Оптимизация режимов дуговой наплавки под флюсом по слою легирующей шихты деталей ходовой части гусеничных машин
Проведена оптимизация режимов дуговой наплавки под флюсом с наложением внешнего магнитного поля по слою легирующей шихты деталей ходовой части гусеничных машин. Изучено влияние параметров внешнего аксиального магнитного поля и вносимого с шихтой порошков карбида кремния SiC и аэросила SiO2 на твердо...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Автоматическая сварка |
|---|---|
| Дата: | 2015 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2015
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/113045 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Оптимизация режимов дуговой наплавки под флюсом по слою легирующей шихты деталей ходовой части гусеничных машин / В.В. Перемитько, Д.Г. Носов // Автоматическая сварка. — 2015. — № 5-6 (742). — С. 49-51. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859676280277958656 |
|---|---|
| author | Перемитько, В.В. Носов, Д.Г. |
| author_facet | Перемитько, В.В. Носов, Д.Г. |
| citation_txt | Оптимизация режимов дуговой наплавки под флюсом по слою легирующей шихты деталей ходовой части гусеничных машин / В.В. Перемитько, Д.Г. Носов // Автоматическая сварка. — 2015. — № 5-6 (742). — С. 49-51. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Автоматическая сварка |
| description | Проведена оптимизация режимов дуговой наплавки под флюсом с наложением внешнего магнитного поля по слою легирующей шихты деталей ходовой части гусеничных машин. Изучено влияние параметров внешнего аксиального магнитного поля и вносимого с шихтой порошков карбида кремния SiC и аэросила SiO2 на твердость и микротвердость наплавленного металла. При проведении экспериментов меняли концентрацию соединений кремния в легирующей шихте, количество наносимых слоев, отклонение в расположении последних относительно оси дуги, а также индукцию внешнего магнитного поля. Представлена регрессионная зависимость твердости от параметров режима наплавки для двух типов шихты. Спроектирован программный комплекс, предназначенный для определения параметров режима дуговой наплавки по предложенной схеме для обеспечения достижения максимального эффекта от использования внешних воздействий.
The optimization of modes of submerged arc surfacing with application of external magnetic field over the layer of alloying charge of caterpillar machine running gear parts was carried out. The influence of external axial magnetic field parameters and powders of silicon carbide SiC and aerosil SiO2, introduced with the charge, on hardness and microhardness of the deposited metal was studied. During experiments the concentration of silicon compounds in alloying charge, number of deposited layers, deviation in the arrangement of the latter relatively to the arc axis as well as induction of the external magnetic field were changed. The regression dependence of hardness on surfacing mode parameters for two types of charge is presented. The software complex was designed intended to determine the parameters of arc surfacing mode according to the proposed scheme to provide the maximum effect of using external influences.
|
| first_indexed | 2025-11-30T16:01:41Z |
| format | Article |
| fulltext |
495-6/2015
Современные способы наплавки
УДК 621.791.927.535
ОПТИМИЗАцИя рЕЖИМОВ ДУГОВОй НАПЛАВКИ
ПОД ФЛЮСОМ ПО СЛОЮ ЛЕГИрУЮщЕй шИхТы
ДЕТАЛЕй хОДОВОй ЧАСТИ ГУСЕНИЧНых МАшИН
В.В. ПЕРЕМИТЬКО, Д.Г. НОСОВ
Днепродзержинск. гос. техн. ун-т. 51918, г. Днепродзержинск, ул. Днепростроевская, 2. E-mail: science@dstu.dp.ua
Проведена оптимизация режимов дуговой наплавки под флюсом с наложением внешнего магнитного поля по слою
легирующей шихты деталей ходовой части гусеничных машин. Изучено влияние параметров внешнего аксиального
магнитного поля и вносимого с шихтой порошков карбида кремния SiC и аэросила SiO2 на твердость и микротвердость
наплавленного металла. При проведении экспериментов меняли концентрацию соединений кремния в легирующей
шихте, количество наносимых слоев, отклонение в расположении последних относительно оси дуги, а также индукцию
внешнего магнитного поля. Представлена регрессионная зависимость твердости от параметров режима наплавки для
двух типов шихты. Спроектирован программный комплекс, предназначенный для определения параметров режима
дуговой наплавки по предложенной схеме для обеспечения достижения максимального эффекта от использования
внешних воздействий. Библиогр. 11, табл. 1, рис. 3.
