatamente, converténdose en fíos de soldadura de diferentes tamaños, con diámetros grosos e irregulares; por outra banda, debido a que a aliaxe babbitt quenta directamente unha chama de osíxeno e acetileno, as impurezas contidas nela non se poden eliminar e tamén se solidificarán no fío de soldadura, facendo que o fío de soldeo resultante sexa moi áspero. É difícil derreter o material de recheo na soldadura tradicional eólica ou na reparación eléctrica de ferro de cromo de alta potencia;

(2) Efecto reparador

O método tradicional de soldadura por gas para soldar e reparar rodamentos non pode cumprir os requisitos da soldadura de reparación: ① Use unha lámpada de vento para apuntar directamente ao rodamento. Aínda que o poder de fusión cumpre os requisitos da soldadura de reparación, danará a parte intacta adxacente ao corpo principal ou á parte de reparación, e a parte soldada e a parte intacta non se poden fundir xuntas; ② Use unha lámpada de vento para quentar un martelo feito de cobre puro sen quentalo e use o martelo para conducir a calor para soldar. Isto disipará a calor rapidamente, o que provocará o arrefriamento e a falla de fusión para lograr a soldadura. Tamén é difícil derreter a parte soldada e a parte intacta, e moitas veces hai socavacións na unión; ③ Use un ferro de cromo eléctrico de alta potencia para soldar, cunha temperatura de 500 A. Tomando o ferro de electrocromo como exemplo, a soldadura de poros e rodamentos de pequena superficie con paredes delgadas é aceptable, pero para os rodamentos de paredes grosas, o a temperatura non é suficiente, o poder de fusión non pode satisfacer os requisitos de soldadura de reparación e as xuntas adoitan ter socavacións.

4 Método de reparación mediante TIG

Para danos en pequenas áreas e defectos dos rodamentos de aliaxe Babbitt, os métodos convencionais de reparación de soldadura inclúen a soldadura con oxiacetileno e a soldadura con ferro de soldar. A soldadura de oxiacetileno e a soldadura de ferro de soldar son propensas a socavacións, penetración incompleta e poros. En particular, o proceso de operación de soldadura con oxiacetileno é complicado e fácil de danar a matriz.

O seguinte presenta un método de reparación de soldadura completamente diferente para os rodamentos de aliaxe Babbitt. Non só é sinxelo de operar, senón que tampouco require fluxo, simplifica o proceso de reparación e ten unha alta calidade de soldadura. A taxa cualificada despois da reparación pode alcanzar o 100%, superando os defectos de socavacións, penetración incompleta e poros que son fáciles de producir mediante soldadura con oxiacetileno e soldadura de ferro de soldar, e a vida útil do rodamento despois da reparación é prolongada; pódese aplicar a danos máis grosos nos rodamentos de aliaxe Babbitt, aforrando custos e mellorando a eficiencia da produción.

Con base na experiencia na reparación de rodamentos de aliaxe babbitt ao longo dos anos, o método de reparación de soldadura TIG destaca entre moitos métodos. Os pasos específicos do proceso da aliaxe babbitt de soldadura TIG introdúcense do seguinte xeito.

4.1 Preparación antes da soldadura

(1) Preparación do fío de soldadura

O material do rodamento é a aliaxe babbitt, modelo ZSnSb11Cu6 e ZSnSb8Cu4, que é un metal brando cun punto de fusión baixo.

Seleccione materiais de aliaxe babbitt coincidentes para fundir (crisol pequeno) para facer fío de soldadura caseiro. O fío de soldadura derretido no pequeno crisol é relativamente puro, o que pode eliminar as impurezas do interior e eliminar os obxectos flotantes suspendidos na superficie; Incline o ángulo de aceiro inoxidable de ∠ 30 × 30 × 2 para que o ángulo entre a ranura de aceiro angular de aceiro inoxidable e o plano horizontal sexa de 20 ° ~ 40 °, a continuación, use unha pequena culler de ferro para verter o líquido de aliaxe babbitt fundido no aceiro inoxidable. ranura de aceiro en ángulo de aceiro, xire o aceiro en ángulo de aceiro inoxidable e recolle o fío de soldeo que cae do aceiro angular de aceiro inoxidable.

