Kiszámítása a behatolási mélysége a nemesfém porból plazma felrakó ötvözetek
Kiszámításához a behatolási mélység is fontos tudni, hogy mennyi hő jut a munkadarabot a plazmavágó fogyasztunk a penetráció a nemesfémből. A fűtés az alapfém hő sűrített ív, becsült hatásos hatékonyság (a ft), amelyek az aránya a hatásos teljesítmény az ív, hogy a teljes hőkapacitása az ív és a által meghatározott kalorimetriával. Amikor a plazma felületképző használata ft = 0,68 - - 0,72. A hatásos termikus kapacitása az ív q és = IUη kevesebb, mint a teljes termikus kapacitása Qp = NE, mivel része a sűrített ív hő NE-IUηi konvekcióval, sugárzással és egyéb veszteségek által abszorbeált a környezet (I - kompressziós erő íváramnál A; U - Feszültség tömörített ív, B).
Az viszont, felmelegítjük és megolvasztjuk a behatolási zónában töltött csak egy része a hatékony erő, amely a becslések szerint a termikus hatásfokot (ηt). A maradék hő hővezetéssel megy, hogy megjelenítse a fő tömege a fém körülvevő fúziós zóna és a túlhevítés az olvadt fémfürdő az olvadási hőmérséklet felett. A tudás ηt kell számítani a várható behatolási mélysége. Termikus hatékonyság függ számos tényezőtől: a tömörített ív teljesítmény, sebesség és lerakódása szélességi méretei a termék és a természet a hőbevitel a termékbe.
nt faktor a plazma felszínre kísérletesen határozzuk meg és számítással. Ebből a célból, az alkalmazott módszer a ívhegesztés [53]. .. meghatározása ηt empirikusan, azaz penetráció zóna mérete és paraméterek burkolat mód szerint végeztük a következő képlet:
ahol Spr = Bh - penetráció területét, cm 2; B - szélessége penetráció, cm; h - behatolási mélység, cm; vr.n - kapott leválasztási sebesség, cm / sec; IUηi = q és - a hatásos teljesítmény a tömörített ív, W; ρ - sűrűsége a fém normál hőmérsékleten, g / cm3; Hpl - fajlagos entalpia az olvadt fém, beleértve a latens hő a fúziós, J / g.
Nt, elméleti meghatározás alapján a számítási sémát hő szaporítás pont vagy vonal forrás gyorsan mozgó kapacitása q és mozgó felülete mentén egy félig végtelen test sebességgel vn.
Amikor fedőréteg egy masszív test a termikus hatásfokot úgy határozzuk meg számítást a burkolat és a nomogram nyújtott az NN Rykalin [52] és a bemutatott grafikus formában, attól függően, hogy a dimenziómentes kritériumok ηt εz és a relatív behatolási mélység h / B (h, és B - behatolási mélysége és a szélessége zóna). A dimenzió nélküli kritériumok határozzák meg a következő képlet: = q és εz rendszám / (2 H'pl), (33)
ahol a fajlagos entalpia H'p egységet olvadt fém térfogata, beleértve a latens hő a fúziós, J / m 3;
H'pl Hpl = ρ; és együttható hődiffúziós, cm 2 / s.
Számítást kell végezni ugyanabban az egységben, amelyben a grafikonok NN Rykalin. A görbék különböző arányait h / B (a tartományban 0,1-2,5) szinte minden lehetséges esetben a hegesztési eljárásokat is.
Amikor a plazma felületképző ötvözetet por keresztirányú oszcillációt plazmaégő, hogy meghatározzuk a leválasztási sebesség ηt van figyelembe véve számítják ki az amplitúdó és a rezgési frekvencia [16]:
(34), ahol a rendszám -rezultiruyuschaya leválasztási sebesség, cm / sec; VH - leválasztási sebesség, cm / sec; VN - sebessége keresztirányú mozgása a plazmaégő, cm / s, vn = 2AF, (35)
ahol A - oszcilláció amplitúdója a plazmaégő, cm; f - frekvenciája rezgések a plazmaégő, Hz.
