Опыт применения установки плазменной закалки УДГЗ-200 на предприятиях Уральского региона
Известно, что сжатая дуга (плазма) широко используется для сварки, наплавки, нанесения защитных покрытий, поверхностной закалки и др. В ООО «Композит» (г. Нижний Тагил) была разработана и сертифицирована мобильная установка УДГЗ-200, позволяющая выполнять плазменную закалку ручным инструментом....
Збережено в:
| Дата: | 2012 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2012
|
| Назва видання: | Автоматическая сварка |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/101204 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Опыт применения установки плазменной закалки УДГЗ-200 на предприятиях Уральского региона / В.А. Коротков // Автоматическая сварка. — 2012. — № 5 (709). — С. 55-58. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-101204 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1012042016-06-01T03:03:38Z Опыт применения установки плазменной закалки УДГЗ-200 на предприятиях Уральского региона Коротков, В.А. Производственный раздел Известно, что сжатая дуга (плазма) широко используется для сварки, наплавки, нанесения защитных покрытий, поверхностной закалки и др. В ООО «Композит» (г. Нижний Тагил) была разработана и сертифицирована мобильная установка УДГЗ-200, позволяющая выполнять плазменную закалку ручным инструментом. 2012 Article Опыт применения установки плазменной закалки УДГЗ-200 на предприятиях Уральского региона / В.А. Коротков // Автоматическая сварка. — 2012. — № 5 (709). — С. 55-58. — рос. 0005-111X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/101204 621.791.72 ru Автоматическая сварка Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Производственный раздел Производственный раздел |
| spellingShingle |
Производственный раздел Производственный раздел Коротков, В.А. Опыт применения установки плазменной закалки УДГЗ-200 на предприятиях Уральского региона Автоматическая сварка |
| description |
Известно, что сжатая дуга (плазма) широко используется для сварки, наплавки, нанесения защитных покрытий, поверхностной закалки и др. В ООО «Композит» (г. Нижний Тагил) была разработана и сертифицирована мобильная установка УДГЗ-200, позволяющая выполнять плазменную закалку ручным инструментом. |
| format |
Article |
| author |
Коротков, В.А. |
| author_facet |
Коротков, В.А. |
| author_sort |
Коротков, В.А. |
| title |
Опыт применения установки плазменной закалки УДГЗ-200 на предприятиях Уральского региона |
| title_short |
Опыт применения установки плазменной закалки УДГЗ-200 на предприятиях Уральского региона |
| title_full |
Опыт применения установки плазменной закалки УДГЗ-200 на предприятиях Уральского региона |
| title_fullStr |
Опыт применения установки плазменной закалки УДГЗ-200 на предприятиях Уральского региона |
| title_full_unstemmed |
Опыт применения установки плазменной закалки УДГЗ-200 на предприятиях Уральского региона |
| title_sort |
опыт применения установки плазменной закалки удгз-200 на предприятиях уральского региона |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| publishDate |
2012 |
| topic_facet |
Производственный раздел |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/101204 |
| citation_txt |
Опыт применения установки плазменной закалки УДГЗ-200 на предприятиях Уральского региона / В.А. Коротков // Автоматическая сварка. — 2012. — № 5 (709). — С. 55-58. — рос. |
| series |
Автоматическая сварка |
| work_keys_str_mv |
AT korotkovva opytprimeneniâustanovkiplazmennojzakalkiudgz200napredpriâtiâhuralʹskogoregiona |
| first_indexed |
2025-07-07T10:35:28Z |
| last_indexed |
2025-07-07T10:35:28Z |
| _version_ |
1836984072126070784 |
| fulltext |
3 февраля 2012 г. в Нижнем Тагиле состоялся научно-практический семинар, посвя-
щенный 90-летию д-ра техн. наук, проф. М. И. Разикова (1922–1975) — известного
ученого в области сварки и наплавки, много лет проработавшего заведующим кафед-
рой сварки Уральского политехнического института. Михаил Иванович был также
организатором и первым руководителем отраслевой лаборатории наплавки
при Уральском политехническом институте. В семинаре приняли участие более 80
специалистов и руководителей от 35 предприятий и организаций из 17 городов
России и Казахстана, в том числе ряд ведущих горно-металлургических предприятий
Уральского региона — Нижнетагильского и Челябинского металлургических комбина-
тов, Каменск-Уральского и Серовского металлургических заводов, Уралвагонзавода,
Качканарского и Высокогорского ГОКов, Уралмашзавода и др. На семинаре подробно
освещалась тема совершенствования ремонта деталей горно-металлургического
оборудования путем применения плазменной закалки. Доклад д-ра техн. наук В. А. Ко-
роткова об опыте применения установки плазменной закалки УДГЗ-200
на различных предприятиях представлен ниже.
