ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 26 № 4 2024 41 ТЕХНОЛОГИЯ Искажение геометрии, окисление кромки, структурные изменения и морфология поверхности реза листового проката толщиной 100 мм из алюминиевых, медных и титановых сплавов при плазменной резке на токе обратной полярности Артем Гриненко 1, a, Андрей Чумаевский 2, b, *, Евгений Сидоров 2, c, Вероника Утяганова 2, d, Алихан Амиров 2, e, Евгений Колубаев 2, f 1 ООО «ИТС-Сибирь», Красноярск, Северное шоссе, 16а, 660118, Россия 2 Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, Академический проспект, 2/4, Томск, 634055, Россия a https://orcid.org/0009-0002-9511-1303, giga2011@yandex.ru; b https://orcid.org/0000-0002-1983-4385, tch7av@gmail.com; c https://orcid.org/0009-0009-2665-7514, eas@ispms.ru; d https://orcid.org/0000-0002-2303-8015, veronika_ru@ispms.ru; e https://orcid.org/0000-0002-5143-8235, amir@ispms.tsc.ru; f https://orcid.org/0000-0001-7288-3656, eak@ispms.tsc.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2024 Том 26 № 4 с. 41–56 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2024-26.4-41-56 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.791.14 История статьи: Поступила: 17 с ентября 2024 Рецензирование: 01 октября 2024 Принята к печати: 10 октября 2024 Доступно онлайн: 15 декабря 2024 Ключевые слова: Плазменная резка Макроструктура Зона термического влияния Плавление металла Параметры резки Ток обратной полярности Толстолистовой прокат Финансирование Результаты получены при выполнении комплексного проекта «Создание производства высокотехнологичного оборудования адаптивной высокоточной плазменной резки цветных металлов больших толщин для металлургической, авиакосмической и транспортной отраслей РФ» (соглашение о предоставлении субсидии от 06.04.2022 № 075-11-2022-012), реализуемого ИФПМ СО РАН при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках постановления Правительства РФ от 09.04.2010 № 218. Благодарности Исследования частично выполнены на оборудовании ЦКП «Структура, механические и физические свойства материалов» (соглашение с Минобрнауки № 13.ЦКП.21.0034) и ЦКП «НАНОТЕХ» ИФПМ СО РАН. АННОТАЦИЯ Во введении описана целесообразность применения плазменной резки на токе обратной полярности для получения крупногабаритных заготовок цветных металлов толщиной до 100 мм. Приведены данные по применению плазменной резки на токе прямой и обратной полярности толстолистового проката и по основным технологическим проблемам, связанным с ее осуществлением. Цель работы: исследование организации структуры и свойств приповерхностной зоны, а также изменений химического и фазового состава при резке алюминиевых, медных и титановых сплавов. Методами исследования являются оптическая и растровая электронная микроскопия, измерение микротвердости, рентгеноструктурный и энергодисперсионный анализ. Плазменную резку осуществляли при использовании в качестве плазмообразующего и защитного газа воздуха одновременно со впрыском воды в разрядную камеру и формированием вокруг плазменного столба «водяного тумана». Результаты и обсуждение. Показано, что при плазменной резке листового проката на токе обратной полярности большое значение имеет как стабильность горения дуги, так и форма плазменного столба. Искажение геометрии реза при работе в штатном режиме максимально в центральной части, а при недостаточном тепловложении смещается в нижнюю часть и значительно возрастает. Работа плазмотрона на воздухе не приводит к существенным изменениям состава поверхности реза алюминиевого и медного сплавов. Для алюминиевого сплава в поверхностных слоях характерно снижение содержания магния вблизи кромки. Резка титанового сплава сопровождается интенсивным окислением поверхности, особенно в областях затрудненного вытеснения металла из полости реза. Формирование оксидов титана, преимущественно рутила Ti2O, резко повышает значения микротвердости в поверхностных слоях, что негативно влияет на обрабатываемость кромки реза и требует проведения дробеструйной обработки для удаления оксидного слоя. В заключении описаны основные закономерности реализации плазменной резки на токе обратной полярности листового проката алюминиевых, медных и титановых сплавов толщиной 100 мм. Для цитирования: Искажение геометрии, окисление кромки, структурные изменения и морфология поверхности реза листового проката толщиной 100 мм из алюминиевых, медных и титановых сплавов при плазменной резке на токе обратной полярности / А.В. Гриненко, А.В. Чумаевский, Е.А. Сидоров, В.Р. Утяганова, А.И. Амиров, Е.А. Колубаев // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2024. – Т. 26, № 4. – С. 41–56. – DOI: 10.17212/1994-6309-2024-26.4-41-56. ______ *Адрес для переписки Чумаевский Андрей Валерьевич, д.т.н., в.н.с. Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, Академический проспект, 2/4, 634055, Томск, Россия Тел.: 8 (382) 228-68-63, e–mail: tch7av@ispms.ru
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1