Електро-дугове наплавлення

ЗМІСТ

Вступ

1 Загальні відомості про електродугове наплавлення в захисних газах

1.1 Загальна характеристика методу електродугового наплавлення в середовищі захисних газів

1.2 Деякі види способів наплавлення

1.2.1 Азотно-дугове наплавлення

1.2.2 Електродугове наплавлення в середовищі аргону

1.2.3 Наплавлення у вуглекислому газі

1.2.4 Наплавлення порошковим дротом у вуглекислому газі

2 Особливості техніки наплавлення

2.1 Ефективність газового захисту зони наплавлення

2.2 Техніка наплавлення

2.3 Режими наплавлення у вуглекислому газі

3 Особливості горіння дуги в захисних газах

3.1 Основні відомості про електричну дугу в захисних газах

4 Захисні гази

4.1 Інертні гази, їх властивості і способи отримання

4.2 Активні захисні гази

5 Класифікація матеріалів для наплавлення

6 Дефекти наплавлення

Список використаних джерел

Вступ

В умовах дугового наплавлення в результаті взаємодії з навколишньою атмосферою плавкий метал може поглинати складові атмосфери гази, погіршувати свій склад і властивості. Для деяких металів найбільш несприятливими в цих умовах є окислення і азотування рідкого металу в зварювальній ванні. При дуговому наплавленні в захисних газах необхідний захист плавкого металу створюється пальником, що закінчується з сопла, достатньо могутнім направленим струменем захисного газу, що забезпечує відтиснення навколишнього повітря від плавкого металу.

Наплавлення в захисних газах має ряд переваг в порівнянні з іншими способами, з яких головні: наявність сприятливих умов для візуального, у тому числі і дистанційного, спостереження за процесом наплавлення; широкий діапазон робочих параметрів режиму наплавлення; можливість ведення процесу з періодичною зміною електричних параметрів (імпульсно-дугове наплавлення); можливість варіювання складу захисного газу; великі можливості наплавлення широкої номенклатури матеріалів, зокрема кольорових металів і їх сплавів; доступність механізації і автоматизації процесу, зокрема із застосуванням робототехніки; висока культура виробництва і хороші гігієнічні умови праці.

1 Загальні відомості про електродугове наплавлення в захисних газах

1.1 Загальна характеристика методу електродугового наплавлення в середовищі захисних газів

Для отримання високоякісного наплавленого шару,необхідний захист зони дуги і розплавленого металу від шкідливої дії повітря,а в деяких випадках також легування,металургічну обробку металу шва. При наплавленні в захисних газах для захисту зони дуги і розплавленого металу використовують газ (рис.1.1),який струминою за допомогою пальника.В якості захисних газів використовують інертні гази (аргон, гелій та їх суміші), які не взаємодіють з металом при наплавленні, і активні гази (вуглекислий газ, водень та інші), які взаємодіють з металом.

Аргон забезпечує хороше формування наплавленого шва при наплавленні сталей неплавким електродом і при наплавленні плавким електродом алюмінію і його сплавів. Гелій порівняно з аргоном забезпечує кращу стійкість горіння дуги і велику глибину проплавлення основного металу.

Наплавлення в суміші аргону (65%) з гелієм (35%) забезпечує глибоке проплавлення основного металу, хороше формування металу наплавленого шва, знижує розбризкування. Загальна вартість захистом газу значно нижче в порівнянні із наплавленням в чистому гелії. Наплавлення плавким електродом в інертних газах не знаходить широкого застосування унаслідок підвищеного утворення пор в наплавленому металі. Причини утворення пор при наплавленні в інертних газах і їх сумішах наступні: підвищений вміст домішок в інертних газах; недостатній захист розплавленого металу; підвищений вміст активних газів в основному металі і дроті; недостатній вміст елементів - розкислювачів в наплавлюваному дроті; наявність вологи на поверхні деталей, які наплавляються і т.д.

Як активні гази при зварці використовують вуглекислий газ і його суміші з киснем.Кисень знижує вміст вуглецю в наплавленому металі до нижчого рівня. Надлишок кисню в захисному газі приводить до утворення пор у наплавленому металі, а також навіть при достатньому вмісті елементів розкислювачів збільшує вміст кисню в наплавленому металі, знижуючи його механічні властивості. Азот по відношенню до кольорових металів є інертним газом. При наплавленні низьковуглецевих і високовуглецевих сталей застосування азоту як захисний газ приводить до наявності пор в наплавленому металі.

При наплавленні в інертних газах наплавлюваний дріт застосовують, як правило, того ж хімічного складу, що і деталь для наплавлення. При наплавленні у вуглекислому газі використовують дріт з підвищеним вмістом розкислювачів і легуючих елементів.

Природу захисного газу визначають фізичні, металургійні і технологічні характеристики способу наплавлення. Захисний газ вибирають в залежності від матеріалу, який наплавляється, технологічних задач, вимог, які ставляться до наплавленого матеріалу та інших умов. Природу захисного газу переважно приймають за основу назви способу наплавлення, наприклад ”наплавлення у вуглекислому газі”.

Наплавлення в захисних газах виконується неплавким електродом (рис. 1.1, а), при цьому дуга горить між неплавким електродом і деталлю. Електрод в процесі наплавлення не розплавляється і непопадає в шов. Дуга переміщається вздовж деталі, що наплавляється оплавляючи її. По мірі віддалення дуги Розплавлений метал затвердіває, утворюючи наплавлений шов. При наплавленні плавким електродом (рис.1.1, б), дуга горить між електродним дротом, який безперервно подається в дугу, і деталлю.Дуга розплавляє дріт і поверхню деталі, і утворюється спільна зварна ванна. По мірі переміщення дуги наплавлювана ванна затвердіває, утворюючи валик.

При необхідності металургійної обробки і додатковому легуванні наплавленої поверхні, в зону дуги подають невелику кількість розкислюючих і легуючих елементів (рис.1.2). Вказані речовини найпростіше ввести за допомогою порошкового дроту. Рідко шлако утворюючі речовини вводять у вигляді пилу або парів разом із захисним газом, у вигляді магнітного флюсу або флюсу, який подається на деталь, у вигляді обмазки, яка нанесена на поверхню електродного дроту та іншими способами.

Для економії захисного газу і керування процесом наплавлення проводять в двох окремих потоках газів,що подаються концентрично навколо дуги (рис.1.1, в).У внутрішньому потоці газу горить дуга і знаходиться капля електродного металу, а рідка металічна ванна захищається сумішшю внутрішнього і зовнішнього потоків. Основні різновидності наплавлення в захисних газах плавким електродом приведені на рисунку 1.4.

Для підвищення продуктивності використовують прийоми вказані на рисунку 1.3. Розігрів електродного дроту на вильоті проводять проходячи зварним струмом,змінним або постійним струмом від незалежного джерела живлення,струмом високої частоти, додатковим дуговим розрядом, який горить між електродним дротом і неплавким кільцевим електродом, встановленим у пальнику.

