Технологические основы сварки чугуна в производстве литосварных конструкций

• Автор: Метлицкий, Владислав Александрович
• Шифр специальности: 05.03.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 330 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ПРОБЛЕМЫ СОЗДАНИЯ ЛИТОСВАРНЫХ ИЗДЕЛИЙ И КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ЧУГУНА И ВОЗМОЖНОСТИ СВАРОЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

1.1. Современное состояние сварки чугуна

1.2. Актуальные задачи создания литосварных изделий из чугуна

и стали
1.3. Аналитический обзор исследований и экспериментальных разработок по сварке изделий и конструкций из чугуна

1.3.1. Сварка чугунных труб

1.3.2. Сварка чугунных деталей со стальными

1.4. Гигиенические и экологические аспекты сварки чугуна плавлением

1.5. Цель работы и задачи исследований

Глава 2. ОЦЕНКА СВАРИВАЕМОСТИ КОНСТРУКЦИОННЫХ ЧУГУНОВ И ИЗЫСКАНИЕ МЕР ПОВЫШЕНИЯ ПРОЧНОСТИ
И ПЛАСТИЧНОСТИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
2.1. Влияние условий сварки на структуру и свойства соединений чугуна с шаровидным графитом
2.1.1. Свойства ЧШГ и области его применения
2.1.2. Влияние термического цикла сварки на структуру ЧШГ
2.1.3. Влияние термического цикла сварки на механические
свойства ЧШГ
2.1.4. Опытные технологические пробы
2.2. Влияние термического цикла сварки на структуру ЗТВ чугунных труб
2.2.1. Трубы центробежной отливки
2.2.2. Трубы непрерывной отливки
2.3. Исследование структуры, механических свойств и трещино-стойкости чугунов с аустенитной основой
2.3.1. Марганцевый чугун с пластинчатым графитом
2.3.2. Никелевый чугун с шаровидным графитом
2.4. Классификация показателей свариваемости чугунов
2.5. Исследование влияния состава и структуры металла шва
на прочность и пластичность сварных соединений
2.5.1. Модифицирование графитной фазы
2.5.2. Легирование матрицы
2.6. Особенности сварки чугунов с литой углеродистой сталью
Выводы по главе
Глава 3. ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ СВАРКИ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ЧУГУНА
3.1. Остаточные сварочные напряжения в соединениях типа «труба+трубная решетка»
3.2. Факторы, определяющие хрупкое разрушение в ЗТВ при сварке уплотнительного кольца с корпусом чугунной
задвижки
3.3. Регулирование тепловложения в свариваемое изделие
и термическая обработка сварных соединений
3.3.1. Предварительная термическая обработка
3.3.2. Предварительный нагрев перед сваркой
3.3.3. Термическая обработка сварных соединений
3.4. Исследование процесса вертикальной дуговой сварки чугуна
с принудительным формированием шва
3.4.1. Предпосылки разработки способа
3.4.2. Обеспечение качества сварных соединений
3.4.3. Оптимальные режимы сварки
3.5. Исследование сварки чугуна с использованием высококонцентрированных источников тепла
3.5.1. Электронно-лучевая сварка
3.5.2. Лазерная сварка
Выводы по главе

Глава 4. РАЗРАБОТКА И ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА
МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ ДУГОВОЙ
СВАРКИ ЧУГУНА
4.1. Разработка электродных материалов
4.1.1. Порошковые проволоки
4.1.2. Проволоки сплошного сечения
4.2. Изучение основных вредных факторов при дуговой
сварке чугуна
4.3. Переход элементов при сварке чугуна порошковой проволокой..
4.4. Гигиенические характеристики материалов для сварки чугуна
4.5. Биологические исследования сварочных аэрозолей
4.6. Меры по оздоровлению условий труда сварщиков чугуна
Выводы по главе
Глава 5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРОИЗВОДСТВА ЛИТОСВАРНЫХ ИЗДЕЛИЙ И КОНСТРУКЦИЙ
5.1. Требования к литосварных изделиям и особенности их эксплуатации
5.2. Сварка изделий с получением чугуна в структуре металла шва
5.2.1. Венец шаровой мельницы из ЧШГ
5.2.2. Трубчатка теплообменника
5.3. Сварка изделий с использованием материалов на основе цветных металлов
5.3.1. Задвижки с уплотнительными кольцами
5.3.2. Холодильные плиты с бонками
5.3.3. Элементы трубчаток
5.4. Оценка качества литосварных изделий
5.5. Перспективы создания литосварных изделий из чугуна
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
'родов в результате диффузии углерода из электрода в шлак физические свойства шлака изменяются, что неблагоприятно отражается на качестве ива. Для устранения этого недостатка производят плакирование электрода ; двух сторон сталью с очень низким содержанием углерода. В результате структура шва содержит пластинчатый графит, перлит и первичный аусте-нит; твердость шва достигает НУ 290. Доброкачественные швы получают при сварке с использованием присадочной стальной проволоки, содержащей 1 % Мп и 0,2 % Бь Применение модификатора в виде порошка ферросилиция способствует улучшению структуры металла в зоне сплавления, особенно чугуна с пластинчатым графитом [20].
Использование в качестве расходуемых электродов чугунных пластин и стержней ограничивает возможности ЭШС. Попытки применить порошковые проволоки, содержащие графит, оказались неудачными из-за образования графитной спели. При содержании в проволоке более 3 % графита (по массе) стабильный электрошлаковый процесс не устанавливается.
Новый технологический процесс непрерывной вертикальной дуговой сварки чугуна с принудительным формированием шва [21] разработан совместно ИЭС им. Е. О. Патона и ВИИКомпрессормаш, г.Сумы. В нем реализованы преимущества ЭШС (отсутствие предварительного подогрева, высокое качество металла шва, большая производительность) и дуговой сварки порошковой проволокой (возможность широкого варьирования химическим составом наплавленного металла и выполнения швов большой протяженности, простота и универсальность применяемого оборудования). Подробно результаты исследования нового процесса изложены в главе 3.
Электронно-лучевая сварка (ЭЛС) чугуна осложнена сильным газовы-делением в высоком вакууме, образованием пор в швах и хрупких структур в ЗТВ. С целью улучшения свариваемости чугуна и получения более пластичного металла шва используют присадочный материал - полоски (или порошок) никеля. Авторы работы [22] утверждают, что при сварке на оптимальном режиме никелевая прокладка расплавляется полностью, а прилегающий к ней основной металл почти не плавится. В результате снижается