Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy Giáo trình lắp đặt và sửa chữa máy
Mục lục Chơng Chơng Nội dung Những vấn đề chung 1.1 Sự phát triển máy móc thiết bị 1.2 Một số khái niệm máy chi tiết máy 1.3 Các loại chuyển động 1.4 Các truyền động máy 1.5 Các loại mối lắp 1.6 Phân loại thiét bị máy móc 1.7 Nhu cầu lắp đặt sửa chữa máy Chơng Các trạng thái kỹ thuật máy 2.1 Khái niệm sửa chữa tháo lắp máy 2.2 Một số khái niệm trạng thái kỹ thuật máy 2.3 Các giai đoạn làm viƯc cđa m¸y 2.4 Sù h− háng cđa c¸c chi tiết máy 2.5 Ăn mòn kim loại 2.6 Nguyên nhân mài mòn 2.7 Ví dụ mài mòn bề mặt điển hình 2.8 Dấu hiệu mài mòn 2.9 Các yếu tố trình mài mòn ảnh hởng chúng đến hao mòn chi tiết 2.10 Phơng pháp xác định hao mòn 2.11 Độ mòn giới hạn cho phép 2.12 Ma sát bôi trơn Chơng Các phơng pháp kiểm tra chi tiết máy máy 3.1Các phơng pháp kiểm tra không phá huỷ 3.2 Các phơng pháp kiểm tra phá huỷ 3.3 Một sè dơng kiĨm tra Ch−¬ng Trang 2 4 4 6 8 12 21 22 22 22 23 24 26 35 35 37 37 Các phơng pháp sửa chữa nâng cao độ bền máy 4.1 Các khái niệm chung 4.2 Tổ chức sửa chữa dịch vụ sửa chữa 4.3 Các hình thức sửa chữa 4.4 Tổ chức nơi sửa chữa 4.5 Các phơng pháp sửa chữa 42 42 44 44 44 44 114 Chơng Quy trình công nghệ tháo lắp máy 5.1 Công nghệ tháo máy 5.2 Một số dụng cụ thiết bị dùng cho tháo máy 5.3 Sơ đồ tóm tắt quy trình công nghệ tháo máy 5.4 Sơ đồ tóm tắt trình sửa chữa máy 5.5 Làm máy chi tiết máy 5.6 Công nghệ lắp ráp sửa chữa máy 5.7 Các phơng tiện vận chuyển đồ gá để tháo lắp máy Chơng 6.1 Khái niệm sửa chữa phục hồi 6.2 Phân loại phơng pháp phục hồi sửa chữa 6.3 Một số dạng h hỏng phơng pháp phục hồi 6.4Các phơng pháp ứng dụng để sửa chữa phục hồi Mạ kim loại 7.1Các khái niệm chung trình mạ 7.2 Sơ đồ nguyên lý mạ điện 7.3 Đặc điểm phơng pháp mạ phục hồi 7.4 Quy trình mạ 7.5 Mạ crôm 7.6 Mạ ni ken 7.7 Mạ đồng Chơng 46 47 53 54 55 58 65 Các phơng pháp sửa chữa phơc håi Ch−¬ng 46 67 67 68 70 71 73 73 77 78 79 80 85 85 Sưa ch÷a phục hồi phơng pháp hàn 8.1 đặc điểm chung 8.2 Khái niệm hàn đắp kim loại 8.3 Hợp kim hoá mối hàn đắp 8.4 Chọn vật liệu hàn đắp 8.5 Hàn đắp số chi tiết điển hình 8.6 Tính hàn số kim loại hợp kim 8.7 Chän kÝch th−íc mèi hµn vµ b−íc hµn hợp lý hàn dới lớp thuốc 8.8 Hàn đắp phơng pháp hàn điện xỷ 8.9 Hàn đắp điện cực không nóng chảy 8.10 Hàn đắp ma sát 8.11 Hàn đắp môi trờng khí bảo vệ 8.12 Hàn rung 8.13 Hàn đắp phục hồi số d¹ng chi tiÕt 86 86 87 87 89 89 89 90 92 92 93 93 93 94 115 Ch−¬ng Phục hồi phun đắp 9.1 Khái niệm 9.2 ứng dụng 9.3 Đặc điểm phun phủ vật liệu 9.4 Sự hình thành lớp phun phủ 9.5 Phân loại phơng pháp phun phủ 9.6 Các yếu tố ảnh hởng đến phun đắp 9.7 Tính chất lý lớp kim loại phun đắp 9.8 Thiết bị phun 9.9 Công nghệ phun 9.10 Chế độ phun đấp đặc trng Chơng10 98 98 100 99 102 103 104 105 107 105 108 108 Sửa chữa phục hồi biến dạng dẽo 10.1 Các loại biến dạng kim loại 10.2 Các phơng pháp gia công biến dạng phục hồi kích thớc 109 109 109 Tài liệu tham khảo Mục lục 113 114 116 Chương Những vấn đề chung 1.1 Sự phát triển máy