Исследование электролитно-плазменного разряда с целью повышения эффективности его применения в сварочном и машиностроительном производстве тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.03.06, кандидат технических наук Терентьев, Сергей Дмитриевич

• Терентьев, Сергей Дмитриевич
• кандидат технических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат технических наук Терентьев, Сергей Дмитриевич

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

.„ВВЕДЕНИЕ 4 ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Основные закономерности электролитно- плазменного разряда 4

1.2 Сварочные процессы

1.3 Очистка металла в электролитной плазме

1.4 Химико-термическая обработка в электролитной плазме

1.5 Выводы. Постановка задачи исследований

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ И АНАЛИЗ ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РАЗРЯДА ПРИ СВАРКЕ В ЭЛЕКТРОЛИТНОЙ ПЛАЗМЕ

2.1 Определение падения напряжения на разрядном л промежутке

2.2 Вольт- температурные характеристики процесса

2.3 Микрозондирование и исследование спектра разряда

2.4 Анализ физических характеристик электролитно-плазменного разряда 6?

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОГО РАЗРЯДА ПРИ. СВАРКЕ И ОБРАБОТКЕ МЕТАЛЛОВ

3.1 Отработка различных вариантов сварки

3.2 Очистка сварочной проволоки и деталей под сварку

3.3 Модификация поверхности металла

3.4 Разработка процесса электролитно- плазменного сульфидирования

3.5 Разработка процесса электролитно- плазменного борирования

ГЛАВА 4. РЕАЛИЗАЦИЯ РАЗРАБОТАННЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В СВАРОЧНОМ И МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

71

81

96

106

109

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

124

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

126

ПРИЛОЖЕНИЯ

137

5

• ('

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование электролитно-плазменного разряда с целью повышения эффективности его применения в сварочном и машиностроительном производстве»

ВВЕДЕНИЕ

Сварка является одним из ведущих технологических процессов в производстве, связанном с изготовлением, ремонтом и восстановлением металлических изделий. Разработанные процессы сварки трением, газовой, термитной, дуговой, электрошлаковой, индукционной, лазерной, электронно- лучевой находят свое применение в действующем производстве, но использование новых конструкционных материалов для изготовления деталей разнообразного назначения предполагает и разработку новых видов сварки и обработки металлов.

Таким нетрадиционным способом является электролитно- плазменная обработка.

Электролитно- плазменный разряд возникает в системе из двух электродов, погруженных в жидкую электропроводящую среду и подключенных к полюсам источника постоянного тока. Непременным условием существования разряда является неравенство площадей электродов и разряд горит на электроде с меньшей поверхностью, называемом "активным".В данной работе исследовались, в основном, процессы при активном катоде, т.е. при подключении детали к отрицательному полюсу источника питания- как наименее изученному, но обладающему,. на наш взгляд, большей практической значимостью.

А

Исследование электролитно- плазменного разряда тем не менее не способствовало широкому применению его в действующем производстве и ограничивалось редким использованием для термической обработки деталей. :. '

Широкому внедрению процесса препятствует, на наш взгляд, следующее:

- отсутствие данных по физическим параметрам разряда,не поз-

воляющей объяснить различные моменты, его поведения;

- незначительные линейные размеры разряда вызывают значительные экспериментальные трудности при его исследовании и приводят к большому разбросу, а иногда и к противоречивости получаемых данных, что не позволяет разрабатывать новые технологии;

- отсутствие обоснованного подхода к выбору составов электролитов при разработке технологических процессов;

- ограниченность тенденции практической реализации, процесса,

нахождения новых областей его применения.

*

Исходя из вышеизложенного вскрывается актуальность и практическая необходимость изучения процесса и разработки технологий электролитно-плазменной обработки в сварочном и машиностроительном производстве.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Исследование явлений и закономерностей процессов, протекающих при электролитно- плазменной обработке металлов, разработка промышленных технологий и оборудования на их основе.

л

Для достижения поставленной цели необходимо: Провести систематические исследования по изучению характеристик разряда,распределения потенциала, параметров плазмы, баланса тепла.

Разработать физическую модель разряда,установить его вид на основе анализа энергетических и температурных характеристик.

Изучить основные закономерности диффузионного насыщения

металлов, сварки, очистки поверхности сварочной проволоки и дета лей под сварку.

Разработать на основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований технологические основы промышленного применения процесса.

Для реализации возможностей предложенной модели разряда и выработанных технологий разработать конструкции установок.

Изготовить и внедрить в действующее производство малосерийное и единичное оборудование.

Научная новизна работы.

- разработана методика микрозондирования газовой оболочки, позволившая оценить геометрические и энергетические характеристики разряда;

- впервые установлено, что электролитно-плазменный разряд представляет собой разряд необычного типа,генерирует неравновесную плазму (Те»Тг), что связано с интенсивной теплоотдачей в кипящий слой электролита при малых линейных размерах разряда;

- показано, что различный режим нагрева электрода связан с особенностями вольт-амперных характеристик процесса, которые также предопределяют возможности использования разряда в сварочном производстве;

- впервые показано, что слабая зависимость насыщения деталей при химико-термической обработке от полярности "активного" электрода связана с тем, что ответственными за насыщение являются нейтральные атомы. Зависимость скорости насыщения от состава электролита связывается с энергией связи в частицах, находящихся в газовой фазе электролитно-плазменного разряда;

- подтверждено, что при обработке в электролитной плазме скорость диффузии легирующих элементов выше, чем при традиционных методах обработки, что дало возможность разработать новые эффективные технологии с многократным сокращением времени обработки.

Практическая ценность работы На основе полученных результатов разработаны и оптимизированы процессы сварки, электролитно- плазменной очистки сварочной проволоки и деталей под сварку, модификации поверхности для нанесения полимерных и других покрытий, электролитно- плазменного сульфида-рования, борирования;

- разработано, создано и внедрено в производство малосерийное и единичное оборудование с суммарным экономическим эффектом 1 миллион 860 тыс. руб. в ценах 1990-91 гг.

Малогабаритность разработанного оборудования, отсутствие подготовительных операций зачистки деталей под сварку, очистки поверхности для химико- термической обработки, высокие экологические показатели позволяют процессу электролитно- плазменной обработки занять достойное место в действующем производстве.

Автор выражает глубокую признательность заведующему лабораторией плазмохимии Института нефтехимического синтеза РАН доктору физико- математических наук, профессору, Лауреату государственной премии Словецкому Д.И. за постоянное внимание к работе и ценные обсуждения.

Апробация работы.

Результаты данной работы заслушивались на: научно- техническом семинаре "Повышение надежности и долговечности деталей машин методами поверхностного упрочения" Челябинск, 1980г., Всесоюзном научно- техническом семинаре "Опыт разработки и внедрения в производство негорючих закалочных сред" Волгоград,1982г., Всесоюзной научно- технической конференции "Основные направления экономии и рационального^использования металла в автотракторостроении" Челябинск, 1984г., Всесоюзной научной конференции "Износ в машинах и методы защиты от него" Брянск, 1985г., Зональной научно- технической конференции "Пути повышения качества и надежности инструмента" Рубцовск,1985г., Всесоюзной НТК "Развитие производственных сил Сибири и задачи ускорения НТП "Новосибирск, 1985 г., Научно-техническом семинаре "Опыт ЧАЗ по внедрению материалов и прогрессив-ных

у.

технологических процессов" Чебоксары, 1986г., Всесоюзной научно-технической .конференции "Проблемы создания ресурсосберегающих технологий сварочного производства для предприятий Дальнего Востока и Сибири" Комсомольск- на- Амуре, 1988г., Краевой научно- практической конференции молодых ученых и специалистов, Барнаул, 1988г., Региональном семинаре "Прогрессивные разработки РПКТИ " Барнаул, 1990г., совещаниях главных металлургов, Ташкент, 1991 г., Красноярск, 1992г. Международной научно- технической конференции "Проблемы автоматизации и технологии в машиностроении, Рубцовск, 1994г., Симпозиуме "Прогрессивные технологии в машиностроении", Рубцовск, 1995г., Международной Научно- технической конференции "Строительство и реконструкция в современных условиях",Рубцовск, 1997 г.

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Основше закономерности электролитно- плазменного разряда

Явление нагрева металлических электродов до высоких темпера-температур при пропускании электрического тока повышенной плотности через электролиты было обнаружено еще в прошлом веке Е1].

