антиплагиат (1208329), страница 2
Текст из файла (страница 2)
17Плазменная наплавка применяется при восстановлении изношенныхдеталей, когда необходимо восстановить размеры деталей и по возможностиприблизить металл наплавленного слоя к основному металлу по твердости идругим механическим свойствам. Она также применяется при изготовленииновых деталей для придания 6 им рабочих поверхностям определенных свойств:жаропрочных, кислотостойких, износостойких и 6 других. В этих случаях основаизделия состоит из наиболее дешевых материалов (например, из обычнойнизкоуглеродистой стали), а поверхность – из сплава со специальнымисвойствами. Масса металла наплавки в таких изделиях составляет несколькопроцентов от их массы, а работоспособность значительно выше, чем уаналогичных изделий из однородных материалов.При плазменной наплавке стремятся обеспечить минимальный переход 6основного металла в наплавленный и более высокие свойства как металланаплавки, так и соединения в целом [2].
6По сути, это процесс, в котором источником тепла выступает плазменнаядуга, а материалом выступает металлический порошок. Порошок подается вплазмотрон специальным транспортным газом, при помощи питателя. Такойспособ наплавки обеспечивает высокую производительность при очень низкомпроплавлении основного слоя металла. Это позволяет добиться нужнойтвердости и химического состава металла наплавки в 0,3...0,5мм от местасплавления. Такие возможности обеспечиваются возможностямирегулирования мощности плазменной дуги и силы подачи присадочногоматериала. Плазменно-порошковая наплавка дает возможность ограничитьсяодним слоем наплавки, вместо трех – четырех при электродуговом способе.Плазменно-порошковая наплавка была изобретена во Франции в 1972 году.На протяжении длительного периода времени применять такой метод имеливозможность только крупные корпорации развитых стран.
На сегодняшнийдень плазменно-порошковая наплавка широко распространена по всему миру[2].Область применения ППН имеет широчайший спектр. Чаще всего этотспособ используют для восстановления ножей горячей резки металлов, деталейтипа шестерней, клапанов двигателей, лопаток турбин, валов полиграфическихмашин, плунжерных насосов, прокатных станов. Плазменно-порошковаянаплавка дает возможность восстанавливать бронзой конические ицилиндрические втулки, подпятники к дробилкам, коленчатые валы, ролики,головки блока, шаровые детали. При этом, после восстановления деталисоответствуют всем стандартам качества и не уступают в надежностиоригинальным новым запчастям [2].1.2 Способы плазменной наплавкиПлазменная наплавка может выполняться с подачей присадочного металла ввиде проволоки, ленты или порошка в сжатую дугу [3].Наплавка сжатой дугой с подачей присадочной проволоки можетосуществляться:1.
Дугой прямого действия, когда она горит между неплавящимсяэлектродом и наплавляемой поверхностью, а проволока электрическинейтральна.2. 6 Дугой косвенного действия, когда она горит между электродом итоковедущей присадочной проволокой, наплавляемое изделие электрическинейтрально.3. 6 Комбинированным способом, когда горят две дуги: между неплавящимсяэлектродом и изделием и между неплавящимся электродом и токоведущейприсадочной проволокой.4.
6 Дугой прямого действия с нагреваемой присадочной проволокой ототдельного источника тока.5. 6 Способ плазменной наплавки двумя плавящимися проволоками,подключенными последовательно к источнику переменного тока, с помощьюкоторого они нагреваются до соответствующих температур и подаются вхвостовую часть 53 сварочной ванны, образованной сжатой дугой прямогодействия, питаемой от источника тока.
Подогретый расплавленный металлзащищают плазмообразующим газом и защитным газом, подаваемым черезспециальное сопло. Производительность этого способа 30кг/ч.6. Высокой производительностью (до30кг/ч) также отличается и другойспособ плазменной наплавки – плавящимся электродом. В этом способесовмещены два способа сварки-наплавки: сжатой дугой и в среде инертногогаза. Сжатая дуга питается от постоянного тока с падающей внешнейхарактеристикой и образуется между вольфрамовым электродом, закрепленнымпод углом к оси плазменной горелки, и деталью.
Наплавочная проволока,питаемая от отдельного источника тока с жесткой характеристикой, подается всварочную ванну через сжатую дугу. Скорость расплавления проволоки вшироких пределах регулируется за счет изменения параметров процессасварки-наплавки: полярности тока, силы тока, диаметра проволоки, диаметрасопла [3].Плазменная наплавка с применением в качестве присадочного металлапорошка может осуществляться [4]:1. По слою крупнозернистого порошка, 6 когда порошок заранее насыпаетсяна наплавляемую поверхность, а сжатая дуга прямого действия расплавляетего.2. С 6 подачей порошка тугоплавкого металла непосредственно в ваннурасплавленного металла, при осуществлении этого способа частицытугоплавкого металла внедряются в поверхность изделия.3.
