ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА НАПЛАВКИ ТРЕХФАЗНОЙ ДУГОЙ КОСВЕННОГО ДЕЙСТВИЯ
|
Введение
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 10
1.1 Известные способы многоэлектродной ручной дуговой наплавки 11
1.1.1 Электродуговая наплавка металлическим электродом с
присадочным прутком 11
1.2. Наплавка пучком электродов 12
1.3. Ручная наплавка трехфазной дугой 15
1.3.1 Сущность способа наплавки трехфазной дугой 15
1.3.2. Метод работы трехфазной дути 16
1.3.3. Оборудование для ручной наплавки трехфазной дутой 17
1.3.4. Электроды для наплавки трехфазной дугой 21
1.3.5. Режимы наплавки трехфазной дугой 21
2. КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ 26
2.1 Изготовление специальных электродов 27
2.2 Установка для трехфазных процессов 28
2.3 Подключение ZET 210 к установке для исследования трехфазных
процессов наплавки 30
2.4 Расчет и изготовление делителя напряжения 34
2.5 Обеспечение гальванической развязки между фазами источника 38
2.6 Уменьшение напряжения с помощью трансформатора 41
2.7 Схема установки с модулем ZET 210 41
3. НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ РАЗДЕЛ 43
3.1 Преимущества и особенности способа наплавки независимой
трехфазной дугой покрытыми электродами 44
3.2 Методика проведения экспериментов и обработки полученных
результатов 47
3.3 Зажигание независимой трехфазной дуги 51
3.3.1 Особенности зажигания трёхфазной дуги 51
3.3.2 Зажигание независимой трёхфазной дути с использованием
нулевого провода 52
3.4 Зависимость доли участия основного металла в наплавленном и
производительности от силы тока при наплавке независимой трехфазной дугой 53
3.5 Особенности проплавления основного металла после старта процесса
горения независимой трехфазной дуги 59
3.6 Применение наплавки расщепленной дутой для старта процесса
наплавки независимой дугой 60
3.7 Исследование процесса ручной дуговой наплавки расщепленным
электродом тремя стержнями 62
3.8 Определение способа переноса электродного металла при наплавке
расщепленной дугой 67
3.9 Определение способа переноса электродного металла при наплавке
расщепленной дугой 67
4. БЕЗОПАСНОСТЬ II ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА 72
Введение 73
4.1 Идентификация опасных и вредных факторов при экспериментальных
работах 73
4.2 Вредные и опасные факторы воздействия на работающего 76
4.2.1 Расчёт местной вытяжной вентиляции 77
4.3 Обеспечение пожарной безопасности 79
4.4 Требования пожарной безопасности к электроустановкам по ПУЭ-2007 80
4.5 Заключение 82
5. ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 83
5.1 Разработка сетевого графика для исследовательской работы 84
Заключение 95
Список литературы 96
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 10
1.1 Известные способы многоэлектродной ручной дуговой наплавки 11
1.1.1 Электродуговая наплавка металлическим электродом с
присадочным прутком 11
1.2. Наплавка пучком электродов 12
1.3. Ручная наплавка трехфазной дугой 15
1.3.1 Сущность способа наплавки трехфазной дугой 15
1.3.2. Метод работы трехфазной дути 16
1.3.3. Оборудование для ручной наплавки трехфазной дутой 17
1.3.4. Электроды для наплавки трехфазной дугой 21
1.3.5. Режимы наплавки трехфазной дугой 21
2. КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ 26
2.1 Изготовление специальных электродов 27
2.2 Установка для трехфазных процессов 28
2.3 Подключение ZET 210 к установке для исследования трехфазных
процессов наплавки 30
2.4 Расчет и изготовление делителя напряжения 34
2.5 Обеспечение гальванической развязки между фазами источника 38
2.6 Уменьшение напряжения с помощью трансформатора 41
2.7 Схема установки с модулем ZET 210 41
3. НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ РАЗДЕЛ 43
3.1 Преимущества и особенности способа наплавки независимой
трехфазной дугой покрытыми электродами 44
3.2 Методика проведения экспериментов и обработки полученных
результатов 47
3.3 Зажигание независимой трехфазной дуги 51
3.3.1 Особенности зажигания трёхфазной дуги 51
3.3.2 Зажигание независимой трёхфазной дути с использованием
нулевого провода 52
3.4 Зависимость доли участия основного металла в наплавленном и
производительности от силы тока при наплавке независимой трехфазной дугой 53
