способ плазменной наплавки валов с постоянной шириной наплавочного валика
Классы МПК: | B23K9/04 для иных целей, чем соединение, например с целью наплавки B23K10/02 плазменная сварка |
Автор(ы): | Нефедов Б.Б., Лялякин В.П., Стешенко В.А., Садовский Д.А. |
Патентообладатель(и): | Всероссийский научно-исследовательский институт упрочнения, восстановления и изготовления деталей "Ремдеталь" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1994-12-08 публикация патента:
20.08.1997 |
Использование: механизированная плазменная наплавка валов. Сущность изобретения: наплавку производят по винтовой линии. В процессе наплавки поддерживается постоянная форма наплавочного валика и его форма за счет изменения мощности дуги. Изменение мощности производится по предварительно расчитанной программе с учетом температуры изделия перед дугой. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
Способ механизированной плазменной наплавки валов, при котором наплавку производят по винтовой линии, отличающийся тем, что мощность дуги изменяют по программе, рассчитанной с учетом тепловой мощности первого и последующих валиков в зависимости от температуры изделия по фронту наплавки, для поддержания постоянной формы наплавочного валика, при этом величину тепловой мощности первого и последующих валиков выбирают по формулам![способ плазменной наплавки валов с постоянной шириной наплавочного валика, патент № 2087281](/images/patents/385/2087281/2087281-8t.gif)
![способ плазменной наплавки валов с постоянной шириной наплавочного валика, патент № 2087281](/images/patents/385/2087281/2087281-9t.gif)
где
![способ плазменной наплавки валов с постоянной шириной наплавочного валика, патент № 2087281](/images/patents/385/2087038/948.gif)
H шаг наплавки;
h удельная объемная энтальпия материала покрытия, включая скрытую теплоту плавления;
Тпл температура плавления материала изделия;
То начальная температура поверхности изделия;
v линейная скорость наплавки;
R радиус наплавляемого вала;
c
![способ плазменной наплавки валов с постоянной шириной наплавочного валика, патент № 2087281](/images/patents/385/2087012/961.gif)
n,N число витков от начала наплавки;
![способ плазменной наплавки валов с постоянной шириной наплавочного валика, патент № 2087281](/images/patents/385/2087281/934.gif)
![способ плазменной наплавки валов с постоянной шириной наплавочного валика, патент № 2087281](/images/patents/385/2087002/964.gif)
![способ плазменной наплавки валов с постоянной шириной наплавочного валика, патент № 2087281](/images/patents/385/2087281/2087281-10t.gif)
![способ плазменной наплавки валов с постоянной шириной наплавочного валика, патент № 2087281](/images/patents/385/2087281/2087281-11t.gif)
а коэффициент температуропроводности.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к механизированным способам плазменной наплавки по винтовой линии валов и других изделий типа тел вращения при их упрочнении или восстановлении. Целью изобретения является получение качественных покрытий, однородных по форме, составу, структуре и физико-механическим свойствам. Плазменную наплавку валов принято вести при постоянной мощности дуги (Сидоров А. И. Восстановление деталей машин напылением и наплавкой. М. Машиностроение, 1987, с. 192). В процессе обработки изделие нагревается и температуру поверхности вала по фронту модно представить в виде (Махненко В.И. Кравцов Т.Г. Тепловые процессы при механизированной наплавке деталей типа круговых цилиндров. Киев. Наукова думка, 1976, с. 159; Нефедов Б.Б. Расчет режимов плазменно-порошковой наплавки, ЦНИИТУВИД, М. 1992, с. 30):![способ плазменной наплавки валов с постоянной шириной наплавочного валика, патент № 2087281](/images/patents/385/2087281/2087281-2t.gif)
где
T0 начальная температура поверхности;
q эффективная тепловая мощность дуги;
V линейная скорость наплавки;
R радиус наплавляемого вала;
c
