Определение режима электрошлаковой наплавки

Сущность электрошлаковой наплавки (ЭШН) заключается в том, что присадочный материал расплавляется за счет непосредственного перехода электрической энергии в тепловую при прохождении электрического тока через расплавленный флюс от электрода к восстанавливаемой детали. Это тепло поддерживает флюс в жидком состоянии, а также расплавляет электродную проволоку и поверхность наплавки. Установка для ЭШН, согласно схеме, показанной на рисунке 3.4, состоит из устройства, формирующего наплавленный металл и автоматически регулирующего уровень ванны жидкого металла, механизм подачи электродного материала и перемещение детали. Наплавляемую деталь 7 устанавливают на вращатель. К ней подводится охлаждаемый водой медный кристаллизатор (ползун), формирующий наплавленный слой. Между кристаллизатором и деталью заливается предварительно расплавленный флюс 2, образующий электропроводную шлаковую ванну 4, которая шунтирует и гасит дугу.

В шлаковую ванну подается электродная проволока. Диаметр и число электродов определяют исходя из толщины и ширины наплавленного слоя.

Температура электрошлаковой ванны выше, чем температура плавления металла. На процесс наплавки и качественное формирование наплавленного слоя оказывают влияние: скорость подачи электрода (U_э), напряжение (U_∂), вылет электрода (h_э), глубина шлаковой ванны (h_шл) и другие параметры.

Рис. 3.4. Схема электрошлаковой наплавки:

1 —электроды: 2 —токопроводящий контакт; 3—флюс;

4—дуга; 5—шлаковая корка; 6—наплавленный металл;

7 —деталь; 8 —газовый пузырь; 9 —эластичная оболочка

из расплавленного флюса; 10 —источник тока

Силу сварочного тока дуги (А) определяют по формуле

, (3.21)

где А – постоянная (А=220-280);

В – постоянная (В=2-4);

h –толщина наплавленного слоя, мм;

n_э – количество электродов.

Скорость подачи электродной проволоки (м/ч) рассчитывают в зависимости от величины сварочного тока по формуле

(3.22)

Величину напряжения (В) на шлаковой ванне рассчитывают по формуле

, (3.23)

Скорость наплавки (м/ч) определяют из выражения

(3.24)

где В_Н – ширина наплавляемого слоя, мм;

α_н – коэффициент наплавки, г/(А·ч); α_н =25–30 г/(А·ч);

К_ф.ш – коэффициент формы шва, равный 1,05–1,10;

ρ – удельный вес металла электродной проволоки.

Массу наплавленного металла (г) определяют по формуле

, (3.25)

где F_пр–площадь сечения проволоки, см³.

Расход сварочной проволоки (г) определяют по формуле

(3.26)

где φ – потери металла на угар и разбрызгивание принимают равным φ=0,02–0,03.

Расход флюса принимают 0,2–0,3 кг на 1 м погонной длины шва независимо от толщины металла.

Основное время (ч) определяют по формуле

(3.27)

Расход электроэнергии (кВт×ч) определяют по формуле

(3.28)

где η – КПД источника питания для постоянного тока;

η = 0,6–0,7 для источника переменного тока;

η = 0,8–0,9 для постоянного тока;

W_o – мощность холостого хода источника питания, кВт (на переменном токе она равна 0,2–0,4 кВт; на постоянном токе 2,0–3,0 кВт).

Дата добавления: 2014-10-31