3.5 Особенности проплавления основного металла после старта процесса
горения независимой трехфазной дуги 59
3.6 Применение наплавки расщепленной дутой для старта процесса
наплавки независимой дугой 60
3.7 Исследование процесса ручной дуговой наплавки расщепленным
электродом тремя стержнями 62
3.8 Определение способа переноса электродного металла при наплавке
расщепленной дугой 67
3.9 Определение способа переноса электродного металла при наплавке
расщепленной дугой 67
4. БЕЗОПАСНОСТЬ II ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА 72
Введение 73
4.1 Идентификация опасных и вредных факторов при экспериментальных
работах 73
4.2 Вредные и опасные факторы воздействия на работающего 76
4.2.1 Расчёт местной вытяжной вентиляции 77
4.3 Обеспечение пожарной безопасности 79
4.4 Требования пожарной безопасности к электроустановкам по ПУЭ-2007 80
4.5 Заключение 82
5. ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 83
5.1 Разработка сетевого графика для исследовательской работы 84
Заключение 95
Список литературы 96
Большое количество деталей машин и механизмов выходит из строя в процессе эксплуатации вследствие истирания, ударных нагрузок, эрозии и т. д. Современная техника располагает различными методами восстановления и упрочнения деталей для повышения срока их службы.
Одним из методов восстановления и упрочнения деталей является наплавка. Наплавка - это нанесение слоя металла на поверхность заготовки или изделия посредством сварки плавлением. Различают наплавку восстановительную и изготовительную.
Восстановительная наплавка применяется для получения первоначальных размеров изношенных или поврежденных деталей. В этом случае наплавленный металл близок по составу и механическим свойствам основному металлу.
Изготовительная наплавка служит для получения многослойных изделий. Такие изделия состоят из основного металла (основы) и наплавленного рабочего слоя. Основной металл обеспечивает необходимую конструкционную прочность. Слой наплавленного металла придает особые заданные свойства: износостойкость, термостойкость, коррозионную стойкость и т.д.
Таким образом, наплавку производят не только при восстановлении изношенных, но и при изготовлении новых деталей машин и механизмов. Наиболее широко наплавка применяется при ремонтных работах. Восстановлению подлежат корпусные детали различных двигателей внутреннего сгорания, распределительные и коленчатые валы, клапаны, шкивы, маховики, ступицы колес и т.д. наплавку можно производить почти всеми известными способами сварки плавлением. Каждый способ наплавки имеет свои достоинства и недостатки. Важнейшие требования, предъявляемые к наплавке, заключаются в следующем:
1) минимальное проплавление основного металла;
2) минимальное значение остаточных напряжений и деформаций металла в зоне наплавки;
3) занижение до приемлемых значений припусков на последующую обработку деталей.
Однако не все способы наплавки могуч обеспечить выполнение предъявляемых требований. Выбор способа наплавки определяется возможностью получения наплавленного слоя требуемого состава и механических свойств, а также характером и допустимой величиной износа. На выбор способа наплавки оказывают влияние размеры и конфигурация деталей, производительность и доля основного металла в наплавленном слое. Несмотря на невысокие показатели приведенных характеристик ручная дуговая наплавка штучными электродами является наиболее универсальным способом, пригодным для наплавки деталей различных сложных форм и может выполняться во всех пространственных положениях.
Для наплавки используют электроды диаметром 3-6 мм. Для обеспечения минимального проплавления основного металла при достаточной устойчивости дуги плотность тока составляет 11-12 А/мм2.
К недостаткам ручной дуговой наплавки можно отнести относительно низкую производительность, тяжелые условия труда из-за повышенной загазованности зоны наплавки, а также сложность получения необходимого качества наплавленного слоя и большое проплавление основного металла.
Цель данной работы - исследование и развитие способа ручной дуговой наплавки независимой трехфазной дугой, позволяющего увеличить производительность процесса наплавки и значительно уменьшить проплавление основного металла.
