Гавриш Павло Анатолійович. Удосконалювання процесу електрошлакового зварювання середньовуглецевих сталей, що забезпечує зниження концентрації водню. : Дис... канд. наук: 05.03.06 - 2004.
Анотація до роботи:
Гавриш П.А. Удосконалення процесу електрошлакового зварювання середньовуглецевих сталей, який забезпечує зниження концентрації водню. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю – 05.03.06 – “Зварювання і спорідненні технології” Приазовський державний технічний університет Міністерства освіти і науки України, Маріуполь, 2004р.
Дисертація присвячена підвищенню якості зварного шва ЕШЗ середньовуглецевих сталей і розробці способу зниження концентрації водню.
Вперше розроблено спосіб рафінування метала зварного шва від водню електрошлакового зварювання середньовуглецевих сталей при цьому знижено чад легуючих і флюсуючих елементів, знижено енерговитрати в оточуючу атмосферу на 15-20% знижено концентрацію водню в процесі ЕШЗ до 1,8-2,0см3/100г.
Розроблені розкислювачі для удосконаленого процесу електрошлакового зварюванні, які містять нетрадиційні зварювальні матеріали-шаруваті з'єднання графіту. Сумісне використовування розкислювачів при ЕШЗ середньовуглецевої сталі забезпечує підвищені механічні характеристики зварного шва.
Проведена апробація розробленої технології електрошлакового зварювання, в умовах ВАТ «Маріупольський металургійний комбінат ім. Ілліча». Отримано річний економічний ефект, який складає 32 тис. гривень (у цінах 2003р.)
1. Приведено теоретичне узагальнення і нове рішення науково-технічної задачі зниження концентрації водню в металі шва при електрошлаковому зварюванні середньовуглецевих сталей, завдяки якому має місце підвищення експлуатаційних характеристик зварного з'єднання.
2. Встановлено, що визначальною умовою зниження концентрації водню при електрошлаковому зварюванні є створення градієнта окислюваності по висоті шлакової ванни.
3. Встановлено, що при наведенні на шлакову ванну фторида графіту в кількості 8-10г/кг, він зазнає термодеструкцію, в результаті якої, над шлаковою ванною утворюється „подушка” з терморозширеного графіту. Шар терморозширеного графіту, що утворився, захищає розплавлений шлак від атмосфери повітря, знижує чад легуючих і флюсуючих елементів, знижує енерговтрати в оточуючу атмосферу і створює градієнт окислюваності по висоті шлакової ванни, що дозволяє понизити концентрацію водню впроцесі ЕШЗ до 1,8-2,0см3/100г.
4.Показано, що небезпека насичення вуглецем метала запобігається введенням в розплав шлаку оксидів заліза в кількості 2,5-3г/кг, при цьому насичення вуглецем металу складає всього 2-3%.
5. Доведено, що наведення розкислювачів на шлакову ванну, доцільно здійснювати в оболонці з фольги, а введення оксидів заліза в об'єм шлакової ванни – у вигляді шматків порошкової стрічки, причому до складу осердя порошкової стрічки окрім оксиду заліза доцільно вводити шаруваті з'єднання графіту для створення ефекту розосередження оксиду заліза у об'ємі шлакової ванни.
6. Розроблені методики дослідження поведінки шаруватих з'єднань графіту при нагріванні і проведено фізичне моделювання поведінки фториду графіта при термодеструкції.
Одержані експериментальні дані, лягли в основу технологічних рекомендацій в плані створення порошкових стрічок, які забезпечують примусовий, строго дозований масоперенос дефіцитних і дорогих легуючих і модифікуючих компонентів:
-швидкість нагріву порошкової стрічки повинна бути не нижчою 10 /хв для примусового розосередження шихти,
-оптимальна кількість фториду графіта у шихті повинна складати 3- 6%.
Доведено, що при використовуванні фториду графіта досягається:
- максимальна швидкість викиду продуктів деструкції 58м/с;
- імпульс сили при термодеструкції дорівнює .
Такі покажчики забезпечують викид шихти в розплаві флюсу на відстань 0,05-0,2м.
8. Оптимізовано склад порошкової стрічки: оксид заліза - 62-71%; фториду графіта – 3-4%; інше оболонка порошкової стрічки, товщина оболонки порошкової стрічки 0,8-0,9мм. Оптимізовано фракційний склад таблетірованого розкислювача. Оптимальний вміст складових розкислювача: фториду графіта 40% дрібної фракції з розмірами частинок 100-450мкм і 60% крупної фракції з розмірами частинок 1500-2000мкм, а вермікулярний графіт 5-7%. Сумісне використовування таких розкислювачів при ЕШЗ сталі 35Л забезпечує такі характеристики зварного шва: межа текучості 342-437МПа, межа міцності 559-566МПа, відносне подовження 23,3-25,1% відносне звуження 41,1-43,3%, ударна в'язкість 0,55-0,57МДж/м2.
9. Розроблена технологія електрошлакового зварювання сталі 35Л пройшла промислове випробування в умовах ВАТ «Маріупольській металургійний комбінат ім. Ілліча» і рекомендована до використовування в машинобудуванні для виробництва великих зварнолитих заготівок з середньовуглецевих сталей.
