ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА РЕМОНТА ДЕТАЛЕЙ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
Соболев А.А., Жуков Д.А. (ПГУПС, г. Санкт-Петербург, РФ)
This article is dedicated weld padding of the parts of rolling stock.
В процессе эксплуатации происходит естественный износ и выход из строя деталей подвижного состава. Вложение средств в восстановление изношенных деталей экономически чрезвычайно эффективно, так как дает многократную экономию средств по сравнению с приобретением новых деталей. В связи с этим в настоящее время актуальна проблема совершенствования системы восстановительного деповского ремонта и контроля качества отремонтированных деталей, ввиду повышения эксплуатационных требований, предъявляемых к ним. Оптимальная технология восстановления должна с минимальными затратами обеспечивать работоспособность восстановленной детали в межремонтный период. Наиболее распространенной технологией восстановления деталей подвижного состава является электродуговая наплавка. При выборе технологии наплавки необходимо учитывать влияние термодеформационного цикла на последующую эксплуатацию детали.
Следует отметить, что многие факторы оказывают противоречивое воздействие на качество восстановленной детали. К примеру, замедленное охлаждение способствует снижению внутренних напряжений, предотвращает образование холодных трещин. С другой стороны, увеличение времени пребывания зоны термического влияния в области высоких температур способствует росту зерна и может привести к образованию видмашттетовой структуры. Поэтому, в каждом конкретном случае следует комплексно подходить к выбору технологии наплавки с учетом особенностей эксплуатации детали.
При наплавке внутренних цилиндрических поверхностей в детали происходит аккумулирование значительного количества тепловой энергии.
Эффективность применения наплавки при восстановлении деталей подвижного состава в значительной степени определяется уровнем ее автоматизации. Разработанная на кафедре «Технология металлов» ПГУПСа установка УНП-01Р позволяет полностью автоматизировать процесс наплавки изношенных проушин люлечных подвесок рефрижераторных вагонов, изготовленных из стали 45. Установка рассчитана на использование самозащитной порошковой проволоки и представляет собой электродуговой наплавочный автомат. Наплавка осуществляется по замкнутой цилиндрической траектории снизу вверх.
Металлографические исследования образцов, вырезанных из восстановленных проушин, показали, то при выбранных режимах наплавленный металл по всей высоте проушины имеет феррито-перлитную структуру. Размеры зерен сопоставимы с размерами зерен основного металла и имеют столбчатое строение с ориентацией кристаллов перпендикулярно стенке отверстия.
В нижней части проушины хорошо просматривается узкая граница перемешивания основного и наплавленного металлов, не имеющая структурных аномалий. Это свидетельствует о хорошей свариваемости основного и наплавочного металлов, отсутствии в зоне термического влияния структурных последствий перегрева, а также закалочных структур.
По мере удаления от нижней кромки проушины картина меняется. На расстоянии 20-25 мм от кромки появляется характерная крупнозернистая зона перегретого металла, примыкающая к наплавленному и плавно переходящая в основной металл. Эта зона расширяется к верху отверстия и имеет видманштеттову структуру, состоящую из крупных зерен перлита с выделением по их границам игл феррита. Очевидно, что с ростом теплонасыщения проушины возрастает время пребывания металла в условиях высоких температур и замедляется его охлаждение в интервале фазовых превращений.
С целью уменьшения структурной неоднородности по высоте проушины опробовались режимы наплавки, изменяющиеся в сторону уменьшения в процессе ее выполнения. Этим обеспечивалось уменьшение эффективной тепловой мощности дуги и, таким образом, снижение температуры наплавляемой поверхности в конце наплавки. Эти изменения режима никак не влияют на структурообразование в нижней части проушины, но улучшают структуру в верхней ее части. При этом сокращается протяженность зоны термического влияния, уменьшается размер перлитных зерен, ферритная окантовка не имеет игл. Можно утверждать, что изменение режимов в процессе наплавки способствует снижению структурной неоднородности наплавленного слоя и зоны термического влияния [1]. Полное же выравнивание структуры, по-видимому, возможно лишь при использовании последующей термической обработки наплавленных подвесок.
Литература
1. Мойсееня А. П., Соболев А. А. Повышение качества восстановления люлечных подвесок путем изменения мощности сварочной дуги/ Совершенствование подвижного состава и его обслуживание.//Тез. Докл. науч.-практ. Конф. СПб., 1999. – с.100 – 101.