Използвани материали при наваряване под слой от флюс, в защитна газова среда и вибродъгово наваряване

В т. 1.2.1, 1.2.2 и 1.2.3 беше отбелязано, че общото между трите метода е, че те спадат към електродъговите процеси, но имат съществени различия, както по отношение на защитната среда, така също и по отношение механизмът на протичането на дъговия процес, което се отразява на технико икономическите показатели на наварения метал. В резултат на тези различия е необходимо прилагането на диференциран подход при избора на електродните материали, в съответствие със специфичните особености на тези методи и структурните характеристики на детайлите подлежащи на възстановяване.

На фиг. 1.9 е представена сравнителна оценка за произведените наваръчни (заваръчни) материали използвани при различните видове електродъгово наваряване и заваряване в страните от Европейския съюз за периода от 1980 до 2005 г. [27].



Фиг. 1.9. Процентно съотношение на произведени заваръчни и наваръчни материали в страните от Европейския Съюз за 1980 - 2005г.

Вижда се, че производството на тел с плътно сечение е нараснало приблизително два пъти, докато производството на обмазани електроди за ръчно електродъгово заваряване и наваряване е спаднало с около 50%. При шихтовите електроди се наблюдава увеличение а делът на материалите за подфлюсово заваряване и наваряване остава относително стабилен.

При механизираното наваряване под слой от флюс се използват както различни по форма и размери електродни материали така и телове и ленти, осигуряващи различна степен на легиране. Повърхнината на наваръчните материали трябва да бъде чиста и гладка, без окиси, ръжда, масла и други замърсявания. Повърхнината на тела може да бъде помеднена, с което се подобрява електрическият контакт между тела и токоподаващото устройство и се намалява възможността от корозия на тела.

Оборудването и консумативите за наваряване и заваряване са значителен сегмент в глобалния пазарен дял. Според [146] за оборудване и консумативите за наваряване и заваряване са похарчени около 10,7 млрд. долара до края на 2008 г. Прогнозите са, че през 2013г. този сегмент ще достигне 13,6 млрд. долара (фиг. 1.10).

Експлоатационните свойства на наваръчните повърхнини до голяма степен се определят от вида на флюса. Флюсите изпълняват разнообразни металургични и технологични функции.

Към металургичните функции могат да се отнесат: защита на зоната на наваряване от въздуха, легиране, разкисляване и рафиниране на метала. Към технологичните функции могат да се отнесат: устойчивостта на дъговия процес, сформиране на шева, устойчивост срещу пукнатинообразуване и др.

З
а постигане на определени технико-икономически показатели на наварените повърхнини при наваряване под слой от флюс се използват следните разновидности посочени на фиг. 1.11.

2. Според формата и размера на електродния материал: с плътен електроден тел; с плътна електродна лента; с тръбен електроден тел с различна форма на сечението; с шихтова електродна лента.

3. Според вида на флюса: с топен флюс; с флюсови смеси; с керамични флюси.

Легирането на изварения метал с плътен електроден тел или лента е прост и надежден процес, при който се получава зададения химически състав при сравнително широк диапазон на режима на наваряване (фиг. 1.8).

Легирането на наварения метал с шихтови електроди има редица предимства. Този метод е много удобен и прост. Навареният метал е еднороден по състав, добре се сформира, няма пори, шлакови включения и др. Диапазонът на изменение на параметрите на наваряване, при който се получава наварен метал с определен химичен състав, е достатъчно голям (фиг. 1.11). Химическият състав на наварения метал се определя основно от химическия състав на шихтовия електрод, от изменението на коефициента на запълване по неговата дължина, от хомогенността на шихтата и др.

При третия метод на легиране на основния метал наваряването се извършва с нисковъглероден тел или лента с използването на керамични флюси или флюсови смеси.

В процеса на наваряването легиращите елементи преминават от флюса в наварения метал. В този случай флюсът е основен източник за легиране. Колкото е по-голямо количеството на разтопения флюс, толкова е по-голямо количеството на преминаване на легиращите елементи в разтопения метал. Във връзка с това съставът на наварявания метал зависи основно от относителната маса на флюса, а следователно и от режима на наваряване. Диапазонът на изменение режима на наваряване в този случай е много по-тесен в сравнение с първите два, което е и основен недостатък на този метод (фиг. 1.11, III).

