LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Загальні роботи по техніці → Безфтористі матеріали для електродугового відновлення циліндричних деталей малого діаметру та технологія наплавлення в потоці флюсу

Національний технічний університет України

“Київський політехнічний інститут”






На правах рукопису



Жданов Леонід Альбертович





УДК [621.791.927.5:62-434.1].002



Безфтористі матеріали для електродугового відновлення

циліндричних деталей малого діаметру

та технологія наплавлення в потоці флюсу.





05.03.06-

зварювання та споріднені технології







Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук







Київ - 2001




Дисертація є рукописом.

Робота виконана в Національному технічному університеті України “Київський політехнічний інститут” Міністерства освіти та науки України


Науковий керівник:


кандидат технічних наук, професор

Сливінський Анатолій Матвійович

Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут” Міністерство освіти та науки України.

Офіційні опоненти:


доктор технічних наук

Шлепаков Валерій Миколайович Інститут електрозварювання ім. Е.О.Патона НАН України, ведучий науковий співробітник



кандидат технічних наук, доцент

Лащенко Георгій Іванович

ВАТ Український конструкторсько-технологічний інститут зварювального виробництва

Заступник генерального директора по науковій роботі

Провідна установа


Приазовський державний технічний університет, м. Маріуполь,

Міністерство освіти і науки України


Захист дисертації відбудеться “24” вересня 2001 р. о 15 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.002.15 при Національному технічному університеті України “Київський політехнічний інститут” Міністерства освіти та науки України, 03056 пр. Перемоги, 37.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці НТУУ “КПІ”.


Відгук на автореферат (1 примірник, затверджений печаткою) прохання направляти за вказаною адресою на ім’я вченого секретаря ради.


Автореферат розіслано “22” серпня 2001



Вчений секретар спеціалізованої вченої ради д.т.н., проф.


Головко Л.Ф.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ


Актуальність теми. Автоматичне електродугове наплавлення під флюсом є прогресивним способом відновлення деталей. При відновленні циліндричних деталей невеликих діаметрів та складної конфігурації виникають проблеми якості, пов’язані з утриманням флюсу на поверхні деталей великої кривизни та обмеженим доступом до зони дуги. При широкій номенклатурі зварювальних матеріалів для наплавки високолегованих вуглецевих сталей відсутні матеріали для наплавки середньовуглецевих сталей багатьох деталей транспорту і сільськогосподарських машин. Суттєвим недоліком застосовуваних наплавочних матеріалів є виділення токсичних з’єднань фтору. Присутність фторидів у композиціях флюсів викликає проблеми при виготовлені пов’язані з виділенням летючих сполук. Тому виникло науково-технічне завдання розробки безфтористих зварювальних матеріалів, способу і технології наплавки циліндричних деталей малого діаметру середньолегованими сталями.

Наявність у наукової літератури відомостей про закономірності процесу наплавлення з використанням безфторитстих флюсів обмежені. Дослідження, виконані для вирішення цієї задачі проводилися у рамках державних програми 05.07. “Матеріали і технології для наплавлення і нанесення покриттів” проект Міннауки України 05.07/01556 (договір № 2/1176-97); міждержавної програми згідно рішенню Ради Голів урядів країн СНГ від 9.10.97 та доручення Кабінету Міністрів України № 22545.96 від 11.11/97 (договір № 7778 від 8.04.98); теми № 2058 (згідно наказу по НТУУ(КПИ) № 2-25 от 1.03.94).

Метою роботи була розробка нового безфтористого плавленого флюсу та нового способу електродугового наплавлення в потоці флюсу циліндричних деталей малого діаметру (25…70 мм).

Для досягнення поставленої мети в роботі вирішувались такі задачі:

  • Дослідження впливу складу флюсу на окислювально-відновлювальні процеси, що відбуваються при зварюванні і наплавленні;

  • Оцінка впливу газової фази на процеси формування складу шва;

  • Вивчення впливу вуглецю на окислення елементів при наплавленні;

  • Розробка складу безфтористого плавленого флюсу;

  • Дослідження впливу складу шихти порошкових дротів на службові характеристики металу шва при наплавленні і розробка порошкового дроту для наплавлення;

  • Розробка технології наплавлення циліндричних деталей у потоці флюсу;

  • Проведення дослідно-промислового випробовування розробленого способу наплавлення та матеріалів.

    Наукова новизна.

    На підставі термодинамічного аналізу процесів дисоціації та взаємодії фаз при наплавленні сформована безфториста шлакова система, що забезпечує високі технологічні властивості при відновлювані циліндричних деталей малого та середнього діаметрів. Розроблено новий плавлений флюс, %:

    TiO2 20-25; SiO2 23-26; Al2O3 15-20; MgO 15-20; MnO 5-10; FeO 3-6; CaO 2-6.

    В результаті досліджень окислювально-відновлювальних процесів під флюсами даної системи показана визначальна роль в формуванні складу шва реакцій у газовій фазі. Показана можливість відновлення марганцю із оксиду магнієм за рахунок протікання реакцій у газовій фазі.

    Встановлено, що при електродуговому наплавленні порошковими дротами з підвищеним вмістом вуглецю склад газової фази визначально діє на процеси переходу вуглецю з дроту до металу шва.

    Запропонована вдосконалена схема взаємодії фаз при зварюванні під флюсом, за якою на формування кінцевого хімічного складу металу шва значний вплив чинять реакції у газовій фазі.

    Експериментально показана і затверджена можливість відновлення із оксидів кремнію, марганцю та титану вуглецем.

    Показана ефективність захисту зони наплавлення при горінні дуги в потоці флюсу за рахунок випаровування, термічної дисоціації оксидів флюсу та утворення оксидів вуглецю. Встановлена залежність між розвитком цих реакцій та кількістю азоту в металі шва.

    Розроблено новий спосіб наплавлення циліндричних деталей в потоці флюсу, що передбачає горіння дуги в повітряно-флюсовій суміші, що рухається.

    Практичною цінністю роботи є :

    • комплексна технологічна проба оцінки стійкості металу шва проти утворення тріщин при наплавленні;

    • безфтористий флюс для наплавлення;

    • спосіб наплавлення циліндричних деталей в потоці флюсу;

    • наплавочні дроти, які дозволяють одержати необхідні показники твердості, тріщиностійкості та зносостійкості наплавленого металу;

    • інженерна методика розрахунку режимів наплавлення тіл обертання малого діаметру.

    Апробація роботи. Основні матеріали та результати дисертаційної роботи доповідались на наукових семінарах кафедри зварювального виробництва, на Ювілейній науково-методичній конференції кафедри зварювального виробництва в 1995 році; на міжнародних


  •