Режимы наплавки

Параметры режима наплавки подставлять в формулы без изменения размерностей.

Толщина наплавленного слоя определяется по формуле:

, (1.1)

где - толщина слоя, мм;

- припуск на обработку перед покрытием, мм (принять =0,2 мм);

- припуск на обработку после покрытия, мм ( для наплавки под слоем флюса =1,0 мм).

Производительность сварки опре­деляется массой металла, наплавля­емого в единицу времени в граммах в час

Q=k_HI_СВ (1.2)

где k_H — коэффициент наплавки, г/А*ч;

I_СВ — сила сварочного тока, А.

Производительность наплавки под флюсом одним электродом составля­ет 9 — 15 кг/ч, а лентой 5 — 30 кг/ч.

Качество свар­ного соединения и наплавленной де­тали во многом определяется режи­мами наплавки, которые характери­зуются размером сварочного тока,напряжением, родом тока и его по­лярностью, скоростью сварки, диа­метром и скоростью подачи элект­родной проволоки.

К дополнитель­ным параметрам, режима относится вылет электрода, наклон электрода к наплавляемой поверхности, марка флюса.

Параметры режима наплавки. вы­бирают исходя из толщины слоя на­плавляемого металла, размеров де­тали, требуемой формы наплавляе­мого валика. Режим сварки выбира­ют по экспериментальным таблицам или расчетом.

Силу сварочного тока ориентиро­вочно можно определить по эмпири­ческой формуле

J_св=110d+10d² (1.3)

где d— диаметр электрода, мм.

Скорость наплавки в метрах в ми­нуту

υ_н=α_нJ_св/60M (1.4)

где α_н — коэффициент наплавки, г/(А- ч);

J_св— сила сварочного тока. А; М - масса 1 м метал­ла наплавки, г.

Скорость подачи электродной про­волоки в метрах в минуту

υ_п=4α_нJ_св/(60πd²γ) (1.5)

где d — диаметр электродной проволоки, мм;

γ — плотность наплавленного металла, г/см³.

Частота вращения наплавляемой детали в оборотах в минуту

N=[250 υ_п d² υ_п d²/(ΔsD)]η (1.6)

где υ_п — скорость подачи электродной проволоки, м/мbн;

Δ — толщина слоя наплавки, мм;

s — шаг наплавки, мм/об;

D — диаметр вос­станавливаемой детали, мм;

η — коэффициент наплавления,

Обычно шаг наплавки s принима­ют равным от 2 до 6 диаметров элект­родной проволоки за один оборот де­тали. Наплавку плоских поверхно­стей осуществляют через валик или отдельными участками, что позволя­ет уменьшить коробление детали.

При наплавке автомобильных де­талей, особенно таких, у которых дли­на значительно превышает диаметр наплавляемой поверхности, необходимо стремиться к минимальной глу­бине проплавления основного метал­ла. Это позволяет уменьшить дефор­мацию детали и зону термического влияния, а также снизить вероят­ность образования трещин в наплав­ленном металле. Поэтому при выборе режимов наплавки выбирают, как правило, минимально допустимый сварочный ток. Кроме того, увеличе­ние диаметра электродной проволо­ки при неизменном сварочном токе также уменьшает глубину проплав­ления и увеличивает ширину шва в связи с эффектом блуждания дуги.

При сварке на постоянном токе глубина проплавления будет зави­сеть и от полярности, что объясняется различной температурой на катоде и аноде дуги. При сварке на постоян­ном токе обратной полярности (ми­нус на деталь) глубина проплавления на 40 — 50 % меньше, чем при сварке током на прямой полярности. В опре­деленных пределах глубину проплав­ления можно изменять, регулируя вылет электрода. С увеличением вы­лета электрода интенсифицируется его подогрев и соответственно скорость плавления, в результате чего толщи­на расплава под дугой увеличивается и глубина проплавления уменьшает­ся.

Ширину наплавляемого валика ре­гулируют выбором диаметра элект­родной проволоки и изменением на­пряжения дуги, При увеличении на­пряжения возрастает длина дуги, в результате чего увеличивается ее по­движность и возрастает доля тепло­ты дуги, расходуемой на расплавле­ние флюса. При этом растет ширина валика наплавленного металла, а глубина проплавления остается практически постоянной.

В табл. 1.4 и 1.5 приведены режимы наплавки плоских и цилиндрических деталей.

Таблица 1.4. Режимы наплавки цилиндрических деталей под слоем флюса

Таблица 1.5. Режимы наплавки под слоем флюса плоских поверхностей

При использовании порош­ковой проволоки режимы наплавки необходимо выбирать по табл. 1.6.

Таблица 1.6. Режимы наплавки порошковой проволокой

Норма времени на выполнение наплавочных работ под слоем флюса складывается из следующих элементов затрат времени:

, (1.7)

где - основное время (ч), определяется по формуле:

, (1.8)

где - длина наплавляемой поверхности, мм;

- программа восстановления, шт.;

- вспомогательное время наплавки (принять =2 мин);

- дополнительное время, определяется по следующей формуле:

, (1.9)

где =10% - коэффициент, учитывающий долю дополнительного времени от основного и вспомогательного; - подготовительно-заключительное время (принять =20 мин).

Основное время наплавки ,например, шлиц продольным способом рассчитывается по формуле:

(1.10)

где: L– длина наплавки, мм;

– количество слоев наплавки.

Диаметр наплавочной проволоки в 1,6 мм обеспечивает толщину наплавляемого слоя в 1 мм. Глубина шлицевых впадин составляет 1 мм, тогда количество слоев наплавки принимаю =1;

Vн – скорость наплавки, м/мин.

При наплавке шлиц продольным способом

L = l∙n, (1.11)

где: l – длина шлицевой шейки, мм,

n – число шлицевых впадин.

L = 42∙20 = 840 мм.= 0,84 м

4) Определение скорости наплавки:

- диаметр электродной проволоки d = 1,6мм;

- плотность тока принимаю Dа = 92 А/мм² [Л-1]

- сила сварочного тока I = 0,785∙d² ∙Dа = 0,785∙1,6² ∙92 = 185 А,

- коэффициент наплавки α_Н = 11 г/А∙ч, [Л-1]

- масса расплавленного металла

- объем расплавленного металла

,

где γ – плотность расплавленного металла (сталь – 7,8)

- скорость подачи электродной проволоки

- подача (шаг наплавки) S = (1,2-2,0)d = 1,5∙1,6=2,4 мм.

- скорость наплавки

где t – толщина наплавляемого слоя, в зависимости от диаметра электродной проволоки, мм. t = 1 мм для проволоки диаметром 1,6 мм.

Таким образом, основное время наплавки шлицев под флюсом составит:

Вспомогательное время рассчитывается по формуле:

где: – вспомогательное время, связанное с изделием, на установку и снятие детали, мин., =0,8 мин.

– вспомогательное время, связанное с переходом. Для подфлюсовой наплавки – 1,4 мин на 1 погонный метр шва, мин, =1,4∙1,1=1,54 мин.

– вспомогательное время на один поворот детали (при подфлюсовой продольной шлицевой наплавке) сварочной головки – 0,46 мин. Т.к. шлицевых впадин 1 то =0,46∙1 = 0,46 мин

Вспомогательное время составит:

Дополнительное время:

где: n – процент дополнительного времени, n=14%,

Дополнительное время составит:

Штучное время определяется по формуле:

Таким образом штучное время составит: