трусики женские украина

На головну

 Процес зварювання вольфрамовим електродом в аргоні з присадочной дротом титанового сплаву ОТ4 - Промисловість, виробництво

Реферат

Об'єктом дослідження є автоматична аргонодуговая зварювання вольфрамовим електродом сплаву ОТ4.

Мета дипломного проектування - дослідження процесу зварювання вольфрамовим електродом в аргоні з присадочной дротом титанового сплаву ОТ4, стосовно до проблеми підвищення якості формування швів при зварюванні з підвищеною швидкістю.

Основною перешкодою підвищення швидкості аргонодуговогозварювання титанових сплавів є незадовільне формування швів, яке проявляється в утворенні підрізів. У роботі показано, що з підвищенням швидкості зварювання щільність струму в металі перед дугою збільшується, що призводить до виростання електромагнітних сил діючих в головній частині ванни, витіснення металу в її хвостову частину і, як наслідок, до утворення підрізів. Встановлено, що зварювання з струмопідвідної присадочной дротом дозволяє регулювати характер розтікання струму в зоні зварювання і тим самим створити сприятливі умови для якісного формування швів. Вивчено вплив магнітного поля струму присадочного дроту на дугу і процес формування швів при зварюванні сплаву ОТ4. Досліджено властивості зварних з'єднань.

Титановий сплав ОТ4, підрізи, швидкість зварювання, вольфрамовий електрод, аргон, присадний дріт.

Зміст

Введення

1. Стан питання, мета і завдання дослідження

1.1 Загальна характеристика титанових сплавів

1.2 Зварюваність титанових сплавів

1.3 Особливості формування швів при зварюванні з підвищеною швидкістю

1.4 Мета і завдання дослідження

2. Методи досліджень

2.1 Обладнання для зварювання

2.2 Апаратура та методика дослідження розподілу струму в зоні зварювання

2.3 Методика дослідження відключення дуги магнітним полем

3. Результати досліджень

3.1 Розподіл струму в зоні зварювання

3.2 Формування швів при зварюванні з присадочной дротом

3.3 Властивості зварних з'єднань

Література

Введення

Розвиток машинобудування, хімії, атомної та кріогенної техніки вимагає збільшення випуску зварних конструкцій з титану і його сплавів. Одним з поширених способів виробництва таких конструкцій є зварювання вольфрамовим електродом в аргоні. При цьому інтенсифікація процесу зварювання призводить до погіршення формування шва, яке проявляється освіті протяжних підрізів. Крім погіршення характеристик міцності виробів, наявність дефектів знижує корозійну стійкість зварних з'єднань. Тому розробка способів, що дозволяють підвищити продуктивність і якість формування швів при зварюванні вольфрамовим електродом в аргоні є однією з актуальних завдань.

Значний внесок у дослідження природи освіти підрізів і розробку процесів зварювання з підвищеною швидкістю внесли Б.Є. Патон, С.Л. Мандельберг, І.М. Ковальов, В.І. Щетиніна і багато інших вітчизняні та зарубіжні вчені. Однак природа утворень підрізів поки ще повністю не вивчена і вимагає додаткових досліджень.

Для управління процесом формування шва значний інтерес представляє дослідження зовнішніх магнітних полів. Магнітне поле служить практично безінерційним регулятором проплавлять дії дуги і її силового впливу на зварювальну ванну; з його допомогою можна здійснити зварювання електродом, покладеним в оброблення крайок, наплавку пластинчастим електродом, приварення труб до трубних решітках конічної або циліндричної дуги і т.п. магнітокерованою дугу можна використовувати як джерело нагрівання при пресової зварюванні виробів із замкнутим контуром. У всіх цих випадках процес може бути легко автоматизований або механізований.

Застосування зовнішніх магнітних полів при зварюванні було запропоновано і здійснено винахідником дугового зварювання М.М. Бернадосом. Вплив магнітних полів на процеси в дузі і зварювальній ванні досліджували Г.М. Тіходєєв, К.К. Хренов, Г.І. Лісовий, І. М. Ковальов, В.П. Черниш, В.Д. Кузнєцов і багато інших вчених.