móc thiết bị 1.1.1 Sự phát triển số lượng máy ( tính máy ) [ 21,22] 1913 1930 1.500 7.500 1954 1958 102.000 138.000 1933 19.000 1961 164.000 1940 1950 58.000 70.000 1964 184.000 1.1.2 Ða dạng chủng loại thiết bị Máy móc ngành nói chung cơng nghiệp nói riêng đa dạng : Cơ khí , điện, xây dựng, điện tử, Các loại máy động lực máy phát điện, máy nổ, Các loại máy nâng chuyển, vận chuyển, Máy có chức công nghệ khác : máy tiện, phay, bào, Máy tạo lực : máy búa, máy ép, 1.1.3 Sự phát triển độ phức tạp đại Kích thước chi tiết máy có xu hướng thu gọ lớn Tuy nhiên xu thu gọn kích thước có cơng suất cao chiếm ưu Về kích thước Về cấu tạo KÝch th−íc chi tiÕt m¸y lín KÕt cÊu đơn giản Kết cấu tổ hợp Kích thớc đợc thu gọn vi mạch Mc hin i : Máy cổ điển, truyền thống Máy bán tự động, tự động Máy tự động có hổ trợ máy tính, CAD/CAM, máy CNC Dây chuyền sản xuất tự động C.I.M CAM : Computer Aided manufactoring CNC- Machine with Computerised Numeric Control CIM - Computer intergrated Manufactoring Sơ đồ tóm tắt mối liên hệ phận máy Cơ cấu điều khiển Nguồn Năng lượng cấu chấp hành C/C Kiểmtra Hệ thống biến đổi động lực Cơ ( C cu cụng tỏc ) ã Vị trí mặt SX ã Nền móng máy - Hệ thống công nghệ sản xuất - An toàn LĐ vệ sinh m«i tr−êng Một số khái niệm máy chi tiết máy Máy móc hệ thống chi tiết máy cấu để thực chức định Chi tiết máy cụm chi tiết máy hay cấu phần tử lắp ráp thành máy 1.2.1 Chi tiết máy Chi tiết máy vật thể độc lập liên kết khác Nó chế tạo từ vật thể với loại vật liệu Chi tiết máy phần tử đơn giản để tạo nên cụm chi tiết máy • Các chi tiết đơn giản : then, chốt, cóc, vít, êcu, bulơng, • Chi tiết phức tạp : - Trục : Trục thẳng, trục khuỷu, trục bậc, trục rổng, trục đặc, - Bánh loại :(thẳng, côn, nghiêng, bánh chữ V, ) 1.2.2 Cụm chi tiết thường có từ chi tiết máy trở lên tạo nên cấu máy hay phận máy • Bulơng đai ốc, vít me đai ốc, khớp nối, đảo chiều, phanh, ổ bi, • Cơ cấu tập hợp chi tiết khâu có liên hệ với thực dạng chuyển động định : cấu cu lít, cấu an toàn, 1.2.3 Modun tổ hợp chi tiết lắp ghép độc lập nhau, sau lắp lại thành máy hoàn chỉnh Khi cần thay thế, sửa chữa phải thay ln modun Ðó modun TV, Máy vi tính, 1.3 Các loại chuyển động : • Chuyển động đơn : chuyển động quay tròn, thẳng, tịnh tiến, liên tục, gián đoạn , • Chuyển động kết hợp : quay + tịnh tiến, 1.4 Các truyền động máy : • Truyền động đơn, theo nhóm, thuỷ lực, khí nén • Truyền động cứng : bánh răng, đai, trục vít, • Truyền động qua khớp nối, 1.5 Các loại mối lắp : a Mối lắp cố định mối lắp ghép mà vị trí tương đối chi tiết không đổi Mỗi lắp cố định tháo mối lắp cố định không tháo • Mối lắp cố định tháo mối lắp ren, chêm, chốt, then • Mối lắp ghép cố định không tháo đuợc loại mối lắp cố định tán hàn ép nóng , ép nguội dán loại mối lắp thường gặp kỹ thuật vỏ tầu thuỷ vỏ máy bay, cầu, phà b Mối lắp di động mối ghép mà chi tiết có khả chuyển động tương Nó phân thành hai loại mối lắp di động : mối ghép di động tháo khơng tháo 1.6 Phân loại thiết bị máy móc 1.6.1 Phân loại thiết bị theo chức Máy phát