Четвъртият метод за легиране посредством пасти, които се нанасят на наваряванаа повърхност с последващо наваряване с нисковъглероден тел намира най-малко практическо приложение. Точното дозиране на шихтата или пастата е трудна задача, особено при наваряване на детайли със сложна форма.

Последните години [18, 57, 123] се работи по намаляването на вредните примеси съдържащи се във флюса в процеса на производството му, което обезпечава необходимите механически свойства при заваряване и наваряване (фиг. 1.12).


Фиг. 1.12. Съдържание на примеси в наваръчния шев при нисколегирана стомана.

От изложеното по-горе можем да кажем, че флюсите са много важен елемент от процеса на наваряване, който оказва голямо влияние върху технологичните и физико-механичните свойства на наварения метал. Към тях се предявяват различни изисквания, като най-важните са: осигуряване на стабилност на процеса на наваряване; отсъствие на пукнатини в наварения метал; отсъствие на пори; добро формиране на шева; леко отделяне на шлаковата кора; високи механични свойства на шева.

При наваряване в газова среда се използват следните защитни газове:

- Аргон: Аргонът е химически инертен едноатомен газ, нетоксичен, без мирис, 1,4 пъти по тежък от въздуха. Като защитен газ аргона се отличава със следните свойства: йонизационният му потенциал дава възможност за спокойно горене на дъгата, захранвана с постоянен или променлив ток; осигурява ниско напрежение на дъгата при зададена големина на тока, поради което провара е по малък.

- Азот: В наваръчното производство азотът се използва рядко, предимно за наваряване на мед и неините сплави, спрямо които е инертен, и като плазмообразуващ газ при плазменото рязане на металите. Характерно за азота е голямата му проваряваща способност.

- Въглероден двуокис: Въглеродият двуокис е със слабо кисел вкус и едва уловима миризма, 1,5 пъти по-тежък от въздуха, съхранява се и се транспортира в стоманени безшевни бутилки. Като защитен газ въглеродият двуокис оказва окисляващо деиствие на стопения метал, затруднява запалването и горенето на дъгата.

- Хелий: Хелият е намерил малко приложение поради по-слабата защита на разтопения метал (той е 10 пъти по-лек от аргона) и значително по-големия разход (2-3 пъти повече от аргона). Предпочита се при наваряване на титанови и други химически активни сплави.

Електродните телове се избират в съответствие с наварявания основен метал и техническите изисквания. Електродния метал преминава в наваръчната вана, съответно в наваръчния шев с незначително изменение на химическия си състав. Ето защо съставът му се избира обикновенно еднакъв или близък до състава на основния метал. В Табл. 1.1 са представени данни за сечението на наваръчните телове в зависимост от диаметъра им.

Таблица 1.1 Сечение на наваръчните телове в зависимост от диаметъра
Диаметър на електрода, mm	0,8	1,0	1,2	1,6	2,0
Сечение на тела, mm2	0,50	0,79	1,13	2,01	3,14

Няма строго определена методика, която да е свързана с избора на конкретни наваръчни материали. Ето защо е необходимо едно по обстойно бъдещо проучване с оглед оптимизиране на избора на подходящи материали за наваряване, обосноваване целесъобразността от прилагането на един или друг метод при възстановяването на детайли с едни и същи структурни характеристики и тяхното влияние върху технико икономическите показатели на възстановените детайли.

Основните параметри на режима на наваряване се подразделят на три групи: електрически, кинематични и технологични. Към електрическите се отнасят силата на тока и напрежението на дъгата, към кинематичните - скорост на подаване на електродния материал, скорост на наваряване и стъпка на наваряване, а към технологичните - излаз на електрода, разход на защитни материали, форма и размери на електродния материал и изместване от зенита. При различните методи всички те в различна степен влияят върху определен изходен параметър на навареният метал. Ето защо, познавайки особеностите на електродъговите процеси и специфичните особености на режима на наваряване за съответните методи можем целенасочено да управляваме тяното влияние върху целевата функция съобразно структурните характеристики на детайлите.

