А) оптимальне значення величини зварювального струму; б) підвищене значення величини зварювального струму; в) низьке значення величини зварювального струму.

Вплив швидкості подачі дроту. Швидкість подачі дроту значно впливає на характер переносу металу у зварювальну ванну. Так як дуговий розряд горить незалежно від виробу, то із збільшенням швидкості подачі дроту характер переносу металу легко регулюється від мілкокрапельного до крупнокрапельного. Це викликано тим, що хоча теплова потужність джерела живлення не міняється, але за рахунок зменшення напруги величина струму різко зростає, що приводить до зменшення розміру краплі розплавленого присадочного металу та збільшенню частоти їхнього переносу. При наплавленні бажано, щоб характер переносу був крупнокрапельний.

Вплив витрати газу: захисного та для утворення плазми.Стабільність процесу наплавлення і якість наплавленого шару в значній мірі залежать від витрати захисного газу та газу що утворює плазму. Надмірна витрата газу приводить до видування рідкого металу з ванни. Потік захисного газу повинен витікати із сопла ламінарно і надійно захищати краплі розплавленого металу та всю рідку ванну від зіткнення з повітрям.

Вплив відстані від струмоведучого дроту до поверхні деталі. Відстань від дроту до поверхні деталі значно впливає на ефективну теплову потужність джерела нагрівання: зі зменшенням цієї відстані ефективна теплова потужність, а отже, нагрів поверхні основного металу та перехід елементів основного металу в наплавлений метал збільшується. Крім того, при надмірному зменшенні відстані від дроту до поверхні деталі погіршиться газовий захист через утворення високої турбулентності потоку в результаті підсмоктування повітря. Надмірне збільшення відстані (більше 25 мм) приводить до різкого погіршення газового захисту і, як наслідок, виникненню дефектів в металі наплавлення. Найбільш оптимальним, як показали дослідження, є відстань 8 - 17 мм.

Вибір швидкості наплавлення. Швидкість наплавлення визначається режимом наплавлення, кутом нахилу плазмотрона до поверхні деталі, відставні від торця дроту до поверхні основного металу, якістю підготовки поверхні металу деталі. Оптимальною можна вважати таку швидкість наплавлення, при якій краплі перегрітого рідкого металу дроту, попадають у ванну рідкого металу на відстань 2 - 3 мм від головної частини ванни. При зменшенні швидкості наплавлення збільшується нагрівання поверхні металу деталі та тривалість контактування твердої й рідкої фаз, що приводить до збільшення змісту домішок металу деталі в наплавленому шарі. Занадто велика швидкість веде до порушення формування поверхні та до нерівномірного по товщині наплавленого шару.

Вплив напруги холостого ходу. Напруга холостого ходу джерела живлення дуги впливає на стійкість процесу наплавлення. Дослідження показали, що процес наплавлення протікає стійко при напрузі холостого ходу джерела живлення дуги (плазми) не нижче 70 В. Ця вимога задовольняється стандартними джерелами живлення постійного струму.

Вплив діаметру деталі. Діаметр деталі багато в чому впливає на якість відновлюваного металу та зварного з'єднання. Із збільшенням діаметру деталі зварювальний струм варто збільшувати, і навпаки.

Вибір діаметра дроту для наплавлення. Діаметр струмоведучого дроту в принципі може бути різний. При необхідності одержання малої товщини металу наплавлення та при наплавленні на деталь малого діаметру (до 2-3 мм) доцільніше застосовувати дріт діаметром 1,0-1,6 мм. В інших випадках доцільніше застосовувати дріт діаметром 2 - 5 мм. Із збільшенням діаметра дроту можна забезпечити крупнокрапельний перенос металу, а отже, і менший перегрів металу деталі при більш високих значеннях зварювального струму. Крім того, із збільшенням діаметра дроту підвищується ККД процесу наплавлення, тому що більш повно використовується тепло плазмової дуги, збільшується швидкість наплавлення, підвищується коефіцієнт розплавлення, ефективність процесу наплавлення підвищується.

