Наплавка в среде углекислого газа

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМОВ

НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ

Автоматическая наплавка под слоем флюса

Расчет режимов наплавки

Таблица 2– Зависимость силы тока от диаметра детали 

Скорость наплавки Vн, м/ч

                                                                   (1)

Частота вращения детали n мин-1

                                                                  (2)

Скорость подачи проволоки Vпр, м/ч

                                                      (3)

Шаг наплавки S, мм/об

                                                         (4)

Вылет электрода δ, мм

                                                         (5)

Смещение электрода l, мм

                                                     (5)

где α_н – коэффициент наплавки, г/А-ч (при наплавке постоянным током обратной полярности ; _н= 11—14);

h –  толщина наплавленного слоя, мм;

g – плотность электродной проволоки, г/см3 (  = 7,85):,

d_пр – диаметр электродной проволоки, мм;

I –  сила тока, А;

d  – диаметр детали, мм.

Параметры режима наплавки подставлять в формулы без изменения размерностей.

Толщина покрытия h, мм, наносимого на наружные цилиндрические поверхности, определяется по следующей формуле:

                                                             (7)

где И – износ детали, мм;

z₁ – припуск на обработку перед покрытием, мм (на сторону). Ориентировано z₁= 0,1…0,3 мм;

z₂ – припуск на механическую обработку после нанесения покрытия, мм (на сторону, см. табл.3)

Таблица 3 – Припуск на механическую обработку

при восстановлении деталей различными способами

В зависимости от необходимой твердости наплавленного слоя применяют следующие марки проволок и флюсов.

Наплавка проволоками Св-08А, Нп-30, Нп-40, Нп-60, Нп-ЗОХГСА под слоем плавленных флюсов (АН-348А, ОСЦ-45) обеспечивает твердость НВ 187-300. Использование керамических флюсов (АНК-18, ШСН) с указанными проволоками позволяет повысить твердость до (НRС-40-55) без термообработки).

Норма времени на выполнение наплавочных работ под слоем флюса и другими механизированными способами наплавки (Тн) складывается из следующих элементов затрат времени:

,                           (8)

где Т_О – основное время определяется по следующей формуле:

,                                                   (9)

где l – длина наплавляемой поверхности детали, мм;

n – количество наплавляемых деталей в партии, шт. (в учебных целях можно принять 7-22 шт.):

Т_ВС – вспомогательное время наплавки (в учебных целях для механизированных способов наплавки принимается равным 2-4 мин.);

Т_ДОП – дополнительное время определяется по следующей формуле:

 ,                                       (10)

где К = 10-14% – коэффициент, учитывающий долю дополнительного времени от основного и вспомогательного;

Т_ПЗ – принимается (в учебных целях) равным 16-20 мин. %.

Вибродуговая наплавка

Расчет режимов наплавки

Сила тока

.                                                (11)

Скорость подачи электродной проволоки может быть подсчитана по формуле

,                                                      (12)

где V_пр – скорость подачи проволоки, м/ч;

I – сила тока, А;

U – напряжение, В; U=14-20 В;

d_пр – диаметр электродной проволоки, мм.

Скорость наплавки рассчитывают по формуле

,                                 (13)

где V_н – скорость наплавки, м/ч;

h – коэффициент перехода электродного материала в наплавленный металл принимают равным 0,8-0,9;

h – заданная толщина наплавленного слоя (без механической обработки), мм;

S – шаг наплавки, мм/об;

a – коэффициент, учитывающий отклонения фактической площади сечения наплавленного слоя от площади четырехугольника с высотой h, a = 0,8.

Между скоростью подачи электродной проволоки и скоростью наплавки существует оптимальное соотношение, при котором обеспечивается хорошее качество наплавки. Обычно V_н = (0,4÷0,8)×V_пр. С увеличением диаметра электродной проволоки до 2,5÷3,0 мм – V_н = (0,74¸0,8) × V_пр.

Частота вращения детали при наплавке цилиндрических поверхностей определяется по формуле (2).

Шаг наплавки:

                                                     (14)

Амплитуда колебаний:

                                                  (15)

Индуктивность (L, Гн)

,                                       (16)

где i – максимальная сила тока в цепи, А (ее берут в два раза больше силы тока по амперметру);

f – частота колебаний, Гц.

Применяются следующие марки электродных проволок: Нп-65, Нп-80, Нп-ЗОХГСА и др.

Полярность обратная.

Твердость наплавленного слоя зависит от химического состава электродной проволоки и количества охлаждающей жидкости. При наплавке проволокой Нп-60, Нп-80 и др. с охлаждением обеспечивается твердость 35-55 НRС. При наплавке низкоуглеродистой проволокой Св-0,8, Св-08Г2С и др. получают твердость поверхности 22-26НRС. Расчет нормы времени для вибродуговой наплавки следует выполнять по формулам 8, 9, 10.

Наплавка в среде углекислого газа

Расчет режимов наплавки

Сила тока выбирается в зависимости от диаметра электрода и диаметра детали (таблица 4).

Скорость наплавки (V_Н), частота вращения (n), скорость подачи электродной проволоки (V_ПР), шаг наплавки (S), смещение электрода (l) определяются по тем же формулам, что и при наплавке под слоем флюса.

Таблица 4 – Режимы наплавки в углекислом газе  

Коэффициент наплавки при наплавке на обратной полярности a_Н = 10…12 г/А×ч. Вылет электрода равен 8…15 мм. Расход углекислого газа составляет 8...20 л/мин. Наплавка осуществляется проволоками Нп-ЗОХГСА, Св-18ХГСА. Св-08Г2С, Св-12ГС, в состав которых должны обязательно входить раскислители – кремний, марганец.

Твердость слоя, наплавленного низкоуглеродистой проволокой марки Св-08Г2С, Св-12ГС составляет НВ 200-250, и проволоками с содержанием углерода более 0,3% (ЗОХГСА и др.) после закалки достигает 50 HRС. Норму времени следует рассчитывать по формулам 8, 9, 10.

Плазменная наплавка

Расчет режимов наплавки

При плазменной наплавке расчет таких параметров режима как скорость, частота вращения, толщина покрытий рекомендуется выполнять соответственно по формулам 1, 2, 7, принятых для расчета режима наплавки под слоем флюса.

Рациональное значение силы тока при плазменной наплавке находится в пределах 200-230 А. Коэффициент наплавки а = 10-13 г/А-ч.

Расход порошка определяется по формуле

,

где Q – расход порошка, г/с;

S – шаг наплавки, см/об (S = 0,4-0,5);

h – толщина наплавленного слоя, мм;

g – плотность наплавленного металла, г/см3. Для порошковых твердых сплавов на железной основе у = 7,4; для сплавов на никелевой основе у = 0,8.

К_п – коэффициент, учитывающий потери порошка, К_п = 1,12-1,17.

Норма времени рассчитывается по тем же формулам, что и при наплавке под слоем флюса.

Полярность прямая. Наплавка осуществляется на установках для плазменного напыления (УМП-6, УПУ-ЗД) и плазменной сварки (УПС-301), модернизированных под плазменную наплавку.