Процес наплавлення - це сукупність фізичних,електричних явищ,які протікають від початку до закінчення наплавлення. Процес наплавлення можна розділити на три основні стадії: встановлення стабільного проходження процесу (початок наплавлення); стабільне проходження процесу; припинення процесу наплавлення. Встановлення стабільного проходження процесу наплавлення - це відрізок часу, на протязі котрого проходить встановлення процесу до заданого режиму наплавлення. Стабільне проходження процесу - це відрізок часу, на протязі якого заданий режим наплавлення зберігається незмінним і проходить утворення валика. Припинення процесу наплавлення - це відрізок часу, на протязі якого проходить перехід від стабільного проходження процесу до розриву дуги при закінченні наплавлення [1].



Рисунок 1.1 - Схеми процесів наплавлення в захисних газах неплавким електродом (а), плавким електродом (б) і в двох потоках газів (в):

1 - деталь; 2 - дуга; 3 - захисний газ; 4 - сопло; 5 - неплавкий електрод;

6 - наплавлювана ванна; 7 - плавкий електродний дріт; 8 - внутрішній потік газу.

Рисунок 1.2 - Схеми процесів наплавлення в захисних газах порошковим дротом (а), дротом з обмазкою (б), з подачею флюсу разом з захисним газом (в) і з магнітним флюсом (г)



Рисунок 1.3 - Схеми наплавлення в захисних газах із збільшеним вильотом електрода (а), додатковим підігрівом електрода від незалежного трансформатора (б), з подачею металічних кульок (в), з подачею в дугу присадкового дроту (г), з додатковим підігрівом присадкового дроту який подається в дугу (д), в наплавлювану ванну (е):

1 - деталь; 2 -дуга; 3 - плавкий електродний дріт; 4 - газове сопло; 5 - підвід струму до електроду; 6 - підвід струму для дотаткового нагріву електрода; 7 - трансформатор; 8 - бункер з кульками; 9 - кульки на поверхні деталі; 10 - присадковий дріт

1.2 Деякі види способів наплавлення

1.2.1 Азотно-дугове наплавлення

Наплавлення виконується неплавким електродом із захистом зони наплавлення азотом. Азот є інертним газом для наплавлення міді і її сплавів. При наплавленні застосовують азот підвищеної чистоти по ГОСТ 9293 - 74. Наплавлення проводиться на постійному струмі прямої полярності. Як присадковий метал використовується дріт з міді Ml [3].

1.2.2 Електродугове наплавлення в середовищі аргону

Наплавлення в інертних газах може виконуватися плавким і неплавким електродами. Наплавлення неплавким електродом проводиться як з присадковим дротом, так і без нього. Аргоннодугове наплавлення застосовують при наплавленні конструкцій з жароміцних і корозійностійких сталей, кольорових металів і сплавів. Аргонодугове наплавлення неплавким електродом проводять на постійному струмі прямої полярності і змінному струмі. Для наплавлення неплавким електродом застосовують вольфрамові електроди діаметром 0,8-8 мм по ТУ ВМ2-529-57 і лантановані вольфрамові електроди по ВТУ ВЛ № 24 - 5 - 62. Діаметр електроду рекомендується вибирати залежно від захисного газу і сили струму (табл. 1.1).

При аргоннодуговому наплавленні неплавким електродом високолегованих сталей як присадковий метал застосовують електродний дріт того ж хімічного складу, що і основний метал. Наплавлення проводиться на постійному струмі прямої полярності. Наплавлення алюмінієвих і магнієвих сплавів виконують на змінному струмі в цілях руйнування окисної плівки.

Наплавлення титану і його сплавів, цирконію, молібдену, танталу і інших активних металів рекомендується виконувати на постійному струмі прямої полярності. Принцип наплавлення із захистом гелію аналогічний принципу аргонно дугового наплавлення. Техніка ручного аргоннодугово наплавлення має свої особливості і виконується без коливальних рухів пальника у зв'язку з можливістю порушення захисту зони наплавлення. Кут між віссю пальника і площиною виробу складає 75 - 80°. Кут між присадковим матеріалом і виробом відповідно 15 - 20°.

Режим при наплавленні неплавким електродом вибирають залежно від товщини і хімічного складу наплавлюваного виробу. Для наплавлення неплавким електродом застосовують спеціальні пальники. Для ручного наплавлення алюмінієвих сплавів застосовуються установки УДАР-300, УДАР-500, УДГ-300, УДГ-500 і ін [3].

Таблиця 1.1 - Діаметри вольфрамових електродів і оптимальні значення сили струму ручного і механізованого наплавлення

Струм	Захисний газ	Сила струму (А) при діаметрі електроду, мм
		1	2	3	4	5	6
Змінний	Аргон Гелій	10 - 75 10 - 40	40 - 90 30 - 60	90 - 150 60 - 120	150 - 220 100 - 180	220-300 150-200	300-400 200-350
Постійний	Аргон Гелій	20 - 65 10 - 50	65 - 200 50 - 150	200-300 150-200	300-400 200-300	350-400 300-350	300-480 300-400
Постійний, зворотної полярності	Аргон Гелій	До 10 До 10	10 - 30 10 - 20	20 - 40 15 - 30	40 - 80 20 - 60	60-100 30 - 75	80-130 40-100

Режим при наплавленні неплавким електродом вибирають залежно від товщини і хімічного складу наплавлюваного виробу. Для наплавлення неплавким електродом застосовують спеціальні пальники. Для ручного наплавлення алюмінієвих сплавів застосовуються установки УДАР-300, УДАР-500, УДГ-300, УДГ-500 і ін.

1.2.3 Наплавлення у вуглекислому газі

Суть способу наплавлення у вуглекислому газі полягає в тому, що електрична дуга і розплавлений метал захищені від впливу кисню і азоту зоною захисного газу. Наплавлення у вуглекислому газі може виконуватися плавким і неплавким електродами. Особливість наплавлення плавким електродом полягає в застосуванні електродних дротів з підвищеним вмістом елементів розкислювачів (марганцю, кремнію і ін.), компенсуючих їх вигорання в зоні наплавлення. Для наплавлення низьковуглецевих і низьколегованих сталей в середовищі вуглекислого газу застосовують кремнемарганцеві дроти. Найбільшого поширення набув дріт марки Св-08Г2С. Напівавтоматичне наплавлення у вуглекислому газі здійснюють дротом діаметром 0,7 -- 2,0 мм, а автоматичне - дротом діаметром 1,0 -- 3,0 мм. Для наплавлення при прямій полярності струму розроблені дроти з емісійними покриттями, що різко підвищують стабільність горіння дуги. Дріт повинен бути чистим, блискучим і мати поверхню, що забезпечує хороший електричний контакт. Іржавий дріт засмічує спіраль, напрямної шланга напівавтомата, різко погіршує електричний контакт її з струмопідвідником (контактним наконечником), що все разом узяте веде до великого розбризкування електродного металу і викликає появу дефектів в наплавленому валику. Упаковка при транспортуванні і зберіганні повинна виключати небезпеку корозії і забруднення. Транспортування рекомендують здійснювати в закритих контейнерах, а зберігання в приміщенні з температурою не нижче +5 °С при вологості повітря не вище 70 %. Перед наплавленням дріт знежирюють або очищають за допомогою спеціальних абразивних пристроїв або металевою щіткою [3].

