Creation of hardfaced surfaces and investigation of its wear resistance

Abstract

This thesis presents research in the area of creation of coated electrodes for hard surfacing. The principal subject of research is coated electrodes and metals deposited by means of them. The main objective of the thesis is to develop new electrode coatings, to obtain the metal having the proper mechanical properties which enable to produce the surface layers with acquire strength and resistance to abrasive wear. The application area of newly developed welding electrodes is surfacing of working parts of agricultural, mining and road-building machines. The thesis also deals with optimization of alloying elements transfer from electrode to liquid pool with a view to obtain economically alloyed deposited metal. Welding electrodes are being produced in Lithuania, multi-purpose hard-facing electrodes being among them. All over the world a lot of welding materials manufacturers produce the analogous production, but their products are expensive. A challenge to the competition in the electrodes market is to expand the production range, to offer new products whose quality and price could satisfy customer’s demands. The dissertation analyzes the regularities of alloying elements transfer in developed electrodes from electrode coating to deposited metal and the influence of alloying elements on the properties of coated layers. Two principal tasks are solved: development of coated electrodes coatings and investigation of hard-faced surfaces. The first task is formulated with respect to the investigation of alloying elements transfer regularities from an electrode to deposited metal. The second task concerns the investigation of abrasive wear of the hard-faced alloy structure.

Disertacijoje nagrinėjamas glaistytųjų elektrodų rankiniam elektrolankiniam apvirinimui kūrimas ir taikymas. Pagrindinis tyrimo objektas yra glaistytieji elektrodai ir šiais elektrodais prilydytas metalas. Pagrindinis disertacijos tikslas yra sukurti naujus elektrodų glaistus, gauti gerų mechaninių savybių metalą, kuriuo apvirinti sluoksniai būtų atsparūs abrazyviniam dilimui. Sukurtų apvirinimo elektrodų taikymo sritis yra žemės dirbimo, kalnakasybos mašinų, rūdų smulkinimo įrenginių darbinės dalys. Disertacijoje siekiama optimizuoti legiruojančiųjų elementų koncentraciją lydinyje, ir taip gauti ekonomiškai legiruotą prilydytą metalą. Lietuvoje gaminami suvirinimo elektrodai. Viena iš gaminamos produkcijos rūšių yra įvairios paskirties apvirinimo elektrodai. Pasaulyje yra daug suvirinimo medžiagų gamintojų, kurie gamina analogišką produkciją, tačiau šie elektrodai brangūs. Siekiant konkuruoti elektrodų rinkoje, būtina plėsti gaminamos produkcijos asortimentą, pateikti naujus gaminius, kurie savo kokybe ir kaina galėtų patenkinti įvairiausius vartotojų poreikius. Darbe sprendžiami du pagrindiniai uždaviniai: glaistytųjų elektrodų glaistų kūrimas ir šiais elektrodais apvirintų sluoksnių savybių tyrimas. Pirmasis uždavinys suformuluotas, atsižvelgiant į legiruojančiųjų elementų perėjimo iš elektrodo į prilydomą metalą dėsningumų tyrimą. Antrasis siejasi su apvirintų sluoksnių lydinių struktūros ir abrazyvinio dilimo tyrimu.