ВВЕДЕНИЕ
1Анализ состояния по наплавке высоколегированных сталей на
углеродистые
1.1Применение наплавки в промышленности
1.2Анализ свойств используемых металлов в промышленности
1.3Обзор характеристик углеродистой и высоколегированной стали
1.3.1Основные характеристики стали
1.3.2Основные характеристики стали 08Х18Н10Т
1.4Особенности наплавки высоколегированных сталей на углеродистые
1.5Обзор известных решений изготовления деталей с наплавленным
покрытием
1.6Общие выводы и формулировка задач
2Технологические особенности наплавки
2.1Анализ способов наплавки
2.2Анализ и выбор электродов для наплавки
2.3Обзор и выбор источника питания для наплавки
3Методика проведения исследования
3.1Подготовка поверхности основного металла к наплавке
3.2Подготовка к наплавке вспомогательных материалов
3.3Сборка детали под наплавку
3.4Наплавка
3.5Контроль качества наплавленного материала
3.6Исследование наплавки
4Результаты исследования
4.1Визуальный контроль выполненной наплавки и его результаты
4.2Подготовка образцов для макроструктурного анализа
4.3Проведение макроструктурного анализа и его результаты
4.4Общие выводы по результатам исследований
5Способ изготовления детали с наплавленным покрытием
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Технологическое и вспомогательное оборудование в различных отраслях промышленности, детали машин в процессе эксплуатации постоянно подвергаются поверхностному разрушению с изменением геометрических форм и свойств поверхностных слоев деталей, вследствие истирания, изнашивании, воздействию ударных нагрузок, кавитации эрозии и т. д.
Так для восстановления изношенных деталей и повышения эксплуатационных характеристик, тем самым увеличивая долговечность детали, применяют разные способы и методы поверхностного упрочнения, одним из которых является наплавка, нашедшая большое применение в современной промышленности.
Наплавка - это создание слоя металла посредством сварки плавлением на поверхности заготовки или изделия с заданными свойствами [1].
Наплавкой можно создавать биметаллические (разнородные) изделия, с необходимой конструкционной прочностью и низкой себестоимостью, которые в свою очередь будут сочетаться с большой долговечностью в условиях эксплуатации. На рабочей поверхности изделия получают слой металла, обладающий особыми свойствами - жаростойкостью, коррозионную стойкость, износостойкость, термостойкость и т.д [2].
Детали, изготовленные из биметаллических материалов, получают широкое применение в нефтегазодобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности. Например, для обеспечения коррозионной стойкости уплотнительных, трущихся и разъемных поверхностей деталей трубопроводной арматуры и предохранительных устройств из углеродистой и низколегированной стали должна производиться антикоррозионная наплавка [3].
Преимущества наплавки пред остальными методами поверхностного упрочнения деталей и узлов оборудования:
1.возможность получения заданных параметров структуры и свойств восстанавливаемых деталей;
2.использование наплавки для ремонта изделий за счет заварки дефектов, это и заварка локальных трещин, коррозий и других дефектов;
3.возможностью многократного проведения процесса и, следовательно, высокой ремонтоспособностью наплавляемых деталей;
4.высокая автоматизация процесса;
Помимо существенных преимуществ у наплавки существуют и ряд минусов:
1.образование прослоек по линии сплавления, обладающих высокой твердостью;
2.из-за большого термического воздействия от источника тепла часто возникают деформации изделия;
3.часто возникают трещины в линии сплавления, что приводит к отслаиванию наплавки [4].
Так при высоколегированной наплавке на поверхность детали из углеродистых сталей возникают следующие трудности:
1.ухудшение свойств наплавленного слоя из-за перехода в него элементов основного металла, связанный разбавлением жидкого металла сварочной ванны
2.возникновения напряжений как внутренних, так и поверхностных в наплавленных деталях. Данные напряжения возникают из-за разности физических свойств используемых материалов, и как следствие появление деформаций и снижение эксплуатационных свойств конструкции в целом.
Поэтому целью работы является установление возможности получения качественного соединения из легированных сталей, наплавленных на углеродистую, путём исследования структуры и наличие дефектов при ручной дуговой наплавке различными типами электродов.
