CC BY
49
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2014. Технические науки
При круговой развертке усредненное распределение плотности мощности пучка имеет провал в приосе-вой части. Диаметр этого провала (фактически диаметр окружности, описываемой осью сканирующего пучка) и определяет ширину корневой части шва.
При радиусе корня 1-1,5 мм вероятность появления корневых дефектов минимальна. Заслуживает внимания гипотеза о появлении вращательного движения жидкого металла при круговом сканировании пучка с оптимальной частотой. Возникающие при этом центробежные силы препятствуют развитию волновых возмущений сварочной ванны.
Трудноуправляемым в настоящее время дефектом при ЭЛС толщин более 10 мм является коневой дефект, который формируется в конце шва как пустоты различной абстрактной формы. При рентген-контроле данный дефект смотрится как цепь пор различной формы с наложением и соприкосновением. Это явление не имеет ничего общего с привычным нам порообразованием и зависит только от распределения энергии в пятне нагрева. Некачественное формирование луча с искаженным пятном нагрева, как правило, приводит к формированию корневого дефекта и чем хуже пятно нагрева, тем меньше свариваемая толщина, которая поражается данным дефектом. Сварка толщин свыше 12 мм. Не гарантируется от поражения
этим дефектом различной интенсивности. Для устранения этого дефекта необходимо управлять законом распределения энергии в пятне нагрева луча и формировать форму шва таким образом, чтобы в корне шва было притупление с радиусом не менее 1.. .2 мм, правильное перемешивание жидкой фазы шва как по вертикали, так и по горизонтали.
Один из приемов борьбы с корневыми дефектами - полное проплавление свариваемого стыка. Это наиболее надежный и простой способ, позволяющий исключить корневые дефекты, свести к минимуму угловые деформации, уменьшить вероятность образования пор и раковин благодаря улучшению условий дегазации металла сварочной ванны. При сварке в нижнем положении данный прием применяется для соединения металлов с 5м < 40 мм, а при сварке горизонтальным электронным пучком - с 5м < 400 мм.
Библиографическая ссылка
1. Назаренко О. К., Нестеренков В. М., Бондарев А. А., Кравчук Л. А., Архангельский Ю. А. Электронно-лучевая сварка буровых долот. Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины, 2012.
© Марченко Е. С., Муниров Д. В., 2014
УДК 621.762.079
И. И. Моцаренко Научный руководитель - В. В. Богданов Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ИЗНОСОСТОЙКАЯ НАПЛАВКА В ЦЕМЕНТНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Предложены новые способы защиты от комбинированного вида износа в цементной промышленности, которые позволяют увеличить ресурс оборудования и сократить издержки на производстве.
Цементная промышленность - это значительный сегмент в отрасли производства строительных материалов, имеющий важное место в развитии экономики страны, особенно на фоне наблюдающегося строительного «бума». Производство цемента включает в себя различные технологические процессы, от добычи сырья до упаковки готовой продукции, и на каждом этапе этой цепочки возникают проблемы износа оборудования, которые сказываются как на себестоимости конечного продукта, так и на объемах производства.
Износ в цементной промышленности проявляется как комбинированное воздействие таких факторов, как абразия, эрозия, коррозия, трение, давление, температурное воздействие, вследствие чего меняется форма, размеры и состояние частей оборудования. Решить задачи износа можно разными способами - от замены узлов до изменения технологических параметров на участке. Но, в большинстве случаев, наиболее технологичным и экономически обоснованным способом является восстановление оборудования и профилактическая наплавка материалами, устойчивыми к проявляющимся факторам износа.
В отдельных случаях экономически оправданным может быть полное изготовление новых узлов из износостойких плит. Так, на одном из цементных заводов Евроцемента, после замены двигателя на сепараторе на более мощный, возросла скорость подачи сырья, однако вследствие резко увеличившегося износа и участившихся простоев на ремонты, ожидаемого роста производительности достигнуто не было. После изготовления корпуса сепаратора из износостойких плит простои сократились до уровня прежде принятых профилактических норм, а стоимость ремонтных работ снизилась в несколько раз по сравнению с прежними.
Износостойкие листы, из которых был изготовлен корпус сепаратора, представляют собой биметаллические плиты, основой которых является низкоуглеродистая сталь с нанесенным защитным покрытием, которое может быть выполнено:
- роботизированной наплавкой порошковой самозащитной проволокой;
- порошковым напылением с последующим про-плавлением.