Начиная с сороковых годов нашего века, нагрев металлов в электролите стал широко применяться 'для горячей механической и термической обработки металлов и сплавов 12-10]. Были выполнены исследования процессов при протекании тока через электролит при наличии парогазовой оболочки и нагрева электродов [3-19], а также разрядов между металлическим и электролитным электродами в воздухе И6]. Однако,.несмотря на достигнутое практическое использование и значительное число работ, посвященных исследованию плазменно- электролитного нагрева, до настоящего времени нет единого мнения о механизме нагрева металлических электродов. Дело в том, что нагрев до высоких температур наблюдается не всегда, а лишь при определенных типах и концентрациях электролитов. Чаще нагрев наблюдается на катоде, хотя и на аноде нагрев осуществляется [9-123. Существуют такие режимы, когда вокруг электрода образуется сплошная газовая

л

оболочка, тем не менее нагрева его не происходит. Температура нагрева электрода заметно изменяется при сравнительно небольших изменениях состава электролита. Все эти явления не находят объяснения и в литературе практически не обсуждаются.

Для понимания механизма происходящих явлений необходимо определить тип разряда, механизм проводимости через оболочку, ее состав. Поскольку процесс при активном катоде имеет большее практиче-

ское значение, составу газовой фазы, в частности, присутствию и значению водорода в оболочке уделяется большое внимание. Так, например, ряд исследователей [2,3,323 считает присутствие водорода в оболочке необходимым условием обеспечения высокотемпературного нагрева, но полученный нагрев анода [7-12,223 а также нагрев электрода . в расплаве солей, где водород отсутствует, но примерно при тех же электрических параметрах, что и в растворах [463, вызывают сомнение о значении водорода для обеспечения нагрева актинцрго электрода. Спектральными исследованиями, проведенными рядом авторов [23-293, наличие водорода с его высоким уровнем потенциала ионизации (12,6 эВ) установлено только при обработке в растворах

сильных кислот [25-273.

Многообразие взаимосвязанных факторов, влияющих на оболочку, незначительные линейные размеры ее, создающие экспериментальные трудности при измерений ее толщины, приводят к большому разбросу получаемых результатов-от 3 мкм до 1,2 мм [32-383 .Влияние основополагающего фактора- температуры поверхности также неоднозначно. По данным одних авторов [333 увеличение температуры детали от 400°С до 750°С приводит к уменьшению размеров оболочки от 0,025 см до 0,007 см, а других [343, при изменении температуры с 300°С до 800°С к увеличению ее от 0,04 мм до 0,3 мм. Наблюдается влияние температуры электролита.

Нет единого мнения о проводимости парогазовой оболочки. В [393 отмечено, что оболочка является диэлектрической и термоизоляционной, а проводимость осуществляется электрическим пробоем промежутка и носит импульсный характер. Другие исследователи считают, что газовый промежуток обладает собственной проводимостью за счет наличия в нем паров легкоионизируемых элементов, третьи [263 счи-

тают, что первоначально разряд проходит в виде отдельных разрядов - стримеров, вызывающих ионизацию атомов, эмиссию электронов и в дальнейшем может проходить по всей площади слоя стабильно или в виде отдельных микроразрядов [35]. Природа электрического разряда также не выяснена. Незначительные линейные размеры области,занятой разрядом, не позволяют провести точную диагностику плазмы, поэтому различные авторы приходят к выводу о развитии между электролитным и металлическим электродами искрового [41 ,42,4-53, дугового [44,32,39], тлеющего [33] разряда.

В качестве доказательств характеристики разряда приводятся данные по эррозии поверхности,^ обнаруженным участкам падающей вольт- амперной характеристики (ВАХ), отношению площадей анода и катода и т.д.Так,например,при изучении процессов оксидирования при повышенных напряжениях описано явление возникновения большого количества микродуг, перемещающихся по поверхности анода [473, или по [483 производят анодную обработку детали в режиме микродутовых и дуговых разрядов.

Температура газа в разряде приводится иногда как с обоснованным предположением, например,в работе [473 по положению максимума сплошного спектра было определено, что свечение соответствует Тн = 3000°С. В других работах без аргументированных доводов температура газа в разряде оценивается величиной 7000°- 10000°С [38, 49, 52].Зондирование межэлектродного промежутка, позволяющее дать информацию о природе протекающих процессов, широко не проводилось. Отдельные полученные данные показали.что в зоне газовой оболочки существует скачок потенциала до. 93-97% от приложенного напряжения [53.Данные о микрозондировании непосредственно газовой оболочки в литературе не обнаружены.

Большое количество данных приведено по результатам экспериментов с расположенным над поверхностью электролита активным электродом [43,9], но поскольку условия горения разряда, его энергетические характеристики значительно отличаются от параметров с погруженными в раствор электродами, полученная информации . не может быть непосредственно применена для изучения процесса.

Как отмечено, образовавшаяся газо- плазменная оболочка имеет в ряде случаев нестабильный характер, выражающийся в пульсациях тока, напряжения и визуально наблюдаемая как наличие светящихся точек в оболочке- Длительность единичного импульса составляет 3,3. ..5,3*10"4с [31]. Частота разрядов, приводимая различными авторами, колеблется от 30..70 разрядов в секунду [50,51] до 103..104 Гц т

0 [37]. Граничные условия появления и исчезновения разряда, а. также зависимость от параметров процесса не приводятся. Более того, как правило, сравнение результатов разных авторов проводится без анализа реальных условий протекания процесса. В частности, не приводятся ВАХ, температура электродов, что не позволяет определить в какой области реализуется данное исследование.

Для процессов электролитно- плазменной обработки важно знать температуру нагрева активного электрода. Она зависит от напряжения на ячейке [53], глубины погружен^ Г54], полярности электрода, его радиуса и других параметров [58,59]. Однако расчеты температуры по . задаваемым параметрам То отсутствуют.В работе [55] предлагается при решении задач о распределении температур в электроде брать То из экспериментов. Решается задача о тешюпроводимости в теле с разными граничными условиями: ' Т (И) = То или задается расчетное распределение тепловых потоков по высоте электрода [56].Величину теплового штока,измеряемого калориметрическим методом, предлагае-

тся рассчитывать по начальной стадии нагрева электрода [57].В этой стадии разность температур поверхности и центра электрода зависит от приложенного напряжения и геометрии электрода. Для расчета энергонапряженности процесса предлагается рассчитывать удельную энергию, вложенную в оболочку (газовый разряд) по формуле:

гч»

2тйЗгШ

а =- (2),

где и - напряжение на ячейке; И - радиус анода; 11 - глубина погружения; % - удельное сопротивление оболочки (1 - толщина оболочки

Однако очевидно, что эта же энергия расходуется и на нагрев электролита. Кроме того, в формулу введены толщина и удельное сопротивление оболочки, которые неизвестны. Их надо определять из независимых измерений.

Изучение спектра при электролитно- плазменном разряде имеет большое значение для понимания механизма свечения $ процессов, происходящих в газоразрядной области, что привлекает внимание многих исследователей.

Конструкция электролитической ячейки у различных авторов во многом схожа- цилиндрический активный электрод с концевым погружением в электролит размещен в центре кольцевого электрода, снятие спектра проводилось либо из факела, выбрасываемого над поверхностью электролита, либо через окно, расположенное в боковой

или донной части электролитической ванны [58-61 ].

Активный электрод подключался как к положительному, так и к отрицательному полюсу источника постоянного тока. В качестве электролитов использовались водные растворы щелочей, солей щелочных и щелочноземельных металлов, соляная и серная кислоты.

В результате анализа литературных данных установлено: - спектральное исследование ЭПР представляет значительные трудности из- за малых размеров исследуемой области и низкой

■ ф

интенсивности свечения. Яркость линий при активном катоде выше, чем при активном аноде.

- полученные данные носят качественный характер и подтверж-

ч

дают результаты визуальных наблюдений. Так, в растворах, содержащих ион натрия, цвет разряда- желтый, калия- фиолетовый, кальция-кирпично- красный и т.д.

~ наряду с легко возбудимыми линиями щелочных металлов 7<10 эВ в разряде выявлены элементы с 7>10 эВ- Н,С. При катодном процессе в спектре присутствуют линии материала электрода, при анодном выявлены линии только легкоокисляющихся элементов- Си, А1.

1.2.СВАРОЧНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Сварка, т.е. передача материалам энергии, достаточной для перевода их поверхностного слоя в жидкотекучее состояние для обеспечения сближения их на расстояние, сравнимое с размерами кри-

—10

сталлической решетки свариваемых материалов (3...5*10 м),и создания монолитной структуры является одним из ведущих технологических процессов в производстве, связанном с изготовлением, ремонтом и восстановлением металлических изделий. Разработанные процессы

сварки трением, газовой, термитной, дуговой, электрошлаковой,индукционной, лазерной, [62,633 находят свое применение в действующем производстве в зависимости от .поставленной технологической задачи, экономических и экологических показателей.

