Технологічне забезпечення відновлення дисків сошників зернових сівалок
Дипломная работа - Сельское хозяйство
Другие дипломы по предмету Сельское хозяйство
?я, релаксації залишкових зварювальних деформацій і напружень а також технологічну міцність 128,112,119; погонна енергія зварювання, від якої залежать: термічний цикл зварювання, геометричні параметри ділянок зварного зєднання, характер та величина залишкових деформацій та напружень 48,56.
В роботі, з використанням методу математичного планування експерименту 52,117, вивчався вплив хімічного складу зварного шва та величини погонної енергії на якість зварного зєднання у відремонтованому диску.
У якості факторів вибрано погонну енергію зварювання (Х1) та співвідношення вмісту легувальних елементів С і Mn у шві (Х2). Погонна енергія зварювання Х1 визначається співвідношенням
, (4.1)
де =0,8 - ефективний ККД; ІЗВ - струм зварювання, А; UД - напруга дуги, В; VЗВ - швидкість зварювання, м/с.
За параметр оптимізації величина якого визначається значенням факторів, прийнято твердість поверхні шва після зміцнення Y.
Для одержання математичної моделі використано факторний експеримент, суть якого полягає у варіюванні факторів обєкта досліджень (X1, X2) за певним планом. Число факторів експерименту m=2. Основний рівень та інтервали варіювання факторів встановлені на основі моделювання властивостей зєднання (п.3.1). Аналіз можливих коливань факторів дозволив визначити межі їх варіювання, а також необхідність дослідження цих факторів на двох рівнях (n=2). Тоді повна кількість експериментів зварювання становить nm=22=4 139. Рівні факторів та інтервали їх варіювання представлені в таблиці 4.1
Таблиця 4.1
Рівні факторів та інтервали їх варіювання
ПоказникФакторПогонна енергія,
105 Дж/мMn: CОсновний рівень... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .03,514. .15Інтервал варіювання... ... ... ... ... ... ... ... ... xi0,25Верхній рівень... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... +13,719.20Нижній рівень... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... - 13,310. .11Кодове позначення факторуХ1Х2
У дослідженнях застосовувався дворівневий двохфакторний експеримент з лінійною моделлю першого порядку 52, яка охоплює все поле досліджень, при цьому виключається можливість повторення парних сполучень.
Лінійна модель представлена наступним чином:
(4.2)
де - коефіцієнти лінійної моделі, які визначались на підставі результатів заміру твердості швів після їх зміцнення (табл.4.2).
Тоді лінійна модель набуває вигляд
(4.3)
Результати досліджень відрізняються на незначну величину через наявність факторів, які не піддаються визначенню (коливання напруги в мережі, нерівномірність подавання порошкового дроту через проковзування між роликами механізму подачі та ін). Ці похибки оцінювали з допомогою дисперсії відтворюваності. Середньоквадратичне відхилення при визначенні параметру оптимізації є допустимою. Перевірка адекватності лінійної моделі, виконана із застосуванням критерію Фішера 52, підтвердила гіпотезу про адекватність лінійної моделі.
Таблиця 4.2
Матриця планування експерименту
Номер дослідуПогонна енергія, Співвідношення вмісту легувальних елементів у металі шва
Mn: CМаксимальна твердість на поверхні металу шва після його зміцнення, HV13,719.2040623,319.2041733,710. .1138243,310. .11374
Металографічні дослідження структури ділянок зєднання показали, що при застосуванні порошкових дротів із запропонованим хімічним складом (п.3.1) в зварному зєднанні після повного охолодження деталі гарячі тріщини в шві та холодні в ЗТВ відсутні. Геометричні параметри ділянок зварного зєднання відповідають значенням, які попередньо змодельовані в п.3.1
Встановлено, що твердість металу ділянок зєднань, отриманих із застосуванням запропонованих порошкових дротів, істотно не відрізняється (рис.4.1). Метал шва має структуру пластично деформованого аустеніту (рис.4.2а) з твердістю HV180.200, про свідчить присутність чітко виражених площин ковзання (рис.4.2а). Така деформація зумовлена частковою релаксацією залишкових напружень, та вона не приводить до істотного зміцнення аустенітної структури 123,126,127. Присутність карбідних включень та гарячих тріщин в ньому не виявлено. В зоні сплавлення структура металу неоднорідна - вона аустенітна зі сторони шва та мартенситна зі сторони ЗТВ твердістю відповідно HV210 та HV655.
Рис.4.1 Розподіл твердості у металі зварного зєднання сталі 65Г при зварюванні порошковими дротами
Зона термічного впливу складається із трьох ділянок - перегріву (П), нормалізації (Н) та відпуску (знеміцнення). В ділянці перегріву структура повністю мартенситна (рис.4.2б) з твердістю HV655. .740 (табл.4.3), а в ділянці нормалізації - троостито-мартенситна з твердістю HV450. .500 (рис.4.3, а). Між основним металом диска із трооститною структурою твердістю HV385. .400 (рис.4.3б) 8 праворуч, та зварним швом ліворуч, в ЗТВ знаходиться ділянка
Таблиця 4.3
Характеристики ділянок зварного зєднання
№ДілянкаструктураHVРозмір, мм1зварний шовАустеніт (A) 185.2001,9. .2,12ділянка сплавленняАустеніт+мартенсит (A+Mrt) 210. .6850,2. .0,43ділянка перегрівуМартенсит (Mrt) 665. .7400,6. .0,84ділянка нормалізаціїТроостит+мартенсит (T+Mrt) 400. .5803,2. .3,45основний металТроостит (T) 385. .405---
Знеміцнення із твердістю HV355. .360. Таке зниження твердості можна пояснити зменшенням дисперсності ферито-цементитної суміші 138.
абРис.4.2 Мікроструктури металу ділянок зварного зєднання сталі 65Г, 400 а - метал шва (аустеніт), б - ЗТВ (мартенсит)
абРис.4.3 Мікроструктури металу ділянок зварного зєднання, 400 а - ЗТВ (мартенсито-троостит), б - ос