Анотація до роботи:

Кадава В.В. Удосконалювання складу і процесу наплавлення порошковою стрічкою деталей з низьколегованих сталей, працюючих в умовах тертя металу об метал.–рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.06 – «Зварювання і споріднені технології».– Приазовський державний технічний університет Міністерства освіти і науки України, Маріуполь, 2002 р.

Дисертація присвячена питанню поліпшення технологічних характеристик процесу наплавлення і складу порошкової стрічки для механізованого дугового наплавлення деталей з низьколегованих сталей, що працюють в умовах тертя металу об метал.

Був проведений комплекс теоретичних і експериментальних досліджень, спрямованих на розвиток методів розрахунку, уточнення вихідних даних, вирішення оптимізаційних задач і, як наслідок, поліпшення технологічних характеристик процесу наплавлення і складу порошкової стрічки для електродугового наплавлення деталей з низьколегованих сталей.

Розроблено склад металу (0,20-0,25% C; 0,8-1,0% Mn; 0,25-0,40% Si; 0,7-0,9% Cr; 0,22-0,26% V; 0,20-0,25% Ti) для відновлення деталей з низьколегованих сталей, що працюють в умовах тертя металу об метал, з оптимальним поєднанням зносостійкості і технологічності.

Розроблено порошкову стрічку зі змістом газошлакоутворюючих (плавиковий шпат: карбонатний шлам: перовскітовий концентрат =5:2:3) у кількості 6-7% у шихті, що забезпечує високі зварювально-технологічні властивості.

Була модернізована установка для наплавлення з пристроєм для попереднього підігріву, що забезпечує рівномірне плавлення оболонки і сердечника, яке поліпшує якість наплавленого шару.

Розроблені технологічний процес, порошкова стрічка й устаткування пройшли промислові іспити в умовах ВАТ «Краматорський завод важкого верстатобудування» і рекомендовані до використання в машинобудуванні для наплавлення деталей, що працюють в умовах тертя металу об метал. Упровадження результатів роботи дозволило одержати річний економічний ефект у сумі 63,8 тис.грн. (у цінах 2001 р.).

1. Приведене теоретичне узагальнення і нове рішення науково-технічної задачі рівномірного надходження компонентів шихти в зварювальну ванну, що необхідно для підвищення експлуатаційних характеристик наплавленого металу.

2. Використовуючи як параметри оптимізації зносостійкість, опірність утворенню кристалізаційних тріщин і твердість, методом планування експерименту розроблений склад металу (0,20-0,25% C; 0,8-1,0% Mn; 0,25-0,40% Si; 0,7-0,9% Cr; 0,22-0,26% V; 0,20-0,25% Ti) для відновлення деталей з низьколегованих сталей, що працюють в умовах тертя металу об метал, з оптимальним поєднанням зносостійкості і технологічності.

3. Доведено, що використання в якості газоутворюючого компонента карбонатного шламу, що є відходом виробництва, дозволяє запобігти вибуховий характер газоутворення і поліпшити якість захисту розплавленого металу.

4. Дослідження теплового стану сердечника з різними зв’язуючими в складі шихти по довжині вильоту електрода дозволило визначити основні вимоги до зв’язуючого сердечника:

• максимальна теплопровідність, що забезпечує його інтенсивний прогрів до повного термохімічного перетворення з формуванням заданої структури новоутворень;

• мінімальний негативний вплив на зварювально-технологічні властивості порошкової стрічки;

• оптимальні температури початку основних процесів термічного розпаду;

• висока технологічність у виготовленні, що забезпечує досягнення однорідності його розподілу по обсязі сердечника;

• забезпечення переходу дискретної композиції сердечника в зв'язану систему при мінімально можливій кількості адгезіва;

• забезпечення відповідності екологічним і санітарно-гігієнічним нормам;

• доступність і низька вартість.

5. Розроблено порошкову стрічку зі змістом газошлакоутворюючих (плавиковий шпат: карбонатний шлам: перовскітовий концентрат =5:2:3) у кількості 6-7% у шихті, що забезпечує стабільні зварювально-технологічні властивості.

6. Показано, що зміни основних енергосилових, геометричних і фізичних параметрів процесу прокатки порошкової стрічки з полістиролом у шихті в залежності від коефіцієнта тертя носять нелінійний характер і можуть бути описані поліномом четвертого ступеня.