К л ю ч е в ы е с л о в а : дуговая наплавка, легирующая шихта, внешнее магнитное поле, порошки SiC и SiO2, регрес-
сионные зависимости, проектирование технологии наплавки
Анализ организации и проведения наплавочных
работ показывает, что для восстановления деталей,
которые, на первый взгляд, эксплуатируются при-
мерно в одинаковых условиях, предлагается, как
правило, достаточно широкая гамма наплавочных
материалов, отличающихся степенью, а иногда и
системой легирования, что не всегда оправдано
[1–4]. В частности, из опыта восстановления де-
талей ходовой части гусеничных машин известно,
что требования к наплавленному металлу в зави-
симости от условий последующей эксплуатации
(режим работы, твердость и гранулометрический
состав абразивных частиц, попадающих в пары
трения и т.д.) могут существенно меняться [5].
В результате возникает необходимость исполь-
зования для наплавки одинаковых деталей ходовой
части гусеничных машин (опорные катки, ролики,
звенья гусениц) наплавочных материалов, отличаю-
щихся, в первую очередь, по твердости, а также по
химическому составу и структуре. Было установле-
но [6], что в зависимости от упомянутых условий
эксплуатации твердость металла, наплавленного на
детали ходовой части гусеничных машин, должна
изменяться в пределах HV 285…435 (НВ 283…413),
что практически не достижимо при использовании
одной марки наплавочной проволоки.
ранее было показано [7], что изменять твер-
дость наплавленного металла в достаточно ши-
роких пределах можно при дуговой наплавке по
слою легирующей шихты, предварительно на-
несенной на наплавляемую поверхность. Одна-
ко этот способ имеет существенный недостаток
– при его использовании получить заданный со-
став и хорошее формирование наплавленного ме-
талла удается только в узком диапазоне режимов
наплавки [1]. Улучшить эти показатели можно за
счет наложения внешнего магнитного поля, кото-
рое, по некоторым данным, оказывает положи-
тельное влияние на формирование наплавленных
валиков и свойства наплавленных слоев [8, 9].
цель данных исследований заключалась в оп-
тимизации режимов дуговой наплавки под флю-
сом с наложением внешнего магнитного поля по
слою легирующей шихты деталей ходовой части
гусеничных машин, обеспечивающих заданную
твердость наплавленного слоя.
Для достижения поставленной цели были
проведены эксперименты по дуговой наплавке
по слою легирующей шихты, нанесенной на по-
верхность образцов из стали Ст3 с твердостью
НВ 197…207. В процессе наплавки на сварочную
дугу накладывалось внешнее аксиальное магнит-
ное поле, которое увеличивало ширину свароч-
ной ванны. Это позволило наносить присадочную
шихту со смещением от оси дуги и дало возмож-
ность контролировать процесс ее расплавления. В
качестве присадочной шихты использовали дис-
персные порошки карбида кремния (SiC) и аэро-
сила (SiO2), смешанные с порошком железа и свя-
зующих веществ.
Наплавку образцов выполняли проволокой Св-
08А диаметром 3 мм под флюсом АН-348А на
установке УД-209. режим наплавки: ток 400 А,
напряжение 32…36 В, скорость подачи проволо-
ки 160 м/ч, скорость наплавки 12…16 м/ч, шаг на-© В.В. Перемитько, Д.Г. Носов, 2015
50 5-6/2015
Международная конференция «Наплавка»
плавки 6…8 мм, вылет электрода 30 мм, ток по-
стоянный, полярность обратная. Катушку, которая
обеспечивает аксиальное магнитное поле, крепи-
ли на горелку установки таким образом, чтобы
мундштук и электродная проволока, проходящая
через него, служили дополнительным ферромаг-
нитным сердечником. Катушку питали перемен-
ным или постоянным током. В ходе экспериментов
слои присадочной шихты располагали на разном
расстоянии от оси электродной проволоки, а их ши-
рина находилась в пределах 8…10 мм.
