Формирование свойств наплавленного металла

Необходимые свойства 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 разбавления слоев основным металлом тем меньше, чем ниже доля основного металла в наплавленном слое. В связи с этим для получения в наплавленном слое состава, максимально приближающегося к составу наплавляемого металла, необходимо стремиться к минимальному проплавлению основного металла.

При многослойной наплавке состав каждого слоя различен, так как различна доля участия основного металла в образовании наплавляемого слоя. Если при наплавке 1-го слоя основной металл непосредственно участвует в формировании шва, то при наплавке 2-го и последующих слоев он участвует косвенно, определяя состав предыдущих слоев. При наплавке большого числа слоев при некоторых условиях наплавки состав поверхностного слоя может быть идентичен наплавляемому электродному металлу.

Доля участия основного металла в формировании наплавленного металла зависит как от принятого способа, так и режима наплавки.

Различные дуговые методы наплавки отличаются друг от друга возможностью уменьшения доли основного металла в наплавленном слое без опасности получения непровара. При ручной дуговой наплавке покрытыми электродами, а особенно при автоматизированной наплавке плавящейся электродной проволокой в среде защитных газов или под слоем флюса, доля основного металла в наплавленном слое, как правило, не может быть, без опасности получения непровара, снижена менее чем до 0,2.

Поэтому для уменьшения доли основного металла в наплавляемом слое при сохранении максимальной производительности разработаны специальные приемы, наплавочные материалы, способы и техника наплавки.

Так, при наплавке электродной лентой малая глубина проплавления основного металла достигается за счет плавного перемещения дуги по ленте в процессе ее оплавления с образованием широкой и короткой наплавочной ванны. Результаты наплавки 2-я видами электродов под флюсом показывают, что при равной производительности при наплавке проволокой доля основного металла в наплавленном слое составляет 65%, а при наплавке лентой — всего 20%.

Уменьшение доли основного металла в наплавленном слое достигается также при использовании миогоэлектродной наплавки. В этом случае в зону дуги одновременно подают несколько электродов, подключенных к одному полюсу источника питания, расположенных в линию, перпендикулярную направлению движения наплавочного аппарата. Дуга в процессе оплавления электрода вследствие ее удлинения периодически перемещается с одного электрода на другой; при этом образуется общая сварочная ванна с небольшой глубиной проплавления и формируется широкий валик.

При дуговой наплавке плавящимся электродом для уменьшения доли основного металла также используют такие приемы, как наплавка с поперечными колебаниями, наплавка на спуск, установка большого вылета электрода, наклон электрода углом вперед и уменьшение шага наплавки. Так, при наложении слоев по ширине наплавляемой поверхности под флюсом практически без перекрытия доля основного металла составляет — 0,65, а при оптимальном перекрытии наплавляемых слоев эта доля уменьшается до — 0,45.

В связи с