Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Целлюлозное покрытие не допускает перегрева при сушке и в процессе сварки, что приводит к выгоранию органических составляющих покрытия, и как следствие, к непостоянству химического состава шва по его длине. Связи с низким содержанием в металле марганца и повышенного кремния, швы оказываются загрязнены мелкодисперсными силикатными включениями.

Электроды с покрытием рассматриваемого типа формируют металл с пониженными пластическими свойствами (ударная вязкость 70 - 100 Дж/см²), особенно при отрицательных температурах, и ещё один характерный недостаток - сильное разбрызгивание металла при сварке (потери до 20%). Металл, наплавленный электродами с целлюлозным покрытием соответствует полуспокойной стали. Электроды с покрытием этого типа применяются главным образом для сварки низкоуглеродистой стали малой толщины на переменном и постоянном токе любой полярности, очень удобны при монтажных работах (любые пространственные положения).

Покрытия смешанного вида (П).

Кроме вышеперечисленных видов покрытий существуют так называемые смешанные покрытия. Условно их можно классифицировать следующим образом: рутил-карбонатное(АНО-3, АНО-4, АНО-5); рутил-карбонатно-фтористое(ОЗЛ-9); ильменитовое(АНО-6); пластмассовое(ВСП-1) и покрытия разнообразных наплавочных электродов. Создание смешанных покрытий основано на комбинировании описанных выше типов покрытий. Такой подход позволяет сочетать в конкретной марке электрода преимущества взятых за основу основополагающих типов. [9,11,12,13,14,22]. Некоторые механические свойства металла, наплавленного электродами с различными типами покрытий приведены в таблице 1.2. [8]

Таблица 1.2 - Механические свойства металла наплавленного электродами

с разными типами покрытий

Окончание таблицы 1.2

Из приведённых выше сведений видно, что наилучшими механическими свойствами обладает металл наплавленный электродами с покрытием основного типа. Этим и объясняется выбор направления разработок.

2 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ, ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ

Исследование технологических свойств электродов для ручной дуговой сварки, созданных из минерального сырья Дальневосточного региона проводилось с использованием установки, изготовленной на кафедре, представленной на рисунке 2.1. Сварка осуществлялась наклонным электродом с постоянным углом наклона 30-45° к наплавляемой поверхности. Нижний конец электрода выступающим краем обмазки опирается на свариваемое изделие, а верхний конец закрепляется в электрододержателе. Дуга возбуждается замыканием конца электрода на наплавляемую поверхность. По мере расплавления и опускания электрода образуется валик наплавленного металла. Сечение шва регулируется изменением угла наклона электрода. При таком способе полностью исключаются отрицательные факторы, существенно влияющие на параметры и качество формирующегося валика и зависящие от индивидуальных способностей сварщика.

Рисунок 2.1 - Устройство для проверки технологических свойств электродов

В качестве источников питания использовались трансформатор ТД-300 и выпрямители: ВДУ-505, ВКСМ-1000 с пределом регулирования сварочных токов 10-300А.

2.1 Оборудование для подготовки шихтовых материалов

Для размола и смешивания порошков шихты электродов использовалась шаровая мельница. Разделение порошков на необходимые фракции осуществлялось на приборе модели 029 с набором вращающихся и встряхиваемых сит с номерами от 0,4 до 0,05.

При формировании весового состава шихты применялись весы марки ВЛКТ-2000 с классом точности 4 и ВЛР с классом точности 5.

Сушка и прокаливание электродов, а также термообработка сплавов, проводились в муфельной электрической печи СШОЛ11,6/11-М1.

2.2 Оборудование для контроля параметров связующих

Плотность жидкого стекла (связующего) измерялась ареометром с ценой деления 0,01 при температуре 20^оС. При других условиях определялась фактическая температура жидкого стекла (Т) и его плотность (_т) с последующим переводом к плотности при 20^оС:

, (2.1)

где – плотность жидкого стекла при 20^оС.

Вязкость жидкого стекла определялась методом падающего стального шарика диаметром 3,5 мм.

Изготовленный для этой цели вискозиметр представляет собой стеклянный цилиндр с внутренним диаметром 40 мм, высотой 750 мм, заглушенный с одной стороны. Расстояние между рабочими рисками 500 мм. Время движения шарика между рисками в среде жидкого стекла замерялось секундомером.

Коэффициент вязкости в сантипуазах определялся по пяти замерам:

(2.2)

где – плотность материала шарика, г/см³;

– плотность жидкого стекла, г/см³;

– радиус шарика, см;

– ускорение свободного падения, см/с²;

– скорость движения шарика, см/с.

