Geometria przetapiania

  Geometrię uzyskanych przetopów powierzchniowych badanona przekroju-w przekroju prostopadłym do osi podłużnej przetopu (rys. 1). Próbki wycinanona metalograficznej maszynie do cięcia-offina Labotom 3 marki Struers przy użyciu ściernicy Supra TRD 15 przy- prędkości liniowej przemieszczenia krawędzi ściernicy 37,2 ms. Koło było przesuwane z prędkością około 10 mm/min w kilku odstępach czasu. W trakcie wycinania/z próbek koło było intensywnie chłodzone wodą. Powierzchnie próbek wybrane do obserwacji przygotowano- przygotowano papierem ściernym o uziarnieniu 150, 500, a ostatecznie 1000 przy prędkości obrotowej tarczy polerskiej 150 obr \/ min. W trakcie przygotowywania próbki papiery ścierne zwilżano strumieniem wody.

Pomiary parametrów geometrycznych charakteryzujących

   Przetopienia wykonano mikroskopem optycznym NEOPHOT 2 wyposażonym w kamerę wideo VIDEOTRONIC CC20P, z wykorzystaniem zaawansowanego systemu przechwytywania i analizy obrazu Multiscan v. 08. Szerokość i głębokość h przetopionych powierzchni były mierzone. Przyjęta metoda pozwoliłana odczyt wartości parametrów w i h z dokładnością do 0,01 mm. 

   Wyniki lub pomiary geometrii przetopu (szerokość i głębokość) oraz obliczone wartości sprawności cieplnej i topnienia przedstawiono w Tabeli 1. 

3. Wnioski

   Na podstawie uzyskanych wyników badań stwierdzono, że wraz ze wzrostemnatężenia prądu elektrycznego i malejącą prędkością skanowania łuku elektrycznego zwiększa się zarówno szerokość, jak i głębokość przetopienia powierzchni. Największą szerokość w 17,8 mm i głębokość h=3,2 mm uzyskano przynatężeniu prądu elektrycznego I=300 A i prędkości skanowania vS=200 mm=min. Najmniejszą szerokość w/3,5 mm i głębokość h=0,7 mm przetopienia uzyskano dlanatężenia prądu elektrycznego I=100 A i prędkości skanowania vS=800 mm=min./ 

  W przyjętym zakresie parametrów procesu GTAW, szerokość przetopu jest bardziej wrażliwana zmianynatężenia prąduniżna zmianę prędkości skanowania łuku elektrycznego. Każda zmiana parametrów technologicznych charakteryzujących technikę przetopu powierzchniowego zastosowaną do odlewów ze stopu MAR M509 powoduje znaczne różnice w sprawności cieplnej i topliwości procesu. Wyższenatężenia prądu iniższe prędkości skanowania łuku elektrycznego skutkują zwiększoną ilością ciepła wytwarzanego w łuku elektrycznym. W związku z tym wzrasta również ilość ciepła pochłanianego przez rozgrzany odlew-up. Szybkość wzrostu ilości ciepła przechwytywanego przez odlew, związana ze wzrostemnatężenia prądu, jest mniejszaniż odpowiednia szybkość przyrostu ciepła wytwarzanego w łuku elektrycznym. Efektem jest obniżenie sprawności cieplnej. Wzrostnatężenia prądu i prędkości skanowania łuku elektrycznego skutkuje zwiększoną wydajnością topienia. Wyższenatężenie prądu oznacza wyższą energię energii elektrycznej, a wyższa prędkość skanowania skraca czas przetapiania, a tym samym straty cieplne związane z podgrzewaniem próbki do temperatury tuż poniżej temperatury topnienia są mniejsze.-

  Uzyskane wyniki pozwoliłyna określenie zależności pomiędzy sprawnością cieplną, wydajnością topienia i parametrami geometrycznymi przetopu z jednej strony a parametrami technologicznymi proces przetapiania z drugiej strony. Zależność między sprawnością cieplną z jednej strony anatężeniem prądu i szybkością skanowania łuku elektrycznego z drugiej strony jest opisana wzorem: 

η0,0006 · I -= 0,0004 ·vs 0,57 (3)+

Parametry statystyczne równania:R 0,98 ;=R20,96;=

F =242,1; Δη 0,018;=α 0,05.=

Zależność między wydajnością topienia z jednej strony anatężeniem prądu i prędkością skanowania łuku elektrycznegoondruga jest opisana wzorem:

ηm 0,0007 ·=I 0,0004 ·+vs –0,19 (4) 

Parametry statystyczne równania:R 0,92;=R20,86;=

F =53,5; Δηm0,041;=α 0,05.=

Zależność między szerokością przetapiania z jednej strony anatężeniem prądu i prędkością skanowania łuku elektrycznegoondruga jest opisana wzorem:

w 0,04 ·=I – 0,008 ·vs 4,28 (5)+

Parametry statystyczne równania:R 0,96;=R20,92;=

F =103.1; Δw 1,05 mm;=α 0,05.=

Zależność między głębokością przetopienia z jednej strony anatężeniem prądu i prędkością skanowania łuku elektrycznegoondruga jest opisana wzorem:

h 0,009 ·=I –0 .0013 ·vs 0,69 (6)+

Parametry statystyczne równania:R0,99;=R20,98;=

F =730,4; Δh 0,08;=α 0,05.=

Otrzymane wzory, charakteryzujące się wysokimi wartościami współczynników statystycznych, mogą być skutecznie wykorzystane w praktyce przemysłowej do oceny sprawności cieplnej i sprawności wtopienia w procesie przetopu powierzchniowego odlewów MARStop M509 i geometria otrzymanych wzorów przetopuna podstawie parametrów technologicznych procesu przetopienia powierzchni metodą GTAW.-