Технологічне забезпечення відновлення дисків сошників зернових сівалок
Дипломная работа - Сельское хозяйство
Другие дипломы по предмету Сельское хозяйство
39;якого прошарку, h=2,5мм. товщина матеріалу диска) (рис.2.3), тоді ефект контактного зміцнення проявляється істотніше.
На підставі проведеного моделювання геометричних розмірів зварного шва встановлено, що оптимальна ширина мякого прошарку b=1,8. .2 мм. Відносна товщина прошарку при цьому , що теоретично може забезпечити необхідну схильність зєднання до контактного зміцнення, яке підвищить стійкість диска до втомного руйнування під час експлуатації в ґрунті.
2.2 Структурні перетворення при зварюванні сталі 65Г
Під час рівномірного нагрівання металу відбувається його вільне розширення без утворення напружень. Якщо ж нагрівання нерівномірне, що має місце при зварюванні, то менш нагріті ділянки тіла перешкоджають вільному розширенню більш нагрітих, і в результаті, виникають температурні напруження. Такі напруження існують в металі на усіх стадіях термічного циклу.
Внаслідок нерівномірного нагрівання металу та зміни його обєму через температурне розширення під час зварювання, а також в результаті фазових і структурних перетворень, призводять до виникнення пружних і пластичних деформацій. Під впливом пластичних деформацій при високих температурах у зварному зєднанні після повного охолодження залишаються власні напруження або так звані залишкові напруження.
Поряд з тепловими напруженнями при зварюванні сталі 65Г виникають структурні напруження, що зумовлені перетвореннями із зміною структури в тих зонах основного металу, які в процесі зварювання були нагріті вище критичної температури AC3. При охолодженні від цієї температури в результаті переходу аустеніту в мартенсит, у діапазоні температур початку (для сталі 65Г МП=2700С) та кінця (МК=-50С) мартенситного перетворення, відбувається збільшення обєму металу 138.
Розширенню обємів новоутвореної структури мартенситу перешкоджають ділянки зварного зєднання, у яких структурні перетворення не відбулись. Тому в обємах із структурою мартенситу виникають залишкові напруження стиску, а у примежових ділянках - напруження розтягу, які зумовлюють додаткове зростання пластичних деформацій.
Схематично вигляд дилатометричної кривої для сталі 65Г зображено на рис.2.6
Рис.2.6 Дилатолометрична крива сталі 65Г при охолодженні
Величина та характер розподілу залишкових напружень, які виникають у зварному зєднанні сталі 65Г, є головними чинниками, відповідальними за технологічну та експлуатаційну міцність. Природа виникнення цих напружень залежить від багатьох факторів, і одним з основних є хімічний склад основного металу і, зокрема, вміст вуглецю.
В порівнянні з іншими структурними складовими 47, мартенсит, який утворився при зварюванні сталі 65Г, має високу твердість, крихкість та підвищений питомий обєм. Для порівняння, структурні складові аустеніт та перліт мають питомий обєм відповідно 0,127510-3 та 0,128610-3 м3/кг, а для мартенситу він рівний 0,131010-3 м3/кг 48.
Отже, структурні перетворення аустеніту в мартенсит при зварюванні сталі 65Г зумовлюють різку зміну обєму у біляшовній зоні, і розтягувальні напруження, що виникають на стадії охолодження металу, переходять у стискальні, які після завершення структурного перетворення можуть знову перейти в розтягувальні 44,46.
Таким чином, на відносно неширокій ділянці зварного зєднання має місце значний перерозподіл величини та характеру залишкових напружень, для визначення яких доцільно застосовувати непрямі методи оцінки. Небезпека таких напружень та складність їх визначення підвищується у випадку утворення криволінійного зварного зєднання, зокрема, колового, що має місце при відновленні робочої поверхні за зовнішнім діаметром диска сошника зернової сівалки електродуговим способом зварювання.
Особливістю колового зєднання є наявність замкнутого шва. В такому випадку деформації поперечного скорочення колового шва не можуть бути компенсовані незначним переміщенням зварювальних деталей, і вони зазвичай переважають поздовжні деформації. В результаті, усадка при утворенні такого колового зєднання супроводжується виникненням додаткових напружень першого роду, які в залежності від геометричних розмірів деталі є неосесиметричними. Сукупна дія залишкових напружень першого та другого роду, що виникають при утворенні колового зєднання у відремонтованому диску, мають визначальний вплив на ресурс його роботи. У звязку з цим є необхідним аналіз напруженого стану зварного зєднання сталі 65Г з коловим швом. Великий інтерес представляє застосування методів математичного моделювання для визначення розподілу та концентрації напружень в конструкціях, які при зварюванні зєднуються такими швами. Важливість таких розрахунків диктується ще й тим, що залишкові зварювальні напруження, які носять місцевий характер, досягають межі плинності матеріалу і переважно є значно більшими, за діючі в конструкції робочі напруження [130]. Однак математичні моделі дають змогу розрахувати поле деформацій і напружень тільки в окремих простих випадках. Неруйнівні фізичні методи також не дають можливості визначити повну картину розподілу напружень, а руйнівні, через їх високу вартість, важко зреалізувати.
Оскільки на даний час відсутній прямий метод визначення напружень в коловому зєднанні аустенітним швом при зварюванні сталі 65Г, для його визначення в роботі запропоновано експериментально-розрахунковий метод, який адаптований до фізико-механічних властивостей