Существующие способы сварки условно делятся на сварку плавлением и сварку давлением, которая имеет следующие разновидности: контактная, газопрессовая, диффузионная, трением, ультразвуковая, взрывом и др. (64) и обеспечивает основные требования к сварочным процессам: сближение свариваемых деталей на расстояние действия межатомных сил, т.е. создание условий для взаимной диффузии элементов, в частности, для диффузионной обработки, обеспечиваемой основными параметрами процесса- Т=0,5...0,7 Т^, давление- достижение деформации поверхности конкретного металла- Р= 5,..50 МПа, время- 5... 10 '-минут, среда- вакуум Р=10-1... 10~3Па, аргон, гелий.

Шероховатость поверхности 112= 2,5...80 мкм для твердых и мягких сплавов соответственно.

Имея широкую область применения для создания монолитной структуры как в системе металл- металл (56,65- 67),так и металл- неметалл (68- 69), обладая возможностью сваривания сложнопрофильных деталей, высокой производительностью, диффузионная сварка, тем не менеел требует наличия подготовительных операций: обеспечение высокой чистоты и класса шероховатости поверхности, создание вакуума или применение дорогостоящих инертных газов, автономного нагрева деталей, высокие требования к рабочему помещению и технике безопасности.

В рамках данной работы интерес представляют сварочные процессы, где передача энергии свариваемым материалам осуществляется потоком заряженных частиц, в частности, дуговая сварка.

/

Дуговой разряд характеризуется практически неограниченной силой тока. При и= Ю-50В плотность тока в дуге может составлять 103- 10б А/см2 [70]. Неравномерность электрического поля в дуге может создавать градиент потенциалов в приэлектродных областях, вызванного тем, что в столбе дуги концентрация ионов примерно равна концентрации электронов 2 7ге, но из-за большой массы

ионов скорость их в катодной области меньше, чем электронов, что создает повышенную напряженность -электрического поля на длине 2М0~7м до Е=107 В/м в отличие от столба дуги, где Е= 104В/м [71].

В приэлектродных областях температура газа значительно меньше, чем в столбе, т.к. газ контактирует с более холодной поверхностью расплава.Эти области разделяют на слой 1« 10~6 м, прилегающий к расплаву и имеющий его температуру и ионизационный слой 10~5м с градиентом температур 108 К/м и напряженностью Е= 10б В/м. Бремя нахождения частиц в этой зоне %= 10~8 с. [72]. Считая дуговой разряд равновесной плазмой, тем не менее отмечают, что в переходных областях дуги температуры электронов и газа отличны, т.е.Т ИТ [73].

е Г

Электрическая дуга как элемент цепи обладает ярко выраженной нелинейностью.т.е. между силой тока и напряжением нет пропорциональной зависимости вследствие т&го, что с изменением величины тока меняется сопротивление дуги, скорость струи паров, давление газов и т.д. Наиболее достоверные результаты можно получить при горении свободной дуги с неплавящимися электродами [74].

Обеспечение проводимости межэлектродного промежутка достигается приложенной разностью потенциалов, достаточной для ионизации . газа.

Поскольку в атмосфере дуги присутствует несколько элементов,

введено понятие эффективного потенциала ионизации. При этом установлено £75], что введение в разрядный промежуток даже незначительных добавок элементов с низким потенциалом ионизации, например, щелочных металлов,значительно снижает эффективный потенциал ионизации, Так, например, присутствие солей щелочных металлов в количестве 0,02- 0,04% обеспечивает плотность тока в катодном пятне до 5»to5 А/см2, уменьшает его площадь и коэффициент расплавления, что способствует стабилизации дуги [76].

Легкоионизируемые щелочные и щелочноземельные элементы также вводят в состав порошковых проволок, широко используемых для сварки [77]. Известен способ дуговой сварки в среде защитных газов с изменяемым составом подаваемых газов или их смесей с разным потенциалом ионизации [78].

На базе экспериментального и" теоретического материала построена математическая модель для расчета температуры нагрева свариваемых деталей [78-79], определена плотность мощности, которая составляет 108..,1010Вт/м2 [80], что позволило повысить к.п.д. процесса, расширить область его применения.

Отдельное место в сварочных процессах занимают вопросы сварки цветных металлов, требующие решения дополнительных задач. Так, при сварке алюминия возникает проблема удаления оксидной пленки, сня-

<я

тие которой осуществляется механическим или химическим путем [813, причем предпочтение отдается химическому, т.к. срок межоперационного хранения увеличивается с 3- 5 часов при механической очистке до 8 час при химической.Разрушение пленки возможно также в тлеющем разряде [82-84].

Интенсификация процесса сварки алюминия обеспечивается введением паров магния при Т=700°С [85] или предварительным оплавлением

зон сварки [863. В работе [87] кроме того отмечено, что при сварке алюминия необходим ток в 1,2-1,5 раза больший, чем при сварке сталей, имеется вероятность образования пор и трещин. Предел прочности на разрыв 63,8...86,8 МПа.

Находят решение и вопросы сварки разнородных металлов, отличающихся по физико- механическим свойствам, температуре плавления и т. д. Так, например, алюминий со сталью сваривается с помощью биметаллического сталеалюминиевого переходника [80], а сварку на-хлесточных соединений выполняют угловыми швами со стороны одноименных материалов [84]. Железо с медью сплавляется во всех отношениях [85-86],имея взаимную растворимость соответственно: Си -*• Fe до 8%, Fe - Си до 4%, но при сварке взрывом за счет мгновенной подачи и отвода тепла содержание каждого'металла в переходной зоне приближается к 50% [86].

Используют при сварке и электрохимические процессы. Так, по [88] заготовки включают в цепь питания в качестве катода, а сварку ведут за счет осаждения металла шва на кромках из расплава электролита, который включают в цепь посредством неплавящегося электрода.

Как отмечено, легированные и высокоуглеродистые стали обнаруживают склонность к появлению холодных трещин. Повышение скорости нагрева при сварке приводит к увеличению степени неоднородности аустенита перед охлаждением и получению участков, обогащенных углеродом и легирующими элементами, что также приводит, к образованию трещин в районе сварного шва.

Процессы, протекающие в приэлектродных, в частности, катодных областях привлекают внимание многих исследователей, поскольку явления, происходящие на границе металл- газ и приводящие к прео-

долению потенциального барьера большим количеством электронов, являются одной из проблем электронной теории металлов. В настоящее время установлено, что температуры плавления и кипения. электродов не являются решающим фактором для зажигания дуги [88-903. Устойчивое горение дуги между стержневым анодом и вращающимся диском-катодом, где пятно не может быть значительно разогрето, говорит о том, что холодный катод не препятствует зажиганию дугового разряда. Тем не менее, расчетами Миткевича В.ФЛ913 установлено: чтобы обеспечить термоэлектронную эмиссию необходимо 1=1000 А/см2, которое возможно только при Тк= 3500...4000 К. По представлениям Н. Ленгмюра [92 ] электроны могут проходить через потенциальный барьер, искажаемый у катода полем высокой напряженности Е=10б...10т В/см, называемый электростатической эмиссией [93,94], но требуемые плотности тока на 2...3 порядка выше, чем реализуемые на практике. Предположение И. Слепяна, В. Вейцеля и др. [95-100], Г. Эккера [101] базируется на том, что ток в катодной области переносится в основном ионами, возникающими в результате термической ионизации, И. М. Гуревич и Б. М. Яворский [1023 теоретически показали возможность высвобождения электронов из металла за счёт энергии возбуждённых атомов, Л. Леб [1033 выдвинул гипотезу о существовании в области катодного пятна сильно перегретого пара ка-то да, обладающего металлической проводимостью и испускающего термоэлектроны. Но ни одна из приведённых гипотез не даёт полной картины явлений формирования дуги с холодного катода. В работе [1043 отмечено, что эффект Шоттки, объясняющий уменьшение работы выхода электрона под воздействием внешнего электрического поля, тем не менее даёт завышенные результаты. Попытки объяснить это расхождение привели к обнаружению тунельного эффекта [1053, где отмечено,

что при повышеной напряжённости поля происходит не только понижение потенциального барьера, но и его сужение, что делает возможным прохождение электрона через потенциальный холм. Далее, рассматривая возможность фотоэлектронной и вторичной электронной эмиссии, подчеркивается, что незначительное время жизни в катодном пространстве ионов и возбужденных атомов ("ЬМО-8 с) не может влиять на протекающие процессы, но дает возможность метастабильным атомам (1;МСГ3 с) достигать поверхности катода и вызывать вторичную эмиссию. Данные положения, объединяющие выдвинутые гипотезы и дополненные, являются, на наш взгяд, предпочтительнее.

