145 / 460
Актуальные проблемы в машиностроении. 2015. №2
Инновационные технологии
в машиностроении
____________________________________________________________________
145
Кроме того, значительное влияние на характер плавления порошковой проволоки
оказывает содержание металлических порошков в сердечнике. Чем больше содержится в
сердечнике металлических порошков, тем меньше длина не оплавившейся части сердечника.
В последнее десятилетие успешно применяются порошковые проволоки с
металлическим сердечником (metal-core), в которых содержание неметаллических
включений в сердечнике не превышает 1%. Такие порошковые проволоки отличаются
высокой скоростью и эффективностью плавления (на 30…40% выше, чем при сварке
проволокой сплошного сечения). Благодаря их применению снижаются затраты
электроэнергии за счет высокой доли присадочного электродного металла в порошковом
сердечнике [1].
Отсутствие шлака на поверхности сварного шва позволяет производить
многослойную сварку и наплавку без очистки от шлака.
Существенное влияние на плавление порошковой проволоки оказывает режим сварки.
На малом токе и напряжении дуги выступающая часть сердечника имеет форму близкую к
цилиндрической. При увеличении тока ее длина увеличивается. С ростом напряжения
отставание плавления сердечника также увеличивается, но под воздействием тепла столба
дуги его выступающая часть приобретает коническую форму [3].
Повысить эффективность плавления порошковой проволоки можно различными
способами: управлением током и напряжением, наложением разного рода импульсов на
каплю электродного металла, добавлением в шихту редкоземельных элементов,
газодинамическим воздействием на процессы в зоне сварки.
Имеется ряд работ [10-18] по газодинамическому воздействию на капельный перенос
при сварке в среде защитных газов.
В работах отражены сравнительные экспериментальные исследования по влиянию
традиционного (одноструйного) и разработанного двухструйного способа газовой защиты
зоны сварки. Применение двухструйной газовой защиты обеспечивает по сравнению с
традиционной надежную защиту сварочной ванны, измельчение структуры металла сварного
шва, плавный переход от металла шва к основному, повышение механических свойств
сварных соединений, уменьшает химическую неоднородность металла шва за счет более
интенсивного газодинамического перемешивания расплавленного металла в сварочной
ванне.
Способ сварки легированных сталей с двухструйной газовой защитой в СО
2
проволокой сплошного сечения обеспечивает высокие механические свойства сварных
соединений без предварительного подогрева и последующей термообработки и является
ресурсо- и энергосберегающим [7].
Наиболее перспективным является применение проволоки трубчатой конструкции. Ее
преимущества заключаются в более простой технологии изготовления и возможности
обеспечения требуемого качества. Для надежной защиты в этом случае в состав шихты
вводят такие активные элементы, как Al, Ti, Si, которые, соединяясь с азотом и кислородом
воздуха, провзаимодействовавшего с жидким металлом капель, переходят в шлак. Поэтому
основным направлением в развитии порошковой проволоки является применение простого
трубчатого сечения в проволоке, предназначенной для сварки в углекислом газе.
Вывод
Сварка и наплавка являются родственными процессами. Стоит предположить, что
наплавка порошковой проволокой трубчатой конструкции с двухструйной газовой защитой
принесет положительные результаты.