Глава 4 (1202274)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ4.1. Характеристика плазменного нагреваВ качестве источника теплоты при плазменной наплавке используется плазменная струя. Она представляет собой высокоинтенсивный источник теплоты, максимальная температура которого может превышать 2000К, что позволяет расплавить различные тугоплавкие материалы. Плазму получают пропусканием газовойструи через дуговой разряд, возбуждаемый между двумя электродами. Дуга горит взамкнутом цилиндрическом канале, стенки которого подвергаются интенсивномуохлаждению. Охлаждение наружной поверхности столба дуги вызывает его концентрацию, вследствие чего температура столба дуги резко повышается.

Плазмообразующий газ, проходящий через межэлектродное пространство, приобретаетвысокий запас энергии, которую используют для нагрева в процессе наплавки.Для плазмы характерна определенная степень ионизации газа, которая, всвою очередь, зависит от температуры и потенциала ионизации. Степенью ионизации газа называется отношение числа образовавшихся заряженных частиц кобщему количеству нейтральных частиц в данном объеме газа до ионизации.Так как выделить плазму в чистом виде весьма трудно, то для техническихцелей используют дуговой разряд, обогащенный плазмой, т.е. в дуговом разряденаряду с заряженными частицами содержатся и нейтральные частицы. Такое состояние газа называется низкотемпературной плазмой.

В качестве плазмообразующих газов самостоятельно могут быть использованы аргон, азот, гелий, аммиак.Водород и кислород можно применять в смеси с аргоном, азотом. Применениеодного водорода невозможно из-за его высокой теплопроводности, что приводитк быстрому нагреву и разрушению сопла. В кислороде из-за быстрого сгораниявольфрамового электрода трудно обеспечить длительную работу катода плазмотрона.ЛистИзм.

Лист№ докум.Подпись ДатаДП 23.05.01 00 00 04 ПЗ43Различные газы и газовые смеси обладают разными физико-химическимисвойствами, целесообразность использования которых определяется видом плазменной обработки металлов и степенью воздействия на вольфрамовый электрод.Наилучшим газом, защищающим раскаленный вольфрамовый электрод от окисления, является химически инертный аргон.Газ в состоянии плазмы находится в термодинамическом равновесии и в целом электрически нейтрален, так как ионизация не создает избытка в зарядах тогоили иного знака, и отрицательный заряд электронов компенсируется положительным зарядом ионов.

Важное значение имеет энергетическое саморегулированиедугового разряда. Это свойство заключается в том, что потери энергии в окружающую среду компенсируются притоком свежей энергии от источника тока. Плазма приобретает новые свойства по сравнению с обычными газами. Высокая концентрация электронов делает ее электропроводной, причем электропроводностьплазмы достигает величины электропроводности металлов. Из-за большой насыщенности заряженными магнитными частицами плазма поддается действию магнитных полей.В настоящее время основным методом получения плазмы для технологических целей является метод пропускания газовой струи через пламя сжатой электрической дуги, расположенной в узком медном канале.В современной сварочной технике применяют три схемы получения плазмы.Первая соответствует схеме сжатой дуги прямого действия, когда анодомслужит обрабатываемый материал.

Вторая – сжатая дуга косвенного действиявозникает между вольфрамовым электродом и внутренним соплом плазмотрона,из которого вытекает в виде плазменной струи. Дуга косвенного действия (плазменная струя) электрически не связана с обрабатываемым металлом.Для нашего способа восстановления деталей наибольшее распространениеполучила третья схема с комбинированным подключением плазмотрона к источнику питания. В этом случае между вольфрамовым электродом и соплом анодазажигается вспомогательная сжатая дуга косвенного действия, обладающая электропроводностью и образующая при соприкосновении с токоведущей обрабатываемой деталью сжатую дугу прямого действия.ЛистИзм.

Лист№ докум.Подпись ДатаДП 23.05.01 00 00 04 ПЗ44В обычных условиях при прямой полярности столб дуги между неплавящимся вольфрамовым электродом и деталью в атмосфере защитного газа имеет видконуса, размеры которого зависят от силы тока и напряжения. Так как с увеличением силы тока и напряжения столб такой дуги имеет возможность расширяться,то значительного изменения температуры и степени ионизации газа не наблюдается. Если каким-либо образом воспрепятствовать электрической дуге занятьестественный объем и принудительно сжать ее, оставив в то же время сварочныйток постоянным, то и количество электронов, проходящих по сечению столба дуги, не изменится, а количество упругих и неупругих соударений увеличится, т.е.повысится степень ионизации, возрастут плотность и напряжение дуги, что вызовет значительное повышение температуры.

