РОЗШИРЕННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ МОЖЛИВОСТЕЙ ПРОЦЕСУ БАГАТОШАРОВОГО МІКРОПЛАЗМОВОГО ПОРОШКОВОГО НАПЛАВЛЕННЯ ШЛЯХОМ ОПТИМІЗАЦІЇ ЯКОСТІ ТА СКЛАДУ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ГАЗІВ
DOI:
https://doi.org/10.15407/scine19.05.089Ключові слова:
мікроплазмове порошкове наплавлення, нікелеві жароміцні сплави, технологічний газ, зварюваність, технологічна міцність, кількість тепловкладень у виріб, ефективність використання присадного порошкуАнотація
Вступ. Освоєння технології багатошарового мікроплазмового порошкового наплавлення (МПН) для відновлення деталей авіаційних газотурбінних двигунів із нікелевих жароміцних сплавів (НЖС) є актуальним питанням вітчизняної авіаційної промисловості.
Проблематика. При відновленні наплавленням або наступних термічних обробках після тривалого напрацювання в де талях авіаційних газотурбінних двигунів (ГТД) з НЖС із високим вмістом зміцнюючої γ'-фази може виникати підвищена схильність до утворення тріщин. Пошук шляхів оптимізації технології наплавлення виявив необхідність детального вивчення корисного технологічного ефекту від раціонального вибору якості та складу технологічних газів.
Мета. Дослідження впливу складу технологічних газів на теплові характеристики джерела тепла, кількість тепло вкладень у виріб та умови формування наплавленого металу.
Матеріали й методи. Порівняльні дослідження теплових характеристик мікроплазмової (плазмотрон ППС04, установка УПНС-304М) та аргонової (джерело живлення ВСВУ-315) дуг залежно від величини зварювального струму, складу та якості технологічних газів проводилися згідно методик проточного калориметрування, а порівняльну оцінку складових загальних тепловкладень у виріб — шляхом реєстрації параметрів режиму зварювання на базі АЦП mDAQ-14.
Результати. Порівняльні дослідження при наплавленні модельних деталей показали, що склад та якість технологічних газів можуть суттєво впливати (до 2,5 разів) на кількість тепловкладень у виріб, та, відповідно, на можливість забезпечення технологічної міцності зварного з’єднання «основний—наплавлений метал».
Висновки. Виявлено резерви та обґрунтовано доцільність оптимізації промислового процесу МПН за складовими тепловкладень у виріб, технологічної міцності зварного з’єднання «основний—наплавлений метал» та витрат присадного порошку шляхом підвищення якості аргону (плазмоутворюючий та транспортуючий гази) за вмістом домішок інших атмосферних газів та переходу до використання аргоноводневої суміші 90% Ar + 10% Н2 як захисного газу
замість аргону.
Посилання
Paton, B. E., Gvozdetskiy, V. S., Dudko, D. A. (1979). Micro-plasma welding. Kyiv [in Russian].
Gvozdetskiy, V. S. (1974). Welding arc contraction. Automatic welding, 2, 1—4 [in Russian].
Peychev, G. I. (2005). Repair of operation-worn cast turbine blades bandage shelve constructive elements made of JStype alloys. Aircraft and space technic and technology, 9(25), 221—223 [in Russian].
Yushchenko, K. A., Savchenko, V. S., Yarovitsyn, O. V., Nakonechny, A. A., Nastenko, G. F., Zamkovoj, V. E., Belozertsev, O. S., Andrejchenko, N. V. (2010). Development of the technology for repair microplasma powder cladding of flange platform faces of aircraft engine high-pressure turbine blades. The Paton Welding Journal, 8, 25—29.
Yushchenko, K. A.,Yarovytsyn, O. V. Technological advancement of refurbishment process for the aircraft GTE blade’s upper bangade shelf. Complex target program of NAS Ukraine «Operation resource and safety problems of buildings and machine constructions», article digest on results achieved in 2010—2012. Paton EWI NAS Ukraine, Kyiv. 506—509 [In Ukrainian].
Yushchenko, K. A., Yarovytsyn, O. V., Fomakin, O. O. (2016). Development of JS32 micro-plasma powder deposition te ch nology for gas-cooled aircraft high-pressure turbine blade. Complex target program of NAS Ukraine «Operation resource and safety problems of buildings and machinery constructions», article digest. Paton EWI NAS Ukraine, Kyiv. 696—701 [In Ukrainian].
Zhemanyuk, P. D., Petrik, I. A., Chigilejchik, S. L. (2015). Experience of introduction of the technology of reconditioning microplasma powder surfacing at repair of high-pressure turbine blades in batch production. The Paton Welding Journal, 8, 43—46. https://doi.org/10.15407/tpwj2015.08.08.
Sims, C. T. (1987). Super alloys II: High-Temperature Materials for Aerospace and Industrial Power. (Eds. C. T. Sims, N. S. Stoloff and W. C. Hagel). New York: John Wiley & Sons.