![способ плазменной наплавки валов с постоянной шириной наплавочного валика, патент № 2087281](/images/patents/385/2087012/961.gif)
n, N число витков от начала наплавки (Зависимость описывает процесс в подвижной системе координат, с точкой отсчета в центре плазменной дуги);
![способ плазменной наплавки валов с постоянной шириной наплавочного валика, патент № 2087281](/images/patents/385/2087281/2087281-3t.gif)
![способ плазменной наплавки валов с постоянной шириной наплавочного валика, патент № 2087281](/images/patents/385/2087006/956.gif)
![способ плазменной наплавки валов с постоянной шириной наплавочного валика, патент № 2087281](/images/patents/385/2087006/956.gif)
![способ плазменной наплавки валов с постоянной шириной наплавочного валика, патент № 2087281](/images/patents/385/2087006/956.gif)
![способ плазменной наплавки валов с постоянной шириной наплавочного валика, патент № 2087281](/images/patents/385/2087281/2087281-4t.gif)
![способ плазменной наплавки валов с постоянной шириной наплавочного валика, патент № 2087281](/images/patents/385/2087281/2087281-5t.gif)
![способ плазменной наплавки валов с постоянной шириной наплавочного валика, патент № 2087281](/images/patents/385/2087005/931.gif)
![способ плазменной наплавки валов с постоянной шириной наплавочного валика, патент № 2087281](/images/patents/385/2087031/8594.gif)
![способ плазменной наплавки валов с постоянной шириной наплавочного валика, патент № 2087281](/images/patents/385/2087280/8734.gif)
q1= v[
![способ плазменной наплавки валов с постоянной шириной наплавочного валика, патент № 2087281](/images/patents/385/2087038/948.gif)
![способ плазменной наплавки валов с постоянной шириной наплавочного валика, патент № 2087281](/images/patents/385/2087001/183.gif)
![способ плазменной наплавки валов с постоянной шириной наплавочного валика, патент № 2087281](/images/patents/385/2087012/961.gif)
![способ плазменной наплавки валов с постоянной шириной наплавочного валика, патент № 2087281](/images/patents/385/2087001/183.gif)
где
![способ плазменной наплавки валов с постоянной шириной наплавочного валика, патент № 2087281](/images/patents/385/2087038/948.gif)
H шаг наплавки;
h удельная объемная энтельпия материала покрытия, включая скрытую теплоту плавления;
Tпл температура плавления материала изделия (в случае сварного соединения покрытия с основой). Эффективная тепловая мощность при наплавке второго и последующих витков определяется последовательным решением выражения:
![способ плазменной наплавки валов с постоянной шириной наплавочного валика, патент № 2087281](/images/patents/385/2087281/2087281-6t.gif)
где qn эффективная тепловая мощность при наплавке n-го витка. Если перед нанесением покрытия вал нагревается плазменной дугой в сечении первого наплавочного валика, эффективная тепловая мощность первого и последующих витков определяется выражениями:
![способ плазменной наплавки валов с постоянной шириной наплавочного валика, патент № 2087281](/images/patents/385/2087281/2087281-7t.gif)
где N" количество витков предварительного нагрева в сечении первого наплавочного валика. При наплавке плазменной дугой большого диаметра в расчетные выражения вносятся поправки, учитывающие пространственный характер теплового источника, а при наплавке покрытий большой протяженности с малой скоростью должна учитываться теплопередача в окружающую среду. На прилагаемом чертеже показаны параметры процесса наплавки с регулированием мощности (тока) дуги в процессе обработки для поддержания стабильной ширины наплавочного валика в сравнении с наплавкой при постоянной мощности (тока) дуги на примере нанесения покрытия порошком нержавеющей стали ПР-Х18Н9 толщиной 1 мм на вал
![способ плазменной наплавки валов с постоянной шириной наплавочного валика, патент № 2087281](/images/patents/385/2087228/8856.gif)
Класс B23K9/04 для иных целей, чем соединение, например с целью наплавки
Класс B23K10/02 плазменная сварка