Тонкоструйная плазменная резка биметаллических композиций

• Автор: Рахимянов, Андрей Харисович
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 181 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ

РЕЗКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

1.1 Методы создания биметаллических

композиций

1.2 Лазерная резка

1.3 Кислородная резка

1.4 Плазменно-дуговая резка

1.5 Выводы
1.6 Цель и задачи исследования
ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Исходные материалы для получения биметаллических
композиций
2.2 Технологическое оборудование для тонкоструйиой
плазменной резки
2.3 Методы экспериментальных исследований
2.3.1 Химический анализ материалов
2.3.2 Методы структурных исследований
2.3.2.1 Оптическая микроскопия
2.3.2.2 Растровая электронная микроскопия
2.3.2.3 Рентгенофазовый анализ
2.3.3 Методы исследования топографии
поверхности реза
2.3.4 Оценка точности реза
2.3.5 Измерение микротвердости поверхностного
слоя в зоне реза

ГЛАВА З ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ И ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ ТОНКОСТРУЙНОЙ
ПЛАЗМЕННОЙ РЕЗКИ МОДЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
ЗЛ Технологические возможности плазменного
раскроя модельных материалов
ЗЛЛ Конструкционные углеродистые стали
ЗЛ.2 Легированные стали
ЗЛ.З Алюминиевые и медные сплавы
3.2 Оптимизация режимов плазменного раскроя
модельных материалов
3.2.1 Низкоуглеродистая сталь СтЗ и
нержавеющая сталь 12Х18Н10Т
3.2.2 Алюминий А5М и медь М
3.3 Выводы
ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТОНКОСТРУЙНОЙ ПЛАЗМЕННОЙ РЕЗКИ
БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОМПОЗИЦИЙ
4.1 Низкоуглеродистая сталь СтЗ +
нержавеющая сталь 12Х18Н10Т
4.1.1 Обработка на режимах раскроя
легированных сталей
4.1.2 Обработка на режимах раскроя
конструкционных углеродистых сталей
4.2 Низкоуглеродистая сталь СтЗ + алюминий А5М
4.2.1 Обработка на режимах раскроя
конструкционных углеродистых сталей
4.2.2 Обработка на режимах раскроя
алюминиевых сплавов
4.3 Низкоуглеродистая сталь СтЗ + медь М
4.4 Выводы

ГЛАВА 5 СТРУКТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОМПОЗИЦИЙ
5.1 Особенности структурного состояния сварного
шва биметаллических композиций
5.2 Формирование структурного состояния в зоне
реза биметаллических композиций
5.2.1 Композиция «сталь СтЗ + сталь 12Х18Н10Т»
5.2.2 Композиция «сталь СтЗ + алюминий А5М»
5.2.3 Композиция «сталь СтЗ + медь М1»
5.3 Технологические рекомендации по раскрою
биметаллических композиций с использованием тонкоструйной плазменной резки
5.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. АКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

вследствие значительного тепловыделения (до 906 МДж/моль) при горении титана и более низкой его теплопроводностью.
Существенное влияние на развитие процессов при кислородной резке оказывают различного рода легирующие элементы в составе железоуглеродистых сплавов, такие как, Мл, №, Тц А1, Сг и др. Наличие примесей приводит к образованию в жидком расплаве тугоплавких окислов, уменьшающих его жидкотекучесть и препятствующих интенсивному теплообмену между расплавом и кислородом режущей струи.
Главным отличием между различными марками железоуглеродистых сплавов является процентное содержание углерода. Так, увеличение содержания углерода приводит к повышению температуры воспламенения металла и к снижению температуры его плавления. Несмотря на это, стали с содержанием углерода до 1 % (а это практически весь диапазон низко, средне и высокоуглеродистых сталей) хорошо обрабатываются кислородной резкой. Дальнейшее повышение содержания углерода приводит к существенному ограничению в обработке, так, например, обычная кислородная резка чугунов невозможна. Кроме этого, повышение содержания углерода снижает вязкость жидкой фазы, что является благоприятным фактором для резки высокоуглеродистых сталей.
Следует иметь в виду, что содержание в составе той или иной комбинации различных примесей приводит при кислородной резке к образованию шлаков сложного химического состава, существенно влияющих на протекание процесса обработки.
Помимо рассмотренных факторов существенное влияние па процесс кислородной резки оказывают технологические факторы, связанные со струей режущего кислорода (параметры струи - давление, скорость истечения из сопла, расход газа, а также, степень чистоты самого кислорода). Так, повышение степени чистоты с 98,0 до 98,8% позволяет увеличить скорость резки до 35% [39, 48].