148284 (692274), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

Автомат А – 874Н является наиболее совершенным аппаратом для наплавки. Этот автомат самоходного типа, предназначенный для выполнения самых различных работ при наплавке тел вращения, плоских деталей и изделий сложной формы. Большие технологические возможности автомата обеспечиваются комплектом сменных узлов и приставок применительно к различным случаям наплавки и электрической схемой, позволяющей вести наплавку с постоянной скоростью скоростью подачи, а также с автоматическим регулированием этого напряжения. Для этой цели в схеме использован универсальный привод.

Для автоматической наплавки под флюсом в качестве оборудования выбран сварочный автомат АДФ-800.

АДФ-800 предназначен для сварки и наплавки электродной проволокой под флюсом изделий из малоуглеродистых сталей.

Представляет собой самоходное устройство, в котором подача сварочной проволоки, перемещение, и защита дуги происходит автоматически по определенной программе. В процессе работы трактор передвигается по изделию или по уложенной на нем направляющей линейке.

Оборудование для наплавочных работ было выбрано по напряжению и току. Автомат на наплавки под флюсом имеет цену 70000 руб., для вибродуговой сварки автомат А-874Н стоит 75000 руб.

7.1 Расчёт режима автоматической наплавки под флюсом

Автоматическая наплавка под флюсом по сравнению с ручной дуговой имеет ряд преимуществ:

– улучшение качества наплавленного слоя;

– увеличение производительности труда;

– уменьшение расхода наплавочных материалов и более экономное расхода легирующих элементов;

– уменьшение расхода электроэнергии;

– улучшение условий труда.

На форму и размеры наплавленных валиков значительное влияние оказывает большое количество факторов.

Одним из основных факторов, определяющих эксплуатационные свойства восстановленных поверхностей, является марка электродной проволоки. Для механизированной наплавки под флюсом можно использовать сварочные проволоки (ГОСТ 2246 – 70) и наплавочные (ГОСТ 10543 – 82).

Состав флюса и его грануляция оказывают существенное влияние не только на устойчивость горения дуги, но и на форму и размеры наплавленного слоя. Флюсы сварочные наплавленные выпускаются в соответствии с ГОСТ 9087 – 81.

Для механизированной наплавки углеродистых и низколегированных сталей углеродистыми и низколегированными наплавочными проволоками применяются флюсы АН – 348, АН – 348 – АМ, АН – 348 – В, АН – 348 – ВМ, ОСЦ – 45, ФЦ – 9, АН – 60.

Флюсы АН – 348 обеспечивают удовлетворительную стабильность горения дуги при любом роде тока и хорошее формирование валиков наплавленного металла. Флюс обладает пониженной склонностью к образованию пор и дает удовлетворительно отделяемую шлаковую корку.

Флюсы ОСЦ обладают пониженной склонностью к образованию пор в наплавленном металле. Хорошее формирование валиков наплавленного металла получается при повышенном напряжении дуги. Недостатком этих флюсов является значительное выделение вредных фтористых газов.

Флюс АН – 60 является заменителем флюсов АН – 348 – А и ОСЦ – 45. Он обеспечивает хорошую отделяемость шлаковой корки. В сочетании с углеродистыми и низколегированными проволоками позволяет получить более высокую твердость наплавленного металла в сравнении с АН – 348 – А.

Выбираем проволоку Нп – 40, флюс АН – 348.

Толщина наплавленного слоя:

(7.1.1)

где δ_пр – величина припуска на предварительную механическую обработку, δ_н = 0,2 мм;

δ₀ – величина припуска на механическую обработку, δ₀ = 0,6 мм;

δ_из – величина износа, δ_из = 1 мм;

Диаметр электрода d_эл=2 мм.

Ширина наплавленного слоя определяется по формуле:

_(7.1.2)

Рассчитаем величину тока наплавки:

(7.1.3)

где j – плотность тока, j = 60 – 140 А/мм²

Напряжение дуги:

(7.1.4)

Скорость подачи электрода:

(7.1.5)

где α_р – коэффициент расплавления;

ρ – плотность металла проволоки, г/см³

(7.1.6)

Скорость подачи электрода для тока обратной полярности:

V_эл =

Шаг наплавки определяется из условия перекрытия валиков на 1/2 – 1/3 их ширины:

(7.1.7)

Скорость наплавки по формуле:

, (7.1.8)

где α_н – коэффициент наплавки, г/А∙ ч;

ρ – плотность металла шва, ρ = 7,8 г/см³.

Коэффициент наплавки:

(7.1.9)

где Ψ – коэффициент потерь металла сварочной проволоки на угар и разбрызгивание, Ψ = (1 – 3)%

Для постоянного тока обратной полярности:

Площадь поперечного сечения наплавленного валика:

(7.1.10)

где а – коэффициент, учитывающий отклонения площади наплавленного валика от площади прямоугольника, а = (0,6 – 0,7);

V_н =

Вылет электродной проволоки существенно влияет на сопротивление цепи питания дуги. С увеличением вылета возрастает сопротивление и, следовательно, значительно нагревается конец электродной проволоки. В результате этого возрастает коэффициент наплавки, снижается ток, уменьшается глубина проплавления основного металла.

Ориентировочная величина вылета:

(7.1.11)

Толщина флюса равна 25–35 мм и зависит от тока наплавки.

Для предупреждения стекания металла и лучшего формирования наплавленного металла электродную проволоку смещают «от зенита» детали в сторону, противоположную направлению её вращения. Величина смещения электрода «от зенита» зависит от диаметра детали и находится в пределах 15 – 40 мм.

