ВИСОКОШВИДКІСНЕ НАПЛАВЛЕННЯ НА НИЗЬКІЙ ЕНЕРГІЇ ШИЙОК ЧАВУННИХ ВАЛКІВ
DOI:
https://doi.org/10.31498/2522-9990302025347044Ключові слова:
Чавунні валки, високошвидкісне наплавлення на низькій енергії, аргонодугове наплавлення низьковуглецевим хромонікелевим дротом, зварювальні напруги, тріщиностійкість, зносостійкість, корозійна стійкістьАнотація
При електродуговому наплавленні, під дією теплового збудження, в наплавленому
металі виникають вакансії, оскільки енергія активації виникнення вакансій менша за енергію
утворення міжузельних атомів. У зоні виникнення вакансій порушується статична рівновага
сил міжатомної взаємодії, що призводить до зміщення сусідніх атомів з їх рівноважних
положень,
мікроспотворень кристалічної решітки та мікронапруг. Мікронапруги
призводять до інтенсивного утворення і зростання тріщин, механізм яких зв’язують з
дислокаціями. Підвищення енергії призводить до зростання мікроспотворень кристалічної
решітки, мікронапруг, щільності дислокацій, зварювальних напруг і утворення тріщин.
Для запобігання утворення тріщин необхідно знижувати енергію. Енергія знижується,
шляхом підвищення швидкості наплавлення, при якому посилюється охолодження,
зменшуються розміри активних плям, погонна енергія і тепловкладання, глибина
проплавлення і ширина шва, частка участі основного металу в наплавленому, вміст вуглецю,
мікроспотворення кристалічної решітки, мікронапруги і щільність дислокацій, зварювальні
напруги і подрібнюється структура, що приводить до підвищення тріщиностійкості.
Природа утворення тріщин електромагнітна. Тріщини утворюються, коли зварювальні
напруги стають більше за межу міцності, тому для підвищення тріщиностійкості необхідно
забезпечити мінімальні зварювальні напруги, які визначаються енергією, тепловкладанням і
деформаціями.
Тріщиностійкість,
зносостійкість і корозійна стійкість при
високошвидкісному аргонодуговому наплавленні чавуну на низькій енергії хромонікелевим
дротом підвищуються, в результаті утворення карбідів хрому, мінімуму вуглецю, зменшення
енергії, зростання пластичності та ударної в’язкості, що характеризує тріщиностійкість,
за рахунок нікелю, підвищення швидкості наплавлення та кристалізації, подрібнення
мікроструктури, модифікації титаном зменшення тиску дуги, глибини проплавлення, і
частки участі основного металу в наплавленому. Мінімум вмісту вуглецю запобігає
утворенню тріщин, через випадання карбідів хрому і розшарування по межах зерен,
забезпечує
підвищення зносостійкості та корозійної стійкості. Енергозберігаюче
аргонодугове наплавлення на низькій енергії, за рахунок низького катодного падіння напруги,
забезпечує мінімум енергії, стабільність процесу, максимальний коефіцієнт легування,
низький тиск дуги, низьку частку участі основного металу в наплавленому і зниження енергії
в 1,5 – 2 рази в порівнянні зі зварюванням під флюсом. Підвищення ефективності
високошвидкісного наплавлення на низькій енергії підтверджує закон мінімуму енергії.
Розроблено енергозберігаючий процес аргонодугового високошвидкісного наплавлення
на низькій енергії шийок чавунних валків з підігрівом низьковуглецевим хромонікелевим
дротом Зв06Х19Н9Т, що забезпечує утворення карбідів хрому, аустеніту, максимальний
перехід легуючих елементів, модифікацію, зростання пластичності, швидкості зварювання і
кристалізації,
подрібнення мікроструктури, зменшення енергії, вмісту вуглецю,
мікроспотворень кристалічної решітки, мікронапруг, зварювальних напруг, щільності
дислокацій, міжатомної відстані, підвищення міжатомних зв’язків, тріщиностійкості,
зносостійкості та корозійної стійкості.
Посилання
Прохоров Н.М. Фізичні процеси у металі при зварюванні /Н.Н.Прохоров. - Т.ІІ. - К.:
Металургія, 1996. - 600 с.
Порівняльне визначення щільності дислокацій у напівкристалах по ширині
рентгенівських ліній та електронномікроскопічно / О.М.Іванов, Ю.О. Меженний, А.Е Острів та
інших. // Заводська лабораторія. - 1997. - №2. - С.43 - 48.
Фінкель В.М. Фізика руйнування / В.М. Фінкель. - К.: Металургія, 2000. - 376с.
Уайт Р.М. Квантова теорія магнетизму. - К.: Світ, 1992. - 306с.
Вплив погонної енергії на утворення відколів при наплавленні високовуглецевої сталі
аустенітним дротом / В.К. Каленський, Я.П. Черняк, В.Г. Васильєв, Т.Г. Соломійчук //
Автоматичне зварювання. - 2001. - №11. – С. 11–14.
Технологія, матеріали, обладнання / І.А. Рябцев, І.А., Кондратьєв, Є.Ф. Переплетчиков,
Ю.М. Кусков. – Київ, ІЕЗ ім. О.О. Патона НАНУ, 2015. – 402 с.
Рябцев І.А. Наплавлення деталей машин та механізмів. - Київ: Екотехнологія, 2004. - 160
с.
Стійкість наплавленого шару проти відшаровування у водневмісних середовищах / О.І.
Стеклов, А.П. Алексєєв, О.А. Александров та ін. // Зварювальне виробництво. - 2009. - №12. - С.8 - 10.
Кархін В.А. Напружено-деформаційний стан зварного з'єднання з м'яким та твердими
прошарками /В.А. Кархін, В.І.Михайлов, Г.П.Петров //Зварювальне виробництво.–2004.– №3.–
С.6 –7.