В результате выполнения исследовательской работы решены поставленные задачи, а именно:
1.Разработана методика исследования влияния физических свойств используемых сварочных материалов на качество наплавки.
2.Проведены исследования по разработанной методике.
3.Проведен анализ и дана сравнительная оценка полученным результатам.
4.Предложена рекомендация по технологическому процессу наплавки, обеспечивающему оптимальное качество наплавленного металла.
Наиболее значимыми результатами работы являются
1.Проведение исследования по разработанной методике.
2.Обработка результата исследования и оценка полученных результатов.
3.Разработаны рекомендации по технологическому процессу наплавки.
Разработанные рекомендации позволяют повысить качество наплавки, следовательно, и конструктивные, и эксплуатационные свойства изделия.
На основе результатов выполненных исследований было выявлено изобретение - Способ изготовления детали с наплавленным покрытием и была оформлена заявка на выдачу патента РФ на изобретение (приложение А).
1.Молодык, Н.В. Восстановление деталей машин. Справочник. / Н.В. Молодык, А.С. Зенкин.- М.: Машиностроение, 1989. - 480 с.
2.Kah, P. Trends in Joining Dissimilar Metals by Welding / P. Kah, М. Shrestha // Applied Mechanics and Materials. - 2014. - Vol. 440. Р. 269-276.
3.ГОСТ 33258-2015. Арматура трубопроводная. Наплавка и контроль качества наплавленных поверхностей. Технические требования. - М.: Стандартинформ, 2016, 49 с.
4.Прогрессивные технологии нанесения покрытий - наплавка,
напыление, осаждение [Электронный ресурс]. - URL:
http://mirprom.ru/public/progressivnyetehnologii-naneseniya-pokrytiy-naplavka- napylenie-osazhdenie.html (дата обращения: 11.10.2017).
5.Ельцов, В.В. Ремонтная сварка и наплавка деталей машин и механизмов : [учеб. пособие по дисциплинам «Ремонтная сварка и наплавка деталей машин и механизмов» и «Основы восстановления деталей и ремонт автомобилей»] / В.В. Ельцов. - Тольятти : Изд-во ТГУ, 2012. - 176 с. : пер.
6.Этус, А.Е. Материаловедение : [учебник для техникумов] / А.Е. Этус - М.: Стройиздат, 1975. - 240 с.
7.Зубченко, А.С. Марочник сталей и сплавов / А.С. Зубченко - М. : Машиностроение, 2003. - 784 с. : ил.
8.ГОСТ 1050-88. Прокат сортовой, калиброванный, со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали. Общие технические условия. - М.: Стандартинформ, 2008. - 17 с.
9.Центральный металлический портал РФ [Электронный ресурс]. - URL: http://metallicheckiy-portal.ru/ (дата обращения: 11.10.2017).
10.ГОСТ 5632-72. Стали высоколегированные и сплавы
коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки. - М.: ИПК
Издательство стандартов, 2004. - 37 с.
11.Макаров, Э.Л. Теория свариваемости сталей и сплавов / Э.Л. Макаров, Б.Ф. Якушин; под ред. Э.Л. Макарова. — M. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. - 487 с. : ил.
12.Schaffler, A.L. Constitution diagram for stainless steel weld metal /
A.L. Schaffler // Metal Progress - 1949. - №56. P. 680-680В.
13.Акулов, А. И. Технология и оборудование сварки плавлением и термической резки : [учебник] / А. И. Акулов, В. П. Алехин, С. И. Ермаков ; ред. А. И. Акулов. - 2-е изд., испр. и доп. - М. : Машиностроение, 2003. - 560 с. : ил.
14.СТО 00220368-011-2007. Сварка разнородных соединений
сосудов, аппаратов и трубопроводов из углеродистых, низколегированных, теплоустойчивых, высоколегированных сталей и сплавов на железоникелевой и никелевой основах. - Волгоград:
ОАО «ВНИИПТхимнефтеаппаратуры», 2007. - 70 с.
15.Delong, W.T. Measurement and calculation of ferrite in stainless steel weld metal / W.T. Delong, G.A. Ostorm, E.R. Szumachowski // Welding Journal. - 1956. - №35. P. 521-528...