Введение 6
Раздел 1. Аналитический обзор 8
1.1 Виды наплавки 9
1.2 Тепловая эффективность процесса проплавления основного металла
сжатой дугой 18
1.3 Погонная энергия и скорость охлаждения 21
Раздел 2. Конструкторская часть 25
2.1 Технология производства 26
2.2 Последующая обработка изделий и контроль качества наплавки 27
2.3. Классификация пирометров 29
Устройство и принципиальная схема 29
2.4 Устройство и принцип работы плазмотрона 32
2.5 Порошковый питатель для плазменно-порошковой наплавки 34
2.6 Металлический порошок для плазменной наплавки 38
2.7 Опора рессоры 39
Раздел 3. Технологическая часть 42
3.1 Выбор пирометра 43
3.2 Расчёт потерь мощностей 44
3.3 Расчёт параметров плазматрона 45
3.3.1 Расчёт рабочих параметров и геометрии проточной части
плазмотрона 45
3.3.2 Расчет охлаждения катода 47
3.3.3 Расчет охлаждения выходного электрода 50
3.4 Расчёт расхода присадочного порошка 53
3.5 Выбор источника питания 54
3.6 Указания по техническому обслуживанию, эксплуатации 56
3.6.1 Техническое обслуживание 56
3.6.2 Эксплуатация оборудования 57
Заключение 59
Список литературы 60
Приложение 1 62
В процессе эксплуатации механизмы и детали машин интенсивно изнашиваются. Это происходит в процессе трения, в следствии которого по истечению времени механическая система приходит в состояние непригодности. Одной из важнейших задач в современном машиностроении и других отраслей техники является продление срока службы деталей, подвергающихся быстрому изнашиванию.
Можно заметить, что при использовании автомобилей и другого оборудования потеря работоспособности зависит от износа отдельных узлов, а не от поломок. Трение соприкасающихся поверхностей позволяет получить дискретные контакты. Эти контакты представляют собой пятна, которые включают в себя различные выступы и пленки, покрывающие их, а также соседние участки материала. Силы, приложенные к различным участкам пятен контакта, образующихся при относительном движении сопряженных поверхностей отличны, а температура материалов неравномерна, даже в пределах площади контактов. В следствии этого реакция локальных микрообъемов отлична при износе трением.
Таким образом срок службы автомобиля зависит от того, как изнашиваются трущиеся поверхности, как возникают и развиваются трещины, особенно при знакопеременных нагрузках, т.е. долговечность деталей, не испытывающих контактных нагрузок, также зависит от качества поверхностного слоя детали. Поэтому термическая обработка и методы, обеспечивающие различное сочетание свойств в поверхностном слое и внутреннем объеме деталей, занимают неотъемлемую часть в машиностроении.
К наиболее эффективному методу защиты от износа детали относится обработка концентрированными потоками энергии (КПЭ), которая позволяет увеличить износостойкость, жаропрочность и эксплуатационную стойкость поверхностей деталей, работающих в условиях больших знакопеременных нагрузок.
Из всех доступных методов обработки концентрированными потоками энергии плазменная наплавка является наиболее эффективной.
Благодаря обработке КПЭ процесс улучшения свойств деталей становится эффективнее, т.к. при плазменной наплавке образуется металлический слой, благодаря которому деталь менее подвергается износу.
Одним из таких методов является плазменная наплавка - процесс нанесения присадочного порошка плазменной струей, при котором восстанавливаемая деталь включена в цепь нагрузки.
Использование легирующих металлов в наплавке или напыление позволяет увеличить износостойкость, жаропрочность и эксплуатационную стойкость поверхностей деталей, которые работают в условиях больших знакопеременных нагрузок, высоких температур и давлений, в абразивных и агрессивных средах. Также их использование позволяет заменить дорогостоящие и дефицитные металлы.
В данной выпускной квалификационной работе были рассмотрены виды наплавки, устройство и схемы пирометра, питателя порошка и плазмотрона для плазменной наплавки.
Произведены расчёты плазмотрона и расхода металлического порошка.
В конструкторской части работы была рассмотрена схема процесса наплавки и подготовки детали, а также схемы и устройство плазмотрона. В качестве пирометра был выбран инфракрасный (радиационный) пирометр, т.к. он позволяет измерять в большом диапазоне температур.
Порошком для наплавки был выбран EuTroLoy PG 6503, порошок с карбидами вольфрама. Его твердость составляет 60 HRC, что удовлетворяет заданию, данному в работе.
В технологической части проекта произведены расчёты элементов плазмотрона, расчёт присадочного порошка.
В роли источника питания был выбран MaxPRO200. Технические данные этого источника подходят для работы плазмотрона для наплавки.
Даны указания по техническому обслуживанию и эксплуатации оборудования.