2.3 Оборудование для металлографического анализа

При макроанализе сварных швов и валиков наплавленного металла использовался бинокулярный микроскоп МБС - 9 с увеличением до ×100. Определялись виды изломов, наличие нарушений сплошности (рыхлоты, пористость, свищи, газовые пузыри и др.), грубые неметаллические включения и т.д.

Исследование структуры полученных сплавов при микроскопическом анализе проводилось с помощью металлографического микроскопа ЕС МЕТАМ РВ-21 при увеличении до ×1000 и программно-аппаратного комплекса металлографического анализа «СпектрМет-5.6».

Микротвёрдость определялась на приборе ПМТ-3 с учётом рекомендаций по выбору нагрузки и времени нагружения [28,29]. Измерения проводились в дифференциальных по цвету областях, расположенных в различных зонах образцов.

Подготовка и химическое травление образцов при анализах микроструктур осуществлялась по методикам, изложенным в [29,30].

2.4 Оборудование для спектрального анализа

Элементный состав полученных материалов изучался с помощью рентгеновского спектрометра "Спектроскан МАКС-GV" и стилоскопа СЛ-13 [30].

Подготовка образцов для исследований осуществлялась по стандартной технологии. Для шлифования поверхности использовалась шлифбумага с частицами карбида кремния и оксида алюминия различной фракции: от 70 до 20 мкм. Полирование проводилось на фетровой основе, пропитанной алмазной пастой с величиной частиц 3...0,25 мкм.

2.5 Оборудование для анализа физико-механических и

эксплуатационных свойств сплавов

Исследование твёрдости образцов полученных материалов и покрытий проводилось следующими способами:

- вдавливанием шарика диаметром 5 или 10 мм по методу Бринелля на приборе ТШ-2М. Пределы измерений от 80 до 4500 НВ, испытательные нагрузки 1840; 2450; 9810; 29430 Н с продолжительностью выдержки 10-15 с. Для измерения диаметров отпечатков использовался отсчётный микроскоп МПБ-2;

- вдавливанием алмазного конуса с углом при вершине 120° или стального закаленного шарика диаметром 1,588 мм по методу Роквелла на приборе типа ТК-14-250.

Для определения склонности металла к хрупкому разрушению проводились испытания на ударный изгиб с помощью маятникового копра модели 2010 КМ-30 с запасом потенциальной энергии маятника 300 Дж^. и углом подъёма 15015°. Фиксация заданного угла осуществляется автоматически с помощью пневматического устройства. При испытании использовались образцы по ГОСТ 9454-75 сечением 10х10 мм, длиной 55 мм, с U – образным концентратором напряжений и радиусом в месте надреза 10,2 мм.

Испытания на статическое растяжение металла сварных соединений проводились в соответствии с ГОСТ 6996-60 на испытательной машине МР-500. При испытаниях применялись образцы пропорциональные, цилиндрические и плоские по ГОСТ 1497-73. Формы и размеры головок и переходных частей принимались в соответствии со способами их крепления в захватах машины так, чтобы исключалась возможность проскальзывания в захватах и смятия опорных поверхностей.

Испытания сварных соединений на статический изгиб проводилось по схеме, представленной на рисунок 2.2 с использованием гидравлического пресса усилием 250 кН и универсальной машиной УМЭ-10Т. Скорость деформации образца 15мм/мин. Размеры деталей технологической оснастки:

Д = 2а; r = 25 мм; К = Д+2,5а. Углы изгиба до образования первой трещины замерялись в ненапряжённом состоянии с погрешностью  2^о.

Для определения наличия внутренних дефектов сварных швов использовался ультразвуковой дефектоскоп УД-112 «Пеленг» с призматическими и раздельно-совмещёнными преобразователями, обеспечивающими прозвучивание металла на глубину 1-2500 мм.

2.6 Материалы, используемые для создания электродов

Материалы, используемые в электродном производстве можно разделить на две группы: металлические и неметаллические. К металлическим материалам относятся: проволока, металлические порошки и ферросплавы. Неметаллические материалы - руды, минералы, концентраты, химикаты и др.

Металлические материалы.

В качестве электродных стержней использовалась сварочная проволока марки Св - 08, диаметром 3 и 4мм, ГОСТ 2246-70, имеющая состав:

С = 0,1масс.%; Si = 0,03%; Mn =0,35-0,6%; P и S не более 0,04% каждого.

Для раскисления металла шва использовались ферросплавы марганца и кремния, составы которых приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1- Химический состав ферросплавов

Исследование технологических свойств созданных сварочно-наплавочных материалов для ручной сварки проводилось на подложках из конструкционной стали марки ВСт.3сп имеющей состав: С 0,18 - 0,2%; Si до 0,07%; Mn 0,3 -0,5%; S и P не более 0,045% каждого. Толщина металла подложки варьировалась в пределах от 5 до 10мм.

Неметаллические материалы.

Характеристики

Список файлов ВКР