ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 4 2025 64 ТЕХНОЛОГИЯ товленного методом WAAM, а также в оценке обрабатываемости наплавленного образца по сравнению с прокатанным. Для достижения данной цели в процессе исследования решались следующие задачи: − определение схемы затвердевания по химическому составу на различных участках наплавленного образца; − исследование зависимости механических свойств (твердости, предела прочности, относительного удлинения) от микроструктуры в разных участках наплавленного образца; − сравнение закономерностей изменения сил резания и шероховатости поверхности в зависимости от минутной подачи при фрезеровании наплавленного и прокатанного образцов. Обозначения λ – теплопроводность, Вт/(м∙°С); C – теплоемкость, Дж/(кг∙К); γ – аустенитная фаза; δ – ферритная фаза; L – жидкость; масс. % – массовая доля, %; γф – передний угол фрезы, град.; αф – задний угол фрезы, град.; z – количество зубьев фрезы, шт.; В – ширина фрезерования, мм; t – глубина фрезерования, мм; sм – минутная подача, мм/мин; sz – подача на зуб, мм/мин; n – частота вращения фрезы, об/мин; v – скорость резания, мм/мин; ψ – центральный угол, указывающий угловое положение вершины режущей кромки зуба фрезы от точки врезания в заготовку до текущего ее положения при встречном фрезеровании, град.; Ph(Fx) – сила подачи, Н. Направлена вдоль линии действия минутной подачи. При использовании схемы встречного фрезерования направлена на заготовку в противоположном направлении вектора минутной подачи. При использовании схемы попутного фрезерования направлена на заготовку и совпадает с направлением вектора минутной подачи; Pv(Fy) – боковая сила, Н. Направлена перпендикулярно линии действия минутной подачи; Px(Fz) – осевая сила, Н. Направлена вдоль оси фрезы; Pу – радиальная сила, Н. Направлена перпендикулярно вектору скорости резания и направлена от оси вращения к рассматриваемой точке на режущей кромке; Pz – тангенциальная сила, Н. Совпадает с направлением вектора скорости резания; N – нормальная сила, Н. Действует от поверхности резания на заднюю поверхность режущего клина; Phv – суммарная сила Ph и Pv, Н. Phv = = (Ph2 + Pv2)1/2; Pyz – суммарная сила Py и Pz, Н. Pyzv = = (Py2 + Pz2)1/2; T – температура, ℃; Ra – шероховатость, мкм. Это среднее арифметическое из абсолютных значений отклонений профиля поверхности в пределах базовой длины; Pсу – суммарная сила фрезерования, Н. Pсу = = (Ph2 + Pv2 + Px2)1/2; hвы – высота выступа, не удаленного фрезой, мкм. Методика исследований Образец размерами 194×80×34 мм был наплавлен методом WAAM + CMT с использованием робота KUKA R1810 и источника питания сварки Fronius TPS 400i. С целью обеспечения отсутствия коробления наплавленного образца в процессе печати была выбрана более дешевая сталь марки Q235B (аналог: Ст3кп) в качестве подложки, так как структура и механические свойства наплавляемого образца могут измениться только из-за разницы теплопроводности λ и, в меньшей степени, удельной теплоемкости C подложки по сравнению с наплавляемым металлом [17]. Разницы удельной теплоемкости практически нет (СQ235B = 498 Дж/(кг∙К), СER321(AISI 321) = 494 Дж/(кг∙К)). Несмотря на большую разницу теплопроводности при температуре 200 °С (λQ235B = 54 Вт/(м∙°С), λER321(AISI 321) = = 18 Вт/(м∙°С)), это может быть значимо только для первых двух-трех слоев наплавляемого образца, а в дальнейшем влияние практически отсутствует из-за высокой температуры наплавляемых слоев и достаточно большой толщины слоев, служащих своеобразным тепловым барьером, поэтому влияние теплопроводности подложки практически отсутствует при отдалении от подложки [10, 18]. К тому же получение заготовки при аддитивных технологиях WAAM
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1