Изборът на подходящи стойности на наваръчния ток и напрежението на дъгата предопределят не само начина на пренасяне на метала от дъгата в наваръчната вана, но и основните параметри на наваръчния шев Последните оказват съществено влияние, както върху физико-механичните свойства на навареният метал, така и срещу съпротивлението му по отношение на образуването на пукнатини. Това е свързано със съотношението между основния и добавъчния материал, който зависи от дълбочината на провара, а също така и от нормалното протичане на металургичните и химически процеси в наваръчната вана.

В таблица 1.2 са посочени основните параметри при механизирано наваряване в среда от CO₂, под слой от флюс и вибродъгово наваряване.

Както беше посочено по - горе формата и размерите на шева зависят главно от режима на наваряване и по-точно от неговите основни кинематични и електрически параметри. С увеличаване големината на тока на наваряване се увеличава налягането на дъгата, вследствие на което се изтласква разтопен метал от кратера на дъгата, което води до увеличаване на дълбочината на провара, като ширината на шева остава практически постоянна (фиг. 1.14, а).

С увеличаване на наваръчният ток се увеличава количеството на разтопения метал, което води до повишаване на големината на усилване на шева, и намаляване на коефициентите на формата и удебеляването на шева. Влошава се отделянето на газовете от наваръчната вана, увеличава се склонността към образуване на горещи пукнатини.

Ф
иг. 1.14 Изменение на геометричните размери на шева в зависимост от режима на наваряване: а) от големината на тока; б) от скоростта на наваряване; в) от напрежението на дъгата
Увеличаването на напрежението при постоянна големина на тока и скорост на преместване на дъгата води до повишаване на количеството топлина, отнасящо се на единица дължина от шева. Това от своя страна води до увеличаване на дължината и подвижността на дъгата, увеличаване ширината на шева и намаляване на неговата височина. Дълбочината на провара незначително се променя, а широчината на шева нараства пропорционално с нарастване на количеството отделена топлина (фиг. 1.14 б).

Наваръчният ток и напрежението на дъгата оказват противоположно действие на формата на шева. Ето защо за получаването на оптимална форма на шева с увеличаване на наваръчния ток, при увеличаване дебелината на наваръчния слой, трябва да се извърши съответно намаляване на напрежението на дъгата. В практиката напрежението се определя в зависимост от големината на наваръчния ток и размерите на електрода.

Полярността и видът на тока също влияят на формата и размерите на шева. При права полярност (катод на електрода, анод на детайла) и едни и същи стойности на наваръчния ток, напрежението на дъгата и скоростта на наваряване скоростта на топене на електрода е по-голям, отделя се повече топлина отколкото при обратна полярност. При наваряване с променлив ток дълбочината на провара е с 15 – 20 % по-малка отколкото при наваряване с постоянен ток.

Съществено влияние върху сформирането на наварения метал оказва и скоростта на наваряване (фиг. 1.14, в). С увеличаване скороста на наваряване дебелината на течния метал под дъгата намалява, независимо, че количеството топлина, отнесена към единица дължина от шева намалява. Дълбочината на провара отначало вместо да намалява се увеличава. По-нататъшното увеличаване скоростта на наваряване води до намаляване на линейната енергия и отсъствието на течна прослойка под дъгата е причина за намаляване на дълбочината на прова

При наваряването на ротационни детайли с вертикално подаване на електрода е необходимо същия да бъде изместен от зенита на детайла в посока, обратна на неговото въртене. Големината на изместването зависи не само от режима на наваряване и от диаметъра на наваряваната повърхнина, но то оказва съществено влияние върху доброто сформиране на шева, а така също и върху основните му параметри.
1.5. Критерии за избора на рационален метод за възстановяване. Видове. Предимства и недостатъци.

От изложеното по горе се вижда, че целенасоченото управление на различните процеси свързано с получаването на наварен метал с определени физико механични свойства до голяма степен зависи от специфичните особености на метода за възстановяване. Тези особености са свързани с вида на защитата на заваръчната вана от влиянието на околната среда, с възможностите за използване на електродни материали с различна форма и размери, с възможностите за легиране на наварения метал съобразно доминиращия вид износване, термичното въздействие върху възстановяваните детайли и др.