Процеси, що відбуваються в зварювальній ванні, і як наслідок формування шва в значній мірі залежать від магнітного поля зварювального струму, створюваного як струмом дуги, так і струмом, що протікає по ванні і основного металу. Це підтверджується порушенням формування швів при магнітному дуття і збільшення впливу магнітного поля зварювального контуру на освіту підрізів при зварюванні з підвищеною швидкістю. Однак розподіл струму в зоні дугового зварювання досліджено недостатньо точно і вимагає проведення додаткового вивчення.

У роботі наведені результати досліджень розподілу струму в зоні дугового зварювання титанового сплаву ОТ4 вольфрамовим електродом в аргоні. Вивчено вплив присадного дроту і величини струму по ній протікає на характер розтікання струму по ній пластині зі сплаву ОТ4. показано, що магнітне поле струму протікає по присадочной дроті, може бути використано для відключення дуги «кутом вперед». Вивчено процес формування шва при зварюванні ОТ4 з підвищеною швидкістю. Дано рекомендації по зварці. Наведено властивості зварних з'єднань.

1. Стан питання, мета і завдання дослідження

1.1 Загальна характеристика титанових сплавів

зварювання титановий сплав вольфрамовая дріт

З розповсюдження в природі серед металів титан займає десяте місце. Його вміст у земній корі становить понад 0,6%.

Атомний номер титану 22, він знаходиться в IV групі періодичної таблиці Менделєєва, розташований в четвертому ,,,,, періоді і належить до перехідних металів з недобудованої d- оболонкою [1,2].

Титан має дві апіотропіческіе модифікації низькотемпературну - ?, існуючу до 1155К і має гексагональну кристалічну решітку з щільною упаковкою атомів, і високотемпературну -?, існуючу при температурах вище 1155К високотемпературна модифікація титану має кубічну об'ємно-центровану структурну решітку (а = 3,282 A)

Температура апіотропіческого перетворення титану значною мірою визначається його чистотою. Встановлено [2], що якщо в йодідного титані перетворення починається при 1155К і відбувається у вузькому температурному інтервалі, то для магніетерміческого титану, що містить велику кількість домішок, перетворення починається при більш низькій температурі (1133К) і відбувається в широкому інтервалі температур - 1233К. для гідридно-кальцієвого титану температурний інтервал перетворення ? > < ? становить приблизно 110-120 ° К. Це явище пов'язане з різними впливом домішок на температуру поліморфного перетворення. Зберегти високотемпературну модифікацію в чистому титані при кімнатній температурі не вдається навіть при самій різній загартуванню внаслідок протікання ? > ? перетворення.

Зі збільшенням швидкості охолодження з ?-області температура ? > ? переході помітно знижується. Так при зміні швидкості охолодження від 4 до 10 тисяч град / с температура перетворення знижується від 1155К до 1133К. в роботі [3] зазначається, що залежність температури поліморфного перетворення від швидкості охолодження носить лінійний характер і може бути виражений наступним рівнянням:

Т? > ? =, (1.1)

де Т- температура перетворення;

-швидкість охолодження.

При полиморфном ? > ? перетворенні дотримується суворе крісталлоградіческое відповідність між вихідною і утворюється частками. Вперше зовнішню орієнтування кристалічних решіток при перетворенні об'емноцентрірованной кубічної структури в плотноупакованной гексогональний визначив Бюргерс [4] для аналога титану-цирконію.

Електричні властивості титану дуже залежать від його чистоти. За даними роботи [3] питомий електроопір йодистого титану при кімнатній температурі одно 4,2-103мком-м, для магніетерміческого 5,5-103мком-му. при підвищенні температури до 623-673К електроопір виросте за лінійним законом. При вищих температура воно зменшується і залежність відхиляється від прямої лінії тим вище, чим вище температура ? > ?- перетворення відзначається стрибкоподібним зменшенням електроопору (3,16 ± 0,1) 10-6, а магнітна проникність - 1,00004.

Важливим показником для зварювання титану є низьке значення коефіцієнта токопроводімость титану. Тому при зварюванні титану спостерігається досить концентрований нагрів і менші втрати енергії.

