Тепловая эффективность плазменно-порошковой наплавки при восстановлении деталей сельскохозяйственной техники

• Автор: Нефедов, Борис Борисович
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 380 с. : ил

РЕФЕРАТ
Диссертация содержит введение, пять разделов, выводы, список литературы и приложения. Объем работы 365 страниц машинописного текста, 124 рисунка, 3 5 таблиц.
Список литературы включает 195 наименований.
Ключевые слова: упрочнение и восстановление деталей, плазменно-порошковая наплавка, компьютерное проектирование, тепловые условия наплавки, режим наплавки, термический КПД наплавки.
Объект исследования: технология восстановления деталей сельскохозяйственной техники плазменно-порошковой наплавкой.
Цель исследования: для повышения качества восстановленных деталей и сокращения затрат на технологическую подготовку производства разработать компьютерные методы проектирования процессов плазменно-порошковой наплавки, как альтернативу опытному подбору режимных параметров.
В процессе исследования получена физико-математическая модель плазменно-порошковой наплавки и на ее основе составлен математический аппарат расчета режимов наплавки. Предложены способы управления плазменно-порошковой наплавкой, которые обеспечивают стабильные тепловые условия формирования наплавочного шва, одинаковую глубину проплавления основы, однородные состав, структуру и свойства покрытия по всей длине наплавки. Составлен пакет программ расчета на ПЭВМ режимов наплавки с использованием предложенных способов управления процессом.
Результаты исследований положены в основу руководящих технических материалов по плазменной наплавке. Расчетные режимы плазменно-порошковой наплавки освоены рядом ремонтных предприятий и АОЗТ “НПО Техноплазма”. Разработано и принято к серийному произ-

водству оборудование, рассчитанное на реализацию разработанных способов плазменно-порошковой наплавки.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ
ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Плазмотрон как источник энергии высокой плотности.
1.2. Техника плазменно-порошковой наплавки в России и на Западе
1.3. Применение плазменно-порошковой наплавки. Тепловая эффективность рекомендованных процессов
1.4. Компьютерные методы проектирования технологических процессов плазменно-порошковой наплавки
1.5. Выводы
ГЛАВА 2. ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПЛАЗМЕННОПОРОШКОВОЙ НАПЛАВКИ
2.1. Выводы
ГЛАВА 3. МЕХАНИЗИРОВАННАЯ ПЛАЗМЕННО-ПОРОШКОВАЯ НАПЛАВКА ВАЛОВ ПО ВИНТОВОЙ ЛИНИИ
3.1. Температура поверхности перед плазменной дугой при наплавке валов
3.2. Разработка программы для расчета режимов обычной плазменно-порошковой наплавки
3.2.1. Алгоритм программы расчета режима обычной плазменно-порошковой наплавки
3.3. Плазменно-порошковая наплавка валов в режиме предельного теплового насыщения
3.3.1. Алгоритм программы расчета наплавки валов в режиме предельного теплонасыщения
3.4. Влияние параметров процесса на его теплофизические характеристики. Область применения наплавки в режиме предельного

Фирмой Делоро Стеллит Лимитед была опробована наплавка стеллитом клапанов из нержавеющей стали плавящимся и неплавящимся электро-дом в защитных газах, а также под слоем флюса в ручном и механизированном вариантах. Однако, успехи были невысокими: не лучше, чем две удовлетворительные наплавки из трех. Так было, пока не перепили на плазменную наплавку, благодаря чему получили намного лучший результат - девять из десяти клапанов наплавлялись без трещин /59/.
Плазменная наплавка нашла широкое применение для наплавки элементов трубопроводной арматуры: кранов различных конструкций-шаровых, пробковых, вентильных, шиберных и др., - уплотнительных колец, впускных и выпускных клапанов и т.д. /13, 54, 67/. В США детали, предназначенные для работы в тяжелых условиях и рассчитанные на сохранение эксплуатационных качеств на длительный период наплавляют сплавами на основе кобальта /13/. Подчеркивают большие экономические преимущества плазменной наплавки, особенно деталей сложной геометрии (рис.16). После наплавки рабочие поверхности шлифуют с жестким допуском на специальных станках. Эта операция составляет наиболее дорогую часть технолотческого процесса, потому что предварительное грубое шлифование должно выполняться при относительно низкой скорости, чтобы удалить около 50% наплавленного металла. Кроме того шлифовальные круги должны автоматически плавиться, чтобы обеспечить надлежащий контур перед окончательным шлифованием. Благодаря преимуществам плазменной наплавки покрытие может иметь размеры близкие к окончательным. Эти возможности не только увеличивают срок службы дорогих шлифовальных кругов, но также снижают потери материалов и суммарные затраты. Все это получают в дополнении к двух- или трехкратному увеличению скорости наплавки.
В ФРГ крупные изготовители трубопроводной арматуры производят плазменную наплавку уплотнительных поверхностей коррозионностой-