1.2.4 Наплавлення порошковим дротом у вуглекислому газі [3]

Наплавлення порошковим дротом є різновидом способу дугового наплавлення із застосуванням спеціального дроту з порошковим наповнювачем, що складається з металевої оболонки (трубчастої або спеціальної форми перетину) і сердечника.

Існують різні способи наплавлення порошковим дротом. Широке застосування одержали два з них -- відкритою дугою і з додатковим газовим захистом, в більшості випадків вуглекислим.

Газозахисні дроти мають переваги перед дротами| суцільного перерізу марки Св-08Г2С, процес наплавлення яких в CO2 характеризується підвищеним розбризкуванням електродного металу і недостатньою пластичністю наплавленого шару. До газозахисних порошкових дротів ставляться наступні вимоги :

- забезпечення високої продуктивності процесу;

- хорошого формування швів;

- високих механічних властивостей металу шва;

- малих втрат металу на розбризкування і ін.

2 Особливості техніки наплавлення

2.1 Ефективність газового захисту зони наплавлення

Надійний захист зони наплавлення газом являється однією із основних умов отримання наплавленого шару високої якості. Захист ванни необхідний до її повного затвердіння. В більшості випадків захист здійснюється шляхом подачі в місце наплавлення струмени захисного газу. Витік газів із сопла наплавлюваних пальників має турбулентний характер. Із зовнішньої сторони струмінь газу змішується з повітрям, і тільки внутрішня частина його складається із чистого газу (рис. 2.1).Переважно довжина ділянки чистого газу в 1.5 - 4 рази більша діаметра сопла [2].

Рисунок 2.1 - Склад струмини вуглекислого газу, що витікає із сопла наплавлювального пальника 1 - 100% СО2; 2 - СО2 + 10% повітря; 3 - СО2 + 60% повітря; 4 - СО2 + 80% повітря

Форма потоку газу і ефективність захисту залежать від природи захисного газу, швидкості наплавлення, руху навколишнього повітря(вітру, протягу).Так при використанні CO2 і N, легше забезпечити хорошу захищеність ніж при наплавленні в аргоні. Найбільш важко забезпечити захист при наплавленні в гелію.

При наявності вітру або протягу, ефективність захисту залежить від жорсткості струменю захисного газу і його розміру. Жорсткість струменю визначається природою захисного газу і підвищується із збільшенням швидкості його виходу. Тому при збільшенні діаметра сопла необхідно одночасно збільшити розхід газу. Однак при великому збільшенні швидкості потоку газу, внаслідок турбулентності, зменшується зона чистого газу і ефективність газового захисту. При зменшенні відстані між пальником і деталлю захист поліпшується. Виходячи із зручності нагляду за дугою, цю відстань приймають 10-30 мм. Нахил пальника кутом вперед поліпшує захист зони наплавлення. При великому нахилі кутом назад і підвищених швидкостях виходу захисного газу спостерігається підсмоктування повітря в зону наплавлення і пошкодження захисту [3].

Для покращення захисту при наплавленні на підвищених швидкостях і на протязі, рекомендується збільшувати розхід газу і діаметр сопла, наближати пальник до деталі. При наплавленні на підвищених швидкостях пальник нахиляють кутом вперед, роблять її овальною і зміщують електрод в задню частину сопла.

Ефективність захисту в значній мірі визначається конструкцією і розмірами пальника, котрі вибирають з урахуванням природи захисного газу, режимів наплавлення і типорозмірами деталі. Вихід газу із пальника повинен бути рівномірним по всьому об'ємі сопла. Для забезпечення таких умов застосовують різні схеми вводу газу в сопло пальника (рис. 2.2). Мундштук потрібно дещо втопити в пальнику. При наплавленні в середовищі аргону і гелію для покращення виходу газу внутрішню порожнину сопла роблять параболічною або конічною з циліндричною частиною на виході

(рис. 2.2, б, в). При наплавленні в середовищі вуглекислого газу і азоту форма сопла не має такого великого значення. Для запобігання попаданню повітря в сопло через канал для проходу дроту, на вході останнього, встановлюють ущільнення або підводять газ в канал (рис. 2.3) [2]



Рисунок 2.2 - Схеми підводу газу в наплавлювальних пальниках:

а - з кільцевим підводом газу; б - з відбивачами; в - з заспокійливими камерами; г - з сітковими вставками; д - з металокерамічними вставками;

1 - відбивач газу; 2 - заспокійлива камера; 3 - сітка; 4 - металокераміка

2.2 Техніка наплавлення зварювання

Направлений рух наплавлювального пальника щодо деталі яка наплавляється, кут нахилу пальника і відстань від сопла до наплавлюваної деталі - все це об'єднує поняття “техніка наплавлення”.



Рисунок 2.3 - Схеми попередження попадання повітря в потік захисного газу:

а - пальник із знімним циліндричним ущільненням; б - пальник з лабіринтовим ущільненням; в - пальник з підводом захисного газу в канал для проходження дроту

Призначення руху пальника не тільки формувати шов заданих розмірів, форми і сплаву електродного металу з основним, але і робити вплив на поліпшення структури металу наплавленого шва. Особливо це повинно враховуватися при наплавленні високолегованих сталей і сплавів, схильних до гартування. Схема руху і розміри коливань пальника при напівавтоматичному наплавлені показані на рисунку 2.4.

Наплавлення деталей малої товщини виконують без коливальних рухів пальника. При товщині деталей 5 - 8 мм доцільно виконувати пальником зворотно - поступальні рухи. В цьому випадку при русі пальника по ходу наплавлення досягається проплавлення поверхні деталі, а при зворотному русі формується наплавлений шов.

Перед запаленням дуги необхідно, щоб пальник спирався на виліт електродного дроту, рівний 15 її діаметрів. При збільшеному вильоті запалення дуги погіршене, оскільки дріт починає плавитися по всій довжині вильоту, а не в точці контакту із|із| деталлю, що наплавляється. Крім того, погіршується газовий захист. Тому запалення дуги необхідно проводити не на початку наплавленого шва, а відступаючи від нього на деяку відстань по напряму наплавлення [3].

