Создание алгоритмического сопровождения технологии поверхностной закалки углеродистых сталей для гибких модулей плазменной обработки

• Автор: Христофис, Борис Олегович
• Шифр специальности: 05.03.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 174 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Определение состава алгоритмической части гибких модулей плазменной обработки (ГМПО), реализующих концепцию "Открытой технологии"

Назначение алгоритмического обеспечения в гибких модулях

плазменной обработки

Структура гибких модулей плазменной обработки

Основные функции гибких модулей плазменной обработки

Управление знаниями - технология решения производственных задач

Гибкие модули плазменной обработки, реализующие концепцию

"Открытой технологии"

Выводы по Главе 1:
ГЛАВА 2. Сравнительный анализ методов поверхностной закалки сталей
2.1. Газопламенная закалка
Особенности газопламенной закалки поверхности
Технико-экономические преимущества газопламенной закалки
поверхности и область ее применения
Способы газопламенной закалки поверхности........................38 .
2.2. Индукционная закалка
Свойства поверхностно-закаленных деталей
Деформация детали при поверхностной индукционной закалке
Нагрев и охлаждение детали при поверхностной индукционной закалке
2.3. Лазерная закалка
Анализ тепловых явлений при лазерном термоупрочнении
Тепловые источники при лазерном термоупрочнении
Анализ фазовых превращений при лазерном нагреве сталей
2.4. Плазменная закалка
Примеры применения плазменной закалки на кафедре теории и технологии сварки СПбГПУ
2.5. Сравнение методов поверхностной закалки сталей
Выводы по Главе 2:

ГЛАВА 3. Исследование энергетических характеристик сжатой дуги при плазменной поверхностной закалке
3.1. Инженерная методика определения локальных энергетических параметров сварочных источников тепла
3.2. Методика проведения работ с использованием статистических методов планирования и обработки многофакторных экспериментов
3.3. Исследование параметров плазменного воздействия методом плоскостного зондирования проточными калориметрическими зондами
Построение уравнения регрессии описывающего эффективную
мощность
Построение уравнения регрессии описывающего эффективный
радиус
Построение уравнения регрессии описывающего напряжение дуги
Исследование влияния диаметра сопла на эффективную мощность,
эффективный радиус пятна нагрева и на напряжение дуги
Исследование влияния тока дуги на эффективный КПД сжатой дуги.. 106 Исследование влияния расхода плазмообразующего газа на
эффективный КПД сжатой дуги
Выводы по Главе 3:
ГЛАВА 4. Моделирование, экспериментальная проверка и оптимизация плазменной поверхностной закалки
4.1. Решение тепловой задачи применительно к гибким модулям плазменной обработки
Расчет максимальных значений зоны закалки
Построение уравнения регрессии описывающего глубину закалки
Построение уравнения регрессии описывающего ширину закалки
Оценка необходимой точности поддержания параметров режима плазменной закалки
4.2. Экспериментальная проверка модели на примере плазменной поверхностной закалки стали
4.3. Оптимизация режимов плазменной поверхностной закалки
Выводы по Главе 4:
ГЛАВА 5. Программное обеспечение гмпо
5.1. Выбор оптимальных плазменных технологий - программа Technology
5.2. Информационная система обеспечения плазменных технологий -программа InfoPlas
5.3. Проверка знаний основ плазменных технологий - программа Intellect
5.4. Расчет технологических параметров плазменной обработки -
программа Plasmet
Выводы по Главе 5:
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

2.1. ГАЗОПЛАМЕННАЯ ЗАКАЛКА
Газопламенная поверхностная закалка (ГПЗ) применяется для увеличения твердости и износоустойчивости поверхностей стальных и чугунных изделий, • что повышает их общую прочность и долговечность [19, 20, 21].
При ГПЗ всю поверхность изделия или ее участок нагревают пламенем горючего газа в смеси с кислородом до закалочной температуры, а затем быстро охлаждают. Обработке подвергают главным образом углеродистые стали с содержанием углерода в пределах 0,35-0,7%. Основой таких сталей является железо, которое при нормальной температуре находится в виде феррита, а при нагреве выше критической температуры превращается в другую разновидность железа - аустенит.
Особенности газопламенной закалки поверхности
В процессе нагрева и охлаждения при ГПЗ совершаются такие же структурные изменения, как и при обычной закалке (объемной). Различие состоит в том, что превращения происходят в сравнительно тонком ^ поверхностном слое изделия, в более короткое время и при более высокой температуре [19].
Как правило, ГПЗ деталей проводят, пользуясь мощными источниками тепла: ацетилено-кислородным пламенем, пропано-кислородным и др. Нагрев мощным пламенем приводит к тому, что в единицу времени к поверхности изделия подводится значительно больше тепла, чем отводится в глубь изделия благодаря теплопроводности. В результате поверхностный слой изделия достигает закалочной температуры быстрее, чем прогреется его сердцевина.
Если для ГПЗ использовать маломощное пламя, то в единицу времени к поверхности будет подводиться меньшее количество тепла, оно будет распространяться по всему объему изделия, и нагрев поверхностного слоя до закалочной температуры будет более длительным [19].
Сравнение результатов закалки с использованием источников разной мощности показывает, что при более мощном источнике одинаковые глубина и качество закаленного слоя достигаются с меньшей затратой тепловой энергии и времени [19].
Ъ Поскольку нагрев при ГПЗ осуществляется внешним источником тепла и
происходит с большой скоростью, то к моменту окончания нагрева температура в поперечном сечении нагретого слоя постепенно убывает от поверхности к сердцевине. При правильном режиме нагрева температура поверхности может