При необходимости получения ограниченной области нагрева применяют плазменный нагрев, рассматриваемый как специфическое использование дуги в тех случаях, когда нельзя замкнуть электрическую цепь между свариваемыми металлами и электродами или когда это технически выгодно (106). Различные конструкции плазмотронов, использование широкого круга плазмообразующих газов,позволяет' выполнять различные технологические задачи по сварке и плавке металлов с к.п.д. до 80%.

Необходимость сварки тугоплавких и химически активных металлов привела к разработке сварки электронным лучом в Еакууме, где источником нагрева является кинетическая энергия быстрых электронов со скоростями до 1010 см/с, переходящая в тепловую при бомбардировке металла с интенсивностью до 1017-1018 е~/с. Реализуемая возможность фокусировки луча до минимальных пределов и величины ускоряющего напряжения до 100 ООО В позволяют локализовать пятно нагрева,производить мгновенную сварку без расплавления микроскопических'деталей. Но электронный луч требует применения специальных вакуумных камер с дистанционной системой управления.Высокие напря-

жения приводят к вредным излучениям, что требует принятия специальных мер для защиты персонала.

Для сварки прецизионных деталей в производстве точных установок, электроизмерительных приборов, радио- и электроламп и т.д. разработаны способы стыковой микросварки как с нагревом сопротивлением без оплавления торцов, так и с оплавлением, используя энергию батарей с постоянным током (107). Описаны процессы микросварки, конструкции около 60 отечественных и зарубежных установок. Наблюдается тенденция дальнейшего развития процесса по пути унификации элементов и узлов сварочных машин, повышения производительности за счет снижения доли подготовительных операций, совершенствования технологии и автоматизации процесса (108).

Пределы технологических параметров: и = 36...3000 В С = 300...2000 мФ 1; = 10"3...10~4с 1 = до 4 * ю3 А/Мм2 V. = 2...90 см/с Р = 0,6...18 кГ/мм2

Л

Характерные особенности искровой, а особенно дуговой сварки в большей степени проявляются при сваривании мелких деталей. Предъявляемые жесткие требования к чистоте поверхности,которая обеспечивается обезжириванием бензином или ацетоном с последующим травлением в специальныых составах, геометрии торцов, получаемых обрезкой или заточкой, соосности- рихтовкой,прецизионным исполнением крепежных колодок и пазов, капиллярными трубками, водяной

струей или магнитным полем, скорости сближения деталей двигателями, с точными характеристиками, в совокупности значительно усложняют технологию и требуют дополнительных затрат.

Итак, сварка как ведущий технологический процесс в силу многообразия разработанных способов является в большинстве случаев при изготовлении металлических деталей, конструкций технологически целесообразной, экономически выгодной, а иногда и единственно возможной. Но сварка различных по толщине, природе материалов создает дополнительные технологические трудности, требует^введения разнообразных подготовительных операций.

Однозначно не решены вопросы о процессах, протекающих в при-

ч

электродных областях дуги, первичные процессы ионизации разрядного промежутка.

Отдельным вопросом стоят экологические и медицинские про-

V

блемы, поскольку комплексное воздействие вредных производственных факторов химической (сварочные аэрозоли, газы), физической (излучение дуги, электромагнитные поля, тепловое излучение) природы приводят к разнообразным заболеваниям сварщиков, загрязняют окружающую среду.

1.3. ОЧИСТКА МЕТАЛЛА В ЭЛЕКТРОЛИТНОЙ ПЛАЗМЕ

Многообразие видов загрязнений, их удельная величинатребуемая степень очистки, технологическая оснащенность производства, экономические показатели приводят к одновременному существованию различных способов очистки, основные из которых: - механические (абразивный, дробеструйный, галтовочный, шлифование, крацевание и т.д.);

- химические- с использованием растворов химических соединений, активно взаимодействующих с поверхностью: щелочи, кислоты, фосфаты, органические соединения;

- электрохимические- с применением тех же компонентов, но при подаче напряжения порядка б- 12 В;

- ультразвуковые- применяются те же компоненты с добавками поверхностно- активных веществ с наложением ультразвуковой частоты порядка 16- 22 кГц; . "

- ионное- в атмосфере инертного газа или воздуха при давлении 10~1 - Ю-2 мм.рт. столба. Разрядный ток- до 50 мА при напряжении до 10 кВ; v

- электролитно- плазменный- в водных растворах различных соединений при U= 100- 150 В.

'-л _

Институтом электроники АН УзССР разработан способ очистки с использованием устойчивого электродугового разряда в вакууме (ЭДВ0), без применения плазмообразующего газа. Энергия, выделяющаяся в катодных пятнах (до Ю^т/см2}вызывает взрывообразное испарение материала и удаление загрязнения. Шероховатость поверхности для цилиндрических деталей после ЭДВ0 находится в пределах Ra= 2,3-0,75 мкм, для плоских - Ra= 2,9-1,85 мкм по ГОСТ 2789-73 при

64

удельной мощности разряда до 10 Вт/см,т.е.практически не меняется. При увеличении удельной мощности разряда до 1,5'107Вт/см2 класс шероховатости понижается до 6 класса и ниже. Скорость очистки -0,02 м/с. Удельные энергетические затраты колеблятся для различной толщины окалины от 0,5...0,67 кВт.ч/м2 для а=1...2 мкм до 1,3...7,7 кВт.ч/м2 для а=10...40 мкм. [109]

Отличаясь по механизму воздействия на обрабатыаемую поверх-

ность,различные способы вследствие этого обеспечиают разную скорость и качество очистки.

Воздействие потока заряженных частиц на обрабатываемую поверхность способствует удалению различных загрязнений с металла. Описано большое число составов, применяемых для электролитно- плазменной очистки. Здесь и однокомпонентные электролиты, представленные водными растворами сильных кислот, как например, по способу, разработанному фирмой ЮСС Энджинера энд Консалтенс (США), очистку проводят в 15-25% р-ре Н230д при 1= 54-75 тыс А/м2 или щелочные растворы, обезжиривание в которых производят при 1= 800-1000 А/дм2 [110], так и многокомпонентще. По [111] электролит содержит 1-30% хлорида или сульфата одновалентного металла и хлористое железо до насыщения. Чаще используются водные растворы сульфатов, карбонатов щелочных металлов [112]. Важно отметить, что несмотря на то, что в процессе очистки нагрев изделия не требуется, сохраняется тенденция к использованию высококонцентрированных растворов. А опасность нагрева до высоких температур исключают импульсной подачей напряжения, нагревая изделие до температуры ниже ока-линообразования [113].

Известны способы очистки как при катодном [114], анодном [115] процессах, так и при ^биполярной обработке, где очищаемое длинномерное изделие- лента последовательно проходит катодные и анодные зоны' [116]. Таким образом решается один из важнейших вопросов конструкции- схема токоподвода. Наиболее важным узлом электролитических установок является электролитная ванна, разнообразие конструкций которых очень велико, но высокая производительность процесса требует разработки конструкций электролитических ванн для широкой номенклатуры обрабатываемых деталей.

Как известно, детали, поступающие на сварку должны иметь в зоне наложения сварного шва достаточную степень очистки, т.к. наличие неметаллических, инородных включений, ржавчины и окалины приводит к ухудшению качества сварки, масляные загрязнения- к ухудшению качества соединения и условий труда. Вследствие этого возникает необходимость В проведении дополнительных операций зачистки, галтовки, крацевания и обезжиривания деталей. Качеству поверхности сварочной проволоки также уделяется большое внимание. Разработаны разнообразные способы ее очистки: механический [117-1183, с, применением коронного разряда [1193, электрохимический [120-1233. И хотя поставленная цель достигается, применяемые

V

способы могут приводить к изменению линейных размеров проволоки, требуют использования сложных по составу электролитов и всегда являются дополнительной операцией.

А

Сравнительный анализ эффективности различных способов очистки приведён в табл. 1.1. [117,118,119-123].