điện: Biến nhiệt năng, thành điện Thiết bị , bào, máy móc Ðộng / Biến nhiệt điện thành Máy nông cụ, dụng cụ Máy thi hành chức công nghệ: máy tiện, phay máy rèn, máy hàn, M¸y vËn chun Thiết bị nâng hạ - Băng tải, xe ôtô - Cẩu , cần trục, Cầu trục, - Xe nâng, kích, Thiết bị tạo lực - Máy ép, máy dập, Ngoài ngời ta phân loại dựa theo chức công nghệ, độ xác, mức độ vạn năng, mức độ khí hoá, tự động hoá, theo chức khác nh : thiết bị nghiên cứu, thiết bị thí nghiệm, 1.6.2 Phân loại theo khối lợng : Loại nhẹ , vừa, nặng, nặng, 1.6.4 Phân loại theo độ xác: Chính xác thờng, xác , siêu tinh xác, 1.6.5 Phân loại theo mức độ khí hoá & tự ®éng ho¸ : M¸y tù ®éng, m¸y b¸n tù ®éng, Máy điều khiển theo chơng trình Phân loại theo cấu điển hình máy : Nh máy Ðp trơc khủu, m¸y c¸n ren, m¸y Ðp ma s¸t Theo cấu riêng biệt : Phanh, đảo chiều, cấu an toàn, bánh lệch tâm, 1.7 Nhu cầu lắp đặt sửa chữa máy ã Nhu cầu lắp đặt chế tạo máy móc thiết bị ã Nhu cầu tháo lắp di chuyển đến nơi , thử máy vận hành máy, ã Nhu cầu tháo lắp sửa chữa phục hồi chi tiết máy ã Nhu cầu phục hồi chi tiết máy bị h hỏng hay bị mài mòn sau thời gian vận hành ã Nhu cầu kiểm tra , bảo dởng máy, ã Nhu cầu bổ sung, trang bị mới, đại hoá trình sản xuất Chơng trạng thái kỹ thuật máy 2.1 Khái niệm sửa chữa tháo lắp tháo máy 2.1.1 Khái niệm chế tạo sửa chữa ã Quá trình chế tạo trình sản xuất bao gồm chế tạo chi tiết sau lắp ráp thành phận hay thành máy Để chế tạo chi tiết máy cần qua nhiều công đoạn, nhiều nguyên công Trong trình cần phải tháovà lắp ráp chúng ã Quá trình sửa chữa trình sản xuất Sửa chữa bảo quản, bảo dỡng, sửa chữa h hỏng, phục hồi lại kích thớc nâng cao chất lợng chi tiết, 2.1.2 Khái niệm tháo lắp máy Quá trình tháo lắp máy trình sản xuất phải tuân thủ theo quy định trình tự định Tháo lắp máy có mối quan hệ chặt chẽ với trình chế tạo sửa chữa phục hồi máy chi tiết máy Khi tháo rời tiến hành tháo theo cụm, theo phận từ tháo rời chi tiết Lắp ráp trình ngợc lại trình tháo máy, tức xuất phát từ chi tiết lắp thành cụm hay phận, sau lắp thành máy hoàn chỉnh 2-2 Một số khái niệm trạng thái kỹ thuật máy 2.2.1 Dự trữ kỹ thuật : Là khoảng thời gian bắt đầu làm việc sau sửa chữa thời hạn cho phép 2.2.2 Thời hạn làm việc khoảng thời gian cho phép máy làm việc đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, sau thời gian phải tiến hành sửa chữa định kỳ hay phục hồi lại tuỳ theo yêu cầu trình công nghệ 2.2.3 Thời gian đà vận hành - thời gian máy đà làm việc theo yêu cầu kỹ thuật với công suất thiết kế Thời gian đà vận hành đợc đánh giá khối lợng công việc đà làm thông qua tæng thêi gian tÝnh theo giê, KWh, 2.2.4 Tuæi thọ : thời gian mà chi tiết giữ nguyên khả làm việc, đảm bảo đặc trng kỹ thuật cần phải sửa chữa 2.2.5 Độ tin cậy tính ổn định máy tính chất chi tiết máy thực chức nhiệm vụ đà định thời gian làm việc thoả mÃn điều kiện vận hành, bảo quản, sửa chữa vận chuyển a Độ tin cậy: Là tập hợp tính chất phụ thuộc vào chức cđa chi tiÕt, cơm chi tiÕt hay cđa m¸y nh− : ã Độ bền, độ bền lâu, ã Vận tốc