Рисунок 2.4 - Траєкторія руху і розміри коливань (мм) пальника при наплавленні у вуглекислому газі при нахилі пальника відносно вертикальної осі на 5 - 10 : а - траєкторія руху пальника при накладанні першого (1), другого (2), і верхнього (3) шарів; б - орієнтовні розміри (мм) коливань пальника при накладанні першого (1),другого (2) і верхнього (3) шарів

Після дуги і її стабілізації рекомендується швидко перемістити пальник на початок шва і продовжувати наплавлення з відповідною швидкістю. У момент закінчення наплавлення необхідно укоротити виліт електродного дроту до мінімальної величини, вимкнути подачу дроту, після чого відвести пальник із зони наплавлення.

2.3 Режими наплавлення зварювання у вуглекислому газі [3]

Для наплавлення низько вуглецевих сталей| режим наплавлення підбирають, виходячи з отримання нормального (оптимального) формування зварного шва, тобто отримання шва із заданими розмірами. При цьому параметри режиму наплавлення повинні забезпечити стійкість процесу, необхідне проплавлення наплавлюваного металу і оптимальну швидкість наплавлення.

Діаметр електродного дроту вибирається залежно від конструктивних і технологічних даних наплавлених (товщина металу який наплавляється, розміру наплавленого шва і ін.). У деяких конкретних випадках, особливо при наплавленні металу малої товщини, доцільно застосовувати дріт меншого діаметру, оскільки при наплавленні на одному і тому ж струмі|току| в останньому випадку стійкість горіння дуги збільшується, розбризкування розплавленого металу зменшується. Відповідність діаметру електродного дроту розмірам наплавленого шва дозволяє підібрати оптимальний режим наплавлення, при якому забезпечуються стабільність горіння дуги і найменше розбризкування розплавленого металу.

Напруга дуги є основним параметром режиму наплавлення, що визначає довжину дуги і якість металу наплавленого шару. Зміна напруги і довжини дуги впливають на величину розбризкування, наявність пор і надрізів, зовнішній вигляд і на якість наплавленого шару.

При наплавленні на великій густині струму можливе наплавлення заглибленням дуги в розплавлений метал, коли практично дуга існує тільки в початковій стадії процесу наплавлення.

Наплавлення на підвищених форсованих режимах знайшла практичне застосування для дротів діаметром 1,2 - 2,0 мм.

Режими напівавтоматичного наплавлення у вуглекислому газі сталей| типу 18-10 і 18-12 приведені табл. 2.1

Таблиця 2.1 - Режими напівавтоматичного і автоматичного наплавлення в СО2 корозійностійкої сталі

Діаметр дроту	Товщина металу для наплавлення	Режими наплавлення
		Сила струму, А	Напруга на дузі, В	Швидкість наплавлення, м/с 10	Виліт електрода, мм	Розхід газу, м/с 10
0.8 - 1.2 1.0 - 1.2	2.0 2.5	100-140 110-150	18-20	6.9-11.1	6 - 9 7 - 9	1.0-1.3
1.2 1.6 2.0	3.0	140-160 150-170 180-190	19-20.5 23-27 25-28	5.5- 9.7	9 - 10 15.0 15 - 20	1.3 - 1.5 1.5 - 2.3 2.3 - 2.8
				6.9-8.3

При дуговій наплавленні у вуглекислому газі мартенситних і мартен-ситно-феритних| сталей| застосовують попередній підігрів і наступну термічну обробку. Температура підігріву регламентується жорсткістю контура виробу і вмістом вуглецю в наплавлюваній сталі і звичайно знаходиться в межах 200 - 400 °С. Після наплавлення виріб піддається відпуску при 700 - 900 °С.

При наплавленні аустенітних і феритно-аустенітних деталей спостерігається схильність до утворення гарячих тріщин. Для попередження гарячих тріщин в сталях, де відношення вмісту хрому до нікелю близьке до одиниці, перші шари необхідно наплавляти дротом з підвищеним вмістом феритної| фази [3].

Термічна обробка виробів, виконаних з різнорідних аустенітних сталей|, визначається типом виробу, умовами його експлуатації і маркою сталі. Якщо за умовами експлуатації виробу достатнє усунення залишкових напружень які виникли при наплавленні, то його відпуск проводиться при температурі 800 900 °С. При роботі виробу у високотемпературному режимі оптимальним видом термічної обробки є аустенізація при 1100--1200 С.

3 Особливості горіння дуги в захисних газах

3.1 Основні відомості про електричну дугу в захисних газах

Електрична дуга по довжині складається з трьох характерних областей, що розрізняються протікаючими в них фізичними процесами і енергетичними характеристиками. Ділянки, що безпосередньо прилягають до електродів, називаються катодною (у негативного электрода - катода) і анодною (у позитивного електрода - анода) областю, а ділянка між ними - стовпом дуги (рисунок 3.1). Ділянки електродів, через які проходить основний струм дуги, називаються катодними і анодними плямами. Із-за істотної відмінності умов проходження електричного струму на межі між іонізованим газом і парами металу поблизу від металевих електродів біля катода і анода знаходяться області, що характеризуються стрибкоподібною зміною потенціалу, так званим катодним і анодним падінням напруги (рисунок 3.2) [1].

Загальна напруга на дузі є сумою падінь напруг - анодного, катодного і стовпа дуги:

Uд = Uк + Uа + Uст (3.1)

і залежить від струму, а також від складу захисного газу, матеріалу електродів, довжини дуги і т. д [2].

При наплавленні неплавким електродом основні параметри електричної дуги - температура, напруженість електричного поля в стовпі дуги, середня густина струму і ефективний радіус перетину стовпа - визначаються головним чином фізичними властивостями газу в дуговому проміжку (таблиця 3.1).

Для наплавлення неплавким електродом застосовують в основному інертні гази Аг або Не, а також їх суміші у будь-якому співвідношенні. Гази Ar і особливо Не володіють високими потенціалами іонізації, що утрудняє первинне збудження дуги. Проте напруженість поля Е в стовпі дуги в інертних газах має порівняно низьке значення (таблиця 3.2), і тому дуговий розряд в інертних газах відрізняється високою стабільністю.

Для наплавлення неплавким електродом застосовують в основному інертні гази Аг або Не, а також їх суміші у будь-якому співвідношенні. Гази Ar і особливо Не володіють високими потенціалами іонізації, що утрудняє первинне збудження дуги. Проте напруженість поля Е в стовпі дуги в інертних газах має порівняно низьке значення (таблиця 3.2), і тому дуговий розряд в інертних газах відрізняється високою стабільністю [3].

