38 / 530
Actual Problems in Machine Building. 2016. N 3
Innovative Technologies
in Mechanical Engineering
____________________________________________________________________
38
себестоимость, высокая производительность, возможность формирования наплавленных
поверхностей с большим диапазоном свойств. Наплавка в СО
2
, имеет и недостатки: большие
потери электродного материала, снижение усталостной прочности восстанавливаемых
деталей. Авторы работ [4-6] предлагают усовершенствовать технологии наплавки. Но для
реализации усовершенствованных технологий наплавки необходимо изготовление
дорогостоящего оборудования. Что является сдерживающим фактором, ограничивающим
широкое применение данных способов.
Наплавка в среде защитных газов характеризуется значительным термическим
воздействием на деталь, вследствие чего в наплавленном слое содержится значительная доля
основного металла. Необходимые свойства металла наплавленного слоя зависят от его
химического состава, который, в свою очередь, определяется составом основного и
дополнительного металлов и долями их участия в образовании шва. Влияние основного
металла на специальные свойства наплавленного слоя тем меньше, чем меньше его доля в
формировании слоя. В большинстве случаев желательно иметь в наплавленном слое состав,
максимально приближающийся к составу наплавляемого (присадочного) металла, поэтому
необходимо стремиться к минимальному проплавлению основного металла, т.е. к
уменьшению доли основного металла в металле шва.
В связи с этим актуальной задачей является разработка технологии управления
геометрией наплавляемого валика.
Изучением возможности управления формообразованием шва и ЗТВ при сварке
плавящимся электродом занимаются многие ученые. Разработано множество технологий и
устройств способствующих управлению формообразованием сварных швов [7]: изменение
режимов сварки, наложение импульсов тока, программирование режимов, наложение
магнитных полей на сварочную ванну, формирование механических импульсов и вибрации
электрода, изменение геометрии электрода, добавление различных химических элементов в
состав проволоки, изменение состава защитного газа и т.д. Существуют различные пути
управления геометрией шва, но ни один из них не может претендовать на роль
универсального подхода к решению проблемы.
Цель работы: определить влияние расхода защитного газа на геометрию
наплавляемого валика и оценить коэффициенты характеризующие форму наплавленных
валиков.
Известны работы [8-12], в которых успешно применяется двухструйное сварочное
сопло для сварки плавящимся электродом в среде защитных газов, обеспечивая высокие
механические свойства сварных соединений.
Сварка и наплавка являются родственными процессами. Поэтому стоит
предположить, что разработанный способ так же успешно можно применять и для
восстановления изношенной поверхности.
Методика экспериментального исследования
Для сравнительной оценки геометрических параметров наплавляемого валика были
проведены эксперименты по наплавке с традиционной (одноструйной) газовой защитой и
двухструйной. Выполняли наплавку валика на пластину из стали 45 толщиной 10 мм
сварочной проволокой Св-08Г2С диаметром 1,2 мм в смеси газов 82% Ar + 18% CO
2
. Режим
сварки: I=195...200 А, вылет электродной проволоки L
=
10 мм, расход защитного газа
изменяли от 5 до 25 л/мин с шагом 5 л/мин, напряжение дуги U = 25...26 В, скорость сварки
V = 5 мм/с. Источники питания Shtorm-Lorch V 50 AC/DС, сварочная установка VD – 1500.