Выбирая род тока, следует учитывать экономические и эксплуатационные преимущества переменного тока перед постоянным. Однако детали небольших размеров лучше наплавлять постоянным током обратной полярности.

7.2 Расчёт режима вибродуговой наплавки

Вибрация электрода обеспечивает устойчивое горение дуги при низком напряжении источника тока и позволяет получить тонкие наплавленные слои (0,5 – 3,0 мм) на деталях небольшого диаметра с высокой твёрдостью (до 62 HRC) без последующей термообработки.

Марка электродной проволоки выбирается в зависимости от требуемых свойств наплавленного слоя: твёрдости, износостойкости и условий работы детали. С увеличением содержания углерода в проволоке твёрдость наплавленного слоя возрастает, вместе с этим увеличивается вероятность образования трещин. Применение проволок, легированных марганцем, кремнием, никелем и др., повышает износостойкость наплавленного слоя.

Выбираем марку электродной проволоки Св-08 с пределами твёрдости 180 – 300 НВ.

Выбор диаметра электродной проволоки начинается с определения наплавленного слоя по формуле (7.1.1).

Припуск на механическую обработку детали целесообразно принимать в пределах 0,6 – 1,2 мм, на величину предварительной обработки – 0,2 – 0,4 мм. С увеличением твёрдости наплавленной поверхности и уменьшением величины износа припуск на механическую обработку необходимо снижать.

Примем δ₀ = 0,6 мм., δ_пр = 0,2 мм.

Толщина наплавленного слоя:

Диаметр электродной проволоки d_эл=1,8 мм.

Ширина наплавленного слоя определяется по формуле (7.1.2):

Ток наплавки рассчитывается по формуле (7.1.3).

Плотность тока выбирается в пределах 50 – 75 А/мм², причём меньшие значения следует выбирать для больших диаметров электродов. При диаметре проволоки до 2,0 мм плотность тока составляет 60 – 75 А/мм², свыше 2,0 – 50 – 60 А/мм².

Напряжение дуги обычно принимается 12 – 22 В. С повышением его увеличивается длительность горения дуги в каждом цикле вибрации и возрастает нагрев детали. При этом снижается твёрдость наплавленного металла, уменьшается неравномерность твёрдости по площади наплавленной поверхности и увеличивается производительность процесса.

Напряжение дуги определяется по формуле (7.1.4):

_{Скорость подачи определяется пол формуле (7.1.5), коэффициент расплавления электродной проволоки сплошного сечения выбирается в пределах 8 – 12 г./А ∙ ч, формула (7.1.6):}

На качество восстанавливаемого слоя влияет шаг наплавки, который определяется шириной наплавленного валика и зависит от напряжения дуги:

(7.2.1)

Скорость наплавки:

(7.2.2)

_{где Кп – коэффициент перехода электродного металла в наплавленный,}

_{а – коэффициент, учитывающий отклонение площади наплавленного валика от площади прямоугольника, а = 0,7;}

_{Коэффициент перехода электродного металла в наплавленный определяется по формуле:}

_(7.2.3)

_{где Ψ – коэффициент потерь электродного металла, Ψ = 10%;}

_{При выборе скорости наплавки следует иметь ввиду, что между скоростью подачи электродной проволоки и скоростью наплавки должно быть выдержано соотношение Vэл/ Vн, равное 1,5 – 2,5. Данное требование выполняется: Vэл/ Vн = 86,23/58,02 = 1,5.}

_{Амплитуда вибрации, мм, конца электродной проволоки:}

_(7.2.4)

Меньшим значениям напряжения на дуге соответствует и меньшая амплитуда вибрации электродной проволоки.

Вылет электрода устанавливается в пределах 10 – 12 мм.

Индуктивность сварочной цепи образуется за счёт собственной индуктивности источника питания и внешней индуктивности сварочной цепи. Так как собственная индуктивность применяемых выпрямителей и генераторов мала, то в цепь включают дополнительную индуктивность.

В качестве индуктивного сопротивления можно применять дроссели РСТЭ-24 L = 0,12 Гн.

Наплавка производится на постоянном токе обратной полярности источниками с жесткой внешней характеристикой.

Для защиты наплавленного металла применяют жидкость, углекислый газ и флюс. Жидкость, подаваемая в хвостовую часть сварочной ванны. Хорошо ионизирует зону горения дуги и обеспечивает быстрое охлаждение детали, в результате чего деформация детали и размеры зоны термического влияния минимальны, а твёрдость и износостойкость наплавленного металла наиболее высоки. Недостатком применения жидкости является низкая усталостная прочность восстановленной детали, что обусловлено появлением пор, трещин и структурной неоднородности наплавленного слоя.

В качестве охлаждающей жидкости рекомендуется различные водные растворы, хорошо ионизирующие зону наплавки:

– водные раствор, содержащий 5% кальцинированной соды, 1% хозяйственного мыла и 0,5% глицерина;

– водный раствор, содержащий 20 – 30% глицерина и др.

При наплавке деталей из средней – и высокоуглеродистых и легированных сталей расход жидкости составляет 0,3 – 0,5 л/мин, для низкоуглеродистых – 1 л/мин и более. При наплавке тонкостенных деталей малых диаметров расход жидкости может находиться в пределах 3 – 5 л/мин.

Выполнив расчёт режимов двух автоматических наплавок: под плавленым флюсом и вибродуговой, проанализировав полученные значения скорости наплавки V_н, приходим к выводу, что экономичнее и эффективнее устранить износ поверхности детали с помощью наплавки имеющей большую скорость по величине, т.е. по средствам автоматической вибродуговой наплавки, при которой расчётное значение скорости V_н равно 104,4 м/ч.

Характеристики

Список файлов курсовой работы