Sorokin, L. I. (1999). Strain and cracks during welding and thermal processing of nickel super alloys. Welding manufacturing, 12, 11—17 [in Russian].
Du Pont, John N. (2009) Welding metallurgy and weld ability of nickel-base alloys (Eds. John N. Du Pont, John C. Lippold, Samuel D. Kisser). New Jersey.
Gladkiy, P. V. (2007). Plasma cladding (Eds. Gladky P. V., Perepliotchikov E. F., Ryabtsev I. A.) Kyiv [in Russian].
Yarovitsyn, A. V. (2015). Energy approach in analysis of microplasma powder surfacing modes. The Paton Welding Journal, 5—6, 14—21. https://doi.org/10.15407/tpwj2015.06.03.
Yushchenko, K. A., Yarovitsyn, A. V., Chervyakov, N.O. (2017). Effect of energy parameters of microplasma powder surfacing modes on susceptibility of nickel alloy ZhS32 to crack formation. The Paton Welding Journal, 2, 3—7. https://doi. org/10.15407/as2017.02.01.
Yushchenko, K. A., Yarovitsyn, A. V., Yakovchuk, D. B., Fomakin, A. A., Mazurak, V. E. (2013). Some techniques for reducing filler powder losses in microplasma cladding. The Paton Welding Journal, 11, 32—38.
Yarovitsyn, A. V., Yushchenko, K. A., Nakonechny, A. A., Petrik, L. A. (2009). Peculiarities of low-amperage argon-arc and microplasma powder cladding on narrow substrate. The Paton Welding Journal, 6, 37—42.
Demyantsevich, V. P., Mykhailov, N. P. (1973). Research on micro-plasma arc heat distribution under condition of heated spot center displaced from the welded joint axis. Welding manufacturing, 6, 1—3.
Peremylovskiy, I. A., Geychenko, V. S., Frumin, I. I. (1976). Cladding refurbishment of aircraft engine turbine blades. Automatic welding, 5, 54—56.
Petryk, I. A., Peremylovsky, I. A. (2001). Future development of strengthening technology for superalloy blade’s bandage shelves. Technological systems, 3, 90—92.
Bronstein, I. N., Semendyaiev, K. A. (1967). Mathematics reference book (for engineers and technical university students, 11thed.). Moscow.
Demyantsevich, V. P., Mikhailov, N. P. (1973). Interaction of microplasma arc with the heated work piece. Welding manufacturing, 8, 2—4.
Renderos, M., Griffit, F., Lamikiz, A., Njrregaray, A., Sainter, N. (2016). Ni-based reconditioning and reuse for LMD-process. Physics Procedia, 83, 769—777. https://doi.org/10.1016/j.phpro.2016.08.079.
Petroic, V., Niňerola, R. (2015). Powder recyclability in electron beam melting for aeronautical use. Aircraft Engineering and Aerospace Technology, 87(2), 147—155. https://doi.org/10.1108/AEAT-11-2013-0212.
Yushchenko, K. A., Yarovitsyn, A. V., Khrushchov, G. D., Fomakin, A. A., Olejnik, Yu. V. (2015). Analysis of process of bead shaping in cladding on narrow substrate. The Paton Welding Journal, 9, 20—27. https://doi.org/10.15407/tpwj 2015.09.03.
Technical Conditions TU 1-92-177-91. Vacuum-melted cast super alloy measured charge billet. 5th edit. [in Russian].
DSTUGOST 10157:2019.Liquid and gas argon. Technical conditions (GOST 10157-2016, IDT).
Yarovytsyn, O. V. (2020). Аbout the deformation ability of overlay metal of nickel-base difficult to weld high temperature strength alloys with γ׳-phase strengthening high content. Metaloznavstvo ta obrobka metalliv, 26(94), 38—48. https:// doi.org/10.15407/mom2020.02.038 [in Ukrainian].
Yushchenko, K. A., Zviagintseva, G. V., Yarovytsyn, O. V., Chervyakov, N. O., Khrushchov, H. D., Volosatov, I. R. (2019). New Approaches in Evaluation of Mechanical Characteristics and Microstructure of Restored Parts of GTE from Nickel Heat-Resistant Alloys. Metallofizika I Noveishie Tekhnologii, 10(41), 1345—1364. https://doi.org/10.15407/mfint.41. 10.1345 [in Ukrainian].
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Положення про авторські права Автори, які публікуються у журналі «Наука та інновації», погоджуються на такі умови: Автори зберігають авторські права та надають журналу право першої публікації. Автори можуть вступати в окремі, додаткові договірні угоди для не ексклюзивного розповсюдження надрукованої у журналі «Наука та інновації» версії своєї роботи (статті) (наприклад, розмістити її в інституційному сховищі або опублікувати в своїй книзі), із підтвердженням її первинної публікації у журналі «Наука та інновації». Авторам дозволено розміщувати свою роботу в Інтернеті (наприклад, в інституційних сховищах або на їх веб-сайті).
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
