RU2537418C2 - Repair of shafts - Google Patents
Repair of shafts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2537418C2 RU2537418C2 RU2013101337/02A RU2013101337A RU2537418C2 RU 2537418 C2 RU2537418 C2 RU 2537418C2 RU 2013101337/02 A RU2013101337/02 A RU 2013101337/02A RU 2013101337 A RU2013101337 A RU 2013101337A RU 2537418 C2 RU2537418 C2 RU 2537418C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- surfacing
- shaft
- metal
- sections
- section
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к ремонту крупногабаритных круглых деталей типа валов и может быть использовано преимущественно при ремонте судовых гребных и промежуточных валов (при восстановлении их до первоначальных эксплуатационных размеров) на участке интенсивного износа.The invention relates to the repair of large round parts such as shafts and can be used mainly in the repair of ship propellers and intermediate shafts (when restoring them to their original operational dimensions) in the area of intense wear.
Существует способ ремонта деталей, при котором на дефектный участок накладывают (устанавливают) элемент кольцевой формы, закрепляют его на валу с помощью сварки, а затем наплавляют на поверхность износостойкий материал. При этом первоначально наплавляют концевые участки стыковых швов и кольцевого элемента на расстояние не менее С+t, где t - ширина верхнего валика шва, С - зона термического влияния. Ширина наплавки при одном проходе t1 выбирается в пределах t1=(0,6-0,8)t (патент РФ 93010594, кл. В23Р 6/00, опубл. 27.12. 1995 г.).There is a method of repairing parts, in which a ring-shaped element is applied (installed) to a defective area, fixed to the shaft by welding, and then wear-resistant material is deposited on the surface. In this case, the end sections of the butt welds and the annular element are initially fused to a distance of at least C + t, where t is the width of the upper weld bead, C is the heat-affected zone. The width of the welding in a single pass t 1 is chosen in the range t 1 = (0,6-0,8) t (RF Patent No. 93010594, cl. V23R 6/00, publ. 27.12. 1995 YG).
Недостатком данного изобретения является ограниченность применения, заключающаяся в невозможности использования накладных элементов при ремонте крупногабаритных деталей, подвергающихся интенсивным сдвиговым нагрузкам при эксплуатации, что приводит к быстрому разрушению участков присоединения накладок к детали вне участка ремонта (восстановления).The disadvantage of this invention is the limited application, which consists in the impossibility of using overhead elements in the repair of large parts subjected to intense shear stress during operation, which leads to the rapid destruction of the areas where the plates are attached to the part outside the repair (restoration) site.
Существует также способ ремонта деталей машин, при котором на подготовленную к восстановлению поверхность ремонтируемой детали перед наплавкой слоя присадочного материала монтируют его заготовку, выполненную в виде ленты. Ленту берут толщиной 0,1-5,0 мм и устанавливают с зазором, величина которого не превышает 0,2 мм. Осуществляют многослойную наплавку присадочного материала электронным сканирующим лучом в вакууме (патент РФ 2247014, кл. В23Р 6/00, В23К 9/04, В23К 15/00, опубл. 29.08. 2003 г.).There is also a method of repairing machine parts, in which a workpiece mounted in the form of a tape is mounted on the surface of the part to be repaired before surfacing the filler layer. The tape is taken with a thickness of 0.1-5.0 mm and set with a gap whose value does not exceed 0.2 mm. Carry out multilayer surfacing of filler material with an electronic scanning beam in vacuum (RF patent 2247014, CL V23P 6/00, V23K 9/04, V23K 15/00, publ. 29.08. 2003).