Таблица 1.1

Способы обработки

Параметры

производи- трудоем- энерго-тельность кость затраты

Оста- Шеро-точ- хова-ное тость, загрязнение Н ,

мг

/м2

мкм

Механический

Галтовка

Дробеструйный

Электрохимический

Ультразвуковой

Вакуумно-дуговой

Электро-литно-плазменный

1,0

челчас кВтчас 0,7- 3-

1,5

25

час т

час 2

СМ

т

т

челчас кВтчас 1,5- 2-

т

35

мин

кг час

8,3-

РУб

80-

т

дм'

2

0, Об-

руб

кг

1,2-10

Вт

2

да2

0,5 кВ'час/м2 на 1 мкм.окалины по толщине

кг

200-

0,02-

час

РУ<5

кг

0,8'Ю2 Вт

дм2

100 2,5

50

1,7

10 исходи

10

2,1

15 2,4

Несмотря на то, что табличные данные не имеют единой размерности, тем не менее дают общее представление об эффективности про-

""■ ■ п

цессов очистки, из которых явствует, что разработанные способы имеют узконаправленное действие :механические, вакуумно-.дуговые, электро- эррозионные для удаления механических, труднорастворимых соединений, химические, электрохимические, ультразвуковые-для снятия загрязнений, слабо связанных с поверхностью. Длительность процессов, необходимость применения крупногабаритного, конструктивно сложного оборудования, экологические проблемы также ограничивают применение разработанных процессов в производстве.

Электролитно- плазменная очистка, уступая по количеству остаточных загрязнений только очистке в вакууме, превосходя в то же время по скоростным, экономическим, экологичеким показателям, универсальности, по сравнению с другими способами имеет несомненное преимущество, но необоснованный выбор сред, недостаточная проработка технологических и конструкторских решений ограничивает широкое применение процесса в действующем производстве.

1.4 ХММЖО- ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА В ЭЛЕКТРОЛИТНОЙ ПЛАЗМЕ

Как отмечено, в газовой оболочке присутствуют элементы, входящие в состав электролита, в виде нейтральных атомов, что следует из вида спектров излучения, ионов и, предположительно, радикалов. Реализуемая в разряде средняя напряженность поля порядка 104"-105 В/см [37,1243 обеспечивает образование из электролита диффундирующего элемента и подвод его к обрабатываемой поверхности.

Показано, что коэффициент диффузии элементов в материал электрода существенно увеличивается за счет различных факторов воздействия плазмы на поверхность твердого тела. Таким образом, совокупность электро- физико- химических процессов, обусловленных

цриродой электролитно- плазменного разряда, позволяет проводить насыщение обрабатываемой поверхности элементами, участвующими в диффузионных процессах.

Так, например, при катодном процессе обработку стали проводят в водных растворах неорганических азотосодержащих соединений: нитратов, нитритов, солей аммония, а также в растворах; органических соединений, в частности карбамида, формальдегида [125,1263 в интервале температур Тн =600°...900°С. В результате насыщения за 2...10 мин глубина азотированного слоя достигает 0,2...1,0 мм.

Для анодного процесса характерно проведение его при Тн= 570-760°С, в качестве электролитов используются водные растворы аммиака и его солей [127-1303.

Скорость насыщения при анодном процессе практически соответствует -скорости насыщения при катодном процессе. - ^ • .

При введении в состав электролита углеродосодержащих* соединений возможно проведение процесса цементации, который являе-тся наиболее распространенным для электролитно- плазменной обработки. В рассмотренных публикациях количество применяемых соединений- более 100. Глубина слоя достигает 0,4...1,2 мм за 0,5...2 мин. Процесс значительно интенсифицируется, если при неизменных параметрах обработки использовать в электрической цепи источник постоянного импульсного тока с частотой 5 кГц и продолжительностьюимпульса 1,2 мс [1313. В качестве углеродосодержащих веществ в подавляющем большинстве случаев применяются органические вещества: органические кислоты,ацетон,спирты.Содержание основного вещества может колебаться в широких пределах. Так, например в [1313 содержание ацетона составляет 10...80%, в [6,1323 содержание этилового спирта меняется от 7,5 до 70%. Для увеличения электропроводности в элек-

тролит добавляют сильные кислоты или щелочи. Область рабочих температур для катодного процесса составляет 800°...1050^, для анодного процесса 600°...930° С.

При одновременном введении в электролит компонентов, содержащих углерод в составе органического соединения и азот в? виде аммонийной соли возможно проведение процесса нитроцементации.

Рабочая температура при катодном процессе 700..,950°С, при анодном процессе- 600°...950°С.Скорость насыщения в разработанных составах электролитов для анодного процесса выше, чем для катодного. Так, при анодном процессе за 2-5 мин получают слой глубиной 0,7- 1,0 мм [39], при катодном за 4 мин.- 0,24 мм [133];.

При наложении на постоянный ток высокочастотных колебаний или импульсов [134] процесс интенсифицируется до 4-х раз . - Возможно получение слоев глубиной 0,1...0,4 мм за 0,5... 1,0 мин.

В водных растворах вольфраматов с добавкой для увеличения электропроводности аммиака получают при катодном процессе диффузионные 'слои, содержащие до 30% вольфрама [131]. При анодном процессе в растворах вольфрамофосфорной кислоты с добавкой соляной кислоты при Тн=850°...1050°С за 3...8 мин обработки получают диффузионные слои глубиной до 0,2... 0,35 мм [135-136].В растворах кислот, содержащих молибден, ванадий также описана возможность получения соответствующих диффузионных слоев [137].

Поскольку развитие электролитно- плазменного разряда и нагрев до определенных температур осуществим для большой группы металлов и сплавов, естественно предположить возможность химико- термической обработки и разнообразных . сплавов цветных металлов многими элементами. Такие процессы непременно будут осуществляться в ближайшее время как наиболее перспективные для интенсификации насыще-

ия. Это обеспечивается специфичностью воздействия электролитно-плазменного разряда на вещество электролита и обрабатываемую поверхность .

Влияние различных факторов на интенсификацию процесса насыщения рассмотрим на примере борирования.

Насыщение стальных изделий бором проводится с целью получения твёрдого (до 2000 г/мм2) поверхностного слоя толщиной до 0,3...0,4 мм, обладающего высокой износоустойчивостью, особенно абразивной. «

Разработанные в настоящее время технологии борирования в порошковых смесях, обмазках, расплавах, газах с применением печного, контактного нагрева, токами высокой частоты, лазером и др. позволяют проводить насыщение изделий бором со скоростями, усредненные значения которых приведены в табл. 1.2.

Все данные относятся к борированию среднеуглеродистых конструкционных сталей при Тн= 950° С.

Из данных, приведенных в таблице, взяв за основу скорость насыщения в расплаве, видно, что электролитическое расщепление насыщающего вещества и его подвод в зону обработки ускоряет процесс в 1,5 раза, лазерное воздействие на обрабатываемую поверхность и вещество в 2-3 раза, скоростной нагрев металла с изменением кристаллической решетки и разложением компонентов- в 4-5 раз.

Таблица 1.2 Зависимость скорости насыщения изделий бором от способа обработки

Способ обработки Основное насыщающее соединение Скорость насыщения мкм/мин

Порошковый в4с 0,78

Расплав На2В407 0,66

Электролизный Ма2Вд0? 1,18

Газовый В2Нб * 1,12

Лазерный в,в4с 2,80

ТВЧ - обмазка ВдС,Ыа2В407 3,70

Многообразие разработанных технологий тем не менее не способствовало широкому применению борирования в промышленности в силу того, что процесс в ряде случаев токсичен, длителен, а отклонение от заданных технологических параметров приводит к повышенной хрупкости и скалыванию насыщенного слоя.

Из литературного обзора следует, что отсутствие единого подхода к выбору составов электролитов не может обеспечить быстрый выход на оптимальный вариант и зависит от точки зрения исследователя. Граничные значения компонентов в растворе определяются либо по отсутствию насыщения, либо по критерию растворимости или потери технологических свойств электролита и могут резко отличаться у различных авторов. Так, например, содержание этилового спирта в составе электролитов для цементации колеблется в разных работах от' 7,5% до 80%. Заключение о необходимом условии насыщения металла элементом из соединения, обладающего меньшим давлением паров, чем растворитель.подтверждено в ряде случаев, но в то же время имеются

данные, противоречащие такому выводу.

Недостаточно исследован также вопрос о механизме образования и заряде частиц, ответственных за насыщение. Составы растворов для химико- термической обработки в случае анодных и катодных процессов не имеют принципиальных отличий.- Тем не менее, например, находящийся в составе аммиака азот обеспечивает азотирование, находящийся в составе кислот ?Г- вольфрамирование как при катодных, так и при анодных процессах.

Углерод, находящийся в четвертой группе периодической системы, не имеет тенденции преимущественного образования катионов или анионов, обеспечивает цементацию из широкой номенклатуры соединений.

Для сравнения интересны данные, полученные при ионном■азотировании [ 138]. .„Если деталь, подключенную к положительному полюсу (аноду), нагревать специальным нагревателем до температуры, равной температуре детали, подключенной к катоду, то скорость насыщения становится одинаковой.