При наличието на определена алтернативност за отстраняването на един и същи дефект възниква въпросът, какъв точно метод да се избере така, че разходите за средства, труд, време на престой да са минимални с осигуряване на необходимия ресурс. Това поражда необходимост от обективна оценка на възстановителните методи по отношение не само на приложимостта им, но и по отношение осигуряването на оптимални технико-икономически показатели на възстановените детайли [43, 44, 45, 46].

П
роблемът свързан с изборът на рационален метод за възстановяване може да бъде решен чрез използването на различни критерии (фиг. 1.15). Те представляват система от съображения от количествен и качествен характер, вземащи под внимание резултатите от възстановяването и средствата, които са вложени. Критериите които се използват най-често са следните [19, 76, 77].

2. Икономически. Чрез този критерий се дава възможност за съпоставяне на себестойността по отстраняване на дефектите чрез различните възстановителни методи и себестойността при изработването им. Този критерий не взема под внимание краиният резултат от възстановяването, траиностните показатели и различните свойства на изделието.

3. Технико-икономически критерий. Целесъобразността от използванрето на един или друг метод за възстановяване може да се определи с помоща на технико икономическия критерий.

Този критерий може да се представи със следния израз:

Коефициента на трайност ни дава комплексна качествена оценка за възстановителния метод. Този коефициент се определя по следната зависимост:

Определянето на технико икономическия критерий се свежда до пресмятане себестойността на възстановяването на детайлите и коефициента на траиност. Когато ресурса на възстановения и новия детаил е еднакъв изборът на метод се прави само на базата на себестойността на възстановяването.

4. Критерий за трайност. При този критерий има изискване трайността на възстановените детайли да е по-голяма или равна на трайността на новите детайли. Поради това изискване този критерий води до ограничения при избора на метод за възстановяване.

5. Критерий за ефективност. Изразява се с отношението на количеството продукция, изработена от един работник за единица време, към разходите, свързани с нейното производство.

6. Метод на сумарната оценка. Методът се заключава в това, че на всеки показател, който оказва влияние върху решението кой от методите да бъде избран, се присвоява определена стойност, съответстваща на значението му. Поради същността си метода е субективен.
1.6 Анализ. Изводи и препоръки

От изложеното до тук се вижда, че ефектът от възстановяването има много проявления. Това е свързано с ресурсното осигуряване, при което разходите на средства са много по-малки отколкото при закупуването на нови резервни части, с икономия на суровини, енергия, материали и средства, по-пълноценно се използва заложения в детайлите ресурс и др. При различните детайли и при използването и прилагането на различните възстановителни методи и процеси, тези фактори се проявяват в по-малка или по-голяма степен. При определени условия значимостта на горе посочените ефекти може да бъде оценена разнопосочно, в зависимост от редица субективни фактори. Ето защо е необходима определена обективност при оценка на възстановителните методи, относно възможностите им за получаването на едни или други технико-икономически показатели на възстановените детайли, съобразена с тяхното функционално предназначение и трайностните им показатели.

В литературата има голям обем от публикации, относно същността и особеностите на физическите процеси протичащи при различните възстановителни методи, за влиянието на електричните и кинематични параметри върху определени изходни показатели и др. За съжаление няма публикации свързани с определен сравнителен анализ, относно целесъобразността за прилагането на един или друг метод, който осигурява необходимите технико-икономически показатели съобразно особеностите на структурните характеристики на възстановяваните детайли.

От анализа на различните критерии за избор на рационален метод за възстановяване се вижда, че те имат различни недостатъци, изразяващи се в непълнота по отношение на една комплексна оценка, която да обобщава влиянието на по-голяма част от управляемите фактори върху изходните параметри. За възстановяването на детайли с едни и същи структурни характеристики в определени случай могат да се използват различни възстановителни методи, а в други случай е невъзможно поради редица технически и технологични ограничения. Следователно за избора на един или друг метод е необходимо да бъде разработена методика, която да е свързана с определен интегрален показател, посредством който да се избира рационален метод за възстановяване, осигуряващ оптимални технико-икономически показатели при възстановяването на детайлите.

