РАЗРАБОТКА ФЛЮСА ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ НАПЛАВКИ (1211024)
Текст из файла
М инистерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»
Кафедра «Подвижной состав железных дорог»
К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ
Заведующий кафедрой
__________В.М.Макиенко
«____»________20___г.
РАЗРАБОТКА ФЛЮСА ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ НАПЛАВКИ
РЕЗЬБОВОЙ ЧАСТИ ОСИ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ
Пояснительная записка к дипломному проекту
ДП 190302.65.В.6В6.00 - ПЗ
Студент И.Ю.Лябушев
Консультант по безопасности
жизнедеятельности
д.т.н., профессор В.Д. Катин
Консультант по экономике
к.э.н., профессор В.А. Подоба
Руководитель
старший преподаватель А.В.Лукьянчук
Нормоконтроль
старший преподаватель Я.В. Жатченко
Хабаровск-2016
Аннотация
В работе проведены анализы дефектов подвижного состава и способов их устранения. Из полученных данных видно, что из всех видов дефектов подвижного состава преобладают износы, а из способов восстановления – наплавка различными способами, в том числе автоматическая под флюсом.
Проведенные исследования показали возможность получения качественных флюсов для наплавки из минерального сырья Дальневосточного региона. Эксперимент показал, что металл наплавленный опытным флюсом не уступает по свойствам металлу шва сформированного под флюсом предусмотренным нормативной документацией.
Дипломный проект состоит из 9 плакатов А1, 87 страниц пояснительной записки.
Annotation
The analysis of rolling stock defects and their solutions. It is seen from the data that all types of rolling defects predominate wear, and methods of recovery - surfacing of different ways, including automatic submerged.
Studies have shown the possibility of obtaining high-quality flux for surfacing of mineral resources of the Far Eastern region. The experiment showed that the weld metal experienced flux is not inferior to the properties of the weld metal formed submerged provided standard documentation.
The degree project consists of 9 posters A1, 87 pages of explanatory notes.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………… | 8 |
1 АНАЛИЗ ДЕФЕКТОВ ВАГОНОВ И СПОСОБОВ ИХ УСТРАНЕНИЯ…. | 12 |
1.1 Анализ дефектов вагонов и способов ихустранения | 12 |
1.2 Анализ способов восстановления изношенных деталей …………………… | 13 |
2 ПРОБЛЕМЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ НАПЛАВКОЙ ПОД ФЛЮСОМ …………………………………………………………………………. | 22 |
2.1 Особенности автоматической сварки и наплавки под флюсом………….... | 22 |
2.2 Легирующие элементы в конструкционных сталях подвижного состава… | 24 |
2.3 Проблемы легирования швов и покрытий при сварке и наплавке………… | 26 |
2.4 Исследование возможности легирования швов и покрытий с использованием флюсов на основе минеральных концентратов……………… | 35 |
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ ………………………………………… | 38 |
3 МЕТОДИКА, ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ …………………………. | 40 |
3.1 Методика создания легирующих покрытий ………………………………… | 40 |
3.2 Оборудование ………………………………………………………………….. | 47 |
3.3 Материалы ……………………………………………………………………... | 49 |
4 ТЕХНОЛОГИЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ РЕЗЬБОВОЙ ЧАСТИ ОСИ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ ВАГОНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАЗРАБОТАННЫХ ФЛЮСОВ ………………………………………………………………………… | 52 |
4.1 Технические требования ……………………………………………………… | 52 |
4.2 Исследование состава, микроструктуры и свойств наплавленного металла……………………………………………………………………………… | 57 |
5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА ФЛЮСОВ В ДАЛЬНЕВОСТОЧНОМ РЕГИОНЕ …………………………. | 60 |
6 ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ В ЭЛЕКТРОДНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ ……. | |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………………………….. | 84 |
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………………….. | 85 |
ВВЕДЕНИЕ
Прогресс научных технологий постоянно требует новых материалов, но одновременно создает предпосылки для того, чтобы овладевать все более сложными источниками и в новой форме решать проблемы обеспечения сырьем. Крайне важно значение новых материалов и при создании конкурентоспособных товаров на мировом рынке.
Однако на пути создания новых материалов стоит ряд научно-технических проблем:
- сложная, многоэтапная, с большими трудовыми и энергетическими затратами технология получения чистых легирующих компонентов и последующим их введением в сплавы для обеспечения необходимых свойств;
- отсутствие учета распространенности и наличия легирующих элементов в земной коре различных регионов. Металлургические предприятия большой мощности расположены, в основном, в европейской части России и удалены от запасов сырья на значительные расстояния;
- практически не имеется производственных технологий по переработке минерального сырья с извлечением всех ценных составляющих с полнотой, определяемой современным развитием науки и техники, что влечет за собой интенсивное поглощение запасов полезных ископаемых и их быстрое истощение;
- крайне мало уделяется внимания разработкам и внедрению гибких прогрессивных технологий получения новых материалов с комплексным использованием сырья и приближенных к сырьевым запасам;
- недостаточными темпами решается проблема перманентного удовлетворения человечества в материалах с одновременным сохранением экологии, то есть созданию и внедрению «чистых» технологий.
Отмеченные проблемы особенно остро обозначились в последние годы. Практически во всех передовых странах мира значительно возросли ассигнования в сферу разработки и производства материалов.
