Порядок выбора режима вибродуговой наплавки.

1.Определяют толщину наплавляемого слоя в зависимости от величины износа и припуска на механическую обработку, который колеблется в пределах 0,6-1,2 мм на сторону; рекомендуемая толщина слоя не более 3,5 мм на сторону.

2. Выбирают марку и диаметр электродной проволоки применительно к материалу детали и ее поверхностной твердости [15] . Наибольшее применение получили проволоки ( ГОСТ 2246-70) марок: Св-08, Св-08А, Св-08ГА, Св-10Г2, а также легированная проволока марок: Ср-18ХГСА , Св-10ХМ , Св-18ХМА и пружинная класса ll (ГОСТ 9389-60).Марку проволоки для наплавки стальных и чугунных деталей выбирают в зависимости от твердости, которую необходимо получить после наплавки. Диаметр электродной проволоки зависит от толщины наплавляемого слоя. При наплавке слоев толщиной менее 1 мм на сторону применяют проволоку диаметром 1-1,5 мм, для слоев толщиной до 2 мм – диаметром до 2,5 ,при большей толщине – диаметром 2-3 мм.

3. Выбирают электрические параметры наплавки. Устанавливают род тока (лучшие результаты получаются при использовании постоянного тока обратной полярности). Сила тока определяется диаметром электродной проволоки и скоростью ее подачи при наплавке. Для проволоки диаметром 1,3-1,8 мм рекомендуется сила тока 100-220 а. На практике силу тока выбирают по величине его плотности. Например, при диаметре электродной проволоки до 2 мм плотность тока принимают 60-75 а/ , для проволоки большего диаметра 50-70 а/ . При ускоренной подаче проволоки необходима и повышенная сила тока. Наиболее рациональное напряжение при наплавке слоя толщиной до 1 мм 12-15 в , при большей толщине 15-20в. Размах вибрации 0,75-1 диаметра электродной проволоки. Чем меньше значение напряжения тока на дуге, тем меньше размах вибрации проволоки.

4. Выбирают кинематические параметры:

а) скорость подачи проволоки назначают при напряжении тока до 15 в и диаметре проволоки 1,6-2 мм 50-70 см/мин , а при большем напряжении 90-150 см/мин;

б) шаг-наплавки целесообразно принимать 1,2-1,5 мм при напряжении тока 10-13 в и 1,5-2 мм при напряжении 13-22 в. Шаг наплавки s можно определять и в зависимости от диаметра электродной проволоки по формуле s=(1,2/1,5). d мм/об;

в)скорость наплавки v определяют опытным путем или рассчитывают по формуле

V=0,785×d²× × K / h× s× а мм/сек , где: 3.30

d - диаметр электродной проволоки в мм;

- скорость подачи электродной проволоки в мм/сек;

K - коэффициент перехода электродной проволоки в наплавленный металл (К=0,8/0,9);

h - заданная толщина наплавленного слоя в мм ( без механической обработки);

s - шаг наплавки в мм/об;

а – коэффициент ,учитывающий отклонения фактической площади сечения наплавленного слоя от площади четырехугольника с высотой –h (для учебных целей можно принимать а=1).

Средние значения скорости наплавки при толщине наплавленного слоя 1-3 мм находятся в пределах 5-20 мм/сек.

Число оборотов детали n, обеспечивающее получение слоя заданной толщины, определяют по формуле

n = 15× d²× × K / (D + h)× h× s× а ,где: 3.31

D-диаметр наплавляемой детали в мм;

г) Расход охлаждающей жидкости составляет при наплавке деталей : из средне- и высокоуглеродистых , а также легированных сталей 0,3-0,5 л/мин, из малоуглеродистых сталей 1 л/мин.

При наплавке тонких деталей из низкоуглеродистых сталей обычно расходуют 3-5 л/мин.

Режим вибродуговой наплавки в зависимости от толщины слоя наплавки и диаметра электродной проволоки можно назначить по данным табл. 3.5.10.

