УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СОСТАВА И ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕССОВАННОЙ ПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКИ ДЛЯ СВАРКИ МЕДИ :

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми, сформульовано мету й завдання досліджень, показано наукову новизну й практичну цінність отриманих результатів, зазначено зв'язок дисертації з науковою тематикою, планами, темами, наведено дані про апробацію матеріалів дисертації й кількість публікацій за цією тематикою.

У першому розділі проаналізовано умови експлуатації деяких теплообмінних конструкцій, виготовлюваних з міді: кристалізатори ЕШП, ЕШНРМ. З’ясовано, що причиною зниження стійкості зварних з'єднань кристалізаторів є утворення дефектів у зварному шві або пришовній зоні. Виключити утворення зазначених дефектів можливо змінами, внесеними до технологічного процесу виготовлення кристалізаторів, зокрема застосуванням зварювальних матеріалів, що забезпечують хімічну, структурну, механічну однорідність, високу тепло- і електропровідність металу шва й продуктивність процесу. 

Аналіз робіт С. М. Гуревича, І. К. Походні, Б. І. Медовара, В. М. Ілюшенка, В. В. Фролова, А. М. Гончарова, І. І. Личка, О. І. Цвєткова показали, що при виготовленні таких конструкцій, як кристалізатори для печей ЕШП, значне застосування знаходить спосіб автоматичного зварювання під флюсом, у середовищі захисних газів самозахисними порошковими дротами. Однак при зварюванні міді під флюсом у метал шва переходить значна кількість Mn і Si, при цьому електропровідність шва знижується в середньому на 34 %. Також можливе утворення пор за наявності водню й водяної пари в атмосфері дуги. Зварювання в середовищі захисних газів не завжди забезпечує необхідну якість зварних з'єднань і зниження їх трудомісткості, а необґрунтоване застосування дорогих зварювальних матеріалів викликає підвищення собівартості конструкцій. Перспективним є застосування самозахисного порошкового дроту, але застосування порошкового дроту трубчастої конструкції не завжди дає позитивний результат. У процесі зварювання спостерігається нерівномірність плавлення дроту. У результаті отримується хімічна й структурна неоднорідність зварного шва. Застосування порошкових дротів, у яких осердя розділене на частини декількома струмовідними перегородками, дозволяє зменшити, але не виключити відставання плавлення осердя від металевої оболонки дроту.

Як основний напрям досліджень у галузі вдосконалення зварювальних матеріалів розглядали нові конструкції й технології виробництва електродних матеріалів, що дозволяють забезпечити необхідну якість зварних з'єднань і високу продуктивність.

Виходячи з результатів аналізу проблеми, сформульовано мету й завдання дослідження. Вирішенню поставленої наукової проблеми присвячені наступні розділи.

У другому розділі подано основні методики експериментальних досліджень, наведено опис використаного в роботі устаткування. Дослідження показників волочіння самозахисного порошкового дроту проводили на спеціальному волочильному однобарабанному стані в лабораторії кафедри «Устаткування й технологій зварювального виробництва» ДДМА. Розроблено методику й необхідне устатковання для виготовлення вихідного матеріалу (металева крупка) для виробництва пресованого порошкового дроту. Для вивчення фізико-механічних властивостей отриманої крупки використовувалися електронні ваги моделі AR 3130 (фірма OHAUS, США), волюметр моделі STAV 2003 (фірма Engelsman AG, Німеччина). Розроблено методику й оснащення гарячого ізостатичного пресування й устатковання на базі горизонтально-гідравлічного преса для одержання пресованого порошкового дроту. Розроблено методику й устатковання процесу ущільнення пресованого порошкового дроту. Процес реалізований на установці, що включає лабораторний міні-стан 100х100 ДДМА, підімкнений до стана аналого-цифровий перетворювач АЦП SDI-ADC 16-32, з використанням ПЕОМ. Для визначення дифузійного водню використовували евдіометри зі спиртом. Вміст кисню й залишкового водню визначався методом вакуумного плавлення на газовому аналізаторі марки HL-401 (LECO Corporation, США). Вміст азоту і хімічний аналіз наплавленого металу визначали за допомогою лабораторного спектрометра моделі Spectrolab 5М (LECO Corporation, США). Для мікродосліджень металу шва використовували металографічний мікроскоп МИМ-8М. Наявність пор у металі шва визначали радіографічним методом на промисловій установці РАП-150/300 для радіографічного контролю, а також статистичним методом із використанням цифрового аналізатора зображень ATLAS (LECO Corporation, США) по перерізу зварного шва. Хімічний мікроаналіз основних структурних складових матеріалу зварного шва й неметалевих включень виконували на растровому електронному мікроскопі JSM-6360LA, оснащеному системою рентгеноспектрального енергодисперсійного мікроаналізу (РСМА) JED-2200 (JEOL, Японія).

У третьому розділі наведено результати теоретичних і експериментальних досліджень вибору складу шихти пресованого порошкового дроту для зварювання міді стосовно до теплообмінних конструкцій.

Вибір складу шихти самозахисного порошкового дроту для зварювання міді робили з урахуванням металургійних особливостей її зварювання, у зв'язку з цим дріт повинен містити компоненти, які забезпечать необхідний захист зварювальної ванни від насичення її воднем у широкому температурному інтервалі. Можливість протікання реакцій підтверджувалося термодинамічними розрахунками енергії Гіббса (рис. 1). Утворюваний фтористий водень HF – найбільш термічно тривке із всіх досліджених з'єднань водню.