Описано конструкцію механізованої лінії для індукційного наплавлення тонких фасонних дисків неперервно-послідовним способом, яка дозволяє підвищити продуктивність процесу наплавлення та якість наплавлювальної поверхні.

Для умов індукційного наплавлення тонких сталевих дисків зубчатої та суцільної форми, на базі методів технічної електродинаміки та теорії теплопровідності розроблено математичні моделі для проектування енергоощадних нагрівальних джерел (індукторів, систем індуктор - тепловий і електромагнітний екрани (ТТЕЕ) та індуктор - магнітопровод) з урахуванням їх тепло-, електрофізичних, енергетичних, механічних і геометричних параметрів з використанням енергоощадного режиму наплавлення. На їх засадах створено інженерні методики розрахунку нагрівальних систем для реалізації нового напрямку технології індукційного наплавлення тонких сталевих дисків. На підставі проведених теоретичних і експериментальних досліджень розроблено технологію й обладнання для одночасного наплавлення даних дисків по всій робочій поверхні з використанням конструкцій нагрівальних джерел (індукторів, системи ТТЕЕ та індуктор - магнітопровод), а також енергоощадного режиму наплавлення.

Досліджено процес плазма-МІГ наплавлення порошковим дротом з метою розробки устаткування наплавних матеріалів та технології нанесення покрить на вироби, що працюють за термоциклічних навантажень у контакті з хімічно агресивними речовинами. Особливістю процесу є співіснування двох дуг: полоциліндричної, що горить з неплавкового кільцевого електрода, та внутрішньої, що горить з плавкого порошкового дроту. Відзначено, що додатковий нагрів порошкового дроту дозволяє досягти переносу краплями середніх розмірів за зменшеного струму, а це сприяє зменшенню глибини проплавлення та повному розплавленню компонентів шихти. Стабільність процесу підвищується у разі зменшення видимого вильоту плавкого електрода та спадання напруги у стовпі плазмової дуги. Визначено статичні вольт-амперні характеристики обох дуг та умови виникнення шунтування.

Висвітлено питання підвищення техніко-економічних показників технології виробництва й удосконалення складу порошкової стрічки для механізованого дугового наплавлення композиційного сплаву, що забезпечує більш високу зносостійкість деталей, які працюють за умов інтенсивного абразивного зносу. Розроблено математичні моделі нагрівання осердя і теплового стану вильоту порошкової стрічки та рівняння для розрахунку параметрів моделі. Визначено основні критерії, яким повинні відповідати експлуатаційно-технологічні властивості матеріалу термоізоляційного прошарку. Запропоновано математичну модель виготовлення порошкової стрічки за наявності теплоізолювального прошарку, що дозволяє здійснювати обчислення основних показників процесу залежно від величини обтискання, радіуса робочих валків, товщини оболонки, вихідної товщини та кінематичної в'язкості сполучного матеріалу прошарку. Визначено склад порошкової стрічки для механізованого дугового наплавлення композиційного сплаву, що забезпечує більш високу зносостійкість деталей, які працюють за умов інтенсивного абразивного зносу.

Рассмотрены особенности построения высокочастотного преобразователя на базе инвертора напряжения для обеспечения многостадийного процесса индукционной наплавки твердых сплавов.

Описана методика определения поперечных остаточных перемещений при индукционной наплавке тонких стальных дисков твердыми сплавами в зависимости от геометрических размеров дисков и наплавленного слоя, а также механических и теплофизических характеристик материалов.

Приведены результаты исследований структуры и свойств металла, наплавленного индукционным способом с экранированием тепловых и электромагнитных полей. Показано, что благодаря экранированию на 12 % снижается неравномерность толщины слоя наплавленного маталла, экономится на 10 - 15 % электроэнергия, исключается перегрев торца диска и наплавленного металла, а также сокращается время наплавки по сравнению с наплавкой без экранирования. При этом микроструктура, твердость и износостойкость наплавленного металла остаются на том же уровне, что и при индукционной наплавке без экранирования.

Получена математическая модель для определения температурного поля в процессе наплавки диска с помощью двухвиткового кольцевого индуктора с учетом теплового и электромагнитного экранирования, которая позволяет оптимизировать указанную температуру в зоне наплавки диска в зависимости от параметров индуктора, диска, электромагнитного и теплового экранов, а также электрического тока.

Рассмотрены и проанализированы существующие конструкции индукторов для индукционной наплавки тонких плоских деталей, в том числе фасонных дисков. Описаны новые конструкции индукторов и нагревательные системы для индукционной наплавки тонких стальных дисков зубчатой формы, разработанные с целью уменьшения энергоемкости, повышения производительности процесса наплавки и качества наплавленного металла.

Приведены результаты исследований структуры и свойств металла, наплавленного индукционным методом с наложением вибраций в период расплавления наплавочного материала. Показано, что наложение вибраций приводит к увеличению износостойкости наплавленного металла за счет измельчения его структуры.

Отмечено, что возможность управления структурой наплавленного металла позволяет совершенствовать эксплуатационные свойства изделий. Исследованы процессы измельчения структуры наплавленного металла при наложении горизонтальной механической вибрации. Построена расчетная модель для определения параметров структуры металла типа сплава ПГ-С1, наплавленного индукционным методом с наложением механической вибрации. На основании полученных соотношений построены графические зависимости карбидных составляющих в наплавленном металле от амплитуды и частоты вибрации.

Рассмотрены существующие технологические схемы индукционной наплавки рабочих органов сельскохозяйственных машин. Наилучшие результаты обеспечивает непрерывная индукционная наплавка с использованием кольцевого двухвиткового индуктора, теплового и электромагнитного экранов, горизонтальной вибрации и вращения наплавляемой детали. Применение разработанных технологических схем и оборудования для индукционной наплавки тонких дисков позволяет повысить производительность труда, экономить электроэнергию, улучшить микроструктуру, повысить износостойкость и стабильность толщины наплавленного слоя, а также снизить остаточные напряжения и деформации дисков.

Проведено исследование износостойкости и стабильности толщины слоя металла, наплавленного индукционным методом. Показано, что при наплавке порошкообразным твердым сплавом ПГ-С1 нагревательной системой ИТЕЕ (индуктор, тепловой и электромагнитный экраны) с приложением горизонтальной вибрации и энергосберегающего режима наплавки, износостойкость повышается в 1,4 раза, стабильность толщины слоя наплавленного металла на 10 % и улучшается качество наплавленного металла (с крупнозернистой структуры в мелкозернистую) по сравнению с технологией без горизонтальной вибрации.