7. Визначено область оптимальних режимів наплавлення, що забезпечує одержання якісного формування наплавленого валика на постійному і перемінному струмі. При наплавленні на перемінному струмі коефіцієнт розплавлення a_р на 18-22% більше, а коефіцієнт втрат у 1,5-2 рази більше, ніж при наплавленні на постійному струмі. Розбризкування електродного металу на перемінному струмі відбувається в основному великими (більше 2г) і середніми (0,05-2г) краплями, а на постійному струмі – середніми (0,05-2г) і дрібними (< 0.05г). Загальна маса розбризканого електродного металу на перемінному струмі приблизно в два рази більша, ніж на постійному.

8. Модернізовано установку для наплавлення з пристроєм для попереднього підігріву, що забезпечує рівномірне плавлення оболонки і сердечника, яке поліпшує якість наплавленого шару.

9. Розроблений технологічний процес, порошкова стрічка й устаткування пройшли промислові іспити в умовах ВАТ «Краматорський завод важкого верстатобудування» і рекомендовані до використання в машинобудуванні для наплавлення деталей, що працюють в умовах тертя металу об метал.

10. Впровадження результатів роботи дозволило одержати річний економічний ефект у сумі 63,8 тис.грн. (у цінах 2001 р.).

Публікації автора:

1. Кассов В.Д., Чигарев В.В., Кадава В.В. Наплавка порошковой лентой как эффективный метод повышения долговечности металлургического оборудования// Захист металургійних машин від поломок: Зб. наук. праць.–Вип.5.–Маріуполь, 2000.–С.262-265.

2. Кассов В.Д., Чигарев В.В., Кадава В.В. Высококачественные порошковые электроды для восстановления штамповой оснастки// Удосконалення процесів та обладнання обробки тиском в металургії і машинобудуванні: Зб. наук. праць.– Краматорськ, 2000.–С. 487-491.

3. Кассов В.Д., Воленко И.В., Кадава В.В. Моделирование нагрева оболочки порошковой ленты// Вісник Приазовського держтехуніверситету: Зб. наук. праць.– Маріуполь, 2001.– № 11.– С. 186-190.

4. Кассов В.Д., Чигарев В.В., Кадава В.В. Выбор оптимальных режимов наплавки тел вращения порошковой лентой// Сб. научн. трудов Украинского государственного морского технического университета.–Николаев: УДМТУ, 2001.–№2 (374).–С.100-106.

5. Кассов В.Д., Чигарев В.В., Кадава В.В. Моделирование параметров наплавки инструмента порошковой лентой// Прогрессивные технологии и системы машиностроения: Междунар. сб. научн. трудов.–Донецк: ДонГТУ.–2001.–вып. 15.–С.133-139.

6. Кассов В.Д., Кадава В.В. Термоциклические изменения в сердечнике дифференцированно подогреваемой порошковой ленты при наплавке штамповой оснастки// Удосконалення процесів та обладнання обробки тиском в металургії і машинобудуванні: Зб. наук. праць.– Краматорськ, 2001.–С.104-109.

7. Патент України №43716 МКІ В23К 9/04, 9/16. Установка для дугового зварювання і наплавлення порошковим електродом/ Чигарьов В.В., Кассов В.Д., Гавриш П.А., Кадава В.В.; Приазовський державний технічний університет. – №2001053574; Заявл. 28.05.2001; Опубл. 17.12.2001; Бюл. №11.

8. Чигарев В.В., Кадава В.В., Воленко И.В. Оптимизация режимов производства порошковой ленты// Сб. докладов II Междунар. конф. по сварочным материалам стран СНГ «Дуговая сварка. Материалы и качество на рубеже XXI века».– Орел. – 2001.– С.197.

9. Чигарев В.В., Воленко И.В., Кадава В.В. Моделирование нагрева вылета порошкового электрода// Тези доповіді VIII регіональній науково-технічній конференції, присвяченій 10-річчю незалежності України. – Маріуполь: ПДТУ.–2001.–С.169-170.

В приведених роботах автору належить наступне:

[1], [5], [7] Проведені експериментальні дослідження та оброблені результати.

[2] Проведений аналіз переваги наплавлення порошковою стрічкою в порівнянні з іншими способами наплавлення, оброблені результати швидкісної кінозйомки процесу плавлення порошкової стрічки, проведені диференційно-термічні і термографічні дослідження.

[3] Експериментально перевірена математична модель.

[4], [6] Розроблені програмні засобів і їхня чисельна реалізація

[8] Розроблений пристрій для вимірювання сили прокатки порошкової стрічки.

[9] Проведене дослідження температуропровідності шихти в залежності від ступеню її ущільнення і розміру часток.