Mivel VH egy kis értékű képest VPL és a számítás a (34) képletű gyakorlatilag nem befolyásolja az értékét a kapott VRN sebességet. Ezután VH elhanyagolható. Következésképpen, rendszám = VPL. majd overlaying arány számító shirokosloynoy plazma módszer szerint hajthatjuk végre, hogy a (35) képletű. A képlet mutatja, hogy a VPL sebessége függ a amplitúdója és frekvenciája oszcilláció. A rezgés amplitúdója megfelelően választjuk ki a szélessége a lerakódott felülete és egy racionális értéke a rezgési frekvencia egy adott hegesztési mód -iskhodya kísérleti adatokból.
rezgési frekvencia lehet meghatározni a következő képlet szerint:
ahol a d - átmérője a letétbe helyezett tárgyak, cm; l - lépésben lerakódás, lásd; N - fordulatszám adatai min -1.
Racionális gyakoriságát a legalacsonyabb frekvenciát, amelynél a behatolási mélység nem változott az adott módot. A kísérletek azt mutatták, hogy annak érdekében, hogy fenntartsák a frekvencia elvégzéséhez szükséges felviteli folyamatát lépésben, amely kivetése minden ezt követő henger az előző nem kevesebb, mint a fele. Lépés lerakódása vehet L = = 0,5 B (ahol B - szélessége egy tekercs, hegesztett egy alkotója mentén tengely cm). Átfedő görgős szélességének a fele csökkenti a behatolási mélység, és javítja a termikus ciklus a hegesztés, mivel a termikus hatása az ív sűrített, nagyrészt újra elosztják a munkadarabon a korábban lerakódott fém.
Behelyettesítve az értékeket f a képletben (35) is, megfelelő pontossággal, hogy meghatározzák az eredményül kapott sebesség shirokosloynoy plazma felületképző VRN = VPL = 2Avn / l. (37)
Ha adott leválasztási sebesség meghatározása VRN képletű (32) képest, hogy a kísérleti meghatározása ηt shirokosloynoy plazma hegesztés lehet az alábbi képlettel ábrázolható: ηt = Bh2Avn ρHpl / (IUηi l), (38)
ahol B - szélessége a felszínre, cm
A - amplitúdója fáklya rezgések cm; d1 - átmérője plazmaégő fúvóka, lásd (d1 = 0,3 -: - 0,4 cm).
Amikor meghatározzuk ηt nomogramot kell jegyezni, hogy a plazma lerakódása jellemző minimális behatolás mélysége és az arány h / B, általában kevesebb, mint 0,1. Mivel nomogram alá nem tartozó esetekben burkolat, azzal jellemezve, hogy az arány h / 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.
Miután megtalálta ηt. Kifejezése a képlet (38) keresztül h, meg tudja határozni a behatolási mélység
ahol k - korrekciós tényező.
Bár a (39) képletű kellően pontosan tükrözi a minőségi kapcsolatok közötti területen Bh penetráció és hőbevitel q és / v, számos kísérletek kimutatták, hogy a számított és kísérleti adatok gyakran nem egyeznek. Ezért, hogy használja a (39) képletű a különböző módszerekkel plazma lerakódás, hogy össze kell hasonlítani a kísérleti adatokkal számított esetében jelentős eltérések korrekciós tényezőket.
Ehhez NN Rykalin, AA Erohin javaslatot, hogy vezessenek be egy korrekciós tényező termikus hatékonyság (ηt) vagy a hatásos teljesítmény (Q és). Ebben az esetben, a korrekciós tényező által bevezetett becsült termikus hatékonysága (ηt): k = ηtd / ηt,
ahol ηtd - tényleges érték a termikus hatásfok, a megfelelő kísérleti adatok. Bevezetés módosítás kijavítja a hibákat számítási sémát, hogy vegye figyelembe a tényleges aránya behatolási mélység és perem szélessége (h / B).