При наплавленні двома струмоведучими дротами бажано, щоб їхні діаметри були однаковими. Хоча можливо застосування дротів різних діаметрів.

При плазмовому наплавленні порошком велике значення має розмір зерна порошку, особливо у випадку наплавлення із вдмухуванням порошку в дугу. Занадто крупні зерна порошку можуть недостатньо проплавлятися в плазмовому струмені і попадають на деталь у твердому стані. Дрібні зерна злипаються і можуть забивати шланги пальника або навіть спікатися між собою в соплі пальника. Тому для плазмового наплавлення із вдмухуванням порошку в дугу найбільше доцільно застосовувати зерна розміром 0,07-0, 1мм.

У випадку наплавлення по шару порошку застосовується грубозернистий порошок розміром 0,5-2,5 мм. Застосування в цьому випадку дрібнозернистого порошку недоцільно, тому що його може здути з поверхні полум'ям дуги або струменем захисного газу, і щоб уникнути цього на поверхні виробу доводиться попередньо наносити речовину яка утримувала б порошок на поверхні деталі.

Електроди.Для забезпечення стабільного протікання процесу наплавлення плазмовим струменем необхідно використовувати електроди, що не плавляться, з матеріалу, що здатний без руйнування витримувати нагрівання до високої температури. Такій вимозі найкраще відповідають електроди із чистого вольфраму або із присадками торія (Th) або лантану (La).

Вольфрам має наступні фізичні властивості: t_пл= 3650 °К, t_кип=5973 °K.

Для наплавлення на постійному струмі зворотної полярності застосовують мідні електроди, які охолоджуються водою. Вони забезпечують більший ресурс роботи, чим вольфрамові електроди, особливо при підвищеній щільності струму.

7.3 Характеристика використовуваних способів та устаткування. У якості присадочного матеріалу при плазмовому наплавленні застосовують порошки, дроти й плющенки.

Для одержання поверхневого наплавленого шару з досить високою якістю найчастіше застосовують порошкові матеріали, наплавлення якими може здійснюватися декількома способами. Найпростішим з них є спосіб наплавлення по шарі грубозернистого порошку (крупки). У цьому випадку порошок заздалегідь насипається на поверхню деталі, а плазмова дуга, що горить між електродом і деталлю, розплавляє його.

Для плазмових металопокриттів рекомендують порошки з розміром часток 40 - 200мкм (ПГ - СР2, ПГ - СР3, ПГ - СР4, СНГН - 50, СНГН - 55, ВСНГН - 80 й ін.), порошкові дроти (ПП - АН122, ПП - АН133 - П, ПП - АН125, ПП - АН170 й ін.) діаметром 2,6 - 3,2 мм.

При наплавленні з подачею порошку у зварювальну ванну дуга горить між електродом та деталлю. При цьому утворюється ванна основного металу, куди подається порошок тугоплавкого металу. Спосіб цей застосовується тоді, коли необхідно, щоб в метал деталі були вкраплені частки тугоплавких матеріалів, що приводить до збільшення зносостійкості.

У таблиці (додаток А) представлено матеріали вітчизняних виробників, які використовуються для наплавлення.

Наплавлення із вдмухуванням порошку в дугу передбачає його подачу в плазмовий струмінь, плавлення в цьому струмені і перенос на підігріту та оплавлену дугою прямої дії поверхню деталі.

Плазмове наплавлення із застосуванням у якості матеріалу для на плавки порошкових сплавів, завдяки мінімальному проплавленню металу деталі, забезпечує одержання відновлених деталей з високими фізико-механічними властивостями.

Призначення установки УД417.УХЛ4. Установка УД417.УХЛ4 призначена для плазмового наплавлення зовнішніх циліндричних поверхонь зносостійкими сплавами з використанням у якості матеріалу для наплавлення порошкових дротів і плющенок. Установка застосовується для відновлення зношених поверхонь деталей, що працюють в умовах абразивного зношування.

Установка виготовлена в кліматичному виконанні УХЛ категорії 4 за ДСТ 15150. Технічні дані установки наведені в таблиці (додаток Б).

Установка обслуговується одним оператором.

Верстат для наплавлення у складі установки може працювати в налагоджувальному та напівавтоматичному режимах. Налагоджувальний режим служить для перевірки роботи окремих механізмів верстата від кнопок пульта керування.

Основним у складі установки, що здійснює процес наплавлення деталей у настроєному циклі, є верстат УД417.

Плазменно-дугове наплавлення забезпечує наступні види робіт по наплавленню: наплавлення циліндричних деталей по спіралі; наплавлення циліндричних деталей з коливанням електрода по ширині поверхні деталі (не більше 25 мм).

Керування налагоджувальними роботами виконується з пульта керування, розміщеного на станині верстата.

Пристрій і робота установки.Верстат для наплавлення УД417 (рис. 5) складається зі станини 1, каретки 13, пристрою для обертання деталі 3, плазмотрона 10, приводу подачі електрода 9, приводу коливального 7, коректора 8, мундштука 4, механізму притискного 5, пульта керування 2, пинолі 11, плазмотрона - 6 і панелі охолодження води - 12.

Рисунок 5 - Загальний вид установки УД 417

1- станина; 2- пульт керування; 3- пристрій для обертання деталі; 4- мундштук; 5- притискний механізм; 6- плазмотрон; 7- коливальний привід; 8 - коректор; 9 - привід; 10 - наплавочна голівка; 11 - піноль; 12 - панель охолодження води; 13 - каретка.

Станина 1 являє собою зварну конструкцію зі швелерів, кутників та листової сталі. На станині встановлені всі вузли і механізми.

Каретка 13 встановлена на станині верстата і являє собою плиту, на якій закріплені ролики, верхні - на нерухомих осях і нижні, що мають пристрій, який підтискає їх до напрямних станини. На корпусі каретки кріпляться механізм підйому наплавлювальної голівки, а також кінцеві вимикачі механізму підйому й переміщення каретки.

Пристрій для обертання деталі 3 установлений на станині верстата і являє собою зварний корпус, у якому закріплені підшипникові вузли з валами. Він призначений для обертання деталі, а також для синхронного переміщення каретки за допомогою ходового гвинта при деяких видах наплавлення. Приєднувальний фланець шпинделя пристрою для обертання деталі призначений для установки токарного патрону або перехідної плити для різних оправок.

Привід пристрою для обертання деталі здійснюється через клиноремінну передачу. Голівка наплавочна 10 установлена на коректорі 3. До складу наплавлювальної голівки входить плазмотрон.

Плазмотрон забезпечує високотемпературну газо-дугову плазму для розплавлювання присадочного матеріалу (порошкових дротів і плющенок) на поверхню деталі.

Пальник містить робочі елементи: вольфрамовий електрод і два сопла: утворюючого плазму і захисне.

Сопло яке утворює плазмовий струмінь забезпечує горіння дуги.

Зовнішнє сопло формує захисну, кільцеву зону наплавлення.

Під час роботи плазмотрон повинен інтенсивно охолоджуватися роздільними потоками холодної води для:

- охолодження електродотримача;

- охолодження корпуса плазмотрона й внутрішнього сопла;

- охолодження зовнішнього сопла.

Шланги, що підводять воду до електродотримача і корпуса плазмотрона, одночасно використовують також для підведення зварювального струму, для чого усередині шлангів є мідні багатожильні проводи, припаяні до наконечників.