chuyển động, vận tốc làm việc, ã Mức tiêu thụ lợng (mức tiêu hao nhiên liệu giới hạn cho phép), ã Chất lợng công việc, chất lợng sản phẩm đợc làm ra, b Tính ổn định máy khả làm việc bình thờng, thay đổi so với yêu cầu đà đề 2.2.6 Sự hoàn hảo không hoàn hảo máy + Máy hoàn hảo Là trạng thái máy thoả mản với tất yêu cầu kỹ thuật đề cho phép làm việc liên tục không xảy cố + Máy không hoàn hảo: Thể không hoàn chỉnh, không thoả mản yêu cầu kỹ thuật đà đề Khi máy khả làm việc, có khả sinh cố, a Không hoàn hảo có : ã Không hoàn h¶o tõng bé phËn, tõng chi tiÕt : khuyÕt tật chi tiết, liên kết; không đảm bảo độ bền bền cần thiết theo yêu cầu, ã Không hoàn hảo cụm chi tiết : độ lắp lẫn không tốt (lỏng, bị rơ chặt, ) ; tính cứng vững mối liên kết; b Sai lệch lắp ráp ã Không đồng trục, không vuông góc, vênh, nghiêng, không đối xứng, ; ã Sai vị trí; Sai lệch khoảng cách; c Sai lệch hai bề mặt tiếp xúc ã Không đảm bảo diện tích tiếp xúc cần thiết ly hợp ma sát ã Khoảng cách bánh không nh thiết kế làm cho bánh bị mòn không làm cho bề mặt tiếp xúc bị sai lệch, ã Sự tiếp xúc hai bánh không khớp, nghiêng, lệch, ã Không kín, van tiếp xúc không tốt : supáp, van khí, Piston-xylanh, ã Hai bề mặt kh«ng song song, kh«ng vu«ng gãc, d Sù sai lệch bị lồi bề mặt Nguyên nhân : ã Do bị va đập ã Do tích tụ phần bị mài mòn (côn xe đạp bị bi ép); ã Do tích tụ dầu mở, chất cặn bà bị khô quánh lại (ví dụ vòng bi lâu ngày không bảo quản tốt) ã Do sản phẩm cháy tích tụ lại, bề mạt bị gỉ, Các nguyên nhân làm cho chế độ làm việc bị sai lệch, làm cho trình truyền dẫn nhiệt bị thay đổi; kết qủa hình dạng, kích thớc chi tiết bị thay đổi Hiện tợng làm ảnh hởng đến khả lắp ráp, khả làm việc chi tiết máy máy e Sự biến dạng phá huỷ Khi làm việc nhiều chi tiết chịu tác dụng lâu dài lực (lực ma sát, lực uốn, ) nhiệt độ tăng cao, Kết gây nên biến dạng; làm cho chi tiết bị sai lệchkhi lắp ráp, làm cong trục, vênh, dÃo (cánh tuốc bin) , chí gây phá huỷ chi tiết máy : gẫy, vỡ, rạn, nứt chi tiết (ví dụ : bi, côn xe đạp, ) 2.2.7 Tính sửa chữa Sửa chữa tập hợp nguyên công có khả phục hồi tuổi thọ, phục hồi tính hoàn hảo, phục hồi khả làm việc máy ã Tính sửa chữa thích ứng tính chất vật liệu cho phép phát phòng ngừa nguyên nhân h hỏng cho phép bảo dỡng, sửa chữa máy ã Tính bảo toàn : tính chất không làm thay đổi khả làm việc khả máy chạy hoàn hảo 2.3 Các giai đoạn làm việc máy ã Giai đoạn chạy thử không tải Cho máy chạy trạng thái cha mang tải ã Giai đoạn chạy thử có tải theo mức độ khác : chạy thử non tải, chạy thử đầy tải, chạy thử tải an toàn, ã Giai đoạn công tác với tuổi thọ bình thờng máy làm việc với tải trọng đà định ã Giai đoạn h hỏng cần sửa chữa phục hồi chi tiết máy để phục hồi khả làm việc kéo dài tuổi thä cđa m¸y 2.4 Sù h− háng cđa c¸c chi tiết máy Khi chế tạo, lắp ráp, vận hành sửa chữa, xảy h hỏng phần hay toàn chi tiết Thông thờng h hỏng xảy bề mặt làm việc, bề mặt tiếp xúc 2.4.1 Các bề mặt làm việc Bề mặt biên giới pha khác bề mặt ranh giới vật thể với môi trờng xung quanh Ngời ta đa khái