С 35 подачей порошка непосредственно в сжатую дугу, 6 порошок нагреваетсяи плавится тепловой энергией сжатой дуги и переносится на поверхностьизделия, которая подогревается и оплавляется сжатой дугой прямого действия[4]. 6На рисунке 1.1 изображены варианты плазменной наплавки с подачейпорошкаРисунок 1.1 – Варианты плазменной наплавки с подачей порошка: а – когда порошокзаранее насыпается на наплавляемую поверхность, а сжатая дуга прямого действиярасплавляет его; б – с 6 подачей порошка тугоплавкого металла непосредственно в ваннурасплавленного металла; в – с 6 подачей порошка непосредственно в сжатую дугу 6Более широкие возможности открывает комбинированный способ наплавки,когда в зону 6 сварки подают и порошок, и токоведущую присадочнуюпроволоку.При наплавке дугой прямого действия минимальное проплавлениеосновного металла обеспечивается только при относительно малых токах.
6Наплавка на больших токах целесообразна при восстановлении изношенныхдеталей, когда наплавленный металл не отличается по своим свойствам отосновного [5].При плазменной наплавке дугой косвенного действия с токоведущейприсадочной проволокой энергия сжатой дуги затрачивается в основном наплавление присадочной проволоки, и только незначительная часть энергии идетна подогрев основного металла. 6 Главный источник теплоты для нагрева 6изделием является перегретый жидкий присадочный металл, переходящий наизделие в виде капель или струи.Плазменная наплавка, как с токоведущей, так и с нетоковедущейприсадочной проволоки, может выполняться как на прямой (минус на 6электроде), так и на обратной (плюс на 6 электроде) полярности.
При плазменнойнаплавке 6 на прямой полярности существуют недостатки: повышенная степеньзагрязнения металла наплавки окислами и грязью, образующимися во времянаплавки. Кроме того, этот способ нерационально использовать при наплавкеметаллов и сплавов, образующих тугоплавкие оксиды (алюминий,алюминиевые бронзы, никель и другие сплавы), так как требуютсяспециальные флюсы для их удаления.Для того, чтобы исключить применение флюсов и организовать очисткуповерхности основного металла и сварочной ванны от оксидов и загрязнения,наплавку ведут на обратной полярности.
При этом способе в результатекатодного эффекта ( разрушение оксидной пленки) улучшается смачиваниенаплавленной поверхности жидкого металла и повышается качествосплавления металла [5]. 33При плазменной наплавке 6 сжатой дугой косвенного действия с токоведущейприсадочной проволокой 6 массивных изделий (валов диаметром больше 150–200мм и плоских изделий толщиной больше 50 мм) тепловой энергии,переносимой жидким металлом проволоки, иногда недостаточно дляобеспечения хорошего смачивания основного металла.
В этом случаецелесообразно применять комбинированный способ наплавки, при которомосновной металл дополнительно подогревается маломощной сжатой дугойпрямого действия.Основные достоинства наплавки дугой прямого действия с нагреваемойприсадочной проволокой от отдельного источника тока: 6 малое окислениесодержащихся в проволоке примесей (титана и серы), хорошее формированиенаплавленного валика, возможность обеспечения небольшой доли основногометалла в наплавленном слое, высокая производительность.Плазменная наплавка с применением порошка благодаря минимальномупроплавлению основного металла (2–3%) обеспечивает получение 18наплавленного металла с высокими физико- 35 химическими свойствами.Плазменную наплавку можно выполнять одиночными валиками (принаплавке цилиндрических деталей по винтовой линии), а также с применениемколебательного механизма (для широких слоев), 53 на 33 прямой или обратнойполярности [5].1.3 Материал1.3.1 Плазмообразующие и защитные газы 40В качестве плазмообразующего газа при наплавке в настоящее время восновном используют 40 Ar, но возможно применение и других газов.
Выбор тогоили иного газа в качестве плазмообразующего определяется его физикохимическими 28 особенностями такими, как теплоемкость, теплопроводность,потенциал ионизации и др. Анализ данных показывает, что в качествеплазмообразующих при наплавке лучше применять 40 Ar и He, дающие наиболеевысокую температуру плазмы при наименьшем напряжении дуги, энергии,подводимой к дуге, и коэффициенте использования энергии на нагрев газов.Однако, высокая теплопроводность Не вместе с высоким теплосодержаниемгелиевой плазмы приводят к быстрому нагреву и разрушению электродов.Поэтому для наплавки в качестве плазмообразующего газа лучше использовать 40Ar [1].В качестве защитного газа при плазменной наплавке с успехом могутприменяться 28 Ar, N, CO2 и смеси Ar+He или Ar+N. Выбор защитных газовсвязан со степенью его воздействия на наплавляемый и основной металл, атакже экономическими соображениями.
Так при наплавке медных сплавов насталь в качестве защитного газа с успехом 28 можно использовать Ar, N, CO2, принаплавке износостойких материалов на сталь – N или смесь Ar+N и так далее[1].1.3.2 ЭлектродыДля обеспечения стабильного протекания процесса наплавки плазменнаяструей необходимо использовать неплавящиеся электроды из такого материала,который способен без разрушения выдерживать нагревание до высокойтемпературы. Таким требованием лучше всего отвечают электроды из чистоговольфрама или с присадками тория или лантана [1].Вольфрам обладает следующими физическими свойствами: 4 tпл= 3650 К,tкип=5973 K, работа выхода 4,54 в, удельное сопротивление 0,060 Ом*мм2/с.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