Недостатком данного изобретения является повышенная стоимость ремонта, обусловленная применением дорогостоящего оборудования для наплавки и применения вакуумной среды, что неприменимо для крупногабаритных валов, например, типа судовых.The disadvantage of this invention is the increased cost of repair due to the use of expensive equipment for surfacing and the use of a vacuum environment, which is not applicable for large shafts, for example, type ship.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату относится способ ремонта (восстановления) вала наплавкой, изложенный в патенте (RU 2281846, В23Р 6/02, В23К 9/04), включающий механическую обработку подвергающейся наплавке поверхности вала на глубину, соответствующую допустимой толщине наплавленного слоя, контроль поверхности вала под наплавку на отсутствие дефектов, наплавку и контроль качества ее выполнения. Недостатками данного способа являются:Closest to the proposed invention in terms of technical nature and the achieved result, there is a method for repair (restoration) of a shaft by surfacing described in the patent (RU 2281846, В23Р 6/02, В23К 9/04), which includes machining the exposed shaft surface to a depth corresponding to the permissible thickness of the deposited layer, control of the surface of the shaft for surfacing for the absence of defects, surfacing and quality control of its implementation. The disadvantages of this method are:
1) недостаточный контроль качества вала на участке, подвергающемся наплавке, при котором не контролируется неразрушающим методом макроструктура детали, учитывающая места скоплений неметаллических включений, являющихся углами ликвационных квадратов, относительно расположения которых необходимо назначать участки начала и окончания наплавочного процесса, т.к. при их совпадении в одном месте концентрируется множество концентраторов напряжений, что существенно уменьшает долговечность отремонтированной (восстановленной) детали в процессе ее эксплуатации;1) insufficient quality control of the shaft in the area subjected to surfacing, in which the macrostructure of the part, which takes into account the places of accumulations of non-metallic inclusions, which are the corners of the segregation squares, relative to the location of which it is necessary to designate the sections of the beginning and end of the welding process, is not controlled by a non-destructive method. when they coincide, in one place many stress concentrators are concentrated, which significantly reduces the durability of the repaired (restored) part during its operation;
2) отсутствие мер для уменьшения остаточных внутренних сварочных напряжений, формируемых при ремонте вала путем наплавления присадочного материала.2) the absence of measures to reduce the residual internal welding stresses generated during shaft repair by depositing filler material.
Это влечет за собой многочисленные случаи преждевременного разрушения крупногабаритных конструкций типа судовых валов при эксплуатации на участке сопряжения ремонтной конструкции с основным телом вала.This entails numerous cases of premature destruction of large-sized structures such as ship shafts during operation at the interface between the repair structure and the main shaft body.
Цель предлагаемого изобретения - увеличение безопасности (надежности и долговечности) в эксплуатации ремонтной конструкции вала за счет применения более полного контроля качества металла под наплавку, а также уменьшения остаточных сварочных напряжениях на опасных участках вала.The purpose of the invention is to increase safety (reliability and durability) in the operation of the shaft repair structure due to the use of more complete control of metal quality for surfacing, as well as reduction of residual welding stresses on dangerous shaft sections.
Для достижения поставленной цели предлагается способ ремонта валов, включающий механическую обработку подвергающейся наплавке поверхности вала на глубину, соответствующую допустимой толщине наплавленного слоя, контроль поверхности вала под наплавку на отсутствие дефектов, наплавку и контроль качества ее выполнения, при котором дополнительно контроль поверхности вала под наплавку осуществляют неразрушающим методом путем выявления макроструктуры поперечного сечения вала в опасных сечениях участков перехода от металла наплавки к основному металлу вала, по которому определяют наличие в металле участков скоплений неметаллических включений, и выбора участка начала и участка окончания наплавочного процесса, исходя из условий смещения на максимально удаленное расстояние выбранных участков от мест выхода на поверхность вала скоплений неметаллических включений, а перед выполнением наплавки нагревают поверхность вала на участках перехода от металла наплавки к основному металлу детали на расстояние и глубину в пределах 0,5-1,0 с, (где с - величина зоны термического влияния), до температур, обеспечивающих снятие остаточных сварочных напряжений в выбранных сечениях, а после наплавки осуществляют замедленное охлаждение поверхности вала на упомянутых участках.To achieve this goal, a method for repairing shafts is proposed, which includes machining the exposed surface of the shaft to a depth corresponding to the permissible thickness of the deposited layer, monitoring the surface of the shaft for surfacing for defects, surfacing and quality control of its implementation, in which additional control of the surface of the shaft for surfacing is carried out non-destructive method by identifying the macrostructure of the shaft cross section in dangerous sections of the transition sections from the surfacing metal to about new metal of the shaft, which determines the presence in the metal of sections of accumulations of non-metallic inclusions, and the selection of the start and end sections of the surfacing process, based on the conditions of displacement to the maximum remote distance of the selected sections from the places where the accumulations of non-metallic inclusions reach the surface of the shaft, and they are heated before surfacing the shaft surface at the transition from the surfacing metal to the base metal of the part to a distance and depth within 0.5-1.0 s, (where c is the value of the heat affected zone ) Up to temperatures providing the removal of residual welding stresses to selected sections, and after welding is carried out slow cooling of the roll surface at said locations.
Чертежи, поясняющие технологию выполнения способа, представлены на фиг. 1-4, на которых представлены виды продольных сечений валов до и после ремонта (фиг 1, 2), а также макроструктуры поперечных сечений валов в опасных сечениях при наличии ликвации в форме квадрата, либо округленной формы, смещенной относительно центральной оси вала (фиг. 3, 4).The drawings explaining the technology of the method are presented in FIG. 1-4, which shows the types of longitudinal sections of the shafts before and after repair (Fig. 1, 2), as well as the macrostructure of the cross sections of the shafts in dangerous sections in the presence of segregation in the form of a square or rounded shape, offset from the central axis of the shaft (Fig. 3, 4).