Рисунок 3.1 - Схема дуги при наплавленні неплавким (а) і плавким (б) електродами в захисних газах:

1 - неплавкий електрод; 2 - плавкий електрод; 3 - капля рідкого металу; 4 - стовп дуги; 5 - ореол; 6 - рідка ванна; 7 - наплавляємий виріб



Рисунок 3.2 - Схема роз приділення потенціалу по довжині дуги:

lк - катодна зона; lа -анодна зона; lд - стовп дуги

При наплавленні плавким електродом в стовпі дуги містяться пари електродного металу, що мають, як правило, низький потенціал іонізації (таблиця 3.3), тому ефективний потенціал іонізації дугового розряду при наплавленні плавким електродом наближається до потенціалу іонізації металевої пари [2].

Проте, не дивлячись на те що потенціал іонізації металевої пари і ефективний потенціал іонізації Uі мають близькі значення, температура дуги, напруга і стабільність горіння при наплавленні плавким електродом істотно залежать від складу захисного газу (Рисунок 3.3).

Підвищення напруги на дузі із збільшенням концентрації молекулярних газів (Н2, N₂, O₂ і СО2) пояснюється інтенсивною охолоджуючою дією цих газів у зв'язку з витратами енергії на дисоціацію і відведенням теплоти за рахунок високої теплопровідності (в першу чергу водню і гелію). Збільшення напруги на дузі знижує стійкість горіння дуги.

Таблиця 3.1 - Деякі фізичні властивості газів, які використовуються при наплавленні

Параметр	Ar	He	CO2	CO	H2	H	N
Перший потенціал збудження, эВ Потенціал іонізації Uі ,эВ Переріз зіткнення gе 10 , м Енергія дисоціації, Дж/моль Теплоємкість, Дж/(моль К) Коефіцієнт теплопровідності при 6000 К, Вт/(м К)	11.3 15.7 2.5 21 0.17	19.824.6 10 21 1.5	3 14.3 25 2.8 10 60 5 19	6.2 14.1 25 6.7 10	11.1 15.4 4.3 10 35 2	10.2 13.6 130 3.8	14.5 9.4 10 -

Таблиця 3.2 - Розподіл напруги в електричних дугах в залежності від виду захисних газів і матеріалу електродів

Електроди	Захисний газ	Е, В/см	Uк + Uа , В
Катод	Анод
Сталь	Сталь	со2	24-28 22-24	17-19 16-18
Титан	Титан	Аг	22-24	15-16
Вольфрам	Вольфрам	Аг	8-10	8-10
	Алюміній	Аг Не	10-12 22-24	9-І 10-12

Таблиця 3.3 - Напруженість електричного поля в стовпі дуги залежно від матеріалу електроду

Параметр	Аl	B	Sn	Pb	Ag	Ni .
Uі, Эв Е, В/см	5,98 24	7,29 38	7,34 35	7,42 42	7,57 37	7,63 38
Параметр	Сu	Pd	Cd	Pt	Zn	C|із|
Uі, Эв Е, В/см	7,72 38	8,33 42,5	8,99 55	9 57	9,39 51	11,26 85



Рисунок 3.3 - Залежність напруги на дузі від складу захисного газу

Процеси утворення заряджених частинок і перенесення струму в приелектродних областях істотно відрізняються від відповідних процесів в стовпі дуги; Оскільки градієнт зростання температури в приелектродних областях "направлений до стовпа, потоки енергії, що виділяється, направлені до електродів і витрачаються на їх нагрів і плавлення, іншими словами на здійснення основного процесу наплавлення [2].

Анодна область дуги має велику протяжність і меншу напруженість в порівнянні з катодною. У цій зоні має місце чисто електронний струм|тік|, оскільки негативних іонів в плазмі небагато і швидкість їх невелика. За рахунок додаткового бомбардування електронами на аноді теплоти виділяється більше, ніж на катоді. Тому наплавлення неплавким вольфрамовим електродом проводиться на прямій полярності, а наплавлення плавким електродом, як правило, на зворотній.

Потужності, що витрачаються на нагрів, плавлення і випаровування катода і анода, віднесені до 1 А струму| дуги, визначаються співвідношенням

Qк = Uк - Uв ; Qа = Uа + Uв (3.2)

де Uк і Uа - катодне і анодне падіння напруг; Uв - робота виходу електронів (таблиця 3.4) [1].

Таблиця 3.4 - Робота виходу електронів для різних елементів

Елемент	Uв, В	Елемент	Uв, В	Елемент	Uв, В
С	4,29	Ni	4,81	Ва	2,29
Mg	4,36	Сu	4,47	La	3,30
Аl	3,46	V	2,00	Hf	3,53
Ti	4,09	Nb	3,91	Та	4,12
Fe	4,36	Мо|	4,27	W	4,52
Co|із|	4,18	Cs	1,89	Th	3,41

4 Захисні гази

4.1 Інертні гази, їх властивості і способи отримання [2]

При наплавленні в інертних газах, якщо забезпечена повна ізоляція розплавленого металу від повітря, хімічні реакції між металом і навколишнім середовищем зводяться до мінімуму. Потенційна можливість протікання реакцій в цьому випадку визначається ступенем чистоти газу.

Аргон (лат. Argon) Аr - хімічний елемент VIII групи періодичної системи Д. І. Менделєєва, інертний газ, атомний номер 18, атомна маса 39,948.

За звичайних умов аргон безбарвний|, неотруйний газ, без запаху і смаку, майже в 1,5 раз важчий за повітря (таблиця 4.1). У природі аргон присутній тільки у вільному вигляді|. Об'ємна концентрація аргону в повітрі 0,93 %. З| більшістю елементів аргон не утворює хімічних сполук, окрім деяких гідридів. У металах аргон як в рідкому, так і в твердому стані нерозчинний|.

У зварювальному виробництві аргон широко використовують як захисне середовище при зварюванні, різанні| і наплавленні активних і рідкісних металів і сплавів на їх основі (алюмінію, алюмінієвих і магнієвих сплавів, корозійностійких хромонікелевих жароміцних сплавів і легованих сталей різних марок).

В даний час основним промисловим способом отримання аргону є метод низькотемпературної ректифікації повітря з отриманням основних продуктів - кисню і азоту з попутним витяганням| аргону.

Виробництво аргону здійснюється на могутніх повітрероздільних установках типу КААр-30|, якими комплектуються кисневі станції заводів чорної металургії.

Аргон також одержують на спеціалізованих заводах на рідинних повітророздільних установках типу Кж-1Ар, КжАжААр-1,6 і АжКжКААрж-2.