(2) Tratamento da superficie de apoio

Os rodamentos que estiveron en aceite lubricante durante moito tempo teñen moléculas de aceite que penetraron no corpo. Durante a reparación da soldadura, estes aceites con fugas dificultarán a fusión dos metais, polo que deben limparse coidadosamente.

En primeiro lugar, determine a localización da reparación da soldadura e limpa os rodamentos por ultrasóns. Se non se cumpren as condicións, use axentes de limpeza metálicos para limpar a película de óxido e as manchas de aceite na superficie. A continuación, manteña limpos os rodamentos e realice inmediatamente as reparacións de soldadura.

4.2 Proceso de reparación da soldadura

(1) Use soldadura TIG DC: use protección de argón, o caudal de argón é de 8 a 10 L/min, o diámetro do electrodo é de 3.2 mm; unha pequena boquilla de protección de cerámica; use unha máscara fotocrómica con diadema e sexa suave ao suxeitar o fío de soldadura;

(2) Use o método de soldadura plana e de soldadura á esquerda: non se apresure a encher a capa inferior da soldadura, primeiro inicie o arco na zona de soldeo, porque os vellos rodamentos infiltraron moito aceite lubricante durante o uso e non se pode eliminar completamente despois da limpeza. Ao soldar, inicie repetidamente o arco cara atrás e cara atrás na zona de soldadura, usando TIG Use arco de luz para forzar as moléculas de aceite no interior; despois usa un trapo limpo mergullado nun pouco de acetona para limpar as moléculas de aceite que flotan na superficie; finalmente use un cepillo de arame para eliminar os óxidos que flotan na superficie e, a continuación, realice a soldadura de reparación de recheo de arame;

(3) O punto de fusión da aliaxe Babbitt é relativamente baixo. Ao iniciar o arco, o electrodo debe estar aliñado correctamente coa zona de soldadura e debe utilizarse o método de prensado do arco para evitar que a aliaxe Babbitt na zona non soldada se derrita; o fío de soldadura debe facerse o máis delgado posible para facilitar a operación de prensado por arco durante a soldadura;

(4) Ao soldar, use unha máscara de cambio de cor fotosensible para alimentar con precisión o fío e axuste a máquina de soldar para atrasar o apagado do gas; cando cada arco de soldadura está pechado, non retire inmediatamente a boquilla da zona de soldadura para que o gas atrasado poida protexer eficazmente a zona para evitar que causen poros; prestar especial atención ao feito de que non debe haber vento durante a soldadura e tomar medidas de bloqueo do vento se é necesario;

(5) A superficie da última capa de soldadura debe ser lixeiramente máis alta que a superficie orixinal do rodamento, prestar atención a non producir socavacións e defectos non fundidos na unión coa superficie orixinal e, finalmente, obter un rodamento liso mediante o mecanizado. A figura 2 mostra a superficie de apoio despois da reparación da soldadura TIG.

5 Efecto reparador

Para verificar o efecto de reparación do rodamento neste traballo, o autor seleccionou o mesmo rodamento e danouno artificialmente cunha área de risco de 3 c㎡ e unha profundidade de 2 mm, un dano de 5 mm, un defecto. de 12 mm, unha perda de 30 mm e unha perda de 35 mm, e despois reparouna. Os resultados das probas están listados na táboa 2.

Na Táboa 2 pódese ver que o método tradicional de reparación de rodamentos limítase a reparacións menores; mentres que o método de reparación de rodamentos deste documento pódese aplicar á reparación de aliaxes de babbitt danadas máis grosas, e o grosor da reparación pode alcanzar os 35 mm, e o efecto de reparación é mellor para os danos dos rodamentos que non superen os 30 mm de espesor.

A aliaxe Babbitt úsase amplamente en varios tipos de rodamentos nos barcos e a súa calidade está relacionada co funcionamento normal do motor principal, o xerador e o eixe de cola do barco. Ao reparar barcos, a fundición e a soldadura TIG de aliaxes babbitt producirán produtos de alta calidade. Na comparación de varios métodos de soldadura para reparar a aliaxe babbitt, a soldadura TIG é actualmente o método de soldadura máis sinxelo e ideal.