Для сокращения количества экспериментов вы-
полняли центральное некомпозиционное планиро-
вание второго порядка для четырех факторов — со-
става смеси; количества наносимых слоев смеси;
эксцентриситета в расположении слоя легирующей
шихты относительно оси электродной проволоки;
индукции внешнего магнитного поля. Обработка
экспериментальных данных была проведена с помо-
щью математического пакета STATISTICA 6.0.
Для измерения твердости на приборе ТК-2 из
наплавленных заготовок вырезали плоские образ-
цы толщиной 15 мм. результаты измерения твер-
дости показывают, что действенность подвода к
катушке переменного магнитного поля выше, чем
постоянного (таблица).
регрессионное уравнение твердости наплав-
ленного металла имеет вид:
HB = – 19,8459 – 894,036А –
– 90,713N + 354,479n + 162,6051B + 695,3873А2 –
– 110,68N2 – 975,169n2 – 1,08627B2 – 17,2259АN +
+ 286,0339Аn + 3,448646АB + 958,2996Nn +
+10,45245NB – 63,9323nB,
где N — расстояние от оси электрода до слоя ших-
ты, мм; A — концентрация (мас. доля) SiC (до
0,15) или SiO2 (свыше 0,15) в шихте; n — количе-
ство слоев; B — индукция магнитного поля, мТл.
Как следует из полученных данных (рис. 1), оп-
тимальным является расположение слоя шихты на
расстоянии от оси электрода 4…10 мм. Если слой
размещается ближе, то он расплавляется полностью
вместе с тугоплавкими частицами, если дальше —
оказывается вне зоны расплавления.
С ростом индукции внешнего магнитного поля
увеличивается ширина сварочной ванны, что вы-
зывает полный переплав шихты и, как следствие,
полное расплавление дисперсного материала. В
результате наблюдается снижение твердости (зона
В = 60…80 мТл, рис. 2).
С целью определения оптимальных параме-
тров режима дуговой наплавки с одновременным
наложением внешнего магнитного поля, обеспе-
чивающих максимальный эффект от вносимо-
го при дуговой наплавке дисперсного материала,
спроектирован программный комплекс (рис. 3).
Параметры режима наплавки, при которых до-
стигается требуемая твердость наплавленного
слоя, определяются в такой последовательности.
Этап 1. Пользователь вводит значение необхо-
димой твердости наплавленного слоя НВ.
Этап 2. Задается диаметр электродной прово-
локи dэ (мм) и предлагается либо автозаполнение
форм базовых режимов наплавки (ток Iн (А), ско-
рости наплавки vн и подачи проволоки vпп (м/ч))
из базы данных программы, либо ручной ввод
указанных режимов. Пользователь назначает ус-
Пропорции смесей и их расход на единицу длины шва
Схема нанесения слоев
Твердость НВ
Наплавленного слоя ЗТВ
Без дополнительных воздействий 243 220
С наложением постоянного магнитного поля, Bz = 20 мТл 248 229
С наложением переменного магнитного поля, f = 50 Гц, Bz = 20 мТл 277 239
С наложением переменного магнитного поля; наплавка по шихте с порошком SiC 452 227
С наложением переменного магнитного поля; наплавка по шихте с порошком SiO2 512 245
рис. 1. Зависимость твердости (НВ) наплавленного металла
от расстояния N между осью электрода и слоем шихты и кон-
центрации А (мас. доля) аэросила (SiO2) в шихте
рис. 2. Зависимость твердости (НВ) наплавленного металла
от магнитной индукции В (мТл) внешнего аксиального поля и
концентрации А (мас. доля) аэросила (SiO2) в шихте
515-6/2015
Современные способы наплавки
ловия дальнейшего расчета параметров наплавки:
с применением дополнительного магнитного поля
(МП) или без него.
Этап 3. расчет ширины наплавленного единич-
ного валика е (мм), формирующегося в условиях
наплавки при заданных режимах и шаге наплав-
ки Н. Если был выбран режим наплавки с МП, то
из базы данных программой выбираются значения
индукции МП, выполняется корректировка шири-
ны валика и шага наплавки.