niệm bề mặt : ã Bề mặt hình học bề mặt đợc biểu thị vẽ chi tiết Đây bề mặt danh nghĩa mang nhiều tính chất lý tởng ã Bề mặt thực tế hay gọi bề mặt kỹ thuật Khái niệm không hàm ý hình học mà liên quan đến tính chất lớp kim loại dới bề mặt Chất lợng bề mặt đợc đặc trng yếu tố : dạng hình học, chất lợng bề mặt biên giới chất lợng lớp dới bề mặt Phục hồi đầu phun đắp khí nén với dây kim loại nóng chảy Dây kim loại Đầu phun khí cháy Khí ép khí tạo lữa nung chảy kim loại dây hàn Hình - Sơ đồ phun đắp đầu phun khí với dây kim loại nóng chảy Hình - Hình dáng ngaòi đầu phun đắp lữa khí 9.2 ứng dụng : chống gỉ, phục hồi, trang trí bảo vệ [14, 19] Phục hồi chi tiết máy mòn Sửa chữa khuyết tật vật đúc Sửa chữa khuyết tật xuất gia công khí Bảo vệ chống gỉ môi trờng khí Bảo vệ chống gỉ nhiệt độ cao Thay kim loại màu kim loại phun 100 Trang trÝ 65 % b¶o vƯ chèng gØ 35 % phục hồi chi tiết máy bị mòn ã ứng dụng kỹ thuật phun phủ nhôm kẽm cho công trình cầu thép, cần cẩu lớn, bể chứa lớn, thiết bị cột truyền hình, cổng thép lớn, vỏ tàu, thiết bị tàu Biển báo đờng thuỷ kết cấu thép lớn [3] ã Phục hồi kích thớc phục hồi hình dáng hình học ã Phục hồi bề mặt bị mòn mà khó hàn đắp nh cổ trục khuỷu cam, chi tiết không yêu cầu chịu mài mòn cao, bề mặt lắp ghép cố định (lỗ lắp ổ lăn, 9-3 Đặc điểm phun phủ vật liệu u điểm Phun kim loại rÊt thÝch hỵp cho viƯc phơc håi trơc khủu, ỉ bi, chốt, sửa chữa khuyết tật ®óc Phun phđ cã thĨ phđ mét líp ®−ỵc kim loại nguyên chất, hợp kim phi kim lên bề mặt vật liệu nh kim loại, sứ, gỗ, vÃi, giấy, Bằng phun kim loại tạo lớp dẫn điện vật không dẫn điện; tạo lớp chịu nhiệt, Kim loại lớp phun hồ quang lửa khí cho tính chất không khác Ví dụ phun nhôm hồ quang điện cho khả chống gỉ tốt so với phơng pháp khác Khả ứng dụng phun kim loại không bị hạn chế kích thớc vật cần phủ Vì thiết bị phun di chuyển dễ dàng, xách tay Lớp kim loại đắp có tính chịu mài mòn, độ bền, độ cøng cao ( t theo vËt liƯu líp kim lo¹i đắp Đặc biệt vật liệu phủ thờng có khả chống mài mòn : Thép không gỷ, đồng thau, nhôm, hợp kim nhôm Ni, Phun plasma đợc øng dơng ®Ĩ phun vËt liƯu cã nhiƯt ®é nãng ch¶y cao : W, Mo, Cr, Phơc håi chi tiết máy phun biện pháp tích cực để sử dụng chi tiết máy, máy móc thiết bị đà bị hỏng xác Nguyên liƯu dïng cho phơc håi rÊt nhá so víi khèi lợng toàn chi tiết; chi phí cho phục hồi nhỏ Phục hồi đợc trục, bề mặt cong, phẳng bị mài mòn Không phá hoại tính nguyên vĐn cđa chi tiÕt Phun phơc håi cã thĨ đảm bảo chất lợng cao, số trờng hợp đảm bảo tính chất vật liệu tốt vật liệu 10 Không phá hoại kết cấu kim tơng kim loại gốc nhiệt độ phun lên chi tiết không cao 11 Chiều dày lớp phun đắp lớn, phục hồi bề mặt bị mòn nhiều 12 Lớp kim loại phun dày xốp nên có khả tích luỹ dầu bôi trơn, giảm ma sát, tăng khả chịu mài mòn 101 13 Công nghệ phun đơn giản, dễ thao tác, suất cao so với mạ khoảng tuỳ theo mức độ mài mòn độ phức tạp bề mặt cần phục hồi - 60% so víi m¹ 14 Cã thĨ phun kim lo¹i màu hợp kim bác bit nên tiết kiệm đợc kim loại màu 15 Khi phun có sử dụng khí