Поэтому способ вибродуговой наплавки широко применяют для восстановления деталей классов «вал» и «отверстие» сравнительно малого диаметра и с незначительным износом, а так же для восстановления изношенных поверхностей стальных и чугунных деталей довольно широкой номенклатуры.
Для вибродуговой наплавки чаще всего используют старые токарно-винторезные станки, обеспечивающие вращение детали и продольное перемещение вибродуговой головки, наплавочная головка и источник сварочного тока.
Вибрация электрода достигается электромагнитным или механическим вибратором, или за счет эксцентриситета мундштука головки.
В качестве наплавочных головок используют те же механизмы, что и при автоматической наплавке под слоем флюса. В них изменена только конструкция мундштука и отсутствует устройство для подачи флюса.
Этот способ, кроме снижения трудоемкости наплавочных работ, имеет следующие основные преимущества:
1. Незначительное коробление (деформация) деталей.
2. Небольшая зона термического влияния по сравнению с обычной дуговой или газовой наплавкой.
3. Наплавляемая деталь не требует предварительной особой подготовки поверхности.
4. Получение наплавленного слоя достаточной твердости без применения дополнительной термической обработки.
К недостаткам этого способа следует отнести часто возникающие дефекты в наплавленном металле в виде мелких газовых пор, трещин, а также неравномерную его твердость.
6. Предварительная механическая обработка
Механическая обработка является наиболее распространенным технологическим процессом изготовления различный по форме деталей с заданной точностью и качеством поверхностей.
Механическая обработка – обработка заготовки из различных материалов при помощи механического воздействия различной природы с целью создания по заданным формам и размерам изделия или заготовки для последующих технологических операций.
Фрезерование является одним из наиболее распространённых и высокопроизводительных способов механической обработки резанием. Обработка производится многолезвийным инструментом – фрезой.
Горизонтальные плоскости обрабатываются цилиндрическими на горизонтально-фрезерных станках и торцовыми на вертикально – фрезерных станках фрезами. Поскольку у торцовой фрезы одновременно участвует в резании большее количество зубьев, обработка ими более предпочтительна.
Торцовое фрезерование – наиболее распространенный и производительный способ обработки плоских поверхностей деталей в условиях серийного и массового производства.
В данной работе механическая обработка выполняется торцевой фрезой на вертикально-фрезерном станке с ЧПУ 6520Ф3–36, который предназначен для фрезерования по программе деталей сложной формы торцовыми, концевыми, угловыми, и фасонными фрезами.
Величина износа δиз = 1 мм.
Припуск на предварительную механическую обработку подбираем исходя из геометрических размеров детали и величины износа обрабатываемой поверхности: δпр = 0,2 мм.
Губину резания принимаем равной припуску на предварительную механическую обработку изношенной поверхности: t = 0,2 мм.
Исходной величиной подачи при черновом фрезеровании является подача на один зуб Sz = 0,12 мм.
Скорость резания – окружная скорость фрезы, м/мин [8],
(6.1)
где Сv – константа, зависящая от вида обработки, свойств инструментального и обрабатываемого материалов, Сv = 41 мм;
D – диаметр фрезы, D = 90 мм;
T – период стойкости, Т = 180 мм;
Sz – подача на один зуб, Sz = 0,12 мм;
В-ширина фрезерования, В = D/(1,25 – 1,5) = 90/1,25 = 72 мм;
Z – число зубьев фрезы, Z = 16;
Kv – общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания;
показатели степени:
q = 0,25;
m = 0,2;
х = 0,1;
у = 0,4;
u = 0,15;
p = 0.
Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания Kv определяется по формуле [8]:
(6.2)
где Кмv – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала, Кмv = 1;
Кпv – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки Кпv = 1;
Киv – коэффициент, учитывающий материал инструмента, Киv = 1;
Частота резания, об/мин:
(6.3)
7. Расчёт режимов наплавки
В данной работе проводились расчёты двух автоматических видов наплавки, выбранных исходя из экономических и конструкционных соображений: под плавленым флюсом и вибродуговой.
Автоматическая наплавка может выполняться любым сварочным автоматом, однако удобнее применять специализированное оборудование.
Автоматы для вибродуговой наплавки отличаются от обычных наплавочных автоматов наличием вибратора и жидкостного охлаждения.
В качестве оборудования в данной работе для вибродуговой наплавки выбран автомат А – 874.
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.
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 δпр – величина припуска на предварительную механическую обработку, δн = 0,2 мм;
δ0 – величина припуска на механическую обработку, δ0 = 0,6 мм;
δиз – величина износа, δиз = 1 мм;
Диаметр электрода dэл=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 αр – коэффициент расплавления;
ρ – плотность металла проволоки, г/см3
(7.1.6)
Скорость подачи электрода для тока обратной полярности:
Vэл =
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 αн – 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);
Vн =
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.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