У плазмотроні запалюються дві дуги, тому розрізняють шланги підведення води і зварювального струму для харчування основної і непрямої дуги. Шланги підведення води і зварювального струму відповідно позначених СТРУМ ОСНОВНИЙ та СТРУМ НЕПРЯМИЙ.

Плазмотрон працює в такий спосіб. Установлюється відстань між пальником і деталлю в межах 6-12 мм.

Запалювання дуги виробляється за допомогою осцилятора. У пальнику одночасно збуджуються дві дуги:

- непряма (електрод - внутрішнє сопло);

- пряма (електрод - деталь).

У якості джерела живлення прямої та непрямої дуг використовується зварювальний випрямляч ВДУ - 506. Регулювання струму в дугах здійснюється баластовими реостатами.

Газ для утворення плазми, що надходить у внутрішнє сопло, стабілізує і стискає дуги, у результаті чого різко підвищується температура і тепломісткість дугової плазми. Плазмовий струмінь плавить стрічковий електрод, що подається в зону дуги, і переносить продукти розплаву, електроду на оплавлену основною дугою поверхню деталі. Регулюючи силу струму обох дуг, можна регулювати кількість тепла, що витрачається на плавлення електрода, нагрівання й оплавлення основного металу.

Згоряння вольфрамового електрода компенсується його опусканням у корпусі пальника. Опускання електрода здійснюється обертанням гайки з накаткою, розміщеною у верхній частині корпуса пальника.

Коректор дозволяє робити установку пальника по вертикалі, а також під кутом до деталі.

Коректор 8 (рис. 5) з пальником укріплений безпосередньо на корпусі приводу подачі електродного матеріалу.

Привід подачі 9 закріплений через кронштейн, консольно на валу приводу коливального механізму 7 і служить для подачі присадочного дроту через мундштук 4 у зону наплавлення. Привід складається з редуктора з електродвигуном постійного струму, оснащеного механізмом подачі, із притискними, підпружиненими роликами, а також мундштуком для електрода. Через кронштейн до корпуса приводу кріпляться ротаметри.

Коливальний привід закріплений кронштейном на коректорі механізму підйому і забезпечує коливання приводу подачі з пальником. Складається з редуктора, електродвигуна постійного струму і механізму коливань, на якому закріплений пристрій запалювання дуги.

Пиноль 2 консольно закріплена на станині верстата і призначена для підтискування деталі. Пиноль переміщається вручну і закріплюється гвинтовим притиском у необхідному положенні. Пиноль має тепловий компенсатор.

Пульт керування 2 (рис. 5) виконаний у вигляді панелі (рис. 6) і встановлений на станині верстата.

7.4 Методика виконання роботи та вибір режимів.При плазмовому наплавленні продуктивність, що відповідає оптимальному режимам становить: при наплавленні широкого шару з коливаннями W = 60 – 66 см²/хв, при наплавленні по гвинтовій лінії W = 38 – 42 см²/хв, коефіцієнт наплавлення ( ) дорівнює 12 – 14.

Швидкість наплавлення V_н м/год:

(1)

– ширина наплавлення за один оберт деталі, см. = A + A₁,

де А - амплітуда коливань пальника, см (0...2,5);

A₁ – перевищення ширини наплавленого шару щодо коливання пальника (А₁ = 0,3).

Швидкість наплавлення по гвинтовій лінії:

[м/год]; (2)

S - крок наплавлення, S = 0,4 - 0,5 см/об.

