LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Підвищення якості металу шва при зварюванні електродами з кислим покриттям шляхом застосування чавунного порошку

ПРИАЗОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ





Калін Микола Андрійович



УДК 621.791. 01: 621. 791: 669



ПІДВИЩЕННЯ ЯКОСТІ МЕТАЛУ ШВА ПРИ ЗВАРЮВАННІ ЕЛЕКТРОДАМИ З КИСЛИМ ПОКРИТТЯМ ШЛЯХОМ ЗАСТОСУВАННЯ ЧАВУННОГО ПОРОШКУ




Спеціальність: 05.03.06 – Зварювання та споріднені технології





АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук








Маріуполь – 2003

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Українській інженерно-педагогічній академії Міністерства освіти і науки України, м. Харків


Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент

Єфіменко Микола Григорович

Українська інженерно-педагогічна академія, (м. Харків)

завідувач кафедри "Зварювального

виробництва"


Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Чигарьов Валерій Васильович,

Приазовський державний технічний університет, (м. Маріуполь)

завідувач кафедри "Металургія і технологія зварювального

виробництва"

кандидат технічних наук,

Зареченський Анатолій Васильович,

ВАТ "ДСКТІ" концерну "Азовмаш" (м. Маріуполь),

старший науковий співробітник


Провідна установа: Національний технічний університет України "Київський

політехнічний інститут" (м. Київ).

Захист відбудеться " 19 " грудня 2003 р. о 1200 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К12.052.01 при Приазовському державному технічному університеті за адресою: 87500, ПДТУ, вул. Університетська 7, м. Маріуполь Донецької області, Україна.


З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Приазовського державного технічного університету за адресою: 87500, ПДТУ, вул. Апатова, 115.


Автореферат розісланий " 08 " листопада 2003 року.


Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

доктор технічних наук, професор В. А. Маслов

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми.Використання електродів загального призначення з кислим покриттям для зварювання вуглецевих і низьколегованих сталей у теперішній час не забезпечує по ряду показників необхідної якості зварних швів і їх зварювально-технологічних властивостей на рівні рутилових електродів. Основною причиною, що гальмує використання ільменітових електродів є наявність великої кількості неметалічних включень і високий вміст кисню у наплавленому металі, що призводить до зниження його механічних властивостей. Крім того, наявність ільменітового концентрату у складі покриття підвищує його окислювальний потенціал, що погіршує зварювально-технологічні властивості електродів. Підвищення якості металу шва шляхом використання традиційної системи розкислення зварювальної ванни феромарганцем і частково феросиліцієм вичерпало свої можливості.

Спроби використання в якості розкислювача вуглецю у вигляді графіту, деревинного вугілля чи сажі не дали бажаних результатів. Тому пошук нових рішень у системі розкислення і створенні зварювальних електродів із кислим покриттям, при забезпеченні покращення якості металу шва, зварювально-технологічних властивостей електродів і санітарно-гігієнічних умов зварювання – завдання актуальне, що має важливе народногосподарське значення.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана в Українській інженерно-педагогічній академії на кафедрі зварювального виробництва при особистій участі автора в період з 1996 по 2002 р. Направлення роботи відповідає державній бюджетній темі № 6118 "Дослідження і розробка ресурсозберігаючих технологій, матеріалів і обладнання для зварювання, наплавки і лиття."

Мета і задачі досліджень. Метою роботи є підвищення якості металу шва і зварювально-технологічних властивостей електродів з кислим покриттям шляхом удосконалення системи розкислення за рахунок використання вуглецю у складі чавунного порошку, як розкислювача при зварюванні плавленням.

Поставлена мета досягалась вирішенням наступних задач:

  • встановленням впливу вуглецю на окислювально-відновлювальні процеси при зварюванні плавленням;

  • встановленням можливості і ефективності використання в якості розкислювача вуглецю у зв'язаному стані;

  • розробкою методики і розрахунком рівноважного вмісту вуглецю і марганцю в електродних покриттях кислого виду;

  • встановленням механізму і схеми окислення вуглецю, що використовується в якості розкислювача у складі чавунного порошку;

  • встановленням впливу чавунного порошку в покритті ільменітових електродів на відновлювальні процеси при зварюванні;

  • визначенням впливу розкислення чавунним порошком на якість металу шва і зварювально-технологічні властивості ільменітових електродів.

Об'єкт дослідження якість металу шва і зварювально-технологічні властивості електродів.

Предмет дослідження – процес розкислення металу шва шляхом використання чавунного порошку у покритті ільменітових електродів.

Методи досліджень.В роботі використано метод термодинамічного аналізу окислювально-відновлювальних процесів, що протікають з участю вуглецю одночасно в трьох фазах – металевій, шлаковій і газовій, а також при дослідженні впливу чавунного порошку на відновлення кремнію, титану і алюмінію із їх оксидів.

Розроблена методика дослідження процесу окислення вуглецю на стадії краплі. Критерієм кількісної оцінки достатності розкислення вуглецем являється залишковий вміст вуглецю в металі шва. Проведені дослідження показали хорошу чутливість, відтворюваність і надійність запропонованої методики.

В роботі використовувались стандартні методи досліджень неметалевих включень, структури і механічних властивостей наплавленого металу. Склад металу шва і електродних крапель визначався хімічним аналізом. Дослідження зварювально-технологічних властивостей і санітарно-гігієнічних характеристик електродів проводилося по відомим методикам.

Наукова новизна одержаних результатів. На підставі термодинамічного аналізу окислювально-відновлювальних реакцій при зварюванні плавленням встановлено, що для розкислення металу шва доцільнішим є використання вуглецю у зв'язаному стані, у вигляді чавунного порошку.

В результаті досліджень окислювально-відновлювальних процесів при зварюванні ільменітовими електродами, що вміщують чавунний порошок, показано, що TiO2 може слугувати додатковим окислювачем вуглецю, поряд з FeO.

Встановлена залежність вмісту вуглецю у наплавленому металі від