Таблиця 4.1 - Склад газоподібного аргону, % (по ГОСТ 10157--79)

Показник	Сорт|гатунок|
	вищий	перший
Об'ємна частка|доля| аргону %, не менше Об'ємна частка|доля| кисню %, не більше Об'ємна частка|доля| азоту %, не більше Масова концентрація водяної пари при 20 °С і тиску|тисненні| 101,3 кПа|, г/м3, не більше Об'ємна частка|доля| суми углеродосодержащих| з'єднань|сполучень,сполук| в перерахунку на СО2 %, не більше	99,993 0,0007 0,005 0,007 0,0005	99,987 0,002 0,01 0,01 0,001

Оскільки за умовами наплавлення потрібен аргон різної чистоти, то промисловість випускає його двох сортів (див. табл. 4.1), що поставляються як в газоподібному, так і в рідкому стані. Газоподібний аргон відпускають, зберігають і транспортують в сталевих балонах (по ГОСТ 949--73) або автореципієнтах під тиском (15 0,5 МПа або (20 ± 1,0) МПа при 20 °С.

Тиск газу в балоні і автореципієнтах вимірюють манометром відповідного класу точності. Температуру газу в балоні приймають рівній температурі навколишнього повітря, в якому наповнений балон повинен бути витриманий не менше 5 годин перед вимірюванням тиску.

Аргон нетоксичний і невибухонебезпечний. Газоподібний аргон важчий за повітря і може накопичуватися в слабо провітрюваних приміщеннях над підлогою і в приямках, а також у внутрішніх об'ємах устаткування, у тому числі і призначеного для отримання, зберігання і транспортування газоподібного і рідкого аргону. При цьому знижується вміст кисню в повітрі, що викликає кисневу недостатність і задуху у електронаплавника.

У місцях можливого накопичення газоподібного аргону необхідно контролювати вміст кисню в повітрі приладами автоматичної або ручної дії з пристроєм для дистанційного відбору проб повітря. Об'ємна частка кисню в повітрі повинна бути не менше 19 %.

Рідкий аргон - кипляча при низьких температурах рідина, яка може викликати обмороження шкіри і поразка слизистої оболонки очей.

При роботі в атмосфері аргону необхідно користуватися ізолюючим кисневим приладом, шланговим протигазом або скафандром.

Гелій (лат. Helium) He - хімічний елемент VIII групи періодичної системи Д. І. Менделєєва, атомний номер 2, атомна маса 4,0026, відноситься до інертних газів, без кольору і запаху, густина 0,178 г/л. Вперше був відкритий на сонці (Helius -- сонце). Зріджується важче за всі відомі гази (при - 268,93 °С). На землі гелію мало, в невеликій кількості міститься в повітрі і в земній корі, де він постійно утворюється при розпаді урану і інших радіоактивних| елементів. Об'ємний вміст гелію в повітрі 0,00052 %.

Газ неотруйний, добре дифундує через тверді тіла, значно легший повітря і аргон. Гелій не утворює хімічних з'єднань з більшістю елементів. Гелій одержують із природних газів, які штучно отримуються при розпаді гірських порід, котрі містять уран, методом фракційної конденсації. В малих кількостях гелій можна отримати в якості побічного продукту при розділенні повітря на кисень та азот. Гелій для наплавлення поставляється промисловістю за ТУ 51-689 - 75 трьох сортів: марки А, Б і В.

Транспортують і зберігають гелій в газоподібному стані в стальних балонах при тиску Р = 15 МПа. Вартість гелію значно вища ніж аргону, тому його застосовують в основному при наплавленні хімічно чистих і активних металів і сплавів, а також сплавів на основі алюмінію і магнію.

4.2 Активні захисні гази [2]

Вуглекислий газ або двоокис вуглецю, оксид С (IV), вищий оксид вуглецю, може знаходитися в газоподібному, зрідженому і твердому (у вигляді сухого льоду) станах. Щільність двоокису вуглецю залежить від тиску, температури і агрегатного стану, в якому він знаходиться. При атмосферному тиску і температурі - 78,5 °С двоокис вуглецю, минувши рідкий стан, перетворюється на білу снігоподібну масу „сухий лід”.

Вуглекислий газ - широко поширений в природі безбарвний газ, має слабкий кислуватий запах і смак, добре розчиняється у воді і, утворюючи вугільну кислоту Н2СО3, надає їй кислого смаку. В повітрі міститься 0,03 % СО2. При нульовій температурі і тиску 101,3 к Па| щільність вуглекислого газу рівна 0,001976 г/см і по відношенню до повітря складає 1,524.

Рідкий двоокис вуглецю -- безбарвна рідина. Вона існує при кімнатній температурі лише при тиску більше 5,85 МПа. Щільність рідкого СО2 0,771 г/см (20 °С). При температурі нижче + 11°С він важчий за воду, а вище +11 °С - легший.

Двоокис вуглецю термічно стійкий, дисоціює на окисел вуглецю і кисень тільки при температурі вище 2000 °С.

Оскільки для отримання наплавленого шару високої якості необхідний вуглекислий газ високої чистоти, для наплавлення використовують двоокис вуглецю вищого і першого сортів (табл. 4.2).

Вуглекислий газ одержують в промисловості декількома способами, з|із| яких найбільш поширені наступні.

1. З|із| газів, що утворюються при бродінні спирту, пива, розщеплювання жирів. Газ, що відходить, в цих випадках є майже чистим вуглекислим газом і є дешевим побічним продуктом виробництва.

2. З газів хімічних виробництв, що відходять, в першу чергу синтетичного аміаку і метанолу. Гази, що відходять, містять приблизно 90 % СО2.

Таблиця 4.2 - Склад двоокису вуглецю (по ГОСТ 8050--85)

Показник	Сорт|гатунок|
	вищий	перший
Об'ємна частка|доля| (СО2) %, не менш Об'ємна частка|доля| СО |із| Масова концентрація мінеральних масел|мастил,олій| і механічних домішок|нечистот|, мг/кг, не більше Масова частка|доля| води %, не більше Масова концентрація водяної пари при температурі 20 °С і тиску|тисненні| 101,3 кПа|, г/см, не більше, що відповідає температурі насичення СО2 водяними парами при тиску|тисненні| 101,3 кПа| і температурі °С, не вище	99,8 Немає 0,1 Немає 0,037 -48	99,5 Немає 0,1 Немає 0,184 -48

3. З димових газів промислових котельних, що спалюють вугілля, природний газ і інше паливо. Димовий газ містить 12 - 20 % СО2.

Двоокис вуглецю нетоксичний, невибухонебезпечний. Проте при концентраціях більше 5 % (92 г/м ) двоокис вуглецю робить шкідливий вплив на здоров'я людини, оскільки він важчий за повітря в 1,5 раз і може накопичуватися в слабо провітрюваних приміщеннях над підлогою і в приямках, а також у внутрішніх об'ємах устаткування для отримання, зберігання і перевезення газоподібного, рідкого і твердого двоокису вуглецю. При цьому знижується об'ємна частка кисню в повітрі, що може викликати явища кисневої недостатності і задухи. Гранично допустима концентрація двоокису вуглецю в повітрі робочої зони 9,2 г/м3 (0,5 %).

Приміщення, де проводиться зварка з використанням як захист двоокису вуглецю, повинні бути обладнані загально обмінною припливно-витяжною вентиляцією.