Способ выполняют следующим образом.The method is as follows.
Поверхность на участке интенсивного износа 1 вала 2 обрабатывают до поверхности 3. Затем контролируют поверхность детали на участке 3 и макроструктуру поперечного сечения детали в сечениях участков перехода от металла наплавки 4 к основному металлу вала (опасное сечение А вала 2) на отсутствие поверхностных дефектов. В случае наличия в макроструктуре участков скоплений неметаллических включений назначают участки начала наплавочного процесса (точка Б) и окончания, на максимально удаленном расстоянии, от мест выхода на поверхность детали скоплений включений (В и Г). Это условие необходимо для того, чтобы участки сопряжения начала и окончания наплавочного процесса, в которых формируются большие по величине внутренние остаточные напряжения, не совпадали с местами скоплений неметаллических включений у поверхности вала. В противном случае остаточные сварочные напряжения, суммируясь с эксплуатационными, приводят к преждевременному появлению трещин на поверхностных участках скопления неметаллических включений, а затем - к полному разрушению вала при его эксплуатации. Скопления неметаллических включений распределены на определенных площадях и в объемах вала, в результате чего назначают участки Д, Д1 (фиг. 3) и (Д) (фиг.4) на максимально удаленном расстоянии от мест выхода на поверхность детали скоплений включений (В, В1 и Г, Г1 на фиг. 3) и (В и Г) фиг 4, при этом параметры макроструктуры отвечают допустимым нормам существующей нормативно-технической документации, в том числе баллу 2 по шкалам ГОСТа 8536-79 «Заготовки для судовых валов и баллеров рулей».The surface in the area of
Перед наплавкой конечных (для уменьшения применяемых энергозатрат) участков наплавки (расположенных вблизи сечения А) нагревают поверхность вала на участках перехода от металла наплавки к основному металлу детали (например, с помощью термопоясов 5) на расстояние и глубину в пределах 0,5-1,0 с (где с - величина зоны термического влияния) до температур, обеспечивающих снятие остаточных сварочных напряжений в данных сечениях, а после наплавки осуществляют замедленное охлаждение поверхности детали на этих участках (например, применяя металлический кожух).Before surfacing, the final (to reduce the energy consumption) sections of the surfacing (located near section A) heat the shaft surface at the transition from the surfacing metal to the base metal of the part (for example, using thermal belts 5) to a distance and depth of 0.5-1, 0 s (where s is the value of the heat-affected zone) to temperatures ensuring the removal of residual welding stresses in these sections, and after surfacing, slow-down cooling of the part surface in these sections (for example, using metal Cue cover).
Величины температур снятия остаточных сварочных напряжений зависят от марки наплавляемой детали, так для углеродистых сталей она составляет 600 градусов Цельсия, для нержавеющих сталей аустенитного класса - 700-800 градусов Цельсия и т.д.The values of the temperature for relieving residual welding stresses depend on the grade of the deposited part, so for carbon steels it is 600 degrees Celsius, for stainless steels of the austenitic class - 700-800 degrees Celsius, etc.
Прогрев поверхности вала на расстояние и глубинуWarming up the shaft surface at a distance and depth
- больше чем 1.0 с ведет к не нужному перерасходу энергоресурсов;- more than 1.0 s leads to an unnecessary overspending of energy resources;
- меньше чем 0.5 с не дает ощутимого эффекта снижения остаточных сварочных напряжений на участке перехода от наплавки к телу детали вне участка восстановления.- less than 0.5 s does not give a tangible effect of reducing residual welding stresses in the area of transition from surfacing to the body of the part outside the recovery area.