Amikor felszínre shirokosloynoy pontforrás kapcsolási rajz közeledik lineáris forrás véges szélességű. Ezt támasztja alá a kísérleti és számított adatok meghatározása ηt. érték meghaladja ηtmax pontforrás áramkör (ηtmax = 0368). Mivel az értékek ηt. által meghatározott εz és grafikák NN Rykalin rétegek letétbe különböző gáznemű környezetekben egybeessen egyenlő áram teljesítmény (a különbség nem több, mint 0,02 köztük), akkor képviselik a grafikonok egy szaggatott vonal.
A kísérleti és a számított adatokat a képlet alapján (38) vannak kialakítva nomogram (ábra. 31 a, b), amelyek azt mutatják, a variációs ηt az üzemmódtól függően paraméterek shirokosloynoy plazma felszínre.
Ábra. 31. A nomogramok meghatározására, amikor ηt shirokosloynoy felszínre ötvözet por:
és - a vasra (PG-C1-US25 PG, PG-C27); b -ON nikkel alapú (PG-CP3-CP4 PG); U = 25 -: - 30 V védőgáz - argon és U = 45 -: - 55 V védőgáz - nitrogén; - - - - - - - - - - kiszámított értéket
Tól nomogramok látható, hogy shirokosloynoy felületképző ötvözetek a vas bázis kísérleti és a számított érték ηt magas konvergencia. Ebben az esetben, kiszámításához a behatolási mélysége a tényleges érték a termikus hatásfok (ηtd = ηt k) is be lehet venni egyenlő 0,4. Amikor felszínre alapuló ötvözetek nikkel védőgázas nitrogén (. Ábra 31b) ηtd = 0,32, vagyis a fenti esetekben k = 0,9 -: .. - 1. Ugyanakkor, a nikkel-króm ötvözet burkolat shirokosloynoy k = 0,8 argonatmoszférában. Amikor felszínre a hélix ötvözetek pas vas bázis k = 0,32 -: - 0,34.
A különbség a értékek ηt során felszínre áramlását egy spirális vonal és shirokosloynoy felrakó alapuló ötvözetek vasat annak a ténynek köszönhető, hogy az utóbbi eredményeként a transzlációs és rezgőmozgás magasabb sebességet és a kapott biztosítja penetráció nagyobb területen keresztül időegység alatt, t. E. növelése ηt. Amikor shirokosloynoy felületképző nikkel-króm ötvözetek argon alacsonyabb értéket ηt. mint amikor shirokosloynoy felületképző alapuló ötvözetek vasat, annak a ténynek köszönhető, hogy az első esetben, a terület a penetráció ceteris paribus kisebb, bár valamivel nagyobb lerakóhelyre. Használat védőgázok helyett Ar N2 CO2 fokozza behatolási mélysége, mivel a nagyobb hőkapacitása kétatomos gázok.
A burkolóréteg akár 1,5 mm vastag, közel van a meghatározott kémiai összetételű, meg kell vizsgálni két, egymással összefüggő tényezők: a folyamat égő ötvözőelemek és a behatolási mélysége az alapfém. Ahol hegesztési varrat összekeverjük a bázissal minimalizálni kell. Az utóbbi követelmény összhangban van az eljárás felszínre tömörített ív. Arányának csökkentése az alapanyag a hegesztési ötvöző elemek csökkenti a veszteséget és növeli a hatékonyságot a tevékenységüket. Ez jelentősen csökkenti a fogyasztást a burkolóanyagok. Aránya az alapfém a hegesztési γ (%) úgy határozzuk meg, az arány a keresztmetszeti területe a penetráció az alapfém SO, hogy a területen az összes szegélyrész, és tartalmaz keresztmetszeti területe SH lerakott réteg. t. e. γ = Tehát * 100 / (Tehát + SH).
A növekvő teljesítmény állandó egyéb paraméterek típusától függően a védőgáz, és a por töltőanyag γ változik 4-21% (ábra. 32).
Ábra. 32. A függőség a százalékos az alapfém a hegesztési varrat (γ,%) a tömörített aktuális ív. Felszínre inert gáz:
1 - N - ötvözött PG-C1; 2 - Ar - ötvözött PG-C1; 3 - Ar - ötvözött PG-CF3; U = 25-30 V; v = 0,3-0,35 cm / s; A = 2,8 mm-es