В России, после распада СССР, резко ухудшилась сырьевая база страны. Промышленность испытывает острый дефицит в марганце, титане, вольфраме, цирконии, тантале, меди, кобальте и других металлах, служащих специальными легирующими добавками для получения качественных сталей и специальных сплавов [1,2]. Поэтому работы в области создания новых материалов и прогрессивных технологий, комплексного использования сырья (включая и воспроизводство ресурсов) в настоящее время актуальны и требуют повышенного внимания. Актуальность проблемы сохраняется применительно к сварочно-наплавочным технологиям, без которых практически не обходится ни одно предприятие при создании, эксплуатации и ремонте технических устройств. Одной из наиболее надежных и экономичных, считается сварка проволочными электродами под слоем флюса.
В настоящее время при реализации отмеченной технологии для легирования сварочного шва, как правило, используются или легированная сварочная проволока, или смеси сварочных флюсов с добавлением легирующих компонентов.
Однако высокая стоимость легирующих порошков чистых металлов, ферросплавов, вводимых в составы сварочных флюсов, существенно ограничивают выгодные масштабы применения подобных сварочно-наплавочных материалов.
Исследования процессов, происходящих в сварочной ванне, описанны в работах Е.О. Патона, Б.И. Медовара, Г.А. Николаева, А.И. Акулова, Г.Л. Петрова, Н.Н. Рыкалина, Б.Д. Малышева, К.К. Хренова, И.В. Зуева, С.В. Селищева и др. Однако современное
состояние микрометаллургии сварки не позволяет обоснованно прогнозировать свойства получаемого наплавленного металла по исходному составу сварочного флюса и сварочной проволоки. Тем более затруднено решение обратной задачи: обеспечить требуемые свойства наплавленных покрытий путем обоснованного подбора (решения) системы "сварочно-наплавочные материалы – технология". В имеющихся работах отсутствуют сведения по использованию в сварочных флюсах минерального сырья, переработки. Поэтому решение отмеченных проблем является новым направлением в сфере легирования швов и покрытий изделий при традиционных способах сварки и наплавки.
Работы выдающихся материаловедов в сфере комплексного применения сырья В.А Резниченко, Г.П. Швейкина. Н.П. Лякишева, Ю.В. Цветкова, и др. позволили получить массу обнадеживающих результатов. Особенно широкие возможности для развития подобной ориентации имеются в Дальневосточном экономическом районе, где расположено наибольшее в Российской Федерации количество коренных и россыпных месторождений комплекса ценных минералов, при обогащении которых образуются концентраты с большим количеством компонентов, уникальные по своему минеральному и химическому составу. Особый интерес в этом направлении представляет использование в качестве легирующих материалов вольфрамосодержащего минерального сырья, значительные запасы которого находятся в Дальневосточном регионе и в настоящее время практически не используются.
Отмеченное требует от исследователей и работников промышленности обратиться к минеральному сырью как непосредственной стадии получения функциональных материалов, так же и сварочно-наплавочных, дающих возможность повышать ресурс
деталей подвижного состава при его ремонте. Возможности получения таких материалов именно из минерального сырья существенно увеличиваются при использовании энергонасыщенных технологических методов, позволяющих осуществлять "вскрытие" концентратов, их восстановление и синтез материалов. К таким мето дам, наряду с порошковой металлургией, обработкой концентрированными потоками энергии, плазмо-химическими способами, относится и дуговая сварка под слоем флюса, которая нашла большое применение в железнодорожном транспорте, промышленности и строительстве металлоконструкций.
В настоящее время потребности железных дорог Дальнего Востока удовлетворяются сварочно-наплавочными материалами производящимися в западных регионах, что требует значительных материальных затрат на их доставку. Поэтому получение флюсов из местного сырья является важной задачей, требующей безотлагательного решения.
В настоящем дипломном проекте изложены некоторые результаты исследований, возможности применения местного минерального сырья для создания сварочных флюсов, пригодных для формирования на поверхностях деталей подвижного состава покрытий, соответствующих требованиям нормативной документации.
1 АНАЛИЗ ДЕФЕКТОВ ВАГОНОВ И СПОСОБОВ ИХ УСТРАНЕНИЯ
-
Анализ дефектов вагонов
Работа оборудования вагона протекает в условиях изменения температуры и влажности окружаю щего воздуха, его запыленности; непрерывных ударов и вибраций. Все эти факторы проявляют себя по мере увеличения пробега. На деталях и механизмах вагона постепенно появляется износ. В результате чего изменяются геометрические формы и размеры деталей, характер посадки сопряженных деталей и качество их поверхностей. В связи с этим возникает проблема восстановления работоспособности узлов вагона.
Проведенный анализ неисправностей подвижного состава (таблица А.1 Приложение А) показал, что из всех видов дефектов доля, приходящаяся на износы, составляет 42,8%, на трещины – 34,5%, на приварку новых элементов – 18%, прочие – 4,7% (рисунок 1.1).
Таким образом, большинство выбраковываемых при ремонте деталей приходят в негодность в результате износа. Поэтому значительная часть ремонтных работ связана с восстановлением первоначальной посадки в соединениях узлов.
Восстановить первозданную посадку узлов соединения, работа-способность которого нарушена по естественным причинам, а именно износом или деформацией деталей, можно двумя принципиальными путями [4]:
Характеристики
Тип файла документ
Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.
Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.
Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.