От редакции
УДК 621.791.72
ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ УСТАНОВКИ ПЛАЗМЕННОЙ ЗАКАЛКИ
УДГЗ-200 НА ПРЕДПРИЯТИЯХ УРАЛЬСКОГО РЕГИОНА
В. А. КОРОТКОВ, д-р техн. наук (НТИ(ф) УрФУ, г. Нижний Тагил, РФ)
Известно, что сжатая дуга (плазма) широко ис-
пользуется для сварки, наплавки, нанесения за-
щитных покрытий, поверхностной закалки и др.
В ООО «Композит» (г. Нижний Тагил) была раз-
работана и сертифицирована мобильная установка
УДГЗ-200, позволяющая выполнять плазменную
закалку ручным инструментом. Установка имеет
двухкорпусное исполнение массой 20 + 20 кг и
питается от сети 380 В, потребляемая мощность
10 кВт. В качестве плазмообразующего и защит-
ного газа используется аргон, расход которого
составляет 20 л/мин. Производительность уста-
новки 25…85 см2 обработанной поверхности в
минуту. В зависимости от марки обрабатываемой
стали твердость закаленного слоя составляет HRC
45…65, а его толщина 0,5…1,5 мм. Обработке
подвергаются углеродистые или инструментальные
стали, поэтому специальное охлаждение обрабаты-
ваемой детали не требуется, что упрощает орга-
низацию работ. Необходимая скорость охлаждения
обеспечивается теплоотводом в тело детали.
Значительное распространение получила плаз-
менная закалка штампов различного назначения.
Так, на Уралвагонзаводе применение установки
плазменной закалки УДГЗ-200 позволило увели-
чить твердость рабочих кромок вырубных штам-
пов из стали 5ХВ2С до HRC 61, из сталей 5ХНМ
и 7Х3 до HRC 64 и из стали У8 до HRC 58. В
результате плазменной обработки стойкость шта-
мпов увеличилась примерно в 2,7 раза. Матрица
для вырезки донышка ресивера после плазменной
закалки приведена на рис. 1. Видимые цвета по-
бежалости, обычно появляющиеся при нагреве
металла, не приводят к ухудшению параметров
шероховатости поверхности.
На Челябинском трубопрокатном заводе про-
водится плазменная закалка чугунных штампов
(вкладышей) для формовки труб большого диа-
метра (рис. 2). Ранее на заводе применяли газоп-
ламенную закалку этих штампов. Применение
плазменной закалки ручным инструментом вза-
мен газопламенной закалки увеличило твердость
этих штампов с HRC 50 до HRC 60. В результате
примерно в 3 раза увеличилась их стойкость.
В корпорации ВСМПО-АВИСМА получены
положительные результаты от применения плаз-
менной закалки на многотонных штампах из стали
5ХНМ. Для более высокой твердости и износос-
тойкости отпуск этих штампов после закалки с
печного нагрева проводили при пониженной тем-
пературе, но это повлияло на прочность штампов
— они начали раскалываться. Поверхностная
плазменная закалка без понижения твердости и
износостойкости позволила повысить температу-
ру отпуска для предотвращения расколов. К по-
© В. А. Коротков, 2012
5/2012 55
добному шагу в порядке эксперимента прибегли
на Каменск-Уральском металлургическом заводе
(рис. 3).