Рисунок 6 - Пульт керування установки УД417

1 – амперметр; 2 – вольтметр (швидкість обертання деталі); 3 – вольтметр (напруга зварювальної дуги); 4 – лампа «ПОЧАТОК НАПЛАВЛЕННЯ»; 5 – лампа «НАПРУГА ПОДАНА»; 6 – лампа «ВОДИ немає»; 7 – резистор (регулювання величини зварювального струму); 8 – перемикач «ПОДАЧА ВОДИ»; 9 – кнопка «ГАЗ»; 10 – резистор регулювання швидкості переміщення каретки; 11 – кнопка включення приводу механізму коливання плазмотрона; 12 – резистор регулювання частоти коливань плазмотрона; 13 – кнопка «КАРЕТКА ВКЛЮЧЕНА»; 14 – кнопка «ЗВАРЮВАЛЬНА ГОЛІВКА НАГОРУ»; 15 – кнопка «ЗВАРЮВАЛЬНА ГОЛІВКА ВНИЗ»; 16 – перемикач «РЕЖИМ РОБОТИ»; 17 – перемикач «КАРЕТКА ВЛІВО – ВПРАВО»; 18 – кнопка «ЕЛЕКТРОД НАГОРУ»; 19 – кнопка «ЕЛЕКТРОД УНИЗ»; 20 – перемикач – резистор регулювання швидкості подачі дроту; 21 – кнопка «ВКЛЮЧЕННЯ СХЕМИ»; 22 – кнопка «ПУСК ЗВАРЮВАННЯ»; 23 – кнопка «СТоП ЗВАРЮВАННЯ»; 24 – кнопка «СТоП АВАРІЙНИЙ».

Наплавлення з коливаннями рекомендується застосовувати для деталей діаметром не менш 35 мм і шириною зношеної поверхні до 40 мм (шийки, посадочні місця).

Витрату матеріалів для наплавлення знаходять по залежності:

[г/хв]; (3)

де h – товщина відновлює мого шару, мм; h = u + Z; u – величина зношування, мм; Z – припуск на механічну обробку, мм (0,4...0,6); g- щільність наплавленого металу, г/см³. Для матеріалів на основі заліза g = 0,74, для сплавів на нікелевій основі g = 0,8; К_п – коефіцієнт враховуючий втрати порошку, К_п = 1,12 – 1,17.

Сила струму:

[A], (4)

Частота обертання деталі n:

, [хв^-1]; (5)

d - діаметр деталі, мм.

Основний час наплавлення, Т_о:

[хв.] (6)

F_н – площа наплавленої поверхні, см².

Приблизно штучний час (t_шт, хв), затрачений на плазмове наплавлення тієї або іншої деталі, можна підрахувати по формулі:

(7)

(j - коефіцієнт використання установки, рівний при плазмовому наплавлені 0,5...0,6.)

Можливий діапазон використання параметрів режимів плазмового наплавлення на установці УД-417 наведено в додатку В.

Останнім часом є велика різноманітність технологій обробки деталей заснованих на принципі нанесення покриттів із застосуванням плазмового нагріву. Це плазмово-дугове наплавлення, фінішне плазмове зміцнення, плазмове напилення, плазмова модифікація, швидкісне плазмове наплавлення, високочастотне плазмове напилення. Така різноманітність дозволяє розробляти технологічні процеси відновлення деталей, які б забезпечували виконання різних вимог технічних умов які пред'являються до деталей.

Читайте також:
CMM. Визначення моделі зрілості.
DIMCLRE (РЗМЦВЛ) - колір виносних ліній (номер кольору). Може приймати значенняBYBLOCK (ПОБЛОКУ) і BYLAYER (ПОСЛОЮ).
I визначення впливу окремих факторів
II. Визначення мети запровадження конкретної ВЕЗ з урахуванням її виду.
II. Мотивація навчальної діяльності. Визначення теми і мети уроку
II. Фактори, що впливають на зарплату при зарубіжних призначеннях
ISO 15504. Призначення і структура стандарту
Iсторичне значення революції.
Ne і ne – поточне значення потужності і частоти обертання колінчастого вала.
Ocнoвнi визначення здоров'я
S Визначення оптимального темпу роботи з урахуванням динаміки наростання втоми.

Переглядів: 1433

<== попередня сторінка | наступна сторінка ==>

ОСНАЩЕННЯ РОБОЧОГО МІСЦЯ | ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.01 сек.