1.5 ВЫВОДЫ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

На основании проведенного литературного обзора установлено:

А

1. Несмотря на возрастающий интерес к электролитно- плазменной обработке металлов как к современному, прогрессивному способу обработки, процесс имеет незначительное распространение в производстве из- за малой его изученности »отрывочности и в ряде случаев противоречивости полученных данных.

2. Комплекс сложных процессов, происходящих в газоплазменной оболочке, имеющей малые линейные размеры, вызывает большие экспе-

риментальные трудности при его исследовании.

3. До настоящего времени не выяснен тип разряда, горящего в тонком газовом слое между'* электродами, одним из которых является обрабатываемый металл, вторым- электропроводящая жидкость; неизвестны параметры плазмы, неясны составы газовой фазы и тип частиц, ответственных за насыщение.

4. Нет ясности в механизме .нагрева электродов,' балансе тепла в плазме и электролите.

5. Ограничена тенденция решения производственных задач, разработки новых технологий.

6. .Перспективность данного вида обработки обусловлена легкостью создания активной газовой среды и воздействия на структуру и свойства обрабатываемого материала бомбардировкой направленным потоком заряженных частиц, регулируемым, в частности, возможностью плавного изменения температуры электрода от начальной до расплавления.

Именно эти особенности обеспечивают интенсификацию всех процессов электролитно- плазменной обработки, в частности, очистку от всех видов загрязнений, термическую и химико- термическую обработку, сварку.

На основании вышеизложенного были конкретизированы этапы проводимой научно- исследовательской и опытно- конструкторской работы для обеспечения изучения явлений и процессов при электролитно- плазменной обработке и разработки промышленных технологий и оборудования на их основе.

Заключение диссертации по теме «Технология и машины сварочного производства», Терентьев, Сергей Дмитриевич

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований' изучена специфическая форма неравновесного разряда-, распределенного пленочного разряда с низкой температурой газа, по высокой температурой электронов, достаточной для ионизации газа и обеспечения его проводимости, т.е. Те»Т&.

2. Изучение вольт- амперных и вольт- температурных ХараКТерИйе с тик разряда, с учетом потенциалов ионизации основных элементов, проведение спектральных, хромат-о- масс- спектральных исследований позволило установить тепловой баланс процесса, содержание веществ V в газовой фазе,' ответственных за зажигание и горение разряда.

3.Проведение послойного химического рентгено- структурного и мателлогрзфического анализов позволило установить наличие диффузионных слоев за 1-5 мин. обработки, что. в несколько раз превышает по скорости насыщения при традиционных способах ХТО.

4. Совокупность проведенных исследований позволила разработать основы процесса сварки в электролитной плазме как однородных так и разнородных металлов.

5. Зондирование межэлектродного промежутка, давшее данные о распределении потенциала, позволило разработать конструкции электролитических ванн с наименьшими потерями подводимой мощности, основы применения электролитно- плазменного разряда в сварочном и машиностроительном производстве.

6. Изучение воздействия разряда на обрабатываемую поверхность позволило разработать технологические шюцессы очистки сварочной проволоки в процессе перемотки ее с бухты на сварочную бабину; зонную очистку деталей только в области наложения сварного шва, разработать технологию модификации поверхности для последующего нанесения полимерных и лакокрасочных покрытий со скоростями,в несколько раз превышающими традиционные способы.

7. На базе разработанных технологий проведено проектирование и изготовление малосерийного и единичного оборудования *для сварки, очистки деталей под сварку, сульфидирования режущего инструмента.

8. Изготовленное оборудование по разработкам автора внедрено на Алтайском тракторном заводе, Алтайсельмаше, Рубцовском машиностроительном заводе, Чебоксарском заводе промтракторов, Челябинском тракторном, Волгоградском канатном заводе, Семипалатинском метизно- фурнитурном заводе и т.д. .■ V

9. Разработанные технологические процессы, внедренные на предприятиях страны, обладают высокими экологическими показателями вследствие того, что, во- первых- процессы сварки и обработки металлов проходят в водных растворах нетоксичных • солей и, во-вторых, при прямом сливе в канализацию отработанного раствора, имеющего щелочную реакцию, происходит нейтрализация производственных стоков, имеющих, как правило, кислую реакцию.

Разработанные в результате проведенных исследований технологические процессы и обородудование, внедренное в действующее производство экспонировались на ВДНХ СССР, за что автор был награжден двумя серебряными медалями ВДНХ СССР и медалью "Изобретатель СССР" [155,1563.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Терентьев, Сергей Дмитриевич, 1998 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Слугинов Н.' ЖФХО, 1876, т.10, вып.9; 1880, т.12, вып.7; 1883, т.15, вып.9.

2. Ясногородский И.З. Нагрев металлов и сплавов в электролите. Машгиз, 1949, 164 с.

3. .Ясногородский И.З. //Сб.н.тр.: Электрохимическая и электромеханическая обработка металлов. М: Машиностроение, 1971, с.117.

4. Мурас B.C. //Сб.нэучн.тр. ФТИ АН БССР, 1956, вып.7, с.37.

5. Мурас B.C. //Сб.научн.тр. ФТИ АН БССР, 1961, вып.7, с.75.

6. Сапрыкин В.Д.//'Изв.АН УзССР, Сер.физ-матем.наук, 1965, N1, с.76.

7. Анагорский Л.А. В сб.: Новое в электрофизической и электрохи-.мической обработке металлов,// М..Машиностроение, 1966 с.124.

8. Бринза В.Н., Федосов Н.М., Яхонтов В.Н., Гахоз П.Ф. В сборнике Теория и технология обработки металлов давлением.//Выл.81.

М.: Металлургия, 1975, с.53.

9. Лазаренко Б.Р..Факторович A.A., Дураджи В.Н.,Пасинковский Э.А. // Электронная обработка материалов, 1974, N2, -с.15.

10. Дураджи В.Н., Брянцев И.В., Мокрова A.M., Лаврова Т.О. //Электронная обработка материалов, 1979, N6, с.20.

11. Лазаренко Е.Р.,Лазаренко Н.И.//'Электронная обработка материалов, 1978, N1, с.5, 1979, N1, с.5.

12. Лазаренко Е.Р., Дураджи В.Н., Брянцев И.В.// Электронная обработка материалов, 1980, N2, с.50.

13. Pie 1 log Е N7 1950, 97, р.133.

14. Eichhorn Е. Me tallobenilache, Metall, N7, 1972, piЮ. 1968, К7, 1972, N2, р.110.

»

15. Edlîie R.G., Mande Ch. Jolian J. Phys., 1969, v.52, N5, p.239. 1969, 52, N5, p.239.

16. Лазаренко Б.P., Дураджи Б.H., Факторович A. A. //Электроннал обработка материалов, 1972, N3, с.29.

17. Болога М.К., Бабой Н.Ф.// Электронная обработка материалов 1967, N3 (15), с.30.

18. Бабой Н.Ф., Болога М.К., Клюканов- А.А.- //Электронная обработка материалов, 1963, N2 (20), с.57.

19. Дураджи В.Н., Бряяцев И.В. //Электронная обработка материалов, 1978, N2, с.53.

20. Справочник по теплообменникам (пер. с англ.) т.1 М., Энергоатомиздзт, 1987 г.

21. Нефедов В.Г., Серебрицкий В.М. //Гидродинамический механизм отвода газовых пузырьков при электролизе воды. //Материалы 4-й Украинской конференции.по электрохимии, Харьков, 1964$-,л

22. Лазаренко Б.Р., Белкин П.Н., Факторович А.А. //Электронная обработка материалов, 1975, N6, с.31.

23. Сапрыкин Б.Д. Электрохимия т.1, вып.2, 1965: с.234.

24. Гайсин Ф.М., Гизатуллина Ф.А., Камалов P.P. //Физика и химия обработки материалов, М., 1985г., N4, с.53.

25. Петров Г.П., Сальянов Ф.А..Меркурьев Г.А. Труды КАИ, вып.173, Казань 1974г., с.11.

26. Сапрыкин В.Д. // Известия АН УзССР. Серия физматнаук, 1965,

/

вып.1, с.76.

27. Сапрыкин В.Д.// Химия и физика низкотемпературной плазмы. Мз-во МГУ, 1971, с.77.

28. Павлов Б.И. Доклады АН СССР 1944 г., т. 13 N6, с.250.

29. SíJíie R.G. Mande Œinta^ani, A study of electrode glow during

electrolysis, Indian, J. Phis. v.43, 1969.

30. Hicklng A., etc. How- discharge Electrolysis, 1961.

31. Седыкин Ф.Н., Кондратьев А..Ю., Анненков Л.В./7 В сб. Финишная 3X0 фасонных поверхностей. Тула, 1972 г.