10. Упровадження результатів роботи дозволило одержати річний економічний ефект в сумі 32тыс. гривень (в цінах 2003 року).
\
Публікації автора:
Чигарев В.В., Гавриш П.А., Кассов В.Д., Гавриш Ю.П. Повышение качества валков холодной прокатки // Вісник Східноукраїнського Національного університету ім. В. Даля: Луганськ.-2002.-№7(53).-с.26-30.
Автором розроблено методичне обгрунтування експерименту, зроблені висновки.
Кассов В.Д., Гавриш П.А., Чигарев В.В. Повышение стойкости валков холодной прокатки// Совершенствование процессов и оборудования обработки давлением в металлургии и машиностроении: Сб.науч.трудов.-Краматорск.-2002.-с.462-466.
Автором розроблена методика дослідження, експериментальні дослідження, зроблені висновки
Кассов В.Д., Гавриш П.А. Исследование механизма принудительного массопереноса шихты, содержащей слоистые соединения графита // Интегрированные технологии и энергосбережение: Харьковский политехнический институт.- 2002.-№2.- с.24-28.
Автором розроблена конструкція устаткування для проведення експерименту, проведені експерименти.
Гавриш П.А., Кассов В.Д., Семенов В.М. Условия прессования раскислителей при электрошлаковой сварке//Удосконалення процесів і обладнання обробки тиском в металургії і машинобудуванні: Тематич. зб. наук. пр. – ДДМА, Краматорськ, 2004.-С88-89.
Автором розроблено теоретичне обгрунтування умов пресування, проведені експерименти.
5. Гавриш П.А., Кассов В.Д. Снижение концентрации водорода при электрошлаковой сварке путем принудительного изменения градиента окисленности шлака// Металл и литье Украины.-2004.-№3-4.-С.52-53.
Автором розроблено теоретичне обгрунтування механізму рафінування метала від водню при електрошлаковому зварюванні, розроблено план експериментального зварювання.
6. Кассов В.Д., Гавриш П.А., Чигарев В.В., Литвинов О.П. Электрошлаковая сварка траверсы пресса//Вісник Приазовського державного технічного університету: Маріуполь, 2004, Вип.№14.-С.54-55.
Автором розроблено розрахунки вмісту та кількості розкислювачів. Проведено експериментальну роботу.
А.с. 1524986 СССР, МКИ В23 К 37/06, 9/02. Устройство для формирования обратной стороны шва / П.А.Гавриш, А.В. Грановский, В.Д.Кассов, В.Т.Катренко, (СССР). - №4401081/37-27; Заявлено 01.04.88; Опубл.30.11.89; Бюл.№44.
Автором розроблений принцип дії винаходу. Розроблено конструкцію устаткування.
А.с. 1593832 СССР, МКИ В23 К 9/18, G 01 F 13/00. Устройство для дозированной подачи флюса/ А.В.Дубинин, А.В. Грановский, П.А. Гавриш, И.П. Катасонов и Н.А.Антонов (СССР).-№4622995/31-27;Заявлено 09.11.88; Опубл.23.09.90, Бюлл.№35.
Автором розроблено принцип дії винаходу. Розроблено конструкцію устаткування.
Патент України 57568А МПК 7Н05 В 7/07 Спосіб модифікування сталі при електрошлаковій переплавці/ Гавриш П.А., Кассов В.Д., Гавриш Ю.П.(Україна).-№2002065006 ;Заявлено 18.06.02; Опубл.16.06.03, Бюлл.№6.
Автором розроблений принцип дії винаходу. Запропоновано введення у склад модифікатора шаруватих з'єднань графіту.
Патент України 59666А МПК 7Н05 В 7/07 Електрод для електрошлакової переплавки і для електрошлакового зварювання/ Чигарьов В.В., Гавриш П.А., Кассов В.Д., Гавриш Ю.П.(Україна);Заявл. 12.11.2002, Опубл.15.09.03, Бюлл.№9.
Автором розроблений принцип дії винаходу. Проведені експериментальні роботи.
Позитивне рішення Укрпатенту про видачу патенту від 03.02.2004року ( Патент України 67954А МПК Н05 В7/07, С22 В9/18 Спосіб рафінування сталі від водню при електрошлаковому зварюванні/ Гавриш П.А., Кассов В.Д., Гавриш Ю.П.(Україна) ;Заявл. 15.07.2003, Опубл.15.07.2004, Бюлл№7).
Автором зроблено розрахунки рівноважних концентрацій водню, розроблено формулу винаходу.
Позитивне рішення Укрпатенту про видачу патенту від 23.04.2004року (Патент України 68076А МПК В23К 25/00 Ізолятор мундштука, який розплавлюється, при електрошлаковому зварюванні/ Гавриш П.А., Семенов В.М., Кассова Л.М.(Україна);Заявлено 26.09.03, Опубл. 15.07.04, Бюл.№7).
Автором розроблено теоретичне обгрунтування механізму розосередження ізолятора мундштука, що плавиться при електрошлаковому зварюванні з допомогою шаруватих з'єднань графіту.