Чистий (йодистий) титан володіє високою пластичністю і за своїми властивостями наближається до міді. Це пояснюється тим, що на відміну від інших металів з гексагональної гратами титан має кілька площин ковзання. Крім того, при кімнатній температурі дедюріція титану може також відбуватися за допомогою двойникования.

Титанові сплави в порівнянні з алюмінієвими і магнієвими мають більш високі характеристики міцності. Технічні сорти титану зазвичай містять 0,4-0,5% домішок, які значно змінюють його механічні властивості [1-4].

Титан має високу корозійну стійкість, пояснюється малої хімічної активністю внаслідок утворення на поверхні металу захисної окістной плівки. Це дозволяє використовувати його для роботи в різних агресивних середовищах. Титан стійкий до морській воді і мало схильний корозії кавітації. Технічний титан має таку ж корозійну стійкість в багатьох органічних кислотах, як нержавіюча сталь.

Комплекс фізичних властивостей різко змінюється при введенні в титан легуючих елементів. Залежно від хімічної природи, розмірів атомних радіусів кристалічної структури і ряду інших факторів легуючі елементи здатні утворювати з титаном різні кристалічні фази - тверді розчини різноманітних типів і неоднаковий физикохимических природи або металеві з'єднання.

Титанові сплави, як стали, кваліфікують за структурою в певному стані. Класифікація титанових сплавів по рівноважної структурі навряд чи доцільна, так як перетворення в титанових сплавах, легованих перехідними елементами, протікають так повільно, що рівноважні при кімнатній температурі структури, такі з діаграми стану, зазвичай не виходять.

Класифікація титанових сплавів за структурою в нормалізованому або загартованому станах цілком можлива [1,2], тим більше, що структури, отримувані після нормалізації або гарту, можна пов'язати з діаграмою ізотермічних і анізотерміческіх перетворень. Клас сплавів в нормалізованому або загартованому стані слід визначати структурою стандартних зразків після охолодження їх на повітрі або загартування у воді.

Прийнята в даний час класифікація титанових сплавів є по суті класифікацією за структурою в нормалізованому стані. Згідно цієї кваліфікації розрізняють:

?-титанові сплави, структура яких представлена ???-фазою;

? + ? - сплави, структура яких представлена ??? і ? - фазами;

? - сплави, структура яких представлена ??стабільної ?-фазою.

Крім цього пропонують [1,2] виділити два перехідних класу: псевдо ?- сплави, структура яких представлена ???-фазою і невеликою кількістю ?-фази (Не более5%) і псевдо-? -сплави, структура яких після нормалізації, хоча і представлена метастабільною ?-фазою, але за властивостями вони ближче до (? + ?) -сплавам з великою кількістю ?-фази.

?-титанові сплави можна розділити на: термічно неупрочняемие сплави і сплави термічно зміцнюється внаслідок дісперстного твердіння.

? + ? - сплави розбиваються на дві підгрупи: сплави тверднуть при загартуванню та сплави м'які після гарту

? - титанові сплави поділяють на три підгрупи: сплави з механічно нестабільної ? - фазою; сплави з механічно стабільної ? - фазою і сплави з термодинамічно стабільною ? - фазою.

За гарантованої міцності титанові сплави поділяють: на маломіцні високопластичні св <750 МПа; на среднепрочние св = 750-1000 МПа; на високоміцні св> 750 МПа.

1.2 Зварюваність титанових сплавів

Одним з найважливіших властивостей титану і титанових сплавів, призначених для титано - зварних конструкцій, є зварюваність. Проблеми зварюваності титанових сплавів дещо відрізняються від проблем зварюваності інших конструкційних матеріалів (сталей, алюмінієвих і магнієвих сплавів). Основні труднощі зварювання плавленням багатьох сталей, алюмінієвих і магнієвих сплавів викликані їх схильністю до кристалізації тріщинах. У промислових титанових сплавів така схильність до тріщин практично відсутня, що пов'язано, очевидно, з невеликим інтервалом їх кристалізації в порівнянні зі сталлю і алюмінієвих і магнієвих сплавів [7] /