Рідкий двоокис вуглецю при зниженні тиску до атмосферного перетворюється на газ і сніг температурою -78,5 °С, які можуть викликати при безпосередньому попаданні обмороження шкіри і ураження слизистої оболонки очей.

Кисень (лат. Oxygenium) О - хімічний елемент VI групи періодичної системи Д. І. Менделєєва, атомний номер 8, атомна маса 15,9994. За нормальних умов газ без кольору, запаху і смаку. Хімічно найбільш активний (після фтору) неметал. З більшістю інших елементів (воднем, металами, сіркою, фосфором і т. д.) взаємодіє безпосередньо (окислення) і, як правило, з виділенням енергії.

Кисень - найпоширеніший хімічний елемент на Землі. У атмосфері знаходиться у вільному стані і складає 23,15 % маси повітря. У звичайних умовах молекула кисню двухатомна| (О2). Щільність газоподібного кисню при нульовій температурі і нормальному тиску 1,42897 г/л. Критична температура - 118,84 °С, критичний тиск 4,97 МПа. Температура кипіння -182,9 °С.

У зварювальному виробництві кисень широко застосовують для газового зварювання і різання, а також при дуговому наплавленні як складову частину захисної газової суміші.

Таблиця 4.3 - Склад газоподібного кисню (по ГОСТ 5583--78)

Показник	Сорт
	перший	Другий	третій
|гатуноОб'ємна частка|доля| кисню %, не менш Масова концентрація водяної пари при 20 °С і 101,3'кПа, г/м3, не більше Об'ємна частка|доля| водню %, не більше	99,7 0,05 0,3	99,5 0,07 0,5	99,2 0,07 0,7

Промисловість випускає технічний і медичний газоподібний кисень, що одержується з| атмосферного повітря способом низькотемпературної ректифікації. Технічний кисень одержують також електролізом води. Склад газоподібного кисню (по ГОСТ 5583 - 78) в табл. 4.3.

Газоподібний кисень транспортують в сталевих балонах (по ГОСТ 949-73) або в авториципієнтах під тиском МПа або (20 ± 1) МПа при 20 °С.

Кисень нетоксичний, негорючий і не вибухонебезпечний, проте, будучи сильним окислювачем, різко збільшує здібність інших матеріалів до горіння. Накопичення кисню в повітрі приміщень створює небезпеку виникнення пожеж. Об'ємна частка кисню в робочих приміщеннях не повинна перевищувати 23 %.

Таблиця 4.4 - Склад азоту

Показник	Сорт|гатунок|
	вищий	перший	другий
Об'ємна частка|доля| азоту %, не менш Об'ємна частка|доля| кисню %, не більше Масова концентрація водяної пари при 20 °С і 101,3 кПа|, г/м, не більше, що відповідає температурі насичення азоту при тиску|тисненні| 101,3 кПа| °С, не вище	99,994 9,005 0,005 -63	99,6 0,4 0,07 -43	99,0 1,0 -

Азот (грец. azoos - млявий, лат. Nitrogeniurn) N - хімічний елемент V групи періодичної системи Д. І. Менделєєва, атомний номер 7, атомна маса 14,0067, безбарвний газ, що не має запаху і смаку. В повітрі вільний азот (у вигляді молекул N₂) складає 78,09 %. Азот трохи легший за повітря, густина 1,2506 кг/м при нульовій температурі і нормальному тиску, температура кипіння -195,8 °С. Критична температура -147,1 °С і критичний тиск 3,39 МПа.

У зварювальному виробництві азот знаходить обмежене застосування. Його використовують для наплавлення міді і її сплавів, по відношенню до яких азот є інертним газом, а також для плазмової різання. По відношенню до більшості інших металів азот є активним газом, часто шкідливим, і його концентрацію в зоні наплавлення прагнуть обмежити.

Газоподібний азот - інертний газ без кольору і без запаху. Питомий об'єм газоподібного азоту рівний 860,4 дм /кг при тиску близько 105 Па і температурі 20 °С.

Рідкий азот - безколірна| рідина, без запаху з питомим об'ємом 1,239 дм /кг при температурі -195,8°С і тиску 101,3 кПа| (табл. 4.4).

Постачання технічного азоту здійснюється в газоподібному стані в балонах і авториципієнтах під тиском МПа або (20,0 ± 1,0) МПа або в рідкому стані в ізотермічних цистернах. Технічний газоподібний азот вищого сорту поставляється тільки по трубопроводу.

Азот нетоксичний, невибухонебезпечний, проте накопичення газоподібного азоту викликає явища кисневої недостатності і задухи. Зміст кисню в повітрі робочої зони повинен бути не менше 19 %.

Рідкий азот може викликати обмороження шкіри і ураження слизистої оболонки очей.

Водень (лат. Hydrogenium) H - хімічний елемент, перший по порядковому номеру в періодичній системі Д. І. Менделєєва. Атомна маса 1,00792. За звичайних умов водень без кольору, запаху і смаку, в 14,4 рази легший за повітря. Щільність 0,0899 г/л (при нульовій температурі і тиску 101,3 кПа). Критична температура дуже низка (-240 °С).

Водень рідко використовують в зварювальному виробництві для атомно-водневого наплавлення і дугового наплавлення в захисних газах (у суміші Аr-Н2 до 12 %), проте він грає важливу роль в металургійних процесах наплавлення. Ширше водень використовують в спеціальних областях наплавлення і металургії, наприклад в порошковій металургії при спіканні виробів з|із| порошкових матеріалів.

Відповідно до ГОСТ 3022--80 водень випускають трьох марок А, Б, В. Водень марки А одержують електролізом води; марки Б - залізопаровим способом і взаємодією феросиліцію з розчином лугу; марки В - електролізом хлористих солей, а також при паровій конверсії вуглеводневих газів.

Для наплавлюваних і металургійних цілей в основному використовують водень марок А і Б (табл. 4.5).

Таблиця 4.5 - Склад водню вищої категорії якості (по ГОСТ 3022--80)

Показник	Марка
	А	Б
Об'ємна частка|доля| водню в перерахунку на сухий газ %, не менше Загальна|спільна| об'ємна частка|доля| газів (кисню, азоту, окислу вуглецю) в перерахунку на сухий газ % Об'ємна частка|доля| кисню %, не більше Концентрація водяної пари при 20 °С і 101,3 кПа|, г/м3, не більше: в трубопроводах в балонах під тиском|тисненням|	99,99 0,005 0,01 0,5 0,2	99,95 0,05 0,05 0,5 0,2

При роботі з воднем слід строго виконувати вимоги техніки безпеки. Водень вибухонебезпечний. З повітрям і киснем утворює вибухонебезпечну суміш, в суміші з киснем ( 2:1 ) - гримучий газ. Межі вибуховості: з повітрям 4 - 75 %, з киснем 4,1 - 96%. Температура самозаймання 510 °С. Водень фізіологічно інертний, при високих концентраціях викликає задуху. При високому тиску виявляється наркотична дія. При роботі в середовищі водню необхідно користуватися ізолюючим протигазом (кисневим або шланговим).

