Макковеев В.В., Лыжин А.С., Верещагин С.А.
ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ АНТИКОРРОЗИОННОЙ НАПЛАВКИ АУСТЕНИТНОГО КЛАССА *
Аннотация:
статья посвящена повышению производительности наплавки новой технологии антикоррозионной аустенитной наплавки на стали ферритного класса, на примере ручной и автоматической наплавок.
Ключевые слова:
наплавка, производительность, тандемная сварка, проволока, металл
Введение. Вопрос сокращения текущих расходов на предприятии всегда актуален для решения вопроса повышения рентабельности любого производства. Например, в условиях судостроительного производства выполняется антикоррозионная наплавка, выполняемая проволокой аустенитного класса. Так, например, при использовании автоматической сварки непрерывного соединения экономит на 30% нормированного времени по сравнению с ручной сваркой, эффективность примерно в 3 раза выше, чем при ручной сварке.Целью работы является перевод ручного способа наплавки на автоматический, без потери качества и изменения структуры наплавки. Постановка задачи. В вопросе значительного уменьшения расходов связанные с сварочными работами значительную роль играет технология автоматической наплавки. Данная наплавка является одним из наиболее эффективных и экономически выгодных способов сварки. Общие сведения. Для примера рассмотрим крышку комингса, которая представляет собой опорное кольцо с приваренной сверху сферой, обухами и кронштейном.Тандемная сварка – вместо одиночной проволоки, подается две проволоки, меньшего диаметра. Питания дуги осуществляется от одного источника, а сварочный ток протекает по обеим проволокам. При тандемной сварке положение электродных проволок относительно линии стыка можно изменять от перпендикулярного до параллельного. При повороте проволок параллельно стыку глубина проплавления увеличивается, а риск образования подрезов и пор снижается. Связано это с тем, что длина ванны получается наибольшей, а потому времени на удаление газов из ванны в этом случае больше. При перпендикулярном расположении проволок относительно стыка глубина проплавления наименьшая. Преимуществами данного способа являются более высокая производительность и большая доля участия присадочного материала в металле шва. Рисунок 1. Схематическое изображение «Тандемной» сварки.Рассмотрим антикоррозионную наплавку на примере водонепроницаемой двери.Рисунок 2. Крышка комингса.Водонепроницаемая дверь изготавливается из стальной поковки марки АБ 2 – ПК. Наплавка на обечайку выполняется проволокой Св-07Х25Н12Г2Т, вместо электродов ЭА-48М/22.Механические свойства АБ2-ПК согласно таблицы 1.1.Таблица 1.1. Механические свойства АБ2-ПК. Химический состав АБ2-ПК согласно таблицы 1.2.Таблица 1.2. Химический состав АБ2-ПК.Электроды ЭА-48М/22 с основным покрытием, предназначены для ручной дуговой сварки ответственных крупногабаритных конструкций из разнородных сталей (аустенитных высокомарганцовистых сталей с низколегированными и легированными высокопрочными) в судостроении. Механические свойства ЭА-48М/22 согласно таблице 1.3.Таблица 1.3 – Механические свойства ЭА-48М/22.Химический состав ЭА-48М/22 согласно таблице 1.4. Таблица 1.4. Химический состав ЭА-48М/22.СВ-07Х25Н12Г2Т - высоколегированная сварочная проволока, предназначенная для сварки конструкций и изделий из разнородных сталей.Механические свойства Св-07Х25Н12Г2Т согласно таблице 1.5.Таблица 1.5. Механические свойства Св-07Х25Н12Г2Т.Химический состав Св-07Х25Н12Г2Т согласно таблицы 1.6Таблица 1.6. Химический состав Св-07Х25Н12Г2Т.Так как крышка должна плотно прилегать к комингсу, а также контактировать с агрессивной средой – морской водой, необходимо производить наплавку. Наплавка антикоррозионного слоя является наиболее прогрессивной и финансово выгодной технологией для производства специального оборудования для химической, нефтехимической и энергетической отрасли. Наплавка нержавеющих, хромосодержащих сплавов на конструкционные, низколегированные и высокопрочные стали позволяет изготавливать изделия, работающие в самых жёстких условиях, в которых опасным фактором является коррозия металла.