Міцність пластичність зварних з'єднань сталей і алюмінієвих і магнієвих сплавів, як правило, нижче основного металу, в той час як у титанових сплавів зварні з'єднання рівноміцним основному металу [8]. Основна проблема зварюваності титанових сплавів - отримання зварних з'єднань з хорошою пластичністю, яка залежить від якості захисту, чутливості металу і термічного циклу та ін. Помітне насичення металу шва киснем, азотом і воднем в процесі зварювання відбувається при температурах вище 623К. це різко знижує пластичність і тривалу міцність зварних конструкцій. Тому зона зварювання, обмежена ізотермою більш 623К повинна бути ретельно захищена від взаємодії з повітрям шляхом зварювання в середовищі інертних захисних газів (аргону або гелію) високої частоти, під спеціальними флюсами, у вакуумі (зварювання без захисту) можливе при способах зварювання тиском, коли завдяки високій швидкості процесу і витіснення продуктів окислення при тиску (контактна зварка) або відсутності високого нагріву (ультразвукове зварювання) небезпека активної взаємодії металу в цій зварювання з повітрям зводиться до мінімуму.

При зварюванні в сплавах титану відбуваються суцільні фазові та структурні перетворення. Чутливість до зварювального термічного циклу виражається в протіканні поліморфного перетворення ? > < ?, різкому зростанні розмірів зерна ? - фази і підігріві на стадії нагріву, в освіті тендітних фаз при охолодженні і старінні, неоднорідності властивостей зварних з'єднань, що залежать від хімічного і фазового складу сплавів.

Внаслідок низької теплопровідності і малої об'ємної теплоємності титану час перебування металу при високих температурах значно більше, ніж це час для сталі, що є причиною перегріву, різкого збільшення розміру зерен ?-фази і зниження пластичності титану.

Особливості кристалізації й охолодження зварених швів титанових сплавів сприяють виникнення в них ряду метастабільних фаз, які багато в чому визначають властивості зварних з'єднань. Їх негативний вплив на пластичність і ударну в'язкість досі ускладнює використання багатьох сплавів як конструкційних матеріалів.

Метастабільні перетворення характеризуються великою різноманітністю і складністю, особливо в сплавах з перехідними елементами (Мо, V, Cr, Fe та ін.), Які найбільш широко застосовуються в якості легуючих добавок. У цих сплавах можливе виникнення масштабних ?'-, ? - і ? - фаз, а в ряді сплавів - ? '' - фази.

Умови зварювання характеризуються відносно швидкими швидкостями охолодження, а також наявністю в металі вихідної високотемпературної хімічної неоднорідності. Тому фазові перетворення при зварювальному термодедукціонном циклі в багатьох випадках змінюються. зсувається положення концентраційних областей та освіті метастабільною фази, що не відповідає рівноважним умовам при даній температурі і концентрації.

Фактором ініціював появу і зростання метастабільною фази, є різниця вільних енергій старої і нової фаз. Нова фаза має більш низькі значення вільної енергії. У ?- сплавах термодинамічні умови існування фаз такі, що залежно від швидкості охолодження, концентрації домішок і температури можливе утворення метастабільною пересиченої ?'- фази або рівноважної фази ?- фази. Це характерно для зварних з'єднань технічного титану і ?- сплавів. При легуванні титану перехідними елементами створюються умови для освіти не тільки ?'- або ?- фаз, а й метастабільних ? - і ? - фаз або ? - і ? - фаз. Ці схеми регулюються в середньо і високолегованих сплавах титану.

У металі шва на промислових ?- сплавах, а також на сплавах, які містять перехідні елементи в межах їх розчинності в ?- фазі (ОТ4, ОТ4-1, ОТ4-2 та ін.) Або виконанні швів електродом, склад якого аналогічний складу основного металу, незалежно від способів зварювання при охолодженні швів, відбувається лише ? > ? '- перетворення і залишкова ?-фаза при кімнатних температурах не зберігається; ? - фаза, близька до рівноважного стану, спостерігається лише в швах технічного титану після уповільненої охолодження, відповідного технічного циклу електрошлакового зварювання.

Характер формування ?'- фази в швах визначається температурою перетворення і швидкісного охолодження. При малих

Повний текст реферату

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка