Общие сведения импульсно-дуговой наплавки

Размещено на http://www.allbest.ru/

90

Общие сведения импульсно-дуговой наплавки

Наплавка - одна из разновидностей сварки - служит для нанесения металла заданного состава на поверхность изделия. Нанесенный металл прочно связывается с основным, образуя надежное соединение. При наплавочных работах требуется минимальная доля основного металла, переводимого в металл наплавки, в большинстве случаев, доля участия основного металла может в первых швах составлять от 10% до 50%. Уменьшение глубины расплавления основного металла, кроме постоянства состава наплавки, обеспечивает возможность значительного уменьшения внутренних напряжений, деформации и получения наплавки без трещин. К сожалению, это весьма важное технологическое требование очень часто на производстве не контролируется, и наплавка выполняется на максимальных режимах без соблюдения правильных технологических приемов. Это резко увеличивает глубину расплавления основного металла и долю участия его в наплавке, что ухудшает качество наплавки.

Глубину расплавления основного металла можно регулировать следующими технологическими приемами [Чернышов 1987: 5]:

1. Изменением тока или мощности пламени горелки, так как с уменьшением удельной тепловой мощности источника нагрева глубина проплавления уменьшается. Рекомендовать этот прием для массового применения не следует, так как при нем резко снижается производительность наплавки. Наплавочные работы желательно выполнять на максимально возможных режимах, но применяя другие технологические приемы, обеспечивающие уменьшение глубины расплавления основного металла.

2. Изменение ширины наплавляемого валика. С увеличением ширины валика уменьшается глубина расплавления основного металла, и создаются условия для более равномерного расплавления по поперечному сечению наплавки. Увеличить ширину валика при ручной дуговой наплавке можно большим размахом поперечного движения электрода - до 8-10 диаметров электрода; применением гребенки, состоящей из 2-5 электродов, включенных параллельно; применением пластинчатых электродов и наплавки лежащим электродом, применением поперечных колебательных движений электрода; использованием способа наплавки «расщепленным» электродом; применением ленточных порошковых электродов.

3. Изменением угла атаки газового пламени и дуги по отношению к основному металлу. С уменьшением угла атаки уменьшается глубина расплавления основного металла без уменьшения скорости расплавления присадочного металла. При наплавке на плоскость уменьшается угол наклона этой плоскости к горизонтальной. Наплавка на цилиндрические поверхности ведется «на спуск».

4. Применением «холостых», т.е. не включенных в сварочную цепь присадочных стержней. Эти стерж-ни плавятся за счет тепла дуги и несколько уменьшают температуру ванны, позволяя повысить производительность наплавки с одновременным уменьшением глубины расплавления основного металла. Такие стержни при ручной дуговой наплавке могут подаваться в дугу левой рукой сварщика или включаются в гребенку электродов без присоединения их к источнику тока. При автоматической и электрошлаковой наплавке «холостая» проволока (одна или несколько) подается специальным механизмом без подключения ее к источнику тока.

В практике применяются следующие виды наплавки: ручная дуговая, металлическим электродом, ручная дуговая угольным или графитовым электродом с расплавлением зернистых сплавов или литых стержней, полуавтоматическая дуговая без защиты дуги специальными наплавочными проволоками, или порошковой проволокой, или механической присадочной проволокой с защитой дуги газом, полуавтоматическая дуговая под керамическими и плавлеными флюсами, автоматическая дуговая в тех же вариантах, что и полуавтоматическая, электрошлаковая, вибродуговая, газовая ручная ацетиленокислородная и на газах заменителях, газовая автоматическая, с индукционным нагревом. Новые возможности открывают импульсные технологические процессы наплавки.

В статье представлены общие сведения импульсно-дуговой наплавки.

Импульсно-дуговая наплавка плавящимся электродом расширяет технологические возможности наплавки в защитных газах. При этом процессе на основной сварочный ток непрерывно горящей дуги налагают кратковременные импульсы тока, которые ускоряют перенос капель металла и позволяют контролировать размер переносимых капель. При наложении на дугу импульсов определенной энергии и частоты достигается управляемый перенос электродного металла с минимальным разбрызгиванием. Это позволяет осуществлять наплавку в различных пространственных положениях.

Важным достоинством импульсных процессов является возможность стабилизации мгновенных значений основных технологических параметров интервала плавления и переноса каждой капли электродного металла.

В зависимости от решаемой технологической задачи выбирают следующие частотные диапазоны алгоритмов импульсного управления [Патон 1988: 1]:

- 5000 - 100 Гц - для повышения устойчивости горения дуги и уменьшения размеров переносимых капель;

- 100 - 25 Гц - для управления переносом электродного металла во всех пространственных положениях;

- 25 - 0,25 Гц - для улучшения формирования шва во всех пространственных положениях за счет уменьшения размеров сварочной ванны и увеличения скорости кристаллизации;

- от 0,25 Гц и ниже - для управления кристаллизационными процессами в металле шва и зоне термического влияния.

Также интересна классификация по мощности импульсов, представленная в работах [Потапьевский 1974: 2; Потапьевский 2007: 3]:

- 1-й диапазон. Сварка с наложением импульсов малой энергии. Плавление проволоки и перенос капель протекают так же, как и при сварке без наложения импульсов.

- 2-й диапазон. Энергия импульсов больше, чем в первом, и уже оказывает влияние на поведение капли на электроде.

- 3-й диапазон. Энергия импульсов еще больше, чем во втором, и достаточна для отрыва каждым импульсом одной капли электродного металла.

- 4-й диапазон. Энергия импульсов настолько велика, что один импульс отрывает с электрода две капли и более.

- 5-й диапазон. Энергия импульсов велика, плавление электродной проволоки происходит, главным образом во время импульсов.

По сравнению со стационарными импульсные технологические процессы обеспечивают [Сараев 1994: 4]:

- управление процессами плавления, переноса и кристаллизации металла независимо от пространственного положения сварочной ванны;

- увеличение в 2-3 раза скорости кристаллизации сварочной ванны вследствие нестационарного энергетического воздействия источника нагрева на сварочную ванну, уменьшающего температуру расплавленного металла;

- уменьшение степени деформационных процессов сварных конструкциях, наплавленных поверхностях;

- повышение качественных характеристик сварных соединений и наносимого покрытия при наплавке;

- повышение механических свойств получаемых сварных конструкций, связанных со значительным уменьшением зоны термического влияния и измельчением ее структуры.

Благодаря стабилизации размеров капли обеспечивается большая химическая однородность переносимых капель и следовательно, наплавленного металла.

Повышение стабильности горения дуги позволяет производить наплавку поверхностей в различных пространственных положениях, что актуально при наплавке на крупногабаритные конструкции, например, при восстановительной наплавке проушин ковшей больших экскаваторов.

Таким образом, разработка импульсных процессов наплавки в настоящее время весьма актуальна, так как позволяет значительно расширить возможности традиционных технологических процессов наплавки.

сварка импульсный стабилизация

Список использованной литературы

сварка импульсный стабилизация

1.Патон Б. Е., Дудко Д. А., Сидорук В. С. Состояние и перспективы развития электрической сварки плавлением с модуляцией параметров режима: Сб. научных трудов. - Киев: ИЭС им. Е. О. Патона, 1988. - 80 с.

2.Потапьевский А. Г. Сварка в защитных газах плавящимся электродом. - М.: Машиностроение, 1974. - 240 с.

3.Потапьевский А. Г. Сварка в защитных газах плавящимся электродом. - К.: Екотехнологiя, 2007. - Часть 1. Сварка в активных газах. - 192 с.

4.Сараев Ю. Н. Импульсные технологические процессы сварки и наплавки. - Новосибирск: ВО «Наука», Сибирская издательская фирма, 1994. - 108 с.

5.Чернышов Г. Г., Мордынский В. Б. Справочник молодого электросварщика по ручной дуговой сварке. - М.: Машиностроение, 1987. - 112 с.

Размещено на Allbest.ru