За да се изчисли дълбочината на проникване е важно да се знае каква част от топлината, подавана към детайла от плазмената горелка, се консумира при проникването на основния метал. Нагряването на неблагороден метал топлина сгъстен дъга оценява ефективно ефективност (използвайки фута), която е съотношението на ефективната мощност на дъгата на общия капацитет на топлина на дъгата и се определя чрез калориметрия. Когато плазмата настилка използване фута = 0.68 - - 0.72. Ефективното топлинната мощност на дъга Q и = IUη по-малко от общото топлинната мощност Qp = IU, тъй като част от компресирания дъга топлината IU-IUηi чрез конвекция, излъчване и други загуби абсорбира от околната среда (I - компресия сила дъга ток А; U - напрежение сгъстен дъга, B).
На свой ред, нагряване и топене зона проникване прекарва само част от ефективната мощност, която се оценява топлинна ефективност (ηt). Останалите топлина от проводимост отива показва основната маса на метала заобикалящата зона синтез и до прегряване на стопената метална вана над температурата на топене. ηt Знанието е необходимо да се изчисли очакваното дълбочината на проникване. Температурната ефективност зависи от редица фактори: компресираните дъга мощност, скорост и ширина отлагане размерите на продукта и естеството на входа на топлина в продукта.
NT фактор в плазмата настилка определя експериментално и чрез изчисление. За тази цел, методът, използван в дъга заваряване [53]. .. Определяне ηt емпирично, т.е. проникване размер зона и параметри режим облицовка се осъществява съгласно следната формула:
където SPR = Bh - проникване площ, cm 2; В - широчина на проникване, cm; ч - дълбочина на проникване, cm; vr.n - Получената скорост на отлагане, см / сек; IUηi = р и - ефективна мощност на сгъстен дъга, W; ρ - плътност на метала при нормалната температура, г / см 3; HPL - специфичен енталпия на разтопен метал, включително латентна топлина на топене, J / г.
Nt Теоретично определяне въз основа на топлина размножаване на схема за изчисляване на точка или линия източник на бързо движещи капацитет р и се движат по повърхността на полу-безкраен тяло със скорост ил.
Когато на повърхността слой на масивно тяло топлинната ефективност се определя чрез изчисляване съгласно облицовката и номограма предвидено в NN Rykalin [52] и представени в графична форма, в зависимост от безразмерни критерии ηt εz и относителната дълбочината на проникване / B (з, и В - дълбочина на проникване и ширината на зона). Безразмерните критериите, определени чрез следната формула: = р и εz VRN / (2 H'pl), (33)
където е специфичен енталпия H'p единица обем от стопен метал, включително латентна топлина на топене, J / м 3;
H'pl HPL = ρ; и коефициент на термично дифузия, cm 2 / сек.
Изчисленията се извършват в една и съща единица, в която графиките NN Rykalin. Кривите за различни съотношения на / B (в диапазона 0.1-2.5) почти обхващат всички възможни случаи на дъгови методи на заваряване.
Когато плазмата настилка сплав прах с напречни трептения на плазмената горелка за определяне ηt на скорост на отлагане се изчислява като се вземе предвид амплитудата и честотата на трептене [16]:
(34), където VRN скорост -rezultiruyuschaya отлагане, см / сек; VH - отлагане скорост, см / сек; ил - скорост на напречно движение на плазмената горелка, см / сек, VN = 2Af, (35)
където А - амплитуда на колебанията на плазмената горелка, cm; F - честота на колебанията на плазмената горелка, Hz.
Тъй VH е малка стойност в сравнение с VPL и изчисляването на формула (34) не засяга практически стойността на получения скоростта на VRN. След това VH може да бъде пренебрегната. Следователно, РНПС = VPL. след наслагване скорост изчисление shirokosloynoy плазмен метод може да се проведе съгласно формула (35). Формулата показва, че VPL скоростта зависи от амплитудата и честотата на трептене. Амплитудата на колебание е избран в зависимост от ширината на отложения повърхност и рационален стойност на честотата на трептенията за определен режим заваряване -iskhodya от експериментални данни.
честота на трептене може да бъде определена чрез следната формула:
където г - диаметър на отложения елементи, см; л - стъпка отлагане, вижте; подробности скорост мин -1 - п.
За рационално честота като най-ниската честота, при която дълбочината на проникване остава непроменена за дадения режим. Експериментите показаха, че за да се поддържа честотата необходимо за провеждане на етап отлагане, осигуряване налагането на всяка следваща ролка към предишното не по-малко от половината. Етап отлагане може да L = 0,5 = В (където В - широчина на единична ролка, заварени заедно вал cm образуваща). Припокриване валяк половината ширина намалява дълбочината на проникване и подобряване на термичен цикъл на заваряване, тъй като термичната ефект на дъгата пресоване до голяма степен се преразпределя върху заготовката на предварително наслоения метал.
Заместването на стойностите е по формула (35) може с достатъчна точност да се определи получената скорост shirokosloynoy плазма настилка номер, = VPL = 2Avn / л. (37)
Предвид формула специално скорост на отлагане определяне VRN (32) по отношение на експериментално определяне ηt shirokosloynoy за плазмено заваряване може да бъде представена както следва: ηt = Bh2Avn ρHpl / (IUηi л), (38)
където B - ширина на настилка, см
А - амплитуда на факел осцилации cm; d1 - плазмена горелка диаметър дюза, виж (d1 = 0,3 -: - 0,4 см).