Этап 4. расчет твердости наплавленного слоя
НВ при наплавке без применения шихты.
Этап 5. Определение координат расположения
слоя шихты как функции N = f(e, H).
Этап 6. Определение твердости наплавленного
металла с использованием имеющейся базы дан-
ных. Включает в себя оптимизацию концентрации
порошкового материала и минимизацию количе-
ства нанесенных слоев шихты.
Выполняется комплексная обработка данных
с применением алгоритмов и моделей, опублико-
ванных в работах [10, 11].
Как показывает практика использования про-
граммы, при условии автокорректировки режимов
наплавки возврат к исходному блоку в ручном ре-
жиме не требуется в 95 % случаев.
Выводы
1. Определено, что использование переменного
магнитного поля, накладываемого на сварочную
дугу, вызывает большее увеличение твердости на-
плавляемого металла, чем использование посто-
янного магнитного поля.
2. Предложена аналитическая зависимость для
определения твердости наплавляемых слоев, кото-
рая достигается при дополнительной подаче леги-
рующей шихты с карбидами или оксидами крем-
ния и наложении внешнего магнитного поля.
3 разработан программный комплекс для опре-
деления параметров дуговой наплавки, обеспе-
чивающих максимальный эффект от вносимого
дисперсного материала и наложения внешнего
магнитного поля.
1. Фрумин И.И. Автоматическая электродуговая наплавка.
– харьков: Металлургиздат, 1961. – 421 с.
2. Лившиц Л.С., Гринберг Н.А., Куркумелли Э.Г. Основы ле-
гирования наплавленного металла. – М.: Машинострое-
ние, 1969. – 188 с.
3. Износостойкость и структура твердых наплавок / М.М.
хрущев, М.А. Бабичев, Е.С. Беркович и др. – М.: Маши-
ностроение, 1971. – 94 с.
4. Рябцев И.А. Наплавка деталей машин и механизмов. –
Киев: Экотехнология, 2004. – 160 с.
5. Перемітько В.В., Кузнецов В.Д. Урахування грануломе-
тричного складу абразиву при відновному наплавленні
деталей ходової частини гусеничних машин // Проблеми
тертя та зношування. – 2014. – № 3 (64). – С. 125–130.
6. Перемитько В.В., Чередник Е.А. Адаптационная техно-
логия восстановления деталей ходовой части дорожных
машин // Сварщик. – 2010. – № 4. – С.16–17.
7. Перемитько В.В. Износостойкая дуговая наплавка по
слою легирующей шихты // Автомат. сварка. – 2014. –
№ 8. – С.56–59.
8. Размышляев А.Д., Миронова М.В. Магнитное управле-
ние формированием валиков и швов при дуговой наплав-
ке и сварке. – Мариуполь: Приазов. гос. техн. ун-т, 2009.
– 196 с.
9. Рижов Р.М., Кузнецов В.Д. Магнітне керування якістю
зварних з’єднань. – Київ: Екотехнологія, 2010. – 288 с.
10. Носов Д.Г., Перемітько В.В. Алгоритм оптимізації тех-
нологічних параметрів режиму наплавлення деталей
типу «вал» та його реалізація // Математичне моделю-
вання. – 2009. – № 1 (20). – С. 33–36.
11. Перемитько В.В. Рейдерман Ю.И., Чередник Е.А. Мето-
дика расчета оптимальных режимов наплавки // х Між-
державна науко.-метод. конф. «Проблеми математичного
моделювання»: матеріали конференції. – Дніпродзер-
жинськ: ДДТУ, 2006. – С. 84–85.