Толщина наплавляемого слоя в мм	Диаметр электродной проволоки в мм	Ток в а	Скорость в м/мин	Шаг наплавки в мм	Угол подвода проволоки к детали в град
наплавки	Подачи проволоки
0,3 0,7 1,1 1,5 2,5	0,6 1,6 2,5	120-150 120-150 150-210 150-210 150-210	2,2 1,2 0,6 0,3	0,6 0,4 0,8 1,1	1,3 1,6 1,8

Таблица 3.5.10Данные для выбора режима автоматической вибродуговой наплавки

Примечание: Напряжение в пределах 12-15 в

После вибродуговой наплавки поверхности обрабатывают шлифованием, первоначально грубым (обдирочным), а затем чистовым под нужный размер. При наплавке проволокой Св-08 поверхность легко обрабатывается резанием.

Выбор оборудования.Установки для вибродуговой наплавки цилиндрических деталей в среде жидкости состоят из станка, вращающего направляемое изделие, источника питания, наплавочной головки и системы подачи жидкости.

Основное время ( машинное).

То = , где: 3.32

L –длина поверхности;

i – число проходов.

Штучное время определяется по формуле

Т. шт. = То × К, где 3.33

К –поправочный коэффициент 1,3÷1,5.

Расход проволоки определяется по формуле

V = V₂ - V₁ = (П× D²₂× l / 4) – (П× D²₁× l / 4), где: 3.34

V₁ – объем поверхности до наплавки;

V₂ – объем поверхности после наплавки;

D²₁ – диаметр детали до наплавки;

D²₂ – диаметр детали до наплавки;

l- длина рабочей поверхности.

Вес наплавленного металла определятся по формуле

m = V× p, где: 3.35

p – удельный вес металла проволоки.

Осталивание

Предварительная механическая обработка для выравнивания дефектной поверхности.

Обезжиривание – применяется ацетон;

Изолирование мест не требующих восстановления – применяется целлулойд;

Электролитическое обезжиривание. Производится в растворе едкого натра 40г./литр и углекислого натра 30г./литр при температуре 57-80^о С в течение 2…3 мин. Анод - железные пластины, катод – деталь.

Напряжение - 6….12 В.

Плотность тока – Д = 10 А/дм².

Промывка в проточной воде.

Осталивание.

В качестве оборудования используется ванна с кислотостойкой обивкой и источник постоянного тока – трансформатор с выпрямителем.

Используют электролит № 3, состав:

хлористое железо FeCl₃ – 200….250 г./литр;

соляная кислота HCl – 0,8….1,2 г./литр.

Режимы:

температура электролита – 90^о С;

плотность тока – Д = 20 А/дм².

Скорость осадки составляет примерно 0,15….0,2 мм в час.

Основное время осталивания определяется по формуле

Т_о = 10×h×J/ E×I×ŋ, где: 3.36

h – толщина покрытия, мм;

J – удельный вес осаживаемой стали;

Е – электролитический эквивалент 0,323 г/а×ч;

I – плотность тока на катоде;

ŋ – выход металла по току 0,8….0,95.

Промывка в холодной воде.

Промывка в горячей воде.

Снятие изолирующего покрытия ацетон.

Шлифование на первоначальный размер.

Хромирование

Предварительная механическая обработка для выравнивания дефектной поверхности.

Обезжиривание – применяется «Венская известь».

Хромирование.

Среда:

- хромистый ангидрид CrO₃ – 150….200 г / литр;

- серная кислота H₂SO₄ – 1.5….2 г / литр;

- вода – дистиллированная.

Режимы:

- плотность тока – Д = 40….60 А /дм^2;

- температура раствора – 50….55^о С.

Основное время хромирования определяется по формуле:

Т_о = 10×h×J/ E×Д×ŋ, где: 3.37

h – толщина покрытия, мм (до 0,15);

J – плотность электролита хрома – 6,3….71 г /см²;

Е – электролитический эквивалент 0,323 г/а×ч;

Д – плотность тока на катоде;

ŋ – выход металла по току 0,12….0,18.

Штучное время определяется по формуле:

Т_шт = 1,2× Т_о / N×K (час), где: 3.38

N – количество деталей;

К – коэффициент использования ванны – 0,75.

Промывка в дистиллированной воде (сбор хрома).

Промывка в проточной воде.

Окончательная механическая обработка.