Техника наплавки алюминия бронзы на сталь

РАЗРАБОТКА ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ НАПЛАВКИ АЛЮМИНИЕВОЙ БРОНЗЫ НА СТАЛЬ КОМБИНИРОВАННЫМ АРГОНОДУГОВЫМ СПОСОБОМ

Орлик Геннадий Владимирович

Современная отечественная энергетика развивается в соответствии с долгосрочной Энергетической программой строительства мощных ТЭС, ТЭЦ и АЭС. В то же время Энергетическая программа предусматривает экономию энергоресурсов во всех сферах их использования. Высокоэффективным спосо­бом экономии использования топлива является комбинирование выработки те­плоты и электрической энергии.

Высокий технический уровень паровых турбин по экономичности и на­дёжности, маневренность, а также хорошая приспосабливаемость к различным тепловым схемам и потребителям механической энергии, при широких диапа­зонах изменения параметров пара, значительно расширили диапазон примене­ния паровых турбин малой мощности. Повышение качества и увеличение экс­плуатационной надёжности систем автоматического регулирования частоты вращения и давления пара в отборах поставило ряд задач по увеличению анти­фрикционных свойств пар и узлов трения.

Основные проблемы получения высококачественного бронзового по­крытия на низкоуглеродистой стали связаны с образованием в процессе нанесе­ния антифрикционного слоя ряда характерных дефектов и, в первую очередь, трещин на границе сплавления «бронза-сталь». Указанные дефекты существен­но снижают работоспособность антифрикционного слоя.

Известные способы нанесения антифрикционных покрытий не во всех случаях обеспечивают требуемое качество наплавляемого слоя и зоны сплавле­ния, что ограничивает срок эксплуатации необслуживаемых энергетических ус­тановок. В связи с этим приобретают большое значение работы, направленные на изучение комбинированных способов нанесения покрытий с целью повыше­ния качества наносимого антифрикционного слоя.

Целью работы является повышение качества наплавленного слоя путём использования комбинированного аргонодугового способа наплавки.

Методы исследования. Основные задачи работы решались на основе со­четания теоретических и эксперимЪнтальных методов исследования. Теорети­ческие расчёты базировались на аппарате теории теплопроводности и классиче­ской теории электромагнетизма.

Теоретические расчёты тепловых полей в случае наплавки наружной по­верхности полого цилиндра проводились на основе аналитической модели, учитывающей ограниченность наплавляемого изделия по длине. При оценке вероятности порообразования в наплавленном слое рассматривался баланс сил, действующих на движущуюся пору в вязком металле. Для определения опти­мальных температурных условий работы неплавящегося вольфрамового элек­трода использована модель, основанная на конечно-разностной аппроксимации стационарного нелинейного уравнения теплопроводности. Численное решение осуществлялось по явной разностной схеме методом сквозного счёта на уста­новление.

Экспериментальный метод исследования состоял в записи термических циклов точек наплавляемого цилиндра с помощью специального измерительно­го комплекса. Комплекс позволяет осуществлять одновременный опрос десяти хромель-алюмелевых термопар с частотой 40 Гц. Остаточные напряжения в на­плавленном слое определяли методом голографической интерферометрии на измерительном комплексе «ЛИМОН ТВ». Для экспериментального определе­ния потока магнитной индукции использовался комбинированный прибор Ш1- 8, с зондом «С». Измерения геометрии профиля наплавленного слоя выполня­лись на профилографе-профилометре модели 201.

Для определения внутренних и наружных дефектов в наплавленном ме­талле и зоне сплавления применяли методы капиллярной и ультразвуковой де­фектоскопии. Структуру наплавленного слоя исследовали с помощью оптиче­ской металлографии.

При исследовании геометрии наплавленного слоя использовался аппарат математической статистики.

Научная новизна работы. Проведённый анализ показал, что болыиинст - • во способов наплавки не обеспечивают возможность получения антифрикцион­

ных свойств бронзового покрытия за один проход. Альтернативой традицион­ным является комбинированный двухдуговой способам наплавки, позволяю­щим гибко регулировать величину тепловложения как в основной металл, так и в присадочную проволоку.

Установлено, что электромагнитное взаимодействие основной и вспомо­гательной дуг, оказывает существенное влияние на качество технологического процесса комбинированной наплавки. Экспериментальные исследования пока­зали, что при увеличении тока в присадочной проволоке (ток вспомогательной ^ дуги) от 60 до 150 А, приводит к отклонению оси дуги неплавящегося электро­

да (основная дуга) на угол от 15 до 40 градусов. Полученные данные по взаим­ному влиянию магнитных полей могут быть использованы для исследования двухдуговых способов сварки и наплавки.

Проведённые опыты показали, что снижение степени сосредоточенности дуги, за счёт использования в качестве неплавящегося электрода (катода) ци­линдрического плоскозаточенного вольфрамового прутка, приводит к повыше­нию технологических характеристик наплавленного слоя.

Практическая ценность работы. Применение комбинированного аргоно - ^ дугового способа наплавки алюминиевой бронзы на низкоуглеродистую сталь

позволяет гибко регулировать тепловложения в основной металл и присадоч­ную проволоку, что повышает качество антифрикционного слоя.

Разработаны практические рекомендации и технология по использова­нию процесса комбинированной аргонодуговой наплавки.

Реализация результатов работы. Разработанная технология и оборудова­ние прошли опытно-промышленное апробирование и внедрение на ОАО «Ка­лужский турбинный завод» с экономическим эффектом 168 тыс. рублей за

2001 г.

«

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на научном семинаре кафедры М2-КФ «Технологии сварки» КФ МГТУ им. Н. Э. Баумана; на научном семинаре МТ-7 «Технологии и оборудование сварочного производства» МГТУ им. Н. Э. Баумана в 2001г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из_введе - ния, четырёх глав, списка литературы и приложения. Изложена на 150 страни­цах машинописного текста, содержит 60 рисунков, 17 таблиц и 105 наименова­ний литературных источников и приложения.

Техника наплавки алюминия бронзы на сталь

ПРИЛОЖЕНИЕ

Профилограмма профиля наплавленного слоя (плоскозаточенный электрод) Сечение 2 Сечение 1 Сечение 3 Сечение 4 Профилограмма профиля наплавленного слоя (стандартный электрод) Сечение 1 Сечение 2 Сечение 3 I^OOOOO-CNUICO — •g-fvQCO'OOCNlO С'ІСЧСМПСОСО^'Ч-'Ч-'Ч-ЮЮ …

Технология нанесения антифрикционного покрытия на рабочие поверхности поршня сервомотора

На основании результатов проведённых исследований в Калужском филиале МГТУ им. Н. Э. Баумана и ОАО «Калужский турбинный завод» была разработана технология нанесения алюминиевой бронзы Бр Амц 9-2 на низкоуглеродистую сталь …

Определение остаточных напряжений по деформациям окрестности зондирующего несквозного отверстия

Существующие в настоящее время методы определения остаточных напряжений разделяются на физические и механические. Физические методы (магнитоупругий, ультразвуковой, рентгеновский), в отличии от механических, не связаны с обязательным разрушением металла для определения …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Партнеры МСД

Контакты для заказов шлакоблочного оборудования:

+38 096 992 9559 Инна (вайбер, вацап, телеграм)
Эл. почта: inna@msd.com.ua

За услуги или товары возможен прием платежей Онпай: Платежи ОнПай