Данный способ ремонта позволяет существенно повысить безопасность в эксплуатации деталей (валов) после проведения их ремонта наплавкой за счет:This repair method can significantly improve the safety in operation of parts (shafts) after repair by surfacing due to:
1) применения более полного контроля качества металла валов,1) the use of more complete quality control of metal shafts,
2) уменьшения вероятности появления недопустимых дефектов при эксплуатации вала в результате снижения остаточных сварочных напряжений в опасных сечениях ремонтной конструкции при проведении соответствующей термической обработки и при назначении участков начала и окончания наплавочного процесса на максимально удаленном расстоянии от мест выхода на поверхность детали скоплений неметаллических включений, определяемых по макроструктуре, на участке перехода от металла наплавки к телу вала вне ее.2) reducing the likelihood of unacceptable defects during shaft operation as a result of reducing residual welding stresses in hazardous sections of the repair structure during appropriate heat treatment and when designating the start and end sections of the surfacing process as far as possible from the places where non-metallic inclusions accumulated on the part surface are determined according to the macrostructure, at the transition from the surfacing metal to the shaft body outside it.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013101337/02A RU2537418C2 (en) | 2013-01-10 | 2013-01-10 | Repair of shafts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013101337/02A RU2537418C2 (en) | 2013-01-10 | 2013-01-10 | Repair of shafts |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013101337A RU2013101337A (en) | 2014-07-20 |
RU2537418C2 true RU2537418C2 (en) | 2015-01-10 |
Family
ID=51215257
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013101337/02A RU2537418C2 (en) | 2013-01-10 | 2013-01-10 | Repair of shafts |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2537418C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2599656C2 (en) * | 2015-01-12 | 2016-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Энергосберегающие технологии" (ООО "МИП "Энергосберегающие технологии") | Method of reconditioning parts by facing |
RU2743638C1 (en) * | 2019-12-26 | 2021-02-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Method of stock roll shell repair by laser build-up based on a mobile high performance robotic system |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108620808A (en) * | 2018-05-09 | 2018-10-09 | 河南鑫轴传动机械有限公司 | A kind of transmission shaft injury repair technique |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU1543717C (en) * | 1987-10-26 | 1995-08-27 | Акционерное общество "Ижорские заводы" | Method of fusion on of surface of cylindrical product |
RU2247014C1 (en) * | 2003-08-29 | 2005-02-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ") | Machine part restoration method |
RU2262432C1 (en) * | 2004-03-03 | 2005-10-20 | Угрюмов Александр Викторович | Method and apparatus for restoring inner cylindrical surfaces |
-
2013
- 2013-01-10 RU RU2013101337/02A patent/RU2537418C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU1543717C (en) * | 1987-10-26 | 1995-08-27 | Акционерное общество "Ижорские заводы" | Method of fusion on of surface of cylindrical product |
RU2247014C1 (en) * | 2003-08-29 | 2005-02-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ") | Machine part restoration method |
RU2262432C1 (en) * | 2004-03-03 | 2005-10-20 | Угрюмов Александр Викторович | Method and apparatus for restoring inner cylindrical surfaces |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2599656C2 (en) * | 2015-01-12 | 2016-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Энергосберегающие технологии" (ООО "МИП "Энергосберегающие технологии") | Method of reconditioning parts by facing |
RU2743638C1 (en) * | 2019-12-26 | 2021-02-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Method of stock roll shell repair by laser build-up based on a mobile high performance robotic system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013101337A (en) | 2014-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103084703B (en) | A kind of large-scale interior empty steel-casting mends built-up welding reproducing method by replacing a damaged part | |
CN105127562B (en) | Method for welding welded joint between stainless steel composite plate and austenitic stainless steel | |
RU2597474C2 (en) | Method of producing roller with built-up by welding material and method of reconditioning worn-out roller by means of overlaying welding | |
CN103658925B (en) | Heavy-gauge sheeting and steel-casting welding procedure | |
WO2015147684A1 (en) | Method for welding pipelines from high-strength pipes with controllable heat input | |
CN104924018A (en) | On-site repairing method for large motor rotor large section cracks | |
CN105689857A (en) | Tower drum manufacturing welding process | |
CN104014914A (en) | Welding method for high-strength steel in hull structure | |
RU2537418C2 (en) | Repair of shafts | |
RU2654253C2 (en) | Method for restoring rails with defects on the rolling surface of automatic electric arc welding | |
JP2007021530A (en) | Method for repairing steel casting by welding and steel casting having part repaired by welding | |
CN102837116A (en) | Overlaying welding repairing technology of stainless steel cold-rolled bearing roller | |
CN111215830A (en) | Method for repairing cracks of high-pressure medium-carbon cast steel oil cylinder body with thickness larger than 200mm | |
JP2010201491A (en) | Method for repairing heat-resistant steel casting by welding and heat resistant steel casting having part repaired by welding | |
RU2675306C1 (en) | Switches worn-out surfaces restoration method | |
CN105945437A (en) | Defect repair method of low-alloy steel casting after finishing | |
Brezinová et al. | Sustainable renovation within metallurgical production | |
RU2563793C1 (en) | Control over welding of pipelines from high-strength pipes with controlled heat input | |
Baughurst et al. | Welding defects, causes and correction | |
CN115007966A (en) | Surface wear-resistant surfacing method for railway rolled steel wheel | |
RU2630080C2 (en) | Castings repaire method, using the arc welding | |
RU2668623C1 (en) | Method of defect correction of welded seam of a formed pipe shell made with the use of laser | |
RU2693252C1 (en) | Repair method of operational damages of railroad head rolling surface | |
RU2096155C1 (en) | Method of repairing parts | |
Rybakov et al. | Cracks in welded joints of large diameter pipes and measures for their prevention |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190111 |