Въз основа на проучената априорна информация и извършения анализ е установено, че за оценка целесъобразността от прилагането на един или друг възстановителен метод е необходимо да се приложат различни критерии, съобразно особеностите на структурните характеристики на детайлите. Ето защо, като основни критерии (фиг.1.16) за избор на рационален метод за възстановяване предлагаме:

1. Техническият критерии, който е свързан с приложимостта на дадения метод от гледна точка на технически и технологични ограничения

2. Критерии за ефективност, който е свързан основно с производителността на процеса.

3
. Критерии за относителната себестойност, която е свързана с производителността и от възможностите за легиране на наварения метал от който зависят и трайностните му показатели.

Вижда се, че при възстановяване на детайли с диаметър по-голям от 50 mm, и износване над 1,5 mm практически са приложими и трите разглеждани метода.

На фигура 1.18 е показана сравнителна характеристика на приложение на наваряване в защитна газова среда с (област А) и без (област B) вибрации на електродния тел и наваряване под слой от флюс (област C), според диаметъра на електродния тел и диаметъра на възстановявания детайл.

Ф
иг. 1.18. Схема за приложимост на отделните методи по техническия критерии в защитна газова среда с (област А) и без вибрации на електродния тел (област B) и наваряване под слой от флюс (област C), според диаметъра на електродния тел d_T и диаметъра на възстановявания детайл Ø.
От показаните схеми по-горе се вижда, че в зоните на припокриване на трите метода свързани с тяхната приложимост съществува определена алтернативност относно целесъобразноста за прилагането на един или друг метод. Възниква въпросът кой от гореизброените методи на възстановяване да се избере и кой е онзи интегрален показател, който дава възможност да се отценят обективно предимствата на съответния метод така че, да се получи най-голям ефект.

При различните детайли и при прилагането на някой от методите, различните фактори влияят в по-малка или по-голяма степен върху изходните параметри. При определени условия значимостта на горепосочените ефекти може да бъде оценена разнопосочно, в зависимост от редица субективни съображения. Ето защо е необходима определена обективност при оценка на възстановителните методи и правилния им избор по отношение на тяхната приложимост, което е и предмет на настоящата разработка.

Основните проблеми свързани с усъвършенстване процеса на възстановяване на износени детайли са свързани с изследване влиянието на параметрите на наваряване върху себестойността и трайността. От анализа на факторите влияещи върху изходните параметри на възстановените детайли е установено, че последните могат да бъдат разделени на две основни групи: фактори влияещи върху себестойността на възстановяване и фактори влияещи върху трайностните показатели на възстановените детайли. Въз основа на априорна информация [19, 43, 64, 68] и логически разсъждения е построен разгънат граф на връзките (фиг.1.19).

От разгънатия граф на връзките се вижда, че за определяне съотношението между входните фактори, определящи вида и размера на електродния материал, а така също влиянието им върху параметрите на качеството на възстановените детайли, съществена роля оказват елементите на структурните характеристики на подлежащите за възстановяване детайли.

2. За прилагането на съответните разновидности на методите за възстановяване на детайлите е необходимо да се подхожда диференцирано, съобразно специфичните особености на структурните им характеристики. Това е свързано с осигуряването на различни технико-икономически показатели, които се намират във функционална връзка с организацията на производство, параметрите на наваряване, формата и големината на износване на възстановяваните повърхнини и други;

3. Съществува сложна връзка между отделните фактори и параметри на методите за възстановяване, свързана с качествените показатели на възстановителните покрития, чието определяне е един сложен и недостатъчно изучен процес.

4. Съществуващите критерии за избор на рационален метод за възстановяване са не винаги приложими или непълни относно изборът на съответният метод, който в най пълна степен да удовлетворява съответните изисквания.

5. За решаването на тези проблеми е необходимо да се подхожда диференцирано, като за целта се използва определен интегрален показател, който да отчита специфичните взаимовръзки между отделните фактори и изходните параметри за съответните методи.

ЦЕЛ И ЗАДАЧИ

Целта на дисертационния труд е определянето и разработването на интегрален показател с помощта на който да се избере рационален метод за възстановяване, осигуряващ оптимални технико-икономически показатели, съобразно структурните характеристики на детайлите.
От така формулираната цел произтичат следните задачи:
1. Да се установят границите на приложимост свързани с ограничителните условия при наваряване в среда под слой от флюс и в защитни газове с и без вибрации на електродния тел за детайли с различни структурни характеристики;

2. Да се изследва влиянието на основните фактори върху изходните параметри и технико-икономическите показатели на възстановените детайли с последващото им оптимизиране.