Поступила в редакцию 10.04.2015
рис. 3. Алгоритм определения оптимальных параметров ре-
жима наплавки
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-113045 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0005-111X |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-30T16:01:41Z |
| publishDate | 2015 |
| publisher | Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Перемитько, В.В. Носов, Д.Г. 2017-01-31T17:54:47Z 2017-01-31T17:54:47Z 2015 Оптимизация режимов дуговой наплавки под флюсом по слою легирующей шихты деталей ходовой части гусеничных машин / В.В. Перемитько, Д.Г. Носов // Автоматическая сварка. — 2015. — № 5-6 (742). — С. 49-51. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 0005-111X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/113045 621.791.927.535 Проведена оптимизация режимов дуговой наплавки под флюсом с наложением внешнего магнитного поля по слою легирующей шихты деталей ходовой части гусеничных машин. Изучено влияние параметров внешнего аксиального магнитного поля и вносимого с шихтой порошков карбида кремния SiC и аэросила SiO2 на твердость и микротвердость наплавленного металла. При проведении экспериментов меняли концентрацию соединений кремния в легирующей шихте, количество наносимых слоев, отклонение в расположении последних относительно оси дуги, а также индукцию внешнего магнитного поля. Представлена регрессионная зависимость твердости от параметров режима наплавки для двух типов шихты. Спроектирован программный комплекс, предназначенный для определения параметров режима дуговой наплавки по предложенной схеме для обеспечения достижения максимального эффекта от использования внешних воздействий. The optimization of modes of submerged arc surfacing with application of external magnetic field over the layer of alloying charge of caterpillar machine running gear parts was carried out. The influence of external axial magnetic field parameters and powders of silicon carbide SiC and aerosil SiO2, introduced with the charge, on hardness and microhardness of the deposited metal was studied. During experiments the concentration of silicon compounds in alloying charge, number of deposited layers, deviation in the arrangement of the latter relatively to the arc axis as well as induction of the external magnetic field were changed. The regression dependence of hardness on surfacing mode parameters for two types of charge is presented. The software complex was designed intended to determine the parameters of arc surfacing mode according to the proposed scheme to provide the maximum effect of using external influences. ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Автоматическая сварка Современные способы наплавки, технологии наплавки и их применени Оптимизация режимов дуговой наплавки под флюсом по слою легирующей шихты деталей ходовой части гусеничных машин Optimization of modes of submerged arc surfacing over the layer of alloying charge of caterpillar machine running gear parts Article published earlier |
| spellingShingle | Оптимизация режимов дуговой наплавки под флюсом по слою легирующей шихты деталей ходовой части гусеничных машин Перемитько, В.В. Носов, Д.Г. Современные способы наплавки, технологии наплавки и их применени |
| title | Оптимизация режимов дуговой наплавки под флюсом по слою легирующей шихты деталей ходовой части гусеничных машин |
| title_alt | Optimization of modes of submerged arc surfacing over the layer of alloying charge of caterpillar machine running gear parts |
| title_full | Оптимизация режимов дуговой наплавки под флюсом по слою легирующей шихты деталей ходовой части гусеничных машин |
| title_fullStr | Оптимизация режимов дуговой наплавки под флюсом по слою легирующей шихты деталей ходовой части гусеничных машин |
| title_full_unstemmed | Оптимизация режимов дуговой наплавки под флюсом по слою легирующей шихты деталей ходовой части гусеничных машин |
| title_short | Оптимизация режимов дуговой наплавки под флюсом по слою легирующей шихты деталей ходовой части гусеничных машин |
| title_sort | оптимизация режимов дуговой наплавки под флюсом по слою легирующей шихты деталей ходовой части гусеничных машин |
| topic | Современные способы наплавки, технологии наплавки и их применени |
| topic_facet | Современные способы наплавки, технологии наплавки и их применени |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/113045 |
| work_keys_str_mv | AT peremitʹkovv optimizaciârežimovdugovoinaplavkipodflûsomposloûlegiruûŝeišihtydetaleihodovoičastiguseničnyhmašin AT nosovdg optimizaciârežimovdugovoinaplavkipodflûsomposloûlegiruûŝeišihtydetaleihodovoičastiguseničnyhmašin AT peremitʹkovv optimizationofmodesofsubmergedarcsurfacingoverthelayerofalloyingchargeofcaterpillarmachinerunninggearparts AT nosovdg optimizationofmodesofsubmergedarcsurfacingoverthelayerofalloyingchargeofcaterpillarmachinerunninggearparts |