Development of methods for experimental investigation of the manufacturing processes of the induction welding of thin construction elements

Розроблено методики для вимірювання температурного поля в зоні наплавлення, дослідження стійкості проти спрацювання, товщини шару наплавлюваного металу, а також прогинів тонких дисків, які дозволяють зменшити трудові і матеріальні затрати та оцінити якісні показники при розробці нових технологічних процесів індукційного наплавлення тонких елементів конструкцій в залежності від типу нагрівальних систем та режимів нагрівання.The methods for measuring temperature field in the welding area are developed. Wear resistance of the welded metal layer thickness as well as thin dishes deflection which allow to decrease labour and cost expenditures, are investigated. Estimation data for the development of new technological processes of the induction welding of thin elements of the construction depending on the type of the heating systems and regimes are analyzed

Methods of amplitude vibrator electromagnetic induction in surfacing

Розроблено методику для визначення амплітуди коливань електромагнітного вібратора при індукційному наплавленні тонких плоских деталей, яка дозволяє підбирати її значення залежно від його напруги живлення. Отримані значення амплітуди коливань уможливлюють налагоджувати технологічний процес наплавлення, використовуючи при цьому велику номенклатуру порошкоподібних твердих сплавів, які забезпечують якісні експлуатаційні характеристики шару наплавленого металуThe method of determining the vibrations amplitude of electromagnetic vibrator at induction surfacing of thin flat parts, which allows to choose its value depending on its voltage is developed. The values of the vibrations amplitude received allow to establish technological process of surfacing using variety of powdered hard alloys, that provide qualititative performance of layer of surfacing meta

Mathematic model of heating system construction parameters optimization taking into account the combined screening of thermal and electromagnetic fields

У роботі розроблено математичну модель, яка дозволяє проектувати складну нагрівальну систему ІТЕЕ, що складається з індуктора, теплового та електромагнітного екранів, з урахуванням їх тепло-, електрофізичних, енергетичних та геометричних параметрів з використанням енергоощадного режиму нагрівання для наплавлення тонких сталевих дисків довільних діаметрів і розмірів зони наплавлення, виходячи з потреб технології без проведення експерименту, яка покращує рівномірність товщини шару наплавлювального металу, підвищує продуктивність процесу наплавлення, а також досягати додаткової економії електроенергії внаслідок екранування теплових та електромагнітних полів.Mathematic model providing complex heating system ITEE, which consists of an inductor, heat and electromagnetic screens taking into account their heat, electrophysical, power, and geometric parameters under energy-saving heating regime for surfacing of thin steel disks of arbitrary diameters and sizes of the surfacing area meeting the needs of technology without experiments having been carried out. The technology improves uniformity of the surfacing metal layer thickness and raises the surfacing efficiency and gives a possibility to obtain additional energy saving caused by the screening of the heat and electromagnetic fields

Induction fusion regimes of parts using screening of the heat and electromagnetic fields

Проведено дослідження режимів індукційного наплавлення тонких дисків на структуру, зносостійкість та стабільність товщини шару наплавленого металу. Показано, що при наплавленні порошкоподібним твердим сплавом ПГ-С1 нагрівальною системою ІТЕЕ (індуктор, тепловий і електромагнітний екрани) з прикладанням горизонтальної вібрації та енергоощадного режиму наплавлення, зносостійкість підвищується в 1,5 рази, рівномірність товщини шару наплавленого металу – на 8% та покращується якість наплавленого металу (з крупнозернистої структури в дрібнозернисту) в порівнянні з технологією без горизонтальної вібрації. Це досягається за рахунок сприятливішого розподілу легуючих елементів у наплавленому шарі металу. Дослідження проводили на тонких дисках, виготовлених зі сталі Ст3, діаметром 210 мм, товщиною основного металу 3 мм і наплавленого відповідно 0,8...1,5 мм та шириною зони наплавлення 15 мм.Induction fusion is the process which is applied to recuperate worn parts or to strengthen the working surface while manufacturing new parts. This process is widely used in agricultural mechanical engineering. The important condition for providing required process of induction fusion is the proper chosen parameters of the fusion regime, which results in the quality of the fused layer of the metal and durability of the fused part operation. To improve the properties of the fused metal the authors have developed new technology of the induction fusion taking advantage of the heating system IHES (inductor, heat and electro-magnetic screens) with the changeable specific power in time while fusion (energy-saving heating regime). While carrying investigations 210 diameter disks of 3 mm thickness were used. Powder-like hard alloy ПГ-С1 covered the surface in 3 mm to obtain 0,8...1,5 mm layer of the fused metal, fusion area being 15 mm. Then the disk surface was heated according to energy-saving regime during 22 sec. At the moment of starting the fusion of charge, taking advantage of the special equipment horizontal vibration, was introduced (fluctuation amplitude 0,2 mm) and then switched off after complete melting of the powder-like hard alloy. Then the disk was taken away from the equipment and cooled together with the hard alloy in the air. The effect of the thin disks induction fusion regimes on the structure, wear resistance and stability of the fused metal layer thickness has been investigated. It is shown that under fusion by the powder-like hard alloy ПГ-С1, taking advantage of the system IHES (inductor, heat and electro-magnetic screens), using horizontal vibration and energy-saving fusion regime, the wear-resistance increases in 1,5 times, uniformity of the fused metal layer thickness by 8% and the quality of the fused metal improves (coarse grained structure into fine grained structure) as compared with the technology of horizontal fusion without horizontal vibration