Расчет параметров режима вибродуговой наплавки

В соответствии с номером индивидуального задания (табл.3) провести расчет согласно примера.

Пример. Необходимо восстановить, вибродуговой наплавкой изношенную по радиусу цилиндрическую наружную поверхность детали с размером наплавляемой части D x L = 40x30 мм; величина износа - h_и= 0,25 мм. Назначение наплавки - восстановление размеров с повышением твердости рабочей поверхности.

1. Изобразить схему наплавки (рис. 1).

2. Высота наплавленного слоя h_н (см. рис.2)

h_н = h_и + h_м

где h_и = 0,25 мм - износ по радиусу (из задания),

h_м = 1,0-1,5 мм - припуск на механическую обработку.

Принимаем h_м = 1,5 мм, h_н = 0,25 - 1,5 = 1,75 мм.

3. Минимальный D₁ и максимальный D₂ диаметры восстанавливаемой детали:

D₁ = D - 2h_и = 40 – 2 • 0,25 = 39,5 мм

D₂ = D + 2h_м = 40 + 2 • 1,5 = 43,0 мм

4. Высота одиночного валика q:

g = h_H / K_BY

где K_BY = 1,3-1.5-коэффициент высоты, отражающий увеличение высоты валика из-за перекрытия валиков. Принимаем К_BY = 1,4

g = 1,75 / 1,4 = 1,25 мм

5. Диаметр электродной проволоки d_э, и напряжение на дуге U _д по таблице 1

Таблица 1

Для h_н = 1,75мм: d_э = 2,0мм; U _д = 20В

6. Марка наплавочной проволоки по таблице 2.

Таблица 2

Области изменения сварочной проволоки

Для повышения твердости поверхности выбираем проволоку марки Св-0,8ГА.

7. Силу сварочного тока

I_св= j • F_э

где j = 50 – 75 А / мм² - плотность тока; принимаем j = 60 А/мм².

F_э = π • d_э² / 4 = 3.14•1.5² / 4 = 1,76 мм² - площадь поперечного сечения.

I_св = 60 • 1,76 = 105 А

8.Коэффициент наплавки а _ни коэффициент расплавления а_р.

a_h= а_р (1-φ); где а_р = 3.0 + 0,08 • I_св / d_э = 3 + 0.08 • 105/1.5 = 8.6г/(А • ч)

φ = 0.1 -0.15 - коэффициент потерь на угар и разбрызгивание.

Принимаем φ = 0.1; а _н =8.6(1-0.1) = 7.7г/(А • ч).

9. Ширина е наплавляемого одиночного валика в мм:

е = (1.2-1.5) d_э,

при U _д =(12-15)В и е = (1.5-2.0) при U _д = (15-22)В.

Для U _д = 20В принимаем е = 2,0 мм.

10. Площадь F_н валика наплавленного металла

F_н =0,75 • e • g = 0,75 • 2.0 • l.,25 = 2,44 мм²

11.Общая площадь Fнаплавки

F = L• h_н = 30 • 1,75 = 52,5 мм²

12.Количество «a» валиков (оборотов) наплавленного металла с учетом перекрытия П = 0,5

a = L / e • П = 30 / 2.0 • 0.5 = 30 валиков

13.Скорость V _п подачи проволоки:

V _п = 4 a_р • I_св/ π • d_э² • р

где р = 7,8 г/см^³ плотность стали.

V _п = 4•8.6• 105/ 3.14 • 2.0² • 7.8 = 36.87 м/ч

14.Линейная скорость наплавки V _н из соотношения F_н / F_э = V _п / V _н, откуда

V _н = F_э - V _п / V_н

где, F_э = π • d_э² / 4 = 3.14 • 2.0² / 4 = 3,14 мм² - площадь поперечного сечения электродной проволоки.

V _н = 3.14 • 36.87² / 2.44 = 47.44 м/ч

15.Частота вращения n наплавленной детали

n = 1000 • V _н / π • 60 • D = 1000 • 47,44 / 3.14 • 60 • 40 = 6,29 об/мин

16.Шаг S наплавки для П =0,5

S = П • l = 0.5 • 2.0=1.0 мм

17-Основное время t наплавки

t = 2 • L / l • n = 2 •30 / 2,0 • 6,29 = 4,76 мин.

18.Масса σ_н наплавленного металла

σ_н =F • π • D • p = 52.5 • 3.14 • 40 • 7.8 • 10^-3 =51,4 г.

19. Производительность наплавки

σ=а_н • I_св =7.74 • 105 = 812.7 г/ч.

20. Расход электроэнергии W, необходимой для наплавки

W = I_св • U_g • t •10^-3 = 105 • 20 • 0.07 • 10^-3 = 0,147 кВт ч.

Примечание. Здесь и далее коэффициенты перевода размерности в одну систему сокращены.

Таблица 3Индивидуальные задания

Контрольные вопросы

l. Ha чем базируются технологические преимущества вибродуговой наплавки?

2.Для какой цели применяется охлаждающая эмульсия?

3.Для чего необходимо перекрытие наплавляемых валиков?

4. Как выбирают наплавочный материал?

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: