Исследование теплообмена при изготовлении цилиндрических деталей металлургического оборудования методом плазменной наплавки и совершенствование технологии

• Автор: Белоусов, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Череповец
• Количество страниц: 133 с.

СОДЕРЖАНИЕ

4.2. Расчт напряжений и анализ результатов.

4.3. Выводы ПО ГЛАВЕ. .

5. РАЗРАБОТКА УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫХ РЕЖИМОВ ПЛАЗМЕННОЙ НАПЛАВКИ.

5.1. Разработка технологического режима предварительного подоыева заготовки перед ПЛАЗМЕННОЙ НАПЛАВКОЙ

5.1.1. Обоснование технологического приема

5.1.2. Математическая модель температурного поля заготовки

5.1.3. Результаты расчета и их анализ.

5.2. Технология наплавки

5.2.1. Предварительная обработка поверхности детали.

5.2.2. Усовершенствованные режимы плазменной наплавки.

5.2.3. Формирование переходного слоя
5.2.4. Защита поверхности детали от окисления.
5.3. Разработка режима термостатировапия
5.3.1. Обоснование технологического приема
5.3.2. Технология термостатировапия.
5.4. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Дело в том, что при соединении разнородных металлов между металлом наплавки и основным металлом часто образуются различные диффузионные и кристаллизационные прослойки [1,2], всегда имеется более или менее развитая зона переменного состава, т. Изменение состава проволоки, применение для наплавки различных флюсов не обеспечивает и не может полностью обеспечить получение всех механических свойств соединения на уровне таковых для соединяемых металлов, так как остаётся основная причина, приводящая к понижению свойств - расплавление основного металла. Задача соединения разнородных металлов с обеспечением получения необходимых физико-химических свойств металла наплавки и всего соединения в целом может быть решена технологически, путём применения таких способов, при которых основной металл либо не расплавляется совсем, либо обеспечивается его минимальное проплавление. Только в этом случае можно обеспечить оптимальные физико-химические и механические свойства металла наплавки и соединения металла наплавки с основным металлом, а следовательно, обеспечить высокую надёжность и работоспособность изделия в целом. Решить эту задачу наиболее просто можно в том случае, если для наплавки применять источники теплоты, позволяющие раздельно регулировать процессы взаимодействия жидкого металла сварочной ванны с твёрдым основным металлом. Поиски исследователей в этом направлении привели к созданию целого ряда новых способов сварки и наплавки металлов. В настоящее время в промышленности применяют следующие способы наплавки: заливкой жидкого металла, электрошлаковая, индукционная, газовая, расплавлением облицовок, дуговая, плазменная [3-5]. В.П. Никитиным был предложен метод сварки металлов с разделёнными процессами плавления основного и присадочного металлов [6]. Идея этого метода заключалась в том, чтобы разделить тепловые процессы подготовки основного и присадочного металла, сделать подготовку и подачу последнего сколь угодно большой и независимой от источника тепла, ведущего подготовку основного металла. При применении способа наплавки по этому методу участок основного металла, предназначенного для сварки или наплавки, оплавляется открытой угольной дугой, а присадочный металл в жидком состоянии с небольшой температурой перегрева вводится в ванну из специального металлосборника через разливочное устройство. Однако из-за больших неудобств, связанных с применением специального металлосборника с разливочным устройством, этот способ практически не нашёл применения в промышленности. Развитием метода В. П. Никитина является способ наплавки струёй перегретого металла [7]. Вследствие высокой турбулентности ударяющегося и растекающегося по поверхности изделия жидкого металлического потока происходит быстрый и интенсивный нагрев тонкого поверхностного слоя основного металла за счёт вынужденной конвекции. При этом создаются необходимые условия для физико-механического взаимодействия металла, в результате которого происходит их соединение. Применение указанного способа для наплавки медных сплавов на сталь и чугун позволило получить в металле наплавки менее 1% железа. Однако использование специального плавильного устройства (графитовый тигель) и связанные с этим неудобства явились причиной весьма ограниченного применения в промышленности данного способа наплавки. Сущность процесса электрошлаковой наплавки заключается в том, что в пространстве, образованном плоскостью наплавляемого изделия и формирующим кристаллизатором, создаётся ванна расплавленного шлака, в которую подаётся электрод [8 - ]. Ток, проходя между электродом и изделием, нагревает шлаковую ванну до температуры свыше °С, в результате чего электродный и основной металлы оплавляются, образуя металлическую ванну, при затвердевании которой создаётся наплавленный металл [-]. При необходимости получения наплавленного слоя шириной до мм применяют одноэлектродную электрошлаковую наплавку [-]. С увеличением ширины наплавки электроду придают колебательные движения параллельно наплавляемой поверхности, либо увеличивают число электродов [,]. Многоэлектродная электрошлаковая наплавка даёт возможность в широких пределах легировать наплавляемый металл за счёт использования электродных проволок различного химического состава.