Відновлення робочих органів ґрунтообробних знарядь електродуговим навуглецьовуванням

Abstract

У статті наведено огляд та аналіз існуючих способів підвищення зносостійкості робочих органів сільськогосподарських машин ручним дуговим наплавленням, автоматичним під флюсом чи в захисному середовищі газів, плазмовим або індукційним наплавленням. Обґрунтовано можливість підвищення зносостійкості нових чи відновлення спрацьованих робочих органів ґрунтообробних машин із застосуванням доступного для широкого загалу зварювального обладнання та використання менш дороговартісних матеріалів. Оскільки, зниження затрат на поверхневе зміцнення чи відновлення робочих поверхонь сільськогосподарської техніки відбувається за рахунок підвищення твердості різних типів сталей на основі насичення їх вуглецем під час горіння електричної дуги на зворотній полярності між вугільним електродом і залізною деталлю. Описано особливості технологічного процесу навуглецьовування сталей за використання оміднених графітового та вугільного електродів різного діаметру, загострених під кутом 60 градусів. Експериментально досліджено режими навуглецьовування зразків конструкційної сталі та окреслено шляхи підвищення стабілізації горіння електричної дуги на основі іонізації хімічного елементу та запропоновано процес активації електродів солями калію, а саме карбонатом (К2СО3). Наведено результати зміцнення оброблюваних поверхонь різними способами та встановлено графічну залежність міцності матеріалу від кількості проходів вугільним чи графітовим електродами за величини струму в межах від 135 до 145 А. Також експериментально встановлено, що із застосуванням активованого графітового електрода покращується стійкість горіння дуги, а відповідно і підвищується твердість отриманого покриття (до 61 HRC). Обґрунтовано доцільність зміни існуючого способу активації електроду, для підвищення його ресурсу роботи.

В статье наведено обзор и анализ существующих способов повышения износостойкости рабочих органов сельскохозяйственных машин ручной дуговой наплавкой, автоматической под флюсом или в защитной среде газов, с помощью плазменного или индукционного нагрева. Обоснована возможность повышения износостойкости новых или восстановления изношенных рабочих органов почвообрабатывающих машин с применением доступного большинству пользователей сварочного оборудования и менее дорогостоящих материалов. Указано, что эффект от снижения затрат на поверхностное упрочнение или восстановление рабочих поверхностей сельскохозяйственной техники происходит за счет повышения твердости различных типов сталей благодаря насыщению их углеродом при горении электрической дуги на обратной полярности между угольным электродом и железной деталью. Описаны особенности технологического процесса науглероживания поверхности сталей при использовании омеднённых графитового и угольного электродов различного диаметра, заточенных под углом 60 градусов. Экспериментально исследованы режимы науглероживания образцов конструкционной стали, а также намечены пути повышения стабильности горения электрической дуги путем применения химического элемента с низким потенциалом ионизации и предложен процесс активации электродов солями калия, а именно карбонатом (К2СО3). Приведено результаты упрочнения обрабатываемых поверхностей различными способами и установлена линейная зависимость прочности материала от количества проходов угольным или графитовым электродами при величине тока в пределах от 135 до 145 А. Также экспериментально установлено, что с применением активированного графитового электрода улучшается устойчивость горения дуги, а соответственно и повышается твердость полученного покрытия (до 61 HRC). Обоснована целесообразность изменения существующего способа активации электрода для повышения его ресурса работы.

This article provides an overview and analysis of the existing methods for increasing the wear resistance of agricultural machinery by manual arc welding, automatic submerged arc welding or protective gas environment, plasma or induction welding. In the article, we have justified the possibility to increase the durability of new or renewal of worn out working bodies of tillage machines, using publicly available welding equipment and less expensive materials. Since the reduction in costs for surface hardening or restoration of working surfaces of agricultural machines becomes possible by increasing hardness of different types of steels based on saturation of carbon during combustion in electric arc on the reverse polarity between the carbon electrode and an iron piece. Here we describe the features of the steel carbonization process with the use of cupric graphite and carbon electrodes of different diameter, pointed at an angle of 60 degrees. We experimentally investigated the carbonization modes samples of structural steel and pointed out the ways of increasing the stabilization of electric arc burning based on ionization of the chemical element and proposed the activation process of electrodes by potassium salts, such as carbonate (K2CO3). We have also presented the results of the machined surfaces strengthening in different ways and installed the tracker strength of the material passes from the number of carbon or graphite electrodes for the current value in the range of 135 to 145 A. We have also experimentally found that the use of activated graphite electrode improves the stability of the arc, and therefore increases the hardness of the coating up to (61 HRC). We have justified the expediency change of the existing mode of activation of the electrode to increase its service life.