Разработка технологии наплавки крановых колес

Крановые колеса изготавливают из сталей 50, 65Г, 75Г, размером от 200 до 1000 мм, с одной или двумя ребордами, массой до 930 кг.

Оптимальная твердость поверхности катания и реборд должна находиться в пределах 300-360 НВ.

В процессе эксплуатации крановые колеса подвергаются износу вследствие трения металла по металлу с незакрепленными абразивными частицами. Восстановление колес осуществляют автоматической дуговой наплавкой под флюсом или открытой дугой. Электродными материалами служат порошковые проволоки, ленты или проволоки сплошного сечения различных производителей.

Для наплавки крановых колес используются специализированные установки или универсальное сварочное оборудование. В зависимости от технических характеристик имеющегося оборудования, типов и размеров крановых колес выбирается способ наплавки и наплавочный материал, разрабатывается технология наплавки.

По заданию ремонтного участка металлургического предприятия, осваивающего восстановление крановых колес из стали 65Г способом автоматической дуговой наплавки легированной порошковой проволокой под флюсом, группой ВТК были проанализированы причины окончательного брака деталей (фото) и разработана технология обеспечивающая стабильное качество и минимизацию затрат при наплавке.

В результате выполненных работ была разработана и внедрена технология наплавки крановых колес сварочной проволокой Св-08А Ø5 мм под флюсом АНК-18, что позволило за счет дополнительного легирования наплавленного слоя получить требуемую твердость поверхности и исключить образование трещин.

В основу разработанной технологии легли результаты послойного химического анализа наплавленного металла при отработанных оптимальных режимах наплавки.

Химический состав наплавки:

По разработанной технологии при восстановлении колес поверхность катания наплавляется в два слоя, а стенка реборды в 5-6 слоев. Наплавку начинают с предварительным подогревом до температуры 300-350 °С в положении, когда ось колеса горизонтальна:

• в начале у основания реборды наплавляется валик,
• а затем цилиндрическая часть рабочей поверхности.

После наплавки колеса до требуемых размеров, его наклоняют под углом 20-30 ° и продолжают наплавку реборды. По окончании наплавки колесо помещается в термическую печь и производится высокий отпуск при температуре 600°С в течение одного часа с последующим охлаждением на воздухе.

Внедрение технологии наплавки низкоуглеродистой проволокой под флюсом АНК-18 обеспечило требуемый ресурс работы крановых колес при значительном годовом экономическом эффекте.

Исходя из нормативных технических требований к ходовым крановым колесам, их ремонт осуществляется при износе реборды, поверхности катания и ступицы.

Перед ремонтом крановых колес их подвергают внешнему осмотру и при выявлении трещин бракуют. Отслоения металла на поверхности катания крановых колес подлежат механической обработке. В зависимости от объема выработки, марки стали, конфигурации колеса для их ремонта разрабатываются ремонтный чертеж и технологическая карта на ремонт и восстановление.

В зависимости от размеров кранового колеса после механической обработки в «технологической карте на ремонт кранового колеса» указываются необходимая высота наплавки, способ наплавки, материалы и режимы для ремонта кранового колеса и получения его номинальных геометрических размеров.

При ремонте широкой номенклатуры крановых колес, целесообразна разработка «технологической инструкции на наплавку крановых колес» в которой отражаются требования:

• к крановым колесам,
• организация рабочего места ремонта и восстановления,
• материалы для ремонта,
• подготовка кранового колеса к ремонту,
• последовательность технологических операций ремонта,
• необходимый инструмент,
• контроль качества и требования техники безопасности.

В случаях нестандартных отклонений на крановом колесе для его ремонта разрабатывается отдельная технологическая карта. Технологическая инструкция и технологические карты разрабатываются с учетом технических возможностей производственных мощностей.

Пример разработанной технологической карты на ремонт и восстановление, приведенный ниже, позволил предприятию, получившему заказ на ремонт большой партии крановых колес, осуществить их восстановление с применением высокопроизводительной технологии наплавки порошковой лентой.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА

НА НАПЛАВКУ КРАНОВЫХ КОЛЕС

ПОРОШКОВОЙ ЛЕНТОЙ

Способ -121 (автоматическая дуговая наплавка под слоем флюса)

Положение: горизонтальное

Материалы: сталь колесная 2

Толщина слоя : 10 мм с припуском под механическую обработку 3 мм

Наплавочный материал : порошковая лента типа ПЛ-Нп-14Х12Г12

Защитный флюс: АН 60

Технологические требования к подготовке поверхности крановых колес:

1. Ржавчину и накатанный в процессе эксплуатации металл необходимо удалить механическим путем;
2. Поверхности крановых колес не должны иметь дефектов, следов масла и других загрязнений, а так же ранее выполненного восстановительного ремонта;
3. При выявлении скрытых дефектов на поверхности они должны быть исправлены по отдельной технологической карте на ремонт;
4. Подвергнуть крановые колеса термической обработке по режиму указанному в технологической карте для релаксации эксплуатационных напряжений;
5. Перед наплавкой крановых колес порошковую ленту проверить на отсутствие масла и других загрязнений. Произвести отработку режимов на технологической пластине с проверкой сварочно-технологические свойства материала по технологической инструкции на входной контроль наплавочных материалов;
6. Флюс перед применением должен храниться в соответствии с технологической инструкцией на транспортировку и хранение сварочных материалов, и должен быть прокален при температуре 200-300 C в течении 2-3 часов.

Технология наплавки крановых колес порошковой лентой:

1. К наплавке крановых колес допускаются квалифицированные сварщики, имеющие удостоверение и прошедшие технологический инструктаж по электродуговой наплавке и ремонту;
2. Установить и закрепить крановые колеса в наплавочном стенде;
3. Подогреть перед наплавкой крановое колесо газовой грелкой до температуры 200-250 C .
4. Наплавить поверхность по кольцу с шагом, и обеспечением размеров по прилагаемому эскизу на ремонт;
5. Обеспечить замедленное охлаждение детали.

ПАРАМЕТРЫ РЕЖИМА НАПЛАВКИ КРАНОВЫХ КОЛЕС

Требования к термообработке :

• провести термическую обработку после наплавки кранового колеса по следующему режиму – нагрев до температуры 550C,
• выдержка 2-4 часа,
• охлаждение с печью со скоростью не более 50C/час до температуры 100C.

Контроль качества по технологической карте:

1. Контроль качества после наплавки крановых колес и ремонта осуществляется визуальным осмотром: в наплавленном металле не допускаются трещины и несплавления.
2. В случае обнаружения дефектов, дефектные места подлежат ремонту по технологической карте на ремонт дефектов наплавленного слоя.

Заказать разработку технологической инструкции и технологической карты на наплавку крановых колес и их ремонт группы WTC