Разработка технологии восстановления циклически нагруженных валов многослойной электроконтактной наваркой проволокой

• Автор: Зезюля, Валерий Владимирович
• Шифр специальности: 05.03.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 155 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Состояние вопроса

1.1. Анализ деталей склонных к разрушению после электроконтактной наварки проволокой
1.2. Анализ способов повышения усталостной прочности деталей восстановленных электроконтактной наваркой проволокой
1.3. Предварительные эксперименты по обработке деталей поверхностно-пластическим деформированием после многослойной электроконтактной наварки
1.4. Способы повышения прочности соединения при электроконтактной наварке проволокой. Цель и задачи исследования.
Глава 2. Исследование механизма формирования межвитковых соединений при электроконтактной наварке проволокой
2.1. Экспериментальное исследование процесса формирования смежных валиков наваренного металла
2.2. Математическое моделирование электротепловой обстановки при перекрытии смежных валиков
2.3. Исследование влияния ширины рабочей части роликового электрода на формирования межвиткового соединения
2.4. Выводы
Глава 3. Разработка процесса электроконтактной наварки с притормаживанием роликового электрода
3.1. Разработка математической модели процесса осевой деформации проволоки
3.2. Исследование процесса электроконтактной наварки с притормаживанием роликового электрода

3.3. Экспериментальное исследование процесса электроконтактной наварки с притормаживанием роликового электрода
3.4. Исследование влияния чеканки на характеристики поверхностных слоев, полученных с помощью многослойной электроконтактной наварки
3.5. Выводы
Глава 4. Разработка технологии восстановления валов с галтельными переходами комбинированной наплавкой и исследование её влияния на усталостную прочность
4.1. Разработка технологии комбинированной наплавки валов с галтельными переходами
4.2. Исследование разупрочнения при дуговой наплавке галтельных переходов
4.3. Разработка методики проведения усталостных испытаний
4.4. Анализ результатов усталостных испытаний
4.5. Выводы 109 Глава 5. Промышленное применение результатов исследований
5.1. Технологическое оборудование для реализации процесса электроконтактной наварки с управляемой осевой деформацией проволоки и упрочнения чеканкой
5.2. Технологические рекомендации по восстановлению деталей многослойной электроконтактной наваркой и комбинированной наплавкой с последующей чеканкой
5.3. Примеры восстанавливаемых деталей
5.4. Расчет экономического эффекта
5.5. Выводы
Общие выводы
Список литературы
Приложение
Введение
Восстановление изношенных деталей является важным резервом повышения эффективности использования различных машин и механизмов. Значительную часть восстанавливаемых деталей машин с изношенными посадочными и опорными шейками составляют различные валы и оси, подверженные в процессе эксплуатации действию циклических нагрузок. Технологии восстановления таких деталей не должны снижать усталостной прочности.
В настоящее время известно большое количество технологий восстановления гладких и ступенчатых валов, которые можно разделить на следующие группы: различные виды дуговой наплавки; напыление;
электролитические покрытия; электроконтактная наварка лентой и проволокой.
При восстановлении валов различными видами дуговой наплавки без последующей термической обработки усталостная прочность снижается на 20-40% и более [40,39,87,22,41]. Причиной снижения усталостной прочности является структурная неоднородность наплавленного металла, образование растягивающих остаточных напряжений [33,61,69,126,51,35,34]. Использование термической обработки (отпуска и последующей закалки) приводит к повышению усталостной прочности валов [137,82,39,90,111]. Однако трудоемкие операции термической обработки мало эффективны при наличии в наплавленном металле дефектов в виде пор, раковин и микротрещин. Еще одним существенным недостатком является коробление валов в процессе наплавки [36,35,103,88,89,121].
Вибродуговая наплавка различными способами снижает коробление вала, но не обеспечивает восстановленным валам необходимых запасов усталостной прочности [38,117].'
Технологии восстановления валов методом напыления свободны от сварочных напряжений и деформаций. Однако применение этой технологии

Расчету температурных полей на каждом шаге временного интервала предшествовал расчет электрических полей с целью определения поля тепловых источников [8]
дг(р 1 д2(р

(2.6)
(2.7)
где (р - электрический потенциал точек расчетной области; у, г- координаты в прямоугольной системе координат; у - плотность тока;
р - удельное электрическое сопротивление.
Полученные значения плотности тока учитывали при решении дифференциального уравнения теплопроводности [17,18]

2гг
д2Т д2Т ду2 dz2

(2.8)
где Т - температура расчетной области; су - объемная теплоемкость; t — время;
а - коэффициент температуропроводности.
Граничные условия для расчета электрического поля задавали следующим образом. Между поверхностями АВ и KFG задавали разность потенциалов. На поверхностях ANE, КЕ, ВМС, CG значение нормальной
плотности тока принимали равным нулю — = 0. Электро- и теплофизические
• dn
свойства детали и проволоки принимали одинаковыми и независящими от температуры. Удельное электрическое сопротивление принимали соответствующим температуре нагрева 1000° С [28] - р—1,3-10_б Ом м.
Объемная теплоемкость су = 3,9 МДж/м3 К, . коэффициент