Многие крупные штампы имеют длительный
цикл изготовления с разрезанием на относительно
небольшие части для объемной закалки в печах
и последующей трудоемкой подгонкой закален-
ных фрагментов в единое целое. На Волжском
автозаводе провели эксперимент, заменив объем-
ную закалку поверхностной плазменной закалкой
(рис. 4), что позволило избежать подгонки зака-
ленных частей (около 30 % общей трудоемкости
изготовления штампа), поскольку их выполнили
как единое целое по чертежным размерам. Штамп,
на котором изготовлено более 70 тыс. изделий
(задняя балка крыши автомобиля), находится в
работоспособном состоянии. При этом трудоем-
кость ремонтных «зачисток» за счет сокращения
их частоты и продолжительности уменьшилась
примерно в 10 раз.
Подобный результат получен также на Горь-
ковском автозаводе при опытной закалке матриц
штамповки правого и левого переднего автомо-
бильного крыла (рис. 5).
На Лискинском заводе монтажных заготовок
три комплекта матриц для изготовления штам-
посварных трубных тройников диаметром 530,
720, 820 мм (сталь 30ГСЛ) из-за низкой твердости
примерно после 50-ти штамповок пришли в не-
годность. Плазменная закалка с последующей за-
чисткой поверхностей (рис. 6) позволила восста-
новить работоспособность матриц, выдержав то
же количество штамповок (50 шт.), они остались
пригодными для дальнейшей эксплуатации.
Установка УДГЗ-200 успешно используется для
упрочнения зубчатых и шлицевых зацеплений с мо-
дулем m ≥ 6 (рис. 7). Плазменной закалкой упроч-
няются зубчатые венцы мельниц, шевронные зубья
Рис. 1. Матрица для вырубки донышка ресивера после плаз-
менной закалки
Рис. 2. Плазменная закалка штампа на Челябинском трубо-
прокатном заводе
Рис. 3. Штамп сложной формы после плазменной закалки
(ООО «КУМЗ»)
Рис. 4. Фрагмент разрезного штампа после плазменной за-
калки
Рис. 5. Матрица автомобиля ГАЗ после плазменной закалки
прижимного контура
56 5/2012
и шлицы на валах-шестернях; приводные шестер-
ни железнодорожных локомотивов и др. В ре-
зультате плазменной обработки срок службы за-
цеплений увеличивается в 2…3 раза.
Одним из наиболее изнашиваемых мест на те-
лежке грузового вагона является бурт подпятника.
Благодаря применению на Уралвагонзаводе плаз-
менной закалки бурта твердость (рис. 8) возросла
в 2 раза — с НВ 180 до НВ 360, что значительно
снизило его износ (с 1000 до 50 мкм/100 тыс. км).
На этом же предприятии имеется опыт плаз-
менной закалки транспортирующих рельсов на
линии по производству осей железнодорожных
колесных пар. После изготовления 200 тыс. осей
эти рельсы износились по высоте на 3,2 мм. Ана-
логичные рельсы после плазменной закалки из-
носились всего лишь на 0,5 мм при объеме про-
изводства 320 тыс. осей. Таким образом, в ре-
зультате плазменной закалки износостойкость
рельсов повысилась более чем в 6 раз. В насто-
ящее время на Уралвагонзаводе проводятся ме-
роприятия по внедрению плазменной закалки в
серийное производство вагонов.
Аналогичный результат получен на рельсовых
путях для цеховых передаточных тележек на Че-
лябинском трубопрокатном заводе. До примене-
ния плазменной закалки рельсы заменялись с час-
тотой один-два раза, а на наиболее нагруженных
участках — до шести раз в квартал. Это создавало
большую напряженность, так как рельсы были
особого сортамента и поставлялись из Германии.
После плазменной закалки в 2006–2007 гг. рельсов
и колес изнашивание замедлилось в десятки раз
и замена рельсов была проведена лишь в 2011 г.
На том же заводе выполняли плазменную за-
калку крановых рельсов тяжелого типа КР-100.
При одинаковом сроке эксплуатации износ зака-
ленных рельсов составил около 0,2 мм, незака-
ленных — около 2 мм.
