144 / 460
Actual Problems in Machine Building. 2015. N 2
Innovative Technologies
in Mechanical Engineering
____________________________________________________________________
144
сечения. При сварке порошковыми проволоками обеспечиваются более высокие
механические свойства металла шва (ударная вязкость, пластичность), чем при сварке
сплошной проволокой.
Однако плавление и перенос металла при сварке порошковой проволокой имеют
специфические особенности [3]. Эффективность защиты расплавленного металла и
технологические
показатели
сварки
порошковой
проволоки
определяются
одновременностью плавления металлической оболочки и порошкового сердечника [4].
Исследованию характера плавления порошковой проволоки посвящено значительное
число работ [5-9], однако вопросы управления этим процессом изучены недостаточно.
Так же высокая стоимость порошковой проволоки требует ее оптимального
использования.
Поэтому необходимо провести теоретические исследования процессов, происходящих
при наплавке и проанализировать результаты.
Цель исследования: улучшение технологии наплавки порошковой проволокой путем
уменьшения неравномерности плавления оболочки и сердечника.
Основные задачи исследования: изучить существующие способы предотвращения
негативных явлений в процессе наплавки порошковой проволокой, изучить опыт
исследователей по газодинамическому воздействию на капельный перенос при сварке в
среде защитных газов проволокой сплошного сечения, проанализировать полученные
результаты.
Теория и методы
Характеристики дуги при сварке порошковой проволокой существенно зависят от
состава сердечника, который обладает низкой, по сравнению с металлической оболочкой,
электропроводностью. По этой причине активное пятно дуги занимает не всё сечение
проволоки, а находится на оболочке или капле расплавленного металла. Сердечник плавится
за счет излучения дуги и конвективного теплообмена с расплавленным металлом и
разогретыми газами. В связи с этим, при сварке порошковой проволокой, плавление
оболочки несколько опережает плавление сердечника. Отставание процесса плавления
сердечника от плавления оболочки – нежелательное явление и вызывает ухудшение
показателей сварки и снижение эффективности защиты металла от воздуха [3].
На соотношение плавления оболочки и сердечника большое влияние оказывает
конструкция проволоки, её состав и режим сварки.
Оболочка плавится быстрее, а сердечник может поступать в сварочную ванну, минуя
стадию капли. Для выравнивания плавления используют конструкции проволок, в которых
часть металлической ленты располагается в полости, образованной оболочкой проволоки
[5]. Сложность конструкции оболочки характеризуется коэффициентом формы – К
ф
.
Введение части оболочки внутрь сердечника, обеспечивает более равномерное плавление его
и более эффективную защиту металла от воздуха. Повышение производительности и
качества сварки можно осуществлять путем варьирования К
ф
от 0 (трубчатая оболочка) до
1,3 (двухслойная оболочка) [5]. Так же, использование проволоки с повышенным К
ф
позволяет увеличить долю неметаллической части сердечника, получить более низкое
содержание азота в наплавленном металле и повысить производительность сварки.
При изготовлении порошковой проволоки сложного сечения не всегда обеспечивается
стабильное заполнение проволоки шихтой. Поэтому, несмотря на её определенные
преимущества, использование данной проволоки не всегда приветствуется.