| 2021 №03 (06) |
DOI of Article 10.37434/as2021.03.07 |
2021 №03 (08) |
Журнал «Автоматичне зварювання», № 3, 2021, с. 40-46
Дослідження структури, механічних і теплофізичних властивостей електронно-променевих модифікованих зварних швів на мідних частинах фурм
В.М. Нестеренков1, В.І. Загорніков1, Ю.В. Орса1, С.Д. Заболотний2, А.С. Бєляєв2
1ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України, 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
2Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України. 04074, м. Київ, вул. Автозаводська, 2. Е-mail: alcon@ism.kiev.ua
Вивчення реальних умов експлуатації фурми для кисневого дуття показує, що в її головній частині, яка знаходиться поблизу реакційних зон конвертора, виникають великі термічні напруги, викликані нерівномірністю нагріву різних ділянок вузла. Сопла головки інтенсивно охолоджуються водою та киснем, а наконечник фурми, навпаки, нагрівається тепловим випромінюванням ванни рідкого металу. Саме термічні напруги поряд з механічними навантаженнями (реакція віддачі витікаючих з сопел головки струменів кисню) викликають передчасне руйнування зварних швів, що з`єднують сопла фурми з ії наконечником. Необхідність в розробці електронно-променевого зварювання складових частин мідних фурм обумовлена недоліками застосування традиційного способу їх зварювання – аргонодугового, який не забезпечує задовільних властивостей зварних з`єднань та їх стабільності під час експлуатації виробу. Застосування електронно-променевого зварювання при виготовленні головок фурм для кисневого дуття дозволяє підвищити їх експлуатаційні характеристики за рахунок легування зварювальної ванни елементами, які надають розкиснюючий вплив на рідку мідь. Одночасно для збільшення терміну служби головок фурм необхідно забезпечити зниження в них рівня термічних напруг. Останнє стає можливим у разі, якщо метал зварного шва буде максимально близьким по теплопровідності до основного металу. У роботі наведено результати механічних випробувань електронно-променевих зварних з`єднань, отриманих на міді М1 з використанням різних легуючих вставок. На підставі досліджень мікроструктури і характеру зламів модифікованих електронно-променевих швів встановлено вплив легуючих вставок на їх експлуатаційні властивості. Спільно з фахівцями ІСМ ім. Бакуля НАН України була розроблена методика проведення досліджень теплопровідності зон зварних з`єднань і виконані вимірювання коефіцієнтів теплопровідності для швів, отриманих на міді М1 методами АрДЗ та ЕПЗ з використанням легуючих вставок. Також було виконано комп`ютерне моделювання температурного поля, що виникає в зонах зварних з`єднань в умовах експлуатації мідних фурм. Бібліогр. 12, табл. 1, рис. 8.
Ключові слова: електронно-променеве зварювання, модифікація шва легуючими вставками, металографічні та фактографічні дослідження, коефіцієнт теплопровідності, пористість
Надійшла до редакції 15.02.2021
Список літератури
1. Назаренко О.К., Кайдалов А.А., Ковбасенко С.Н. и др. (1987) Электронно-лучевая сварка. Киев, Наукова думка.2. Агарков В.Я., Трофимова К.Г. (1983) Пористость сварных швов при электронно-лучевой сварке меди. Технология, организация труда, производства и управления. Сер. Технология, организация и механизация механосборочного и сварочного производства, 12, 1–4.
3. Назаренко О.К., Агарков В.Я., Иконников В.И. (1986) Влияние способа обработки кромок на образование пор в шве при электронно-лучевой сварке. Автоматическая сварка, 2, 21–25.
4. Агарков В.Я. (1982) Пористость в электронно-лучевых сварных швах (Обзор). Там же, 2, 63–68.
5. Илюшенко В.М., Лукьянченко Е.П. (2013) Сварка и наплавка меди и сплавов на ее основе. Киев, Международная Ассоциация «Сварка».
6. Зареченский А.В., Агарков В.Я., Колечко А.А. и др. (1980) Электронно-лучевая сварка головок фурм кислородного конвертора. Автоматическая сварка, 10, 68–69.
7. Stummer, M., Stütz, M., Aumayr, A., Enzinger, N. (2018) Electron beam welding of copper using plasma spraying for filler metal deposition. Welding in the World, 62, 1341–1350. https://link.springer.com/article/10.1007/s40194-018-0637-z
8. Enzinger, N., Loidolt, P., Wiednig, C. et al. (2017) Electron beam welding of thick-walled copper components. Science and Technology of Welding and Joining, 22, 2, 127–132. DOI: https://doi.org/10.1080/13621718.2016.1204516
9. Kanigalpula, P.K.C., Jaypuria, S., Pratihar, D.K., Jha, M.N. (2018) Experimental investigations, input-output modeling, and optimization of spiking phenomenon in electron beam welding of ETP copper plates. Measurement, 129, 302–318. DOI: https://doi.org/10.1016/j.measurement.2018.07.040
10. Kanigalpula, P.K.C., Chatterjee, A., Pratihar, D.K. et al. (2015) Effects of Electron Beam Welding on Microstructure, Microhardness, and Electrical Conductivity of Cu–Cr–Zr Alloy Plates. J. of Materials Engineering and Performanc, 24, 4681–4690. https://link.springer.com/article/10.1007/s11665-015-1790-9
11. Волков Д.П., Кораблев В.А., Заричняк Ю.П. (2006) Методические указания к лабораторным работам по курсу «Теплофизические свойства веществ». СПб, ГУ ИТМО.
12. (1986) Теория сварочных процессов. Фролов В.В. (ред.). Москва, Машиностроение.
Реклама в цьому номері:
