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 δ_пр – величина припуска на предварительную механическую обработку, δ_н = 0,2 мм;

δ₀ – величина припуска на механическую обработку, δ₀ = 0,6 мм;

δ_из – величина износа, δ_из = 1 мм;

Диаметр электрода d_эл=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 α_р – коэффициент расплавления;

ρ – плотность металла проволоки, г/см³

 

 (7.1.6)

 

Скорость подачи электрода для тока обратной полярности:

V_эл =

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 α_н – 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);

V_н =

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.

Ориентировочная величина вылета:

 

 (7.1.11)

 

Толщина флюса равна 25–35 мм и зависит от тока наплавки.

Для предупреждения стекания металла и лучшего формирования наплавленного металла электродную проволоку смещают «от зенита» детали в сторону, противоположную направлению её вращения. Величина смещения электрода «от зенита» зависит от диаметра детали и находится в пределах 15 – 40 мм.

Выбирая род тока, следует учитывать экономические и эксплуатационные преимущества переменного тока перед постоянным. Однако детали небольших размеров лучше наплавлять постоянным током обратной полярности.