УДК 621.791.011
DOI: 10.18503/1995-2732-2021-19-1-42-47
Аннотация
Постановка задачи (актуальность работы): статья посвящена проблемам формирования структур наплавленного металла низкоуглеродистых сталей. Повышение работоспособности сварных соединений обуславливает необходимость применения технологических решений и приемов, которые улучшают структуру наплавленного металла и обеспечивают высокий уровень механических свойств. В работе проводится сравнительный анализ применения стационарных и импульсных режимов механизированной дуговой сварки и применения нано- и ультрадисперсных инокуляторов монокарбида вольфрама WC для управления структурообразованием наплавленного металла шва. Используемые методы: исследуемые образцы были получены способами дуговой сварки с последующим изготовлением шлифов для микроисследований. Для исследования структуры наплавленных образцов применялась световая металлография и измерение твердости по методу Виккерса. Анализ микроструктуры выполнялся с помощью световых микроскопов Meiji Techno и Микромед-Мет с применением системы компьютерного анализа изображений Thixomet Pro. Твердость наплавленного металла измеряли по методу Виккерса с помощью прибора HV-1000. Новизна: получены новые данные по сравнению эффективности применения стационарных и импульсных режимов механизированной дуговой сварки и применения нано- и ультрадисперсных частиц инокулятора монокарбида вольфрама WC для управления структурообразованием наплавленного металла шва. Результат: получены варианты структур металла при различных вариантах технологического воздействия на расплав сварочной ванны. Из анализа результатов металлографических исследований можно заключить, что наилучший вариант формирования структуры наплавленного металла достигается путем введения в расплав сварочной ванны инокулирующих нано- и ультрадисперсных частиц монокарбида вольфрама. Практическая значимость: полученные в результате исследований данные могут быть применены при проектировании технологических процессов сварки и наплавки низкоуглеродистых, низколегированных сталей, а также при разработке новых функциональных сварочных материалов.
Ключевые слова
Сварка, наплавка, покрытый электрод, сварочная проволока, структура металла, твердость, нанопорошок, инокулирование, модифицирование.
Для цитирования
Шекшеев М.А., Ширяева Е.Н. Формирование структуры наплавленного металла низкоуглеродистой стали при различных технологических воздействиях // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2021. Т.19. №1. С. 42–47. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2021-19-1-42-47
1. Назначение и область применения ультрахладостойкого наноструктурированного листового проката / П.П. Полецков, К. Хакимуллин, Д.Г. Набатчиков и др. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2017. Т. 15, № 2. С. 85–88.
2. Анализ мирового уровня разработок в области производства горячекатаного высокопрочного хладостойкого листового проката с пределом текучести ≥ 600 Н/мм2 / П.П. Полецков, А.С. Кузнецова, Д.Ю. Алексеев и др. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2020. Т. 18. № 4. С. 32–38.
3. Исследование структуры и свойства сварных соединений арматурного проката класса прочности А500С / М.А. Шекшеев, С.В. Михайлицын, А.Б. Сычков и др. // Известия высших учебных заведений. Черная ме-таллургия. 2019. Т. 62. № 12. С. 925–929.
4. Особенности структурообразования и формирования свойств сварных соединений из арматурных сталей классов прочности А500С и В500С / М.А. Шекшеев, А.Б. Сычков, С.В. Михайлицын и др. // Черные металлы. 2021. №2. С. 28–33.
5. Разработка технологии механизированной сварки в среде защитных газов сталей типа 15Х5М / А.А. Халимов, А.Г. Халимов, А.С. Надршин и др. // Нефтегазовое дело. 2016. Т. 14. № 2. С. 179–187.
6. Структура и твердость наплавленных на низкоуглеродистую сталь износостойких покрытий при низкочастотной модуляции тока / Ю.Н. Сараев, В.П. Безбородов, М.В. Перовская и др. // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2020. Т. 63. № 6. С. 469–473.
7. Сараев Ю.Н. Совершенствование технологий сварки и наплавки на основе методов адаптивного импульсного управления энергетическими параметрами режима для производства и ремонта конструкций ответственного назначения в условиях низких климатических температур // Тяжелое машиностроение. 2018. № 7–8. С. 14–22.
8. Воздействие на факторы образования холодных трещин сварного соединения стали 10Г2ФБЮ посредством регулирования погонной энергии / А.Г. Алрухайми, М.А. Иванов, А.К. Тиньгаев и др. // Сварочное производство. 2020. № 2. С. 3–11.
9. Повышение механических характеристик сварных соединений из стали класса прочности К65 / М.В. Шах-матов, Д.С. Яковлев, А.Н. Маковецкий и др.// Сварка и диагностика. 2015. № 5. С. 52–55.
10. Шахматов М.В., Яковлев Д.С. Моделирование тепловых процессов при многодуговой сварке // Сварка и диагностика. 2015. № 2. С. 49–53.
11. Исследование влияния рода тока и алгоритма его модуляции на эксплуатационные показатели сварных соединений / Ю.Н. Сараев, А.Г. Лунев, А.С. Киселев и др. // Сварочное производство. 2019. № 3. С. 3–8.
12. Сараев Ю.Н. Анализ направлений совершенствования технологических процессов сварки и наплавки на основе методов управляемого высокоэнергетического воздействия на характеристики тепломассопереноса при импульсно-дуговых технологиях сварки и наплавки // Евразийское Научное Объединение. 2017. Т. 1. № 11 (33). С. 47–50.
13. Исследование влияния ультрадисперсных частиц монокарбида вольфрама на структуру наплавленного ме-талла / М.А. Шекшеев, С.В. Михайлицын, А.Б. Сычков и др. // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Сер.: Металлургия. 2018. Т. 18. № 4. С. 128–136.
14. Разработка сварочных электродов с композитным наномодифицирующим покрытием / М.А. Шекшеев, С.В. Михайлицын, А.Б. Сычков и др. // Заготовительные производства в машиностроении. 2019. Т. 17. № 6. С. 252–254.