3. Да се разработи методика свързана с определянето на интегрален показател за оценка целесъобразността от прилагането на един или друг метод при възстановяване на детайли с едни и същи структурни характеристики;

4. Определяне технико-икономическата ефективност свързана с предлаганата разработка.

В основата на методиката на дисертационния труд e заложен комплексния метод на изследването. Този метод предвижда теоретически и експериментални изследвания за определяне на интегрален показател свързан с избора на рационален метод за възстановяване на детайли от земеделска техника с едни и същи структурни характеристики, както и технико-икономически анализ на получените резултати.

Основните елементи на използваните методи образуват структурата на общата методика на изследването. Към елементите на структурата на общата методика се отнасят: състояние на въпроса; цел на изследването; задачи на изследването; експериментално теоретични изследвания за избор на рационален метод за възстановяване на детайли от земеделската и автотракторната техника; оптимизиране на параметрите на наваряване; избор на рационален метод за възстановяване от условието за приложимост; избор на рационален метод за възстановяване от условието за минимална себестойност; избор на рационален метод за възстановяване от условието за минимална относителна себестойност; определяне на обобщен критерий за избор на рационален метод за възстановяване на детайли от земеделската и автотракторната техника; технико-икономически анализ, изводи и препоръки.

На фиг. 2.1 е показана структурата на общата методика на изследването. В началото на схемата са разположени елементите на изследването-обзор и анализ на априорната информация, целта и задачите на изследването. Изхождайки от поставените задачи и от факта, че за да се постигне целенасочено управление на основните фактори върху изходните параметри на възстановените детайли е необходимо да се търси функционална връзка между факторите обуславящи протичането на технологичният процес и елементите определящи технико-икономическите показатели на възстановените детайли.

Това означава, че в зависимост от структурните характеристики на възстановяваната повърхнина е необходимо да се подбира не само метода за възстановяване, но и рационално съчетаване на кинематичните и електрични параметри, а така също формата, размера и химическият състав на електродния материал. Последното условие е свързано не само със структурните характеристики на детайлите, но и с особеностите на възстановителния метод.

Изследвано е влиянието на управляемите фактори върху качеството на сформиране на наварения метал, върху термичното въздействие на наваряваният детайл съобразно посоката на движение на топлинния източник, върху производителността, себестойността на наваряване и др.

Изборът на метод за възстановяване трябва да бъде направен съобразно условията за приложимост, за минимална себестойност и за минимална относителна себестойност на базата на обобщен критерий за избор на рационален метод за възстановяване на детайли от земеделската и автотракторната техника. Избор на рационален метод за възстановяване e предшестван от оптимизиране параметрите на наваряване съобразно структурните характеристики на възстановяваните повърхнини, като се използват методите на многофакторното планиране.

Въз основа на получените резултати и след съответната интерпретация се определя определен интегрален показател, посредством който се избира и рационален метод за възстановяване съобразно структурните характеристики на детайлите от земеделската и автотракторната техника.
2.2. Методика на експерименталното изследване

Експерименталните изследвания са основна част от дисертационния труд. Провеждането на тези изследвания са извършени по специално разработена методика.

Като основа на експерименталното изследване се включват провеждането на експериментите, както и математическо планиране на многофакторен експеримент.

На фиг. 2.2 е показана структурата на разработената методика на експерименталното изследване.

Предметът на изследването, методиката и изборът на обект на изследването, като елемент от структурата на експерименталното изследване се определят от целта на изследването. Предметът на изследването е свързан с провеждането на сравнителен анализ на технологичните възможности на методите - наваряване под слой от флюс, наваряване в защитна газова среда и вибродъгово наваряване за възстановяване на износени детайли от земеделската и автотракторната техника и получаването на възстановителен слой с определени технико-икономически показатели.

Като обект на изследването са избрани износени ротационни детайли от земеделската и автотракторната техника, работещи в условията на абразивно и ударно-абразивно износване. След избора на обекта на изследване се съставя експериментален модел, определят се входните и изходните параметри на обекта за изследване.