Секция «Сварка летательньш аппаратов и родственнее технологии»
При роботизированной наплавке осуществляется контроль скорости охлаждения, позволяющий получить заданную кристаллическую структуру и форму кристаллов. Именно контроль скорости охлаждения позволяет добиться роста кристаллов, в хромо-никелевой матрице, перпендикулярно основе и направлению вектора износа.
Вследствие сильной анизотропии кристаллической решетки, вершины кристаллов карбидов максимально устойчивы к абразивному износу. Неравномерное распределение карбидов при неконтролируемой температуре нагрева-охлаждения, вдобавок ко всему, ведет к неравномерному распределению кристаллов карбидов, хаотично ориентированных в матрице, имеющих непостоянные размеры, что в свою очередь приводит к их быстрому выкрашиванию из матрицы, снижая устойчивость к абразивному износу. Специальная волнообразная форма наплавки, как показала практика, даёт дополнительную устойчивость примерно на 35 % [2].
Существуют задачи, которые решить при помощи готовых специально наплавленных листов не возможно, из за геометрически сложных форм, небольших участков, подвергающихся износу и т. д. Для этих случаев российскими и зарубежными производителями выпускаются проволоки для наплавки, электроды для наплавки и шнуровые припои, устойчивые к различным видам износа.
Данные технологии позволяют производить наплавку на многие узлы цементного производства: зубья валковой дробилки, молотки, пластины, зубья шестеренок и конструктивные элементы питателей. Прежние разработки, не учитывавшие таких факто-
ров, как потери металла на шлакообразования, перемешивание в сварочной ванне основного и наплавленного материала, высокого тепловложения, приводящего к охрупчиванию материала основы, теряют сегодня свою актуальность. Развитие нанотехнологий на основе взаимодействия разных научных отрас-лей(металловедения, кристаллографии, физической и коллоидной химии и пр.) предлагают новые решения, которые при их умелом внедрении, позволяют значительно сократить простои оборудования на время ремонтов, сократить затраты на закупку новых узлов, продлив срок службы старых, в кооперации с новыми системами АСУТП произвести модернизацию устаревшего производства до современных стандартов, решая еще одну проблему износа оборудования, но уже не физического, а морального [3].
Сварочные технологии сегодняшнего дня - это не только путь к снижению издержек производства, а еще и один из ключей в модернизации не только цементной промышленности, но и многих отраслей промышленности России [1].
Библиографические ссылки
1. Родин К. М. Практическая кристаллография. МИСИС, 2005. 488 с.
2. Балакаев А. А. Плиты СБР - надежный метод увеличения межсервисного периода работы оборудования составных цехов. СаБйИп ЕШесйс, 2013.
3. Литвинов А. А. Применение технологий СаБй-Ип в цементной промышленности // Мир Цемента.
© Моцаренко И. И., 2014
УДК 621.791.722
Д. В. Муниров, Е. С. Марченко Научный руководитель - Н. В. Успенский Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
НОВЫЕ ИНВЕРТОРНЫЕ ЭНЕРГОКОМПЛЕКСЫ ЭЛС НА 30 кВт
Дается краткое описание структуры построения инертных энергокомплексов для ЭЛС, их параметры и преимущества по сравнению с ламповой аппаратурой.
Развитие электронной, преобразовательной, вычислительной техники и систем управления позволяет создать электронно-лучевую аппаратуру нового поколения, имеющую на порядок меньшие габаритные размеры массу, более высокий КПД, расширенные функциональные возможности по обеспечению качества сварных соединений. В этой аппаратуре удается добиться высокой стабильности технологических параметров процесса и реализовать прецизионную сварку изделий малых (от 0,2 мм) и больших толщин, характерных для технологии электронно-лучевой сварки.
В Сибирском государственном аэрокосмическом университете (г. Красноярск) разработан параметрический ряд электронно-лучевой аппаратуры с ускоряющим напряжением до 30 КВ.
Технические параметры разработанной аппаратуры представлены в таблице.
Источник ускоряющего напряжения представляет собой высокочастотный инверторный преобразователь напряжения с высоковольтным трансформатором и выпрямителем. Высоковольтный трансформатор с выпрямительным блоком помещен в металлический заземленный корпус, наполненный трансформаторным маслом.
Для снижения массогабаритных показателей высоковольтный трансформатор выполнен в виде двух изолированных друг от друга секций, соединенных последовательно. Напряжения каждой секции выпрямляется отдельным диодным мостом. Каждая секция рассчитана на напряжение. 15 КВ, что значительно снижает трудоемкость и сроки изготовления трансформатора и существенно повышает его масштабируемость при переходе на более высокие напряжения [2].
