Общая характеристика способа.

 

Наплавка – процесс нанесения покрытия из расплавленного металла на нагретую до температуры плавления поверхность восстанавливаемой детали.

Покрытие характеризуется высокой прочностью, соизмеримой с прочностью основного металла.

Способ применяют для восстановления размеров и формы изношенных элементов деталей и для получения новых свойств поверхности: коррозионных, эрозионных, кавитационных, износостойкокости, жаростойкости, твердости и др.

Примечание: сварка и наплавка – это около 70% всех способов создания ремонтных заготовок.

Применяют способы: электродуговой наплавки, электродуговой самозащитной проволокой, электродуговая под слоем флюса, в среде диоксида углерода, в среде аргона, газопламенная, плазменная и др.

Выбирают: источник тепла, способ защиты от влияния кислорода и азота, характер легирования.

Задача: получить покрытие без коррозии, необходимой толщины, прочно соединённое с основным металлом детали, с нужным химическим составом и нужной структурой.

6.2.Расчёты по электродуговой наплавке

 

1) Задаются диаметром электрода d_э=1,6…2,5 мм

Плотностью тока 10…30 А/мм² – при ручной наплавке;

100…200 А/мм² – при автоматической под слоем флюса;

>200 А/мм² – при наплавке в среде защитных газов.

2) Сила тока: I = , где j – плотность тока, А/мм²;

d_э – диаметр электрода, мм;

или I=Kd_э­ , где K – 30…50 А/мм – коэффициент

3) Напряжение дуги: U=f(I). Под слоем флюса: U=α+βL­_д , где α = 10в, β = 2 в/мм; L_Д - длина дуги , мм.

4) Масса наплавленного металла (г/ч)

M_ч = α_нI

α_{н –} коэффициент наплавки

αн	Способ наплавки
7,8…8,5 10…14 14…16 20…25 15…20 8…10 12…14     3,5…4,5   7…8	Ручная, тонкообмазанным электродом Толстообмазанным электродом Под слоем флюса Электрошлаковая Ленточным электродом под слоем флюса Вибродуговая В среде диоксида углерода   Затрачивается кВт/ч В среднем при ручной наплавке на переменном токе В среднем при ручной наплавке на постоянном токе

 

 

5) Масса подаваемой проволоки равна массе наплавленного металла.

m _ч= (πd_э²γv_пр)/4 , где γ – плотность металла проволоки, г/см³

v_пр – скорость подачи проволоки, см/мин

6) Скорость подачи проволоки

v_пр = (4α_нI)/(πd_э²γ)

7) Площадь сечения наплавки

F_н = (α_нI_н)/(γυ_н) , где υ_{н –} скорость наплавки, см/ч

8) Скорость наплавки

υ_{н =} (α_нI_н)/(F_нγ) = (10α_нI_н)/(Bhk_iγ) , где B и h –ширина и высота валика;k_i – коэффициент площади валика (0,5…0,7).

9) Частота вращения детали, об/мин

n = 600υ_н/(πd_дет) = (6000α_нI_н)/( πd_дет Bhk_iγ) , где d_дет – диаметр детали,мм.

10) Время наплавки, мин

t₀=L/(S_нn), где L – длина наплавляемой шейки, мм; S_н – шаг наплавки, мм/об

Шаг наплавки 1/3…1/2 B, B – ширина валика

B=2…3 h, h – высота валика наплавки (см. пункт 7).

11) Расход наплавочных материалов (проволоки)

Q_пр= (πd_э²υ_прγt₀)/4

12) Глубина проплавленного слоя основного металла

H_пр(0,0061…0,0085) , где η – коэффициент использования тепла при наплавке (0,8…0,9) – под слоем флюса.

13) Энергия сварочной дуги, кДж/м

W=0.24IUη/υ­_н­

Для получения шва хорошего качества W=630…1590 кдж/м