Рис. 6. Матрица для формовки трубных тройников большого
диаметра после плазменной закалки
Рис. 7. Плазменная закалка зубьев крупномодульной шес-
терни
Рис. 8. Плазменная закалка бурта подпятника вагона и фраг-
мент закаленной поверхности
Рис. 9. Бункер пресс-ножниц, футерованный листами после
упрочнения плазменной закалкой
5/2012 57
Рабочие поверхности клетей пильгер-стана для
защиты от быстрого износа покрываются лице-
выми планками, которые в течение года эксплу-
атации из-за износа заменяются три раза. При
этом и сама клеть под лицевыми планками изна-
шивается до 10 мм и раз в год ее приходится
наплавлять с последующей фрезеровкой наплав-
ленного слоя. После плазменной закалки лицевых
планок и рабочей поверхности клети износ за-
медлился и расход планок и количество наплавок
клети сократились в 3 раза. Аналогичный эффект
получен при плазменной закалке футеровочных
листов бункера пресс-ножниц на металлургичес-
ком заводе «Камасталь» (рис. 9).
В настоящее время ООО «Композит» с по-
мощью установок УДГЗ-200 в год производит
плазменную закалку до 1 тыс. м2 рабочих повер-
хностей различных деталей. Эту установку приоб-
рели Уралвагонзавод, ВСМПО-АВИСМА, ОРМЕ-
ТО-ЮУМЗ, заводы горного оборудования Орска,
Бакала, предприятия Казахстана и Украины.
Поступила в редакцию 13.02.2012
РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ СВАРКИ
РАЗНОРОДНЫХ ТЕПЛОСТОЙКИХ ХРОМИСТЫХ И ЖАРОПРОЧНЫХ
СТАЛЕЙ ДЛЯ ОСНАЩЕНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ЭНЕРГОБЛОКОВ
Научно-исследовательская работа по указанной теме была завершена в 2011 г. в Институте
электросварки им. Е. О. Патона (рук. темы — канд. техн. наук А. К. Царюк)
Объект исследования — теплоустойчивые и жаропрочные стали с повышенными служебными
свойствами и их сварное соединение.
Цель исследования — определение физико-металлургических факторов, определяющих фор-
мирование структуры и механических свойств соединений теплоустойчивых хромистых мар-
тенситных сталей с жаропрочными аустенитными сталями и разработка технологии их сварки.
Методы исследований — спектральный, микрорентгено-спектральный, металлографический
анализы, измерение твердости и микротвердости, испытания механических свойств по ГОСТ
6996–66.
В работе показано, что при сварке мартенситной хромистой стали типа 10Х9МФБ с хромонике-
левой сталью типа 18-10 аустенитными материалами в зоне сплавления имеет место структур-
ная и химическая неоднородности, которые проявляются в образовании мягких обезуглероженных
прослоек структурно свободного феррита в ЗТВ стали 10Х9МФБ. Размер этой зоны уменьшается
при снижении погонной энергии сварки, но полностью избежать ее образования невозможно даже
при сварке на минимальных погонных энергиях.
Предотвратить образование прослойки феррита в ЗТВ стали 10Х9НМФБ можно при наплавке
чисто никелевого металла, но при этом невозможно обеспечить необходимые служебные свойства
сварного соединения. Установлено, что прослойка феррита не образуется при предварительной
облицовке стали 10Х9НМФБ мартенситным наплавленным металлом.
В последнее время наряду с традиционной технологией сварки разнородных соединений ма-
териалами аустенитного класса все большее распространение приобретает направление, кото-
рое предусматривает применение низкоуглеродистого хромистого присадочного металла леги-
рованного никелем, молибденом и др.
Для обеспечения прочности зоны сплавления на уровне стали 08Х18Н10Т рекомендована пред-
варительная облицовка основного металла материалами, которые обеспечивают наплавленный
металл типа 05Х6М, а заполнение основного объема шва можно выполнять как мартенситными,
так и аустенитными материалами.
Разработана новая шлаковая система фторидно-магниевого оксидного вида, которая обес-
печивает снижение содержимого углерода в наплавленном металле до 0,04% при достаточно
низком содержании диффузионного водорода. Разработанные на базе этой системы электроды
имеют хорошие сварочно-технологические свойства и обеспечивают оптимальный химический
состав наплавленного металла и его механические свойства.
58 5/2012
|