32. Демин O.A. /УСб.Размерьая ЭХО деталей машин Тула 1975.

33. Лазаренко Б-Р.', Дураджи В.Н., Брянцев И.В., Факторович //Электронная обработка материалов, 1974, N3, с.37.

34. Ванин B.C., Семенова P.A.// Металловедение и термическая обработка металлов, 1965, N10.

35. Анагорский Л.А. //Сб.Новое в электрофизической и электрохими- • ческой обработке металлов, М.Машиностроение,1966 г.

36. Мноуэ Киеси. Способ диффузии веществ в поверхностных зонах проводящих материалов. Патент США N 384045Q, 1974г.

37. Железнов Ю.Д. и др. //Сб.Тонколистовая прокатка, Воронеж, ВПИ, 1931 г.

33. Лебедев C.B. и др. //Сварочное производство, 1985 N9

39. Мурас B.C. //Машиностроитель Белоруссии, 1955 г. N3

40. Кузнецов Г.Д. Перспективы применения тлеющего разряда в ХТО, Киев, Наукова Думка, 1977г.

41. Дураджи В.Н., Брянцев М.В. //Электронная обработка материалов, 1977 г., N1, с.74

42. Новикоз М.П. //'Автоматическая сварка, 1985 г., N 9, с.28

43. Лазаренко Б.Р., Дураджи В.Н., Факторович A.A., Брянцев И.В. //Электронная обработка материалов, 1970, N4, с.36

44. Белкин П.Н., Земский C.B., Пашиковский Э.А., Факторович A.A. //Электронная обработка материалов, 1984 г., N1, с.38

45. Ллхобич Л.С.//Сб.Новое в электрохимической размерной обработке ме таллое, Кишинев, 1972г.

«

46. Ванин B.C. Электротермия, 1967 г., вып.55

47. Николаев А.В.,Марков Г.А.,Пешевицкий Б.И.//Известия СО АН СССР серия хим.наук, 1977г., N12, вьш.5.

48. Алексеев О.П. /Способ очистки а.с. 1244216 C25-I/QQ.

49. Дунаевский B.W., Занин А.Я. //'Труды ВНИИлитмаш, 1978г.N56

50. Анисиков A.B.// Финишная ЭХО поверхностей закаленных деталей,-Тула, Приокское из-во, 1972г.

51. Седыкин Ф.В.,// Динамика электрохимического процесса удаления окалины, Тула, 1980 г.

52. Москалева Л.И., Богданов H.A., Кузнецова А.И. //Сб. Новое в электрохимической размерной обработке металлов. Кишинев, 1972г.

53. Дураджи В.Н., Брянцев И.В. Электронная обработка материалов,

54. Дураджи В.Н. //ЗЛОМ 1975 г.N5 с.68

55. Белкин П.Н. //ЭЛОМ 1985 r.NI с.63

56. Лебедев C.B., Самойлов М.И. ,Деев Г.Ф. Выбор режимов припайке изделий стержневого типа //Автоматическая сварка,1997,N2 .

57. Дураджи В.И.Фория P.A. //ЭЛОМ 1988 г. N2 с.35

58. Сапрыкин В.Д. Некоторые вопросы, связанные с электролизом в присутствии низкотемпературной плазмы. /./Труды 1, межвузовской конференции по химии и физики НПС. Москва,МГУ, 1971 г.

59. Edkie R.G. Mande Chintamani "A study of electrode glow during electrolysis", Department of Physics, Nagpur university, Nagpur, 1979.

1

60. Петров P.П. и др. Исследование разряда с жидким катодом. //Труды КАИ, Казань,1974 г.

61. Сапрыкин В.Д. О низковольтном электрическом разряде в электролите. //Известия АН УзССР,Ташкент,1975г.

52. Фролов В.В. Теория- сварочных процессов. М. Высшая школа., 1988г.

63. Петров Г.Л. Тумарев A.C. Теория сварочных процессов.М. Высшая школа,1977г.

64. Казаков Н.Ф. Диффузионная сварка металлов.,М.// Машиностроение,

1981 г.

65. Конюшков Г.Л..Копылов Ю.Н. //'Диффузионная сварка в электронике. М.,Энергия, 1974 г.

66. Хренов К.К.//Сварка, резка и пайка металлов. М, Машиностроение,

Т97р, г 1 v ■ - L • «

67. Каракозов Э.С.//Диффузионная сварка титана.М,Металлургия,1977г. 63. Метелкин И.И. и др. Сварка керамики с металлами,, М., Металлургия, 1977 г.

69. Любимов М.Л. //Спаи металла со стеклом., М., Энергия, 1963 г.

70. Буки A.A. /'/'Моделирование физико-химических процессов дуговой пвяр-*и. М. Машиностроение, 1991 г.

71. Пумой п.¿д. //Технология электрической сварки плавлением. Л, Машиностроение, 1987г.

72. Жуков М.Ф.и др.// Приэлектродные процессы в дуговых разрядах Новосибирск, 1982г.

73. Фролов В.В. и до.// Теоретические основы сваши. М.Высшая шко-

х ' 'А х. х

ла, 197Ог.

74. Лесков Г.И.//Электрическая сварочная дуга., М.»Машиностроение, 1970 г.

75. Ленивкин В.А. и др.// Технологические свойства сварочной дуги в защитных газах. М, Машиностроение, 1939г.

76. Гришанов'A.A. Пзньков В.И./ Порошковая проволока для сварки сталей. A.C. 2012^59.

I ( • - 1 •'~ i«.ГЧ. 'V.'Zj • iV. • »—' • z' - i'-w-Л* x v^'Ji* v. v^.ii xü — LJ-. -ix*!/ О T<LL—1'* i.

i ix ^ ^ j. ^

78. Филатов B.B. Расчет температуры нагрева длинных стершей при сварке их концов. //Сварочное производство N5,1996г.

79. Мелюков В.В. Оптимизация теплового режима процесса сварки. //Сварочное производство N1, 1996г.

30. Суслов A.A. Применение металлических покрытий для пайки алюминиевых сплавов.//Сварочное производство N4, *i'994r.

81. Переверзенцев Б.Н. и др. Активирование поверхности при вакуумной пайке алюминия. //Сварочное производство N1, 1996г.

Ч» ■ V5

82. Жуков М.Б. /Способ дуговой сварки деталей из алюминиевых сплавов. A.C. 2018425

83. Гуревич С.М. Справочник по сварке цветных металлов., Киев, // Паукова Думка, 1981г.

34. Павлова В.И. и др. /Способ сварки алюминия со сталью. А.С.2043839

35. Суздалев И.В./Способ сварки алюминия со сталью A.C. 22049615

36. Шутов Б.А..Ерохин A.A. Об оптимальном составе металла шва при сварке плавлением меди с низкоуглеродис.той сталью.

//Автоматическая сварка, N 11,1970 г.

87. Казаков Н.Ф.//Диффузионная сварка металлов. М, Машиностроение, 1981г.

88. Сафронников А.М./Способ сварки металлов и сплавов.А.С.2014979

89. Лившиц Л.С. Металловедение для сварщиков. М.Машиностроение, 1979г.

90. Хренов К.К.// Электрическая сварочная дуга.,М., Машгиз, 1949г.

91. Сварка цветных металлов., // Сб. ст. м.Машиностроение, 1989г.

92. Буки A.A. Моделирование физико-хнмкческих процессов., Л, 1991 г

93. Патон Б.Е. Злектрошлаковая сварка и наплавка металлов,М.1ЗЗОг

94. Рудаков А.С.Приближенный анализ процессов сварки оплавлением.

//Труды ЧПИ, Челябинск,1965 г. 35. Лебедев C.B. Теория и практика использования электролитных процессов в сварочном производстве. /7 Автореферат на д.т.н. Липецк, 1993 г.

96. Сварочное оборудование Справочник ИЭС им.Патона Е.О. Наукова Думка, Киев, 1968г.

97. Сварочное оборудование Справочник ИЗО им. Патона Е.О. Наукова Душа, Киев, 1972 г. ■

93. Мальцев М.В. Металлография промышленных цветных металлов и

сплавов.// М. Металлургия, 1970г.

ff

99. Сопгаоу *Н. Untersuchungen über die Schweiß Iichtbogen. //Elektroschweiß.B. 6, s. 101, B.7, s. 125, 1937.

100. Weisel W., Rompe R. Theorie elektrischer Lichtbogen und Funken. Leipzig, 194-9.

i Ol. Зсибян 3. M.//Исследование электрических и технологических свойств малоамперной сварочной'дуги Изд. АН УССР, Киев, 1963г. i02. Гуревич И.М., Яворский Б.М. Вырывание электронов .из металла

ыетзетабильными атомами ртути. //ДАН СССР, т.З, 1946 г. ЮЗ. Леб Л.// Основные процессы электрических разрядов в газах, ГИТТЛ, 1950 г.

