Systems. Methods. Technologies 1 (37) 2018

Системы Методы Технологии. А.А. Галинский и др. Влияние параметров …2018 № 1 (37) с. 22-28 23 технологических линиях нефтегазодобывающей и нефтегазоперерабатывающей промышленности, энер- гетики и коммунального хозяйства. Задвижки изготав- ливаются с клином жесткой конструкции. Рис. 1. Задвижка клиновая с выдвижным шпинделем. Общий вид В процессе изготовления задвижек данного типа из стали марки 12Х18Н10Т для атомной промышленно- сти на предприятии ЗАО «Курганспецарматура» воз- никла проблема, связанная с наплавкой уплотнитель- ных поверхностей на рабочий орган задвижки (клин), с получением наплавленного металла типа 09Х31Н8АМ2. Проблема заключается в том, что про- цесс наплавки, в соответствии с действующим стан- дартом СТ ЦКБА 053-08, предусматривал только руч- ную дуговую наплавку покрытыми электродами ЭЛЗ- НВ1 каждого последующего слоя после охлаждения предыдущего до температуры ≤50 °С на открытом воздухе [1]. С учетом низкой производительности на- плавки и необходимости последующей термообработ- ки (загрузка в печь при температуре от 20 до 500 °С, нагрев до температуры 800–820 °С, выдержка 4–6 ч и охлаждение на воздухе) необходимость совершенст- вования процесса получения уплотнительной поверх- ности с заданными свойствами не заставила себя дол- го ждать, и 1 августа 2014 г. были приняты изменения для стандарта СТ ЦКБА 053-08. В соответствии с внесенными изменениями для наплавки уплотнительных поверхностей с химическим составом типа 09Х31Н8АМ2 предлагается использо- вать метод автоматической наплавки под слоем флюса с применением сварочной проволоки Св-04Х19Н11М3 и флюса ЭЛЗ-ФКН-Х32Н8 [2]. Разработанная технология наплавки предусматри- вала использование проволоки диаметром 1,6; 2,0; 3,0 мм. Это, безусловно, повысило производительность наплавочных работ, однако получение уплотнитель- ных поверхностей задвижек с условным проходом свыше Ду400 по-прежнему оставляет желать лучшего. Изучение данной проблемы показало необходимость разработки технологического процесса наплавки уп- лотнительных поверхностей трубопроводной армату- ры с применением более производительных методов. В ходе обзора научной литературы был определен наиболее производительный метод автоматической наплавки, а именно автоматическая наплавка под сло- ем флюса спеченной лентой . В связи с этим было предложено разработать технологию наплавки спе- ченной лентой ЛС-09Х31Н8АМ2 под слоем флюса АН-26. Для этого была заказана опытная единичная партия данной ленты шириной 40 мм, толщиной 2 мм на предприятии ОАО «Выксунский металлургический завод». Масса партии составляла 40 кг [3]. Цели исследования: 1. Установить влияние режимов наплавки на гео- метрические характеристики наплавленного металла и зоны термического влияния и получить аналитические зависимости. 2. Установить влияние ширины наплавочной ленты на технологические характеристики наплавленного металла. Для достижения этих целей применялись теорети- ческие, экспериментальные и вычислительные методы исследований. Для проведения экспериментов была скомпонована наплавочная установка: стол, сварочный автомат ТС- 17 с доработанным токоподводящим механизмом, ис- точник питания для наплавки ВДУ-1202. Параметры режима наплавки фиксировали с помощью встроен- ных в аппарат приборов измерения. Для получения ленточного электрода необходимой ширины, при поддержке инженеров-конструкторов предприятия ОАО «Опытный завод “Электрон”» были сконструированы и изготовлены специальные ролико- вые ножницы. Данные ножницы исполнены в виде наладки на токарный станок типа 1К62 [4]. Площадь сечения наплавленного валика определя- ли измерением макрошлифов сваренных образцов с помощью программы «SolidWorks 2017». Статистиче- ская обработка экспериментальных данных проводи- лась в программах Statistica 6.1 и Microsoft Excel. Степень достоверности полученных результатов подтверждается применением современных методов исследования, требуемой повторяемостью опытов, большим объемом экспериментального материала с использованием статистической обработки результа- тов. Положения и выводы по итогам работы не проти- воречат известным научным представлениям и ре- зультатам. Описание эксперимента. Изучение справочной литературы позволило сделать заключение о том, что параметры режима наплавки зачастую носят рекомен- дательный характер. Геометрические параметры по- лученного сварного шва при заданных параметрах режима если и указаны, то в широком диапазоне зна- чений. Отсутствуют математические зависимости, отображающие совместное влияние основных пара- метров режима наплавки на геометрию наплавленного валика. На практике перед наплавкой изделия всегда производится подбор оптимального режима путем изготовления большого количества контрольных об- разцов, что влечет большие затраты времени и мате- риальных ресурсов. Подбор режимов наплавки по ма- тематическим моделям в условиях производства по- зволит снизить трудоемкость и затраты материала [5]. Для изучения влияния параметров режима наплав- ки под слоем флюса АН-26 спеченной лентой ЛС- 09Х31Н8АМ2 на геометрические параметры наплав- ленного валика был проведен ряд опытов методом планирования многофакторного эксперимента. Для проведения экспериментальной наплавки под