вмістом елементів розкислювачів – кремнію і марганцю. Таким чином, утворюється тонка шлакова кірка
; (1.9)
; (1.10)
; (1.11)
. (1.12)
Наплавлення в середовищі вуглекислого газу дозволяє проводити візуальне спостереження за процесом утворення валика наплавленого металу, контролювати форму, якість, перекриття та інші парметри безпосередньо в процесі відновлення і зміцнення. Для реалізації цього методу необхідне використання спеціальних наплавочних головок, які дозволяють подавати захисний газ в зону горіння дуги [3].
Недоліком даного методу є його порівняно висока собівартість зміцнення деталей, за рахунок використання захисних газів, а також складність виведення обладнання на робочі режими.
Автоматичне наплавлення в середовищі вуглекислого газу має наступні переваги: при наплавленні відсутні шкідливі виділення і шлакові кірки (якщо і є то товщина їх незначна, що допускає наплавляти наступні шари без очищення поверхні попередніх); відкрита дуга дає можливість спостерігати і коректувати процес, проводити наплавлення при будь-якому просторовому положенні площини, що наплавляється, механізувати наплавлення, що виконується на мілких деталях (валах діаметром 10 мм і більш).
1 – зварювальна дуга;
2 – наплавлювальний пальник;
3 – механізм подачі дроту;
4 – електродний дріт;
5 – струмопровідний мундштук;
6 – захисний газ;
7 – наплавлений метал;
8 – основний метал деталі
Рисунок 2.3 – Схема наплавлення в середовищі захисних газів
2.2 Вибір методу та технологічної оснастки для проведення
зміцнення поверхонь ковзання
Оскільки в даному випадку тип виробництва серійний, доцільно використовувати універсальне обладнання, видозмінюючи його до потреб зміцнення конкретної деталі, тобто використавши токарно-гвинторізний верстат 1М63Б із встановленням на супорті пальника. Матеріал корпуса бурголовки сталь 14ХН3МА , добре зварюється, не утворює при зварюванні і наплавленні холодних та гарячих тріщин. Отже раціонально буде використати саме методику наплавлення в середовищі захисного газу. Серед захисних газів найвигіднішим варіантом є вуглекислий газ (СО2), через порівняно з іншими газами невелику ціну і досить високу якість.
Процес наплавлення відбувається в напівавтоматичному режимі. Деталь закріплюється в повідковому патроні і підтискається центром. До поверхні, яка наплавляється, роликами подаючого механізму з касети через мундштук подається електродний дріт. Вуглекислий газ з балону по рукаву через сопло, всередині якого знаходиться наконечник, подається між кінцем електродного дроту і наплавлювальним виробом до дуги, охоплює дугу зі всіх сторін і витісняє повітря з плавильного простору. Наплавлення в середовищі вуглекислого газу виконують на постійному струмі зворотньої полярності. Причому витрата газу при наплавленні має визначальне значення: зі збільшенням витрати вуглекислого газу коефіцієнти наплавлення і розплавлення знижуються (досить суттєво при витраті від 0 до 30 л/хв). При витраті більшій ніж 33 л/хв коефіцієнти наплавлення і розплавлення лишаються незмінними. Це явище можна пояснити охолоджуючою дією вуглекислого газу, що сильно проявляється при малих витратах, потім процес стабілізується. Зміна витрати газу впливає на хімічний склад металу шва. Збільшення витрати сприяє зменшенню вмісту марганцю, кремнію в металі шва. Витрати від 15 до 20 л/хв мало змінюють структуру шва тому і рекомендовані до застосування. Швидкість подачі дроту залежить від сили струму, яка встановлюється з таким розрахунком, щоб в процесі наплавлення не було коротких замикань і обривів дуги. Швидкість наплавлення встановлюють в залежності від товщини наплавлюваного металу і якості формування наплавленого шару. Наплавлення валиків виконують з кроком 2,5-3,5 мм. Кожний наступний валик має перекривати попередній не менш як на 1/3 його ширини.
Режими наплавлення, які виконуються при зміцненні циліндричних деталей, наведено в таблиці 2.1.
Таблиця 2.1 - Режим наплавлення циліндричних поверхонь в залежності від діаметра деталі і необхідної товщини наплавляюмого шару
Діаметр деталі, мм | Товщи-на наплав-лювано-го шару, мм | Діа-метр елект-рода, D, мм | Сила струму,І,А | Напру-га,U, В | Швид-кість наплав-лення, V, м/год | Виліт елект-роду, b, мм | Витра-та вугле-кислого газу, Q,л/хв
10-20
20-30
30-40
40-50
50-60
60-70
70-80
80-90
90-100
100-150
200-300
200-400
200-400 | 0,5-0,8
0.8-1.0
1.0-1.2
1.2-1.4
1.4-1.6
1.6-2.0
2.0-2.5
2.5-3.0
0.8-1.0
0.8-1.0
0.8-1.0
1.8-2.8
2.6-3.2 | 0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
2.0
2.5
3.0
1.0
1.2
1.2
2.0
3.0 | 70-90
85-110
90-150
110-180
140-200
280-400
280-450
300-400
100-300
130-160
150-190
350-420
380-450 | 16-18
18-20
19-23
20-24
24-28
27-30
28-30
28-32
18-19
18-19
19-21
32-34
32-34 | 40-45
40-45
35-40
30-35
30-20
20-15
10-20
10-20
70-80
70-80
20-30
25-35
25-35 | 7-10
8-11
10-12
10-15
12-20
18-25
20-27
20-27
10-12
10-13
10-13
25-40
25-50 | 6-8
6-8
6-8
8-10
8-10
10-12
12-15
14-18
6-8
8-9
8-9
15-18
15-18
При наплавленні поверхні ковзання витрата вуглекислого газу залежить від діаметру електродного дроту. На витрату газу впливає також швидкість наплавлення, конфігурація виробу і наявність руху повітря. Витрата вуглекислого газу від діаметра електродного дроту в таблиці 2.2.
Таблиця 2.2 - Витрата вуглекислого газу в залежності від діаметра електроду
Діаметр електродного дроту, мм | Виліт еклектроду, b, мм | Внутрішній діаметр спіралі для підводу дроту, мм | Витрата вуглекислого газу, Q, л/хв
0,5-0,8
1,0-1,4
1,6-2,0
2,5-3,0 | 7-10
8-15
15-25
18-30 | 1,0-2,0
1,6-2,5
2,2-4,0
3,0-5,0 | 6-8
8-10
10-15
14-16
Для наплавлення застосовують наступне устаткування: наплавлювальні головки АБС, А-384, А-409, А-580, ОКС-1252М; джерела живлення ВС-200, ВСУ-300, ВС-400, ПСГ-350, АЗД-7,5/30; підігрівачі газу; осушувач, заповнений силікагелем КСМ крупністю 2,8-7 мм; редуктори витратоміри ДРЗ-1-5-7, або ротаметри РС-3, РС-3А, РКС-65, або кислотний редуктор РК-53Б.
Джерела живлення дуги повинні мати жорстку зовнішню характеристику і швидкість наростання сили струму короткого замикання 70-110 кА/с. Рекомендоване обладнання для наплавлення в середовищі вуглекислого газу вказане в таблиці 2.3.
Таблиця 2.3 - Технічні характеристики обладнання для наплавлення в середовищі вуглекислого газу
Модель обладнан-ня | Зварювальний струм, I, А | Електродний дріт | Модель джерела живлення (рекомендована)
Номіналь-не значення | Граничне регулюван-ня | Діаметр D, мм | Швидкість подачі, V, м/год
А-547У
А-825М
ПДПГ-500
А-929
УД-209
ПДГ-502
ПДГ-601
У-653
ПДГ-301
1197С
ПДГ-508
А-1503
ПДГИ-302
А-1230М | 250
300
500
350
500
500
630
500
500
500
500
500
300
500 | 60-300
80-300
50-500
60-500
60-500
60-500
100-700
100-500
60-500
100-500
60-500
100-700
40-300
60-500 | 0,8-1,2
0,8-1,2
0,8-2,0
1,0-2,0
1,2-2,0
1,2-2,0
1,6-2,5
1,0-2,0
0,8-1,2
1,6-3,2
1,6-2,0
1,2-3,5
0,8-1,4
0,8-1,2 | 100-340
120-620
150-720
120-620
100-350
120-1200
120-1200
50-500
90-720
90-900
105-738
120-780
120-1200
140-670 | ВС-300
ВСЖ-303
ПСГ-500-1
ПСГ-500-1
ВДУ-504-1
ВДУ-504-1
ВДГ-601УЧ
ВДУ-504-1
ПСГ-500-1
ВДУ-504-1
ПСГ-500-1
ВДГ-601
ВДГ-301
ВС-500
Відповідно до таблиці 2.3 для зміцнення поверхні ковзання бурголовки вибираємо джерело струму (забезпечення робочого струму силою від 90 до 150 А) ВС-500.
2.2.1 Аналіз схеми обладнання, його принципова дія
Оскільки в даному випадку тип виробництва серійний, доцільно використовувати універсальне обладнання, видозмінюючи його до потреб відновлення конкретної деталі, тобто використавши токарно-гвинторізний верстат 1М63Б із встановленням на супорті наплавочної головки.
До наплавлюємої поверхні деталі, що обертається в