nén Thiết bị đơn giản 16 Năng suất cao 17 Chất lợng phun đắp phụ thuộc : chất lợng bề mặt kim loại, tốc độ phun, áp lực khí nén, lợng kim loại nóng chảy, kích thớc kim loại bột, Nhợc điểm [1, 14] ã Mối liên kết kim loại lớp phủ kim loại thấp; ã Không khí nén dùng để phun kim loại yêu cầu không lẫn dầu mỡ ẩm Vì ẩm qua vùng hồ quang bị phân huỷ ôxy hoá mạnh hạt kim loại nên làm giảm chất lợng lớp phun Hơi ẩm làm giảm nhiệt độ vùng hồ quang, làm giảm nhiệt độ hạt trình tạo sơng mù Do làm giảm mức độ biến dạng chung va đập vào bề mặt Dầu mỡ lẫn không khí ép tạo thành màng dầu ngăn cách lớp phun với chi tiết, hạt phun với làm giảm chất lợng độ bám lớp phun víi kim lo¹i nỊn Tỉn thÊt kim lo¹i nhiỊu; ã ảnh hởng đến sức bền chi tiết (giảm giới hạn mõi chi tiết) ã Bề mặt phun luôn yêu cầu phải làm tạo nhấp nhô; ã Đòi hỏi tay nghề cao; ã Điều kiện làm việc nặng nhọc; ã Lớp kim loại phun có độ cứng nhỏ dòn kim loại dây ã Lớp kim loại phun có sức bền kéo nhỏ ã Độ bám lên kim loại gốc yếu nên không dùng để phục hồi chi tiết chịu lực kéo, va đập, 9.4 Sự hình thành lớp phun phủ 9.4.1 Theo thut cđa Pospisil -sehyl • Líp phun phđ đợc hình thành giọt kim loại lỏng bị phun dòng khí nén với tốc độ trung bình 200 m/s Các hạt bị phá vỡ thành nhiều hạt nhỏ : ã Các hạt mà ôxyt phun thể lỏng tạo thành hạt có dạng hình cầu (nh thép, ) ã Các hạt kim loại mà ôxyt phun thể rắn tạo thành hạt có dạng không đồng đều, đa cạnh Ví dụ nh nhôm, kẽm, ã Theo thuyết phần tử kim loại thời điểm va đập bề mặt thĨ láng 102 9.4.2 Theo thut cđa Schoop KhÝ nÐn cung cấp lợng khí nén cho hạt kim loại Khi va đập vào bề mặt vật phun có xảy thay đổi nhiệt Khi khỏi miệng vòi phun chúng bị nguội dần đông đặc nhanh tác dụng dòng khí nén Trong thời ®iĨm va ®Ëp chóng sÏ cã sù biÕn d¹ng dÏo, chúng liên kết với thành lớp liên kết Nhiệt độ tia kim loại bị giảm xuông thấp (50-100oC) nên phủ lên nhứng vật liệu dể cháy mà không xảy cháy 9.4.3 Theo thuyết Karg, Kasch, Reininger Các tác giả cho hạt kim loại bị nguội đông đặc tác dụng nguồn lợng động khí nén Khi từ vòi phun hạt đà trạng thái nguội nên không xảy biến dạng dẻo 9.4.4 Theo thuyết Schenk : Nhiệt độ hạt phun phải nhiệt độ chảy lỏng để xảy hàn chặt với Điều không phù hợp với thực tế nh lớp kim loại sở nóng chảy để gắn phần tử lại với Sự hình thành lớp phun Xảy theo giai đoạn sau : Đầu dây phun nóng chảy; Thời gian nóng chảy phân tán hạt kim loại xảy nhanh : 1/10.000 - 1/100.000 giây sau giây có khoảng 7.000 giọt thép Các giọt kim loại đợc tách từ đầu dây; Sự bay va đập hạt kim loại lên bề mặt đà đợc chuẩn bị Thời gian khoảng 0,002 - 0,008 giây Quá trình liên kết phần tử để tạo nên lớp phun Qúa trình tạo thành lớp phủ phức tạp Kết nghiên cứu cho thấy phần tử kim loại thời thời điểm va đập lên bề mặt phun trạng thái lỏng bị biến dạng lớn Trong thời điểm va đập lớp ôxyt phải trạng thái lỏng nen biến dạng phụ thuộc vào dạng phần tử kim loại phun Khả biến dạng chủ yếu phụ thuộc lớp vỏ bọc phần tử phần tử sau phụ thuộc vào biến dạng phần tử trớc Khi phần tử sau va đập lên phần tử trớc phần tử trớc hÃy trạng thái lỏng sệt nên chúng dể dàng xảy liên kết kim loại với 9.5 Phân loại phơng pháp phun : Phun đắp lửa khí (oxy loại khí cháy (C2H2, ) Phun đắp hồ quang điện Phun đắp dòng điện cao tần (đạt 50.000 Hz) Phun đắp hồ quang plassma Phun đắp sóng nổ Phun đắp lợng chùm tia laser Phơng pháp phun đắp hồ quang điện : Cho dây hàn (một dây nối với điện cực âm đầu nối với điện cực dơng tiến sát vào xuất hồ quang Nguồn nhiệt hồ 103 quang làm nóng chảy dây hàn Dòng khí có áp suất lớn thổi mạnh giọt kim loại lỏng làm chúng bay Lúc hồ quang tắt, nhng dây hàn tiếp tục tiến vào ngắn mạch, cờng độ dòng điện tăng lên đột ngột, khoảnh khắc dây hàn nóng chảy, giọt kim loại lỏng lại bị thổi Quá trình tiếp tục Nh trình phun hồ quang trình hồ quang ngắn mạch liên tục ã Thời gian chập mạch : 0,005 - 0,02 giây Thời gian tăng tốc độ dây hàn tăng ã Thời gian hồ quang cháy : 0,003 - 0,005 giây ã Quá trình phun xảy không liên tục; Kích thớc hạt kim loại thời điểm khác khác so với thời điểm chập mạch ã Khi phun phân tử ôxy bị phân huỷ thành nguyên tử ôxy, kim loại nóng chảy bị ôxy hoá mạnh * Các bon bị cháy 25 - 35 % * Silic 25 - 45 % * Mang gan 35 - 38 % 9.6 Các yếu tố ảnh hởng đến phun đắp ã Nâng cao tốc độ luồng khí nén nh kéo dài thời gian đốt cháy dây hàn tạo khả làm sơng hoá hạt kim loại phun ã Kích thớc hạt kim loại phun thay đổi phạm vi rộng từ 0,002 - (0,2-0,4) mm ã Tốc độ, khối lợng độ lớn hạt kim loại lớp phun ảnh hởng lớn đến kết cấu tính chất ã Do nhiệt độ không neencos trạng thái hạt kim loại : lỏng ã Tốc độ hạt kim loại lúc đầu khoảng 18 m/s sau tăng dần đạt 200 m/s, (theo Nguyễn Đức Hùng V = 50 - 250 m/s)sau lại giảm dần cự ly 250 mm vào khoảng 85 m/s ã Thời gian chuyển động hạt từ đầu phun đến bề mặt chi tiết khoảng 0,003 giây ã Do thời gian ngắn tốc độ di chuyển lớn nên hạt kim loại cha kịp nguội nên va đập vào bề mặt làm biến dạng dẻo bám chặt vào bề mặt gia công ã Nhiệt độ thay đổi phụ thuộc vào khoảng cách từ đầu súng phun nh sau : Khoảng cách L mm 50 100 200 o 100 980 900 Nhiệt độ hạt kim loại C ã Cấu trúc bề mặt lớp phun đắp không đồng Thành phần hoá học lớp kim loại phun đắp khác nhiều so với kim loại số nguyên tố bị cháy ( Si = 25-45%, Mn = 35-38%, S 25-26 % ã Mức độ ôxy hoá hạt kim loại lớp phun ảnh hởng đến độ bền lớp đắp 104 ã Lớp kim loại phun đắp có nhiều lỗ xốp nên mật độ lớp kim loại nhỏ kim loại (lớp kim loại nền) trung bình 6,5 g/cm3 so với kim loại 7,7-7,8 g/cm3 Mật độ tơng đối lớp kim loại phun đắp 85 % độ xốp 15 % ã Trị số dẫn điện lớp kim loại phun đắp nhỏ thép từ 13 - 20 lần 9.7 Tính chất lý lớp kim loại phun đắp [1], [14] 9.7.1 Nhân tố ảnh hởng đến độ cứng lớp kim loại phun đắp Là ảnh hởng cự ly phun áp suất khí nén Trong trình phun, hạt kim loại bị không khí thổi nên nguội nhanh từ nhiệt độ nóng chảy xuống 100-150 oC số hạt bị tôi, số khác bị ôxy hoá nên ®é cøng cao NÕu thÐp cã %C ®Õn 0,4 % ®é cøng ®¹t HB 150-258 NÕu thÐp cã %C ®Õn 0,8 % độ cứng đạt HB 400 Bảng 9-1 Phun hồ quang điện Phun khí cháy Phun ®iƯn cao tÇn %C HB %C HB %C HB 0,12-0,15 197-220 0,10 192 0,12-0,16 230 0,4 258 0,35 208 0,35 330 0,45 285-300 0,44 230 0,45 401-415 0,8 320 0,62 267 0,64-0,66 440-460 §é cøng HB 320 280 240 200 25 50 75 100 125 150 mm H×nh 9-6 ¶nh h−ëng cđa cù ly phun ®Õn ®é cøng líp kim lo¹i phun VËt liƯu thÐp 0,45 %C [1](trang66) 1- Độ cứng HB lớp kim loại bề mặt 2- Độ cứng HB lớp kim loại cách bề mặt 1,5 mm 9.7.2 Tính chất lớp phun phủ a Độ bền học : ã Lớp kim loại phun đắp có độ bền chịu nén cao (80-120 KG/mm2) ã Trị số độ bền kéo phụ thuộc phơng pháp phun hàm lợng bon dây phun xem bảng [1] Bảng 9-2 Hàm lợng C Độ bền kéo (KG/mm ) ứng với phơng pháp phun % hồ quang điện Bằng lữa khí Điện cao tần 105 0,15 -0,20 10-12 18-20 11-12 0,25 24 14-19 0,4-0,46 11-18 22-24 0,6-0,8 14-19 19 18-19 ã Mặc dầu kim loại lớp phun có đồ bền kéo không cao nhng bị h hỏng ứng suất đạt tới trị số biến dạng dẻo kim loại gốc ã Tính học lớp kim loại phun gang hạt kim loại phun đắp có nhiều màng ôxy hoá có tạp chất Phun điện cao tần cho lớp phun có tính cao : Dây hàn thép 45 Độ bền đạt 22,5 KG/mm2 Tơng đơng độ bền gang Độ cứng đạt 400-415 HB Độ bền mõi tăng thêm 9-13,5 % Phun hồ quang điện Dây hàn thép 45: Độ bền đạt 9,36 KG/mm2 Tơng đơng độ bền gang Độ cứng đạt 250-260 HB b Độ bám : Tính chất học chủ yếu độ bám, Độ bám thông số quan trọng định chất lợng lớp phun đắp Nó phụ thuộc phơng pháp phun đắp, nhiệt độ, tốc độ hạt, cự ly phun chiều dày lớp phun Sau chuẩn bị bề mặt xong phải tiến hành phun Thời gian kéo dài lâu bề mặt bị ôxy hoá làm cho khả dính bám giảm, lớp kim loại phun để bong Chất lợng mối liên kết chảy hàn bám học lớp phun (độ bám) phụ thuộc vào chất lợng chuẩn bị bề mặt (phụ thuộc độ bề mặt sản phẩm), vật liệu phun, vật liệu chất lợng bớc tiến hành phun Chiều dày lớp phun phủ lớn mm cần bề mặt có độ nhám lớn (Nguyễn Đức Hùng, P.166) c Độ chịu mài mòn Trong điều kiện ma sát khô độ chịu mài mòn kim loại phun xốp, dòn, Trong điều kiện bôi trơn đầy đủ khả chịu mài mòn tăng vi lỗ rổ xốp chiếm 5-11 % tạo nên hốc chứa dầu bôi trơn nên ma sát nhỏ (hệ số ma sát khoảng : f = 0,01-0,04 Nhờ có lớp xốp mà cho phép chi tiết máy làm việc bình thờng 100-190 sau đờng dầu bôi trơn hết Tính chất bảo vệ chống ăn mòn lớp phun phủ nhôm kẽm (Nguyễn Đức Hùng, P.171) phụ thuộc vào chiều dày, độ bám, độ xốp chất kim loại lớp phủ Lớp phủ kẽm có độ bám tốt song lớp lớp nhôm có độ bền ăn mòn cao nên ngời ta thờng tổ hợp kẽm với nhôm Để đảm bảo thời gian lớp bảo vệ 15 năm chiều dày lớp phủ phải đạt giá trị định theo bảng [5] Phơng pháp Lớp phủ Zn Bảng 9-3 Chiều dày bảo vệ tối thiểu, àm Nông thôn Thành Công Biển phố nghiệp 120 160 200+s¬n 200 106 Al ZnAl Al Zn ZnAl 120 200 120 - 160 40/200 300 160 40/200 200 40/250 300 200+sơn 40/250 16 40/200 250 200 40/200 Khả bền ăn mòn lớp phủ Zn Al đợc trình bày bảng 9.4 thời hạn bảo vệ lớp phủ có chiều dày khác đợc trình bày bảng 9-5 [5] Bảng 9-4 Các tác nhân ảnh hởng có khí Cltrong không khí SO2 40 mg/m2 Lớp phủ PH Độ cứng Nhiệt độ Cl- 50 mg/lít nớc Không bền