Андриянов Ю.В. - Лауреат Премии им. Николаева Г.А.

Разработка технологии упрочнения рабочих поверхностей лемехов

Наиболее нагруженными поверхностями почвообрабатывающих плугов являются их рабочие органы (лемехи). Причиной их преждевременного отказа является ускоренное абразивное изнашивание, обусловленное взаимодействием с твердыми частицами, содержащимися в почве. В связи с этим появляется потребность в их упрочнении для продления срока службы, что обуславливает актуальность данной работы.
В рамках курсового проекта была разработана технология упрочнения трапецеидального лемеха с помощью наплавки его нижней и носовой части. В отличии от других видов лемехов трапецеидальный наиболее склонен к абразивному изнашиванию, но зато более прост в изготовлении, что делает процесс его упрочнения экономически выгодным.В качестве основного материала лемеха была выбрана сталь 10кп.
Для упрочнения поверхности лемеха использовали способ полностью механизированной дуговой наплавки в среде защитных газов с применением дополнительной присадки. Данный способ имеет ряд преимуществ.
1) За счет дополнительной присадки повышается не только производительность, но и снижается тепловложение за счет необходимости плавления дополнительной присадки, что существенно отличает данный способ от наплавки под флюсом
2) Также данный способ обеспечивает возможность визуального контроля наплавляемого металла в процессе наплавки
3) После наплавки не образуется шлаковая корка, которая требует последующих дополнительных операций очистки валика перед наплавлением следующего, что сокращает время производства
4) В отличии от ручной дуговой наплавки и дуговой частично механизированной наплавкой в среде защитных газов качество шва не зависит от квалификации сварщика.
Базовая технология поверхностного упрочнения лемехов заключается в наплавке электродами марки сормайт. Предлагается заменить данный способ на полностью механизированную наплавку в среде защитных газов с дополнительной присадкой. Сравнивая данные способы наплавки по производительности можно сделать вывод, что технология полностью механизированной наплавки в среде защитных газов с дополнительной присадкой снижает время производства лемеха на 50 минут, что соответствует примерно 15%.
Для реализации данной технологии была разработана специальная оснастка.
Перед наплавкой лемех укладывается в специальную матрицу, в которой он фиксируется 3-мя прижимами. Прижимы крепятся на матрице с помощью винтов, а сама матрица устанавливается на специальный вращательный манипулятор и крепится к нему болтами.
Для осуществления наплавки была выбрана специальная сварочная колонна, на которую крепится параллельно 2 катушки с электродной и присадочной проволокой одинакового химического состава и диаметра.
Процесс наплавки заключался в следующем.
После закрепления лемеха в матрице производилась многослойная наплавка на поверхность лемеха по указанной схеме.
Перед каждым последующим валиком осуществлялся предварительный подогрев на 120 градусов
Наплавка проводилась проволокой CASTOLIN EUTETIC DO*390N диаметром 1,6 мм в среде защитного газа, которая представляла собой смесь 97,5% аргона и 2,5% углекислого газа.
После наплавки нижнего слоя, с помощью манипулятора осуществляется разворот лемеха для дальнейшей наплавки его носовой части.
Наплавка носовой части лемеха производилась в 4 прохода той же проволокой и в том же защитном газе, предварительный подогрев использовался только перед первым проходом.
Разработанная технология, как уже было отмечено выше, позволяет ускорить процесс упрочнения рабочих частей лемеха на 15%, что способствует существенному росту производительности данного изделия.