Одним из методов восстановления и упрочнения деталей является наплавка. Наплавка - это нанесение слоя металла на поверхность заготовки или изделия посредством сварки плавлением. Различают наплавку восстановительную и изготовительную.
Восстановительная наплавка применяется для получения первоначальных размеров изношенных или поврежденных деталей. В этом случае наплавленный металл близок по составу и механическим свойствам основному металлу.
Изготовительная наплавка служит для получения многослойных изделий. Такие изделия состоят из основного металла (основы) и наплавленного рабочего слоя. Основной металл обеспечивает необходимую конструкционную прочность. Слой наплавленного металла придает особые заданные свойства: износостойкость, термостойкость, коррозионную стойкость и т.д.
Таким образом, наплавку производят не только при восстановлении изношенных, но и при изготовлении новых деталей машин и механизмов. Наиболее широко наплавка применяется при ремонтных работах. Восстановлению подлежат корпусные детали различных двигателей внутреннего сгорания, распределительные и коленчатые валы, клапаны, шкивы, маховики, ступицы колес и т.д. наплавку можно производить почти всеми известными способами сварки плавлением. Каждый способ наплавки имеет свои достоинства и недостатки. Важнейшие требования, предъявляемые к наплавке, заключаются в следующем:
1) минимальное проплавление основного металла;
2) минимальное значение остаточных напряжений и деформаций металла в зоне наплавки;
3) занижение до приемлемых значений припусков на последующую обработку деталей.
Однако не все способы наплавки могуч обеспечить выполнение предъявляемых требований. Выбор способа наплавки определяется возможностью получения наплавленного слоя требуемого состава и механических свойств, а также характером и допустимой величиной износа. На выбор способа наплавки оказывают влияние размеры и конфигурация деталей, производительность и доля основного металла в наплавленном слое. Несмотря на невысокие показатели приведенных характеристик ручная дуговая наплавка штучными электродами является наиболее универсальным способом, пригодным для наплавки деталей различных сложных форм и может выполняться во всех пространственных положениях.
Для наплавки используют электроды диаметром 3-6 мм. Для обеспечения минимального проплавления основного металла при достаточной устойчивости дуги плотность тока составляет 11-12 А/мм2.
К недостаткам ручной дуговой наплавки можно отнести относительно низкую производительность, тяжелые условия труда из-за повышенной загазованности зоны наплавки, а также сложность получения необходимого качества наплавленного слоя и большое проплавление основного металла.
Цель данной работы - исследование и развитие способа ручной дуговой наплавки независимой трехфазной дугой, позволяющего увеличить производительность процесса наплавки и значительно уменьшить проплавление основного металла.
Цели и задачи, поставленные в период выполнения дипломного проекта были успешно выполнены. Определены особенности горения косвенной трехфазной дуги на различных режимах. Построен график зависимости доли участия основного в наплавленном и производительности от силы сварочного тока. Разработан способ, обеспечивающий надежное сплавление основного и наплавленного металла после старта процесса за счет применения расщепленной дуги. Определены особенности горения расщепленной дуги, рассмотрены варианты переноса электродного металла при наплавке этим способом. Выяснено, что при использовании электродов диаметром 3 мм благоприятный перенос металла происходит на токах свыше 110 А. На основании этого установлено, что для успешного перехода с расщепленной дуги на независимую трехфазную необходимо обеспечить плотность тока в электродах не менее 16 А/мм2. В результате проведенных экспериментов установлено, что обеспечить перенос металла без коротких замыканий между каплями при горении косвенной трехфазной дуги возможно только при плотности тока в электродах свыше 12 А/м2. Полученные результаты подтверждены фотографиями и осциллограммами процессов.
Также решены вопросы по обеспечению безопасности и экологичности проекта. Приведены затраты на проведение НИР.
Также решены вопросы по обеспечению безопасности и экологичности проекта. Приведены затраты на проведение НИР.
Подобные работы
- РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ГОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Дипломные работы, ВКР, технология конструкционных материалов. Язык работы: Русский. Цена: 4900 р. Год сдачи: 2016 - Исследование двухдуговой наплавки покрытыми электродами
Магистерская диссертация, машиностроение. Язык работы: Русский. Цена: 4950 р. Год сдачи: 2019