Технічний водень зберігають і транспортують в сталевих балонах місткістю 40 і 50 дм3 (по ГОСТ 949--73) під тиском МПа при 20 °С. Зберігання поряд балонів з воднем і іншими газами не допускається.

5 Класифікація матеріалів для наплавлення [3]

Матеріалу для наплавлення, який володіє повним комплектом фізико - механічних і технологічних властивостей, вибрати досить складно. Застосовують дві основні групи матеріалів для наплавлення.

Перша група - матеріали, які мають високі фізико - механічні властивості, які не змінюються підчас роботи або зберігаються певний час. До цієї групи матеріалів відносяться сталі мартенситного, ледебуритного і аустенітного класів; високолеговані чавуни; сплави на основі кобальту і нікелю.

Друга група - матеріали, які змінюють свої властивості при прикладанні робочих навантажень. Це матеріали нестабільного, мартенситно старіючого і дисперсно - твердіючого класів. В результаті дії робочих навантажень в цих матеріалах проходять фазові перетворення, які підвищують фізико - механічні характеристики і знижують рівень залишкових напружень, які виникли при наплавленні і наступному охолодженні.

В таких матеріалах фазові перетворення виникають, як правило, під дією пластичних деформацій, які порушують стабільність структури, викликаючи появу новоутворень.

Мартенситно - старіючих і дисперсно - затвердіваючих сплавах процес новоутворень (виділення інтерметалітних фаз та ін.) пов'язані із зміною робочої температури. Підвищення її до визначених значень викликає зміни в структурі матеріалу.

Широко використовують композиційні зносостійкі сплави, на основі карбідів тугоплавких металів, наприклад мідь - нікель - марганець.

Сучасна зварювальна техніка дозволяє використовувати для наплавлення сплави досить широкого складу. Вони відрізняються за хімічним складом, призначенням і властивостями. Для класифікації матеріалів для наплавлення прийнята стандартна система маркування і розбивки на групи за хімічним складом, які не відносяться до призначення або способу наплавлення.

6 Дефекти наплавлення [3]

Основними дефектами наплавлення являються тріщини в наплавленому шарі і в зоні сплавлення з основним металом деталі, пори і раковини, шлакові включення, не сплавлення шару з основним металом, надриви та ін.

Дефекти можуть бути зовнішніми, виходячими на поверхню наплавлень, і внутрішніми, які розташовуються в середині наплавленого шару.

Зовнішні дефекти знайти порівняно легко шляхом огляду наплавлень, за допомогою магнітної дефектоскопії та інших методів. Виявлення внутрішніх дефектів представляє собою складну і не завжди надійно вирішену задачу. В цьому випадку користуються наступними методами контролю: просвічування рентгенівськими або гама - променями, магнітною і ультразвуковою дефектоскопією, металографічними дослідженнями макро - і мікрошліфів та ін.

Тріщини являються найбільш небезпечними дефектами наплавлення, оскільки під дією швидкозмінних навантажень або теплових коливань вони можуть розвиватися, так би мовити збільшуватися в розмірах, що може привести до передчасного виходу деталі з ладу. В зв'язку з цим контролю на виявлення тріщин необхідно приділяти велику увагу.

Виникнення тріщин залежить від вмісту вуглецю і сірки в наплавленому металі, від недостатнього попереднього підігріву деталі при наплавленні, жорсткості виробу та ін. Холодні тріщини можуть виникати при відсутності уповільненого охолодження деталі після наплавлення.

Пори утворюються при використанні вологого остиглого флюсу, при наявності іржі на наплавляємих поверхнях, при недостатньому шарі флюсу та ін. Пори з'являються при наплавленні по металі, раніше наплавленому електродами з крейдовою обмазкою, який містить повишену кількість азоту. Пори - менш небезпечні дефекти, ніж тріщини, але вони знижують зносостійкість і міцність наплавленого металу.

Шлакові включення найчастіше спостерігаються при багатошаровому наплавленні. Вони являються результатом наплавлення по не видаленій або погано видаленій шлаковій кірці з попередніх шарів. Шлак не встигає розплавитись і сплинути на поверхню металу, внаслідок чого залишається в металі у вигляді шлакових включень.

Не сплавлення наплавленого металу з основним металом деталі можуть утворюватись при невідповідності, наприклад, вибраної швидкості наплавлення і типу обладнання, неправильному встановленні електрода, забруднень наплавляємих поверхонь, порушення режимів наплавлення та ін.

При встановленні наплавлених деталей на машини без наступної механічної обробки(ножі бульдозерів, опорні катки тракторів та ін) важливою вимогою являється гладка поверхня наплавленого шару. Причиною напливів підрізів в наплавленому шарі являється порушення режимів наплавлення - сили струму, напруги дуги, швидкості наплавлення, звіщення електрода із зеніту при наплавленні циліндричних деталей, зміна величини вильоту електрода та ін.

Причиною поверхневих дефектів наплавленого шару може бути і погана стійкість дуги.

Висновок

Завдяки відміченим перевагам наплавлення в захисних газах стало одним з самих найбільш широко вживаних способів дугового наплавлення. Цей спосіб наплавлення має ряд різновидів, які в основному можна розділити на дві головні групи: наплавлення неплавким і плавким електродами.

Наплавлення неплавким електродом відбувається без розплавлення металу електроду. Як неплавкий електрод звичайно використовують вольфрамові прутки. Дуга горить між вольфрамовим електродом і деталлю, що наплавляється. Наплавлення може проводитись з додатковою подачею присадного дроту в зону дуги.

При наплавленні плавким електродом дуга горить між електродним дротом, що безперервно подається в дугу, і виробом. Дуга розплавляє дріт і наплавлювану деталь, утворюючи загальну наплавлювану ванну. У обох випадках у міру переміщення дуги наплавлювальна ванна твердне, утворюючи наплавлений шар.

Вказані способи мають безліч різновидів, пов'язаних перш за все з видом захисного газу

Список використаних джерел

1 Потапьевский А.Г. Сварка в защитных газах плавящимся електродом. М., «Машиностроение», 1974, 240 с

2 Сварочные материалы для дуговой сварки: Справочное пособие: В 2-х т. Т. 1 Защитные газы и сварочные флюсы/ Б.П. Конищев, С.А. Курланов, Н.Н. Потапов и др.; Под общ. Ред Н.Н. Потапова. - М.: Машиностроение, 1989. 544 с.: ил

3 Степанов Б.В. Высокопроизводительные методы наплавки. М. Машиностроение, 1977. 75 с.