Таким образом, наличие у плазменныхгорелок стабилизирующего водоохлаждаемого сопла является основным отличием от обычных горелок.Несмотря на высокую температуру плазменной струи, горелки работают довольно устойчиво. Сжатая дуга косвенного действия может иметь различнуюдлину. Внутри сопла она сжата, однако при выходе за его пределы начинает постепенно расширяться до размеров, равных свободной дуге. При этом расширениепроисходит тем быстрее, чем сильнее сжат разряд и чем меньше расход газа.4.2. Оборудование для плазменной наплавки распределительных валовВ настоящее время серийно выпускают установки для плазменного напыления (УМП-5, УМП-6, УПУ-3, УПУ-5), плазменной сварки и плазменной наплавки(УПН-303, УПН-602). Сварочные плазменные установки также можно применятьдля наплавки.

Монтажная схема установки состоит:1) источник питания;2) вращатель;3) наплавляемая деталь;4) порошковый питатель;5) плазмотрон;6) пульт управления;7) баллоны с газом;ЛистИзм. Лист№ докум.Подпись ДатаДП 23.05.01 00 00 04 ПЗ458) балластный реостат;9) дроссель.Стабильность наплавки порошковыми материалами в первую очередь зависят от надёжности работы плазмотрона и порошкового питателя.Плазмотроны. Для наплавки порошковыми сплавами и наплавочными проволоками наибольшее распространение получили плазмотроны постоянного токапрямой полярности.

Несмотря на большое разнообразие конструкций плазмотронов, принцип их действия и устройство примерно одинаковы. Принцип действияоснован на сжатии водоохлаждаемым соплом и проходящим через него газом.Плазмотрон состоит из водоохлаждаемых катода и анода, отдельных друг от друга изолятором, изготовленным чаще всего из текстолита. В катоде крепится вольфрамовый неплавящийся электрод, в аноде предусмотрены каналы для формирования плазменной дуги, подачи газов, наплавочного порошка.Конструкции плазмотронов должны обеспечивать выполнение следующихтребований:- надёжность защиты сварочной ванны от вредного воздействия окружающего воздуха при минимальном расходе газа;- стабильность работы плазмотронов в отношении поддержания постоянныхзаданных параметров сжатой дуги;- большой срок службы при непрерывной работе;- свободное прохождение порошка различной формы в зону наплавки черезвыполненные в плазмотроне каналы;- достаточное и надёжное охлаждение участков плазмотрона, подверженныхвысокой наплавкой нагрузке.Научно-исследовательскими институтами создан ряд плазмотронов и порошковых питателей для наплавки.

Принципиальное отличие конструкций этих плазмотронов от других плазменных горелок с подачей порошка в зону дуги - использование газа, транспортирующего порошок и служащего одновременно для защиты сварочной ванны. Эта важная конструктивная особенность позволяет на 5060% сократить общий расход газов, уменьшить размеры горелок и улучшить защиту сварочной ванны.ЛистИзм. Лист№ докум.Подпись ДатаДП 23.05.01 00 00 04 ПЗ46Плазмотроны дают возможность наплавлять наружные и внутренние изношенные поверхности. Срок службы плазмотрона не менее полгода. Плазмотронвыходит из строя из-за расплавления плазмообразующего сопла, происходящего врезультате нарушения режима наплавки: сила тока больше допустимой величины,замыкание плазмотрона на деталь.

Напряжение в зависимости от использованиятранспортирующего газа составляет 25-35 В при наплавке в аргоне и 45-55 В принаплавке в азоте и углекислом газе.Порошковый питатель. Порошковые питатели предназначены для содержания порошка, регулирования его расхода и обеспечения стабильной и равномернойподачи через плазмотрон в зону наплавки.

После плазмотрона порошковый питательявляется наиболее важным узлом, определяющим качество наплавки. В настоящеевремя в установках, главным образом, для газотермического напыления применяютразличные по конструкции типы порошковых питателей: инжекторные, вертикальнои горизонтально-барабанные, шнековые. Как правило, перечисленные типы питателей обеспечивают стабильную работу порошка при расходе не менее 25-30 г/мин. Вто же время при плазменной наплавке слоев толщиной до 1 мм и при комбинированной наплавке требуется равномерная и бесперебойная подача порошка от 4г/мин и более. Для этого серийно выпускаемые питатели приходится дорабатыватьпутём установки в дозирующее устройство шайбы с меньшим отверстием.Шкаф управления. На шкафу управления сосредоточены пусковые, измерительные, сигнальные, приборы и устройства, контролирующие процесс плазмообразования и водоснабжения.

Основное назначение шкафа управления при плазменной наплавке с подачей порошка в сварочную ванну - обеспечение включенияустановки только после подачи в плазмотрон охлаждающей воды и плазмообразующего газа. В противном случае плазмообразующее сопло расплавляется иплазмотрон выходит из строя.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов ВКР