Входните параметри се определят от факторите на въздействие и тяхното влияние върху изходните параметри.

Както беше отбелязано в т. 1.6, оценка на целесъобразността от прилагането на един или друг метод се извършва по три основни критерия: по критерия за приложимост, по критерия за ефективност и по критерия за относителна себестойност.

Първият критерии е свързан основно с изискването за добро сформиране на шева и условието за отделимост на шлаковата кора. Удовлетворяването на тези изисквания са свързани с голям брой фактори, като: диаметър на детайла; дължина на заваръчната вана; ефективната мощност на дъгата; от основните топлофизически характеристики на метала; формата и размера на електродния материал; кинематичните и електрични параметри и др.

Критерият за ефективност е свързан с производителността на процесите, големината на износване на повърхнината, прибавката за механична обработка, себестойността на килограм наварен метал, трудовите разходи за възстановяване на един детайл, показателя за ефективност на труда и др.

Критерият за относителна себестойност зависи основно от разходите за наваряване и трайностните показатели на наварените повърхнини.

Въз основа на изследване влиянието на горепосочените фактори върху целевата функция е определен и съответния интегрален показател за избор на рационален метод за възстановяване.

В зависимост от характера на определените входни и изходни параметри на обекта на изследване се избират методите за измерване, необходимото обзавеждане и екипировка за изследването.

Методиката на експерименталното изследване завършва с определянето на интегрален показател, посредством който се избира и рационален метод за възстановяване съобразно структурните характеристики на детайлите от земеделската и автотракторната техника.

Методиката на експерименталното изследване завършва с оптимизиране параметрите на разглежданите методи на наваряване и технико-икономически анализ.

Рационалното използване на различните методи за възстановяване зависи от конструктивните особености и структурните характеристики на възстановяваните детайли.

Всички детайли от машините имат общи показатели, които са получили названието структурни характеристики [19, 45, 46, 64].

При изследване характеристиките на износените детайли проф. В.А. Шадричев [77] за пръв път е въвежда понятието “структурни характеристики” с цел избор на рационален метод за тяхното възстановяване. Структурните характеристики най-пълно отразяват състоянието на износените детайли, конструктиво-технологичните и експлоатационни изисквания към възстановените детайли.

Познаването на статистическото разпределение на структурните характеристики ни дава възможност да изберем детайл-модел с обобщени структурни характеристики, който най-пълно отразява общите признаци на определена група или цяла група от ремонтно пригодни детайли.

Без наличието на едно по-задълбочено проучване и обобщаване на елементите на структурните характеристики се затруднява създаването на единна технология и избор на рационален метод за възстановяване. На базата на анализа на отделните елементи от структурните характеристики на детайлите се правят съответните изводи за възможностите от прилагането на един или друг метод за възстановяване.

За основни елементи на структурните характеристики на цилиндричните детайли са приети диаметъра на работната повърхнина и допустимото и износване. Информацията е взета от съответните каталози и от работните чертежи на цилиндрични детайли. Въз основа на събраните материали са построени хистограми за отделните елементи от структурните характеристики на детайлите. За целта бяха проучени цилиндрични детайли от трактори “John Deere”, “Landini”, “Fendt”, “К 700”, “Т 150К”, “ДТ 75”,“ ДТ 54”, “ТЛ 45” . На базата на това проучване са построени хистограма на разпределение на диаметрите (фиг. 2.3) и хистограма на разпределение на допустимото износване (фиг. 2.4) на детайлите, като на тази база се определя възможността за прилагането на един или друг метод за възстановяване.


Фиг.2.3 Хистограма на разпределение на диаметрите на детайлите


Фиг. 2.4. Хистограм на разпределение на допустимото износване на детайлите
Познавайки статистическото разпределение на структурните характеристики можем да изберем детайл модел с обобщени структурни характеристики, който да отразява общите признаци на определена група детайли, подлежащи на възстановяване.

От направените проучвания се установи, че близо 90 % от проучените детайли са с диаметър между 60 и 140 mm, а 80 % от тях имат износване до 1 mm. На тази база са избрани и детайли образци използвани при провеждане наексперименталните изследвания.