104. Крапивина С.А. /Л1лазмохимические технологические процессы,Л, Химия, 1931 г.

105. Гапонов В.И. Электроника, 4.1, М., Физматги.з, I960 г.

106. Дембровсыий В. Плазменная металлургия, М.,Металлургия, 1981г.

107. Ефтифиев П.И. //Стыковая микросварка,Л. »Машиностроение, 1977г.

лите для получения сварных биметаллических полос /'/Мат. Российской НТК / Современные проблемы сварочной науки и техники. •

108. Сварочное оборудование. Справочник.. Киьв, Наукова Думка, 1 Э72г.

109. Бринза В.Н. и др. /Способ электрохимического обезжиривания металлов. A.C. 296829.

1/0. Иагано X./Способ удаления -окалины с поверхности стальных прутков. A.C. патент Японии N56-78628.

111. Артемьев A.B. и др. /Установка для электролитной очистки полос. А.С.863726.

112. Бондарев И-.П. и др. /Устройство для очистки проволоки. A.C. 1088839.

113. Зейгерман В.А. /Способ очистки изделий. А.С.800243.

114. Алексеев А.П. /Способ очистки/ A.C. 1244216

115. Занин А.Я. и др. //ЗЛОМ,1982,N2, с.29

116. Занин А.Я. и др. /./ЗЛОМ, 1983г.N1 ,с.79

117. Кзсюга ГГ. И. и др. ./Усттэойство для очистки проволоки .А.С.1161213

118. Иванов И.П.и др./Устройство для очистки проволоки.А.С.¡033665

119. Костин Ю.А.и др./Устройство для очистки проволоки.А.С.1326359

120. Астромскис B.C. и др./Способ очистки проволоки и устройство ■для его осуществления. A.C.1362526.

121. Трубицин A.B. и др. /Устройство для травления и очистки проволоки. A.C. 1090764

122. Дунаевский В.И.и др./ Агрегат для электрохимической обработки проволоки. A.C.1215372

123. Семкколенных М.Н. и др./ Электрохимическая очистка сварочной' ггооволоки. /'Сварочное производство N3, 1980г.

124. Мосинори Т. Диффузионная обработка с нагоевом в электволите. (пер.), /УКккай гидзюцу, 1977г. N8 с.113.

125. Гриднэ Ю.В., Брусиловский Б.А. // Известия БУЗов, Черная металлургия, 1988г.N10, с,118.

1 33

126. ЛяховичЛ.С.Ворошин Л.Г. //Новое в электрохимической размерной обработке материалов.Л. Машиностроение,1972г. с.124.

127. Лазаренко Б.Р. Факторович A.A. //Электронная обработка материалов . 1984.Г. N5, с. 11 .

128. Па.синковский Э.А.Гольдмая И.М. //Электронная обработка материалов. 1976г.

129. Пасинковский Э.А. Факторович Е.А.Химико- термическая обработка металлов и сплавов.Минск, 1977г. с.246. ^

130. Лазаренко Б.Р.Бежин П.И. //Электронная обработка материалов. 1977,с.19.

131. Дубинин Г.Н. Кочан Я.Д.// Прогрессивные методы химико-термической обработки., М. Машиностроение, 1979, с.152.

132* джзкзкс К.К./Диффузионное насыщение посредством электролитического нагрева. Патент Японии N45-967.

133. Ванин B.C. Цементация с нагревом в электролите, //Доклады АН СССР i980г. с.788

134. Eichhorn Е. //Metall, 1972, v.26, N2.

135. Eichhorn Е. //Harterey- Technik Mitt, 1978, v.23, N2.

136. Ванин В.С.Семенова Г.А. //Электронная обработка материалов. 1988г. N10, с.47

137. Вакин В.С.Семенова Г.А. /'/Металловедение и термическая обработка материалов., 1975 г. с. 18.

133. Dwyer Zr.J.L. //The Promise of Plasms, Metall Producing, 1984, 33, N2.

139. Сена Л.A.// 0 механизме возникновения дуги при разрыве цепи.М. ЖЗТФ, 1955г. ■ -

140. Тонг Л. Теплопередача при кипении и двухфазное течение. М.,

141. Словецкий Д.И. Терентьев С.Д. Плеханов В.Г. Механизм электро-литно-плазменного разряда. //'Теплофизика высоких температур. М, 1988г. т24, N2.:«

142. Терентьев С.Д. Борисовский В.В. Анализ физических характеристик электролитно- плазменного разряда при сварке металлов. //Сборник научных трудов РИМ. Рубцовск,1997г.

143. Терентьев С.Д. Плеханов Г.В.Черемных Т.е. Разработка технологии сварки. //Сборник научных трудов PIM. Рубцовск,1997г.

144. Ачейкин Д.И.и др. .Датчики контроля и регулирования. M. Машиностроение, 1965i*.

145. Терентьев С.Д. Анализ сварочных процессов в электролитной плазме. //Международная НТК Строительство и реконструкция в' современных условиях. Рубцовск, 1977г.

148. Терентьев С.Д. Разработка технологии очистки сватэочной проволоки. //Сборник научных трудов РШ, Рубцовск, 1997г.

147. Терентьев С.Д. Очистка металлов в электролитной плазме./Труды Рубцовского ИМ. Рубцовск,1994г.

148. Ясногородский И.З. Терентьев С.Д./ Состав для электролитического сульфидированил A.C. 931801.

149. Словецкий Д.И. Терентьев С.Д ./ Состав для электролитического сульфидированил. А.С.1103948.

150. Ляхович Л.С. Вельский Е.И.Косачевский Л.Н./Способ борирования. А.С.382763.

151. Словецкий Д.И., Терентьев С.Д./Способ электролизного борирования. A.C.1165081.

!52. Теоентьев С.Д. Интенсификация химико- тетжической обработки металлов,.//'Электронная, обработка материалов,Кипенез 1992г.N2

153. Терентьев С.Д. Перспективы развития электролитно- плазменной

обработки металлов.//НПК Научно- техническое творчество аспирантов и ППС", Бийск, 1995г.

154. Словецкий Д.И. Терентьев - С.Д. Плеханов В.Г./ Способ очистки длинномерных изделий. А.С.1231086.

155. Терентьев С.Д." Удостоверение В$НХ СССР N15755 от 12.12.83г. За разработку технологии и внедрение автоматов очистки проволоки.

156. Терентьев С.Д. Удостоверение ВДНХ СССР N32640 от 2.12.88г

. За разработку технологии и внедрение установок сульфидирива-ния инструмента.

АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО ОТКРЫТОГО ТИПА

«РУБЦОВСКИЙ пкти»

658203. Алтайский край г. Рубцовск,, ул. Арычная, в Р/с 267213 в АКПБ г- Рубцовска МФО 101813 Телетайп; 233565 сПРОЕКТ> Тел.; 3-22-66; 2-55-21

Ш .V»

- V.....- -I •

УТВЕРЖДАЙ Генеральный директор акционерного общества открытого типа

"Рубцове к: и,й ■■■ ■ пр. о ектно-к о нстр у к торс к и й

■<"..-•■• >"-' , \ - -. "" -. - -

/ 1:ё хЙмгШ Сч^г и й институт

, ■■■ ■ - Б. И. Якименко

' А4;-' (■

V . 2.1 октября',: 1997 года

*■; ......;

-"'С-'

АКТ использования научных разработок Терентьева С.Д.

Настоящий акт подтверждает, мто научные результаты диссертационной работы Терентьева -Сергея Дмитриевича, полученные - им как руководителем научно-исследовательских работ в период с 1973 по 1994 годы, будучи сотрудником научно-исследовательского отдела злектро-литко-плазменной обработки, а затем заведующим лабораторией Рубцовского индустриального института., использованы при разработке процессов сварки, очистки сварочной" проволоки и деталей под сварку, химико-термической обработки металлов, а также при изготовлении оборудования по реализации данных технологий.

Автоматы и установки по электролитно-плазменной обработке

металлов внедрены на Алтайском тракторном заводе, Алтайсельмаше, машиностроительном, Семипалатин с к о м м е т и з н о-ф у F- н и т у рном, В с л г о г р а д с к о н канатном, Челябинском тракторном. Чебоксарском заводе промтрактороб и других зав одах с суммарным долевым эк о н о к и ч е с к и м эффектом 1 млн.SSy тыс. рублей .в ценах.начала 1991 года.

ственнсго экономического отдела