Основным преимуществом наплавки антикоррозионными материалами является возможность создания защитного покрытия на уже готовой металлической детали. Это позволяет существенно сократить время и затраты на производство, а также увеличить эффективность использования изделия. Рисунок 3. Выполнение наплавки на опорное кольцо.Современные методы расчета химического состава сварного многопроходного соединения.Диаграмма Шеффлера позволяет - в большинстве случаев с достаточной точностью - графически определять структуру основного металла, сварочного материала и металла шва. Для этого необходимо знать химический состав вышеупомянутых материалов. Положения точек, указывающих на структуру материалов, вычисляются через их химический состав с помощью формул так называемых Сr- и Ni- эквивалентов. При соединении этих точек на диаграмме получается «прямая разбавления», по которой можно определить структуру металла при любой степени разбавления. Для нахождения точки, соответствующей определенной структуре, длина прямой принимается за 100 %, и по ней откладывается степень разбавления для используемого способа сварки. По положению этой точки на диаграмме возможно оценить пригодность выбранных условий сварки (сварочные материалы, способ и параметры) для получения шва с определенными свойствами.Рассчитаем структуру металла сварного шва на примере одного холостого валика электродами ЭА-48М/22 и валика проволокой Св-07Х25Н12Г2Т.Содержание рассматриваемого элемента в металле шва определяется на основании правила смешения по формуле (1),Хш= 0 Хом+(1 0) Хэ, (1)где [X]ш – содержание рассматриваемого элемента в металле шва,[X]ом – содержание этого же элемента в основном металле,(1- о) – доля участия электродного металла в металле шва,[Xэ] – содержание рассчитываемого элемента в металле, наплавленном электродами или сварочной проволокой, X – переход данного элемента из покрытия в шов или его выгорание, о – доля участия основного металла в металле шва.Определим долю участия основного металла в металле шва по графику З.А. Добротиной.Рисунок 4. Доля участия основного металла в различных слоях шва.Таким образом получаем долю основного металла в слое шва, примерной равной 40%. Используя выражение, рассчитаем химические элементы и определим предполагаемую структуру наплавки с использованием электродов ЭА-48М/22.Cr=0,40 0,7+0,60 26=15,88%.Mo=0,40 0,25+0,60 0=0,10%.Si=0,40 0,4+0,60 1,40=1,00%.Ti=0,40 0+0,60 0,03=0,02%.Ni=0,40 3,2+0,60 13=9,08%.C=0,40 0,10+0,60 0,10=0,10%.Mn=0,40 0,85+0,60 3,60=2,50%.Al=0,40 0,05+0,60 0,05=0,05%.Crэкв=15,88+0,10+1,5 1,00+5 0,02+2 0,05=17,65%.Niэкв=9,08+30 0,10+0,5 2,50=13,33%.Рисунок 5. Структура сварного шва при сварке электродами ЭА-48М/22.Так же рассчитаем химические элементы и определим предполагаемую структуру наплавки с использованием проволоки Св-07Х25Н12Г2Т.Cr=0,40 0,7+0,60 24,00=14,68%.Mo=0,40 0,25+0,60 0,25=0,25%.Si=0,40 0,4+0,60 0,50=0,19%.Ti=0,40 0+0,60 1,00=0,60%.Ni=0,40 3,2+0,60 13=9,08%.C=0,40 0,10+0,60 0,09=0,10%.Mn=0,40 0,85+0,60 2,50=1,84%.Crэкв=14,68+0,25+1,5 0,19+5 0,60=18,22%.Niэкв=9,08+30 0,10+0,5 1,84=13,00%.Рисунок 6. Структура сварного шва при сварке проволокой Св-07Х25Н12Г2Т.При замене сварочных материалов мы получили требуемую нам структуру для антикоррозионной наплавки.Выводы.Применение технологии тандемной сварки позволяет увеличить производительность наплавки в 2,5-3 раза по сравнению с наплавкой электродом. Уменьшение количества проходов в свою очередь приводит к уменьшению расход флюса на 10-40 % по сравнению с одноэлектродной наплавкой, что также дает дополнительный экономический эффект.При переводе ручной дуговой наплавки на автоматическую, теоретически, не изменилась структура наплавленного слоя.
Номер журнала Вестник науки №4 (73) том 3
Ссылка для цитирования:
Макковеев В.В., Лыжин А.С., Верещагин С.А. ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ АНТИКОРРОЗИОННОЙ НАПЛАВКИ АУСТЕНИТНОГО КЛАССА // Вестник науки №4 (73) том 3. С. 508 - 519. 2024 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/13985 (дата обращения: 19.05.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2024. 16+