При определяне ηt номограма трябва да се отбележи, че за плазмено отлагане характеристика минимална дълбочина на проникване и съотношение / B, обикновено по-малко от 0,1. Тъй като случаите извеждат номограмни не е обхванат от обвивка, характеризиращ се с това съотношение / B<0,1, то для расчета ηt при различных способах и режимах плазменной наплавки пользовались кривой номограммы, соответствующей h/B = 0,1. Таким образом, по расчетному значению εз и относительной глубине проплавления h/B = 0,1 по номограмме находим ηt для конкретного режима широкослойной плазменной наплавки.
След намирането ηt. Изразяване формула (38) чрез часа, може да се определи дълбочината на проникване
където к - корекционен коефициент.
Въпреки формула (39) е достатъчно точно отразява качествените отношенията между област Bh проникване и въвеждане на топлина Q и / V, многобройни експерименти са показали, че изчислените и експерименталните данни често не съвпадат. Следователно, за да се използва с формула (39) с различни методи за отлагане на плазма, е необходимо да се сравни с експериментални данни, изчислени в случай на значителни несъответствия коригиращи фактори, определени.
За тази NN Rykalin, АА Erohin предлага да се въведе топлинна ефективност корекционен коефициент (ηt) или ефективната мощност (Q и). В този случай, коефициентът за корекция въведена от очакваното топлинната ефективност (ηt): к = ηtd / ηt,
където ηtd - действителната стойност на топлинната ефективност, съответните експериментални данни. Въведение изменение коригира схема изчисление недостатъци, да се вземе предвид действителната съотношението на дълбочината на проникване и ширина топчета (H / B).
Когато настилка диаграма shirokosloynoy точка източник верига приближава линеен източник на ограничен ширина. Това се подкрепя от експериментална и изчислената ηt определение на данни. стойност надвишава ηtmax точка източник верига (ηtmax = 0368). Тъй като стойностите ηt. определена от εz и графики NN Rykalin за слоеве, депозирани в различни газообразни среди съвпадат с равен текущата мощност (разликата е не повече от 0,02 сред тях), тогава те са представени в графиките пунктирана линия.
С експериментални и изчислените данни, въз основа на формула (38) са конструирани номограма (Фиг. 31 А, В), които показват ηt на вариация в зависимост от параметрите режим shirokosloynoy плазма настилка.
Фиг. 31. номограми за определяне когато ηt shirokosloynoy настилка сплав прах:
и - на базата на желязо (PG-С1-US25 PG, PG-С27); б -ON основата на никел (PG-CP3-СР4 PG); U = 25 -: - 30 V защитен газ - аргон и U = 45 -: - 55 V защитен газ - азот; - - - - - - - - - - изчислена стойност
От номограми Вижда се, че shirokosloynoy настилки сплави на желязна основа на експериментални и изчислените стойности ηt имат висока конвергенция. В този случай, за изчисляване на дълбочината на проникване на действителната стойност на топлинната ефективност (ηtd = ηt к) може да се приема равна на 0.4. Когато настилка сплави на основата на никел в защитна атмосфера на азот. (Фигура 31Ь) ηtd = 0.32, т.е. горните случаи К = 0,9 -: .. - 1. В същото време, никел-хром сплав облицовка shirokosloynoy к = 0,8 в атмосфера на аргон. Когато на повърхността на спиралата сплави PAS желязо база к = 0,32 -: - 0,34.
Разликата в стойностите ηt време на повърхността по винтова линия и shirokosloynoy настилка сплави на базата на желязо се дължи на факта, че тя е резултат от транслацията и вибрационно движение има по-висока скорост и получената осигурява проникване върху по-голяма площ за единица време, т. Е. Увеличаване ηt. Когато shirokosloynoy настилка никел-хром сплави в аргон ηt ниска стойност. отколкото когато shirokosloynoy настилка сплави на базата на желязо, което се дължи на факта, че в първия случай, областта на проникване при равни други условия по-малко, въпреки че малко по-висока областта отлагане. Използване екраниране газове вместо CO2 Аг N2 повишава дълбочината на проникване, поради по-високата топлина капацитета на двуатомни газове.
За облечени слой до 1,5 mm дебели, в близост до определен химически състав, е необходимо да се разгледа два взаимосвързани фактори: процесът на горене на легиращи елементи и дълбочината на проникване на основния метал. Където заварка метал смесване с основата трябва да бъде сведена до минимум. Последното изискване е в съответствие с метода на настилка сгъстен дъга. Намаляването на съотношението на основния метал в заварката на легиращи елементи намалява загубите и повишава ефективността на тяхното действие. Това значително намалява консумацията на покрития материали. Съотношението на основния метал в у за спояване (%) се определя от съотношението на сечение на проникване на основния метал, така в областта на всички секцията шев, и съдържащ напречно сечение SH депозиран слой. т. е. γ = Така х 100 / (Така + SH).
С увеличаване на силата при постоянни други параметри в зависимост от вида на защитен газ и у прахообразни пълнители варира от 4 до 21% (фиг. 32).
Фиг. 32. зависимостта на процента на основния метал в заварката (γ,%) от сгъстен ток дъга. Настилка в инертен газ:
1 - N - сплав PG-С1; 2 - Аг - сплав PG-С1; 3 - Аг - сплав PG-CF3; U = 25-30 V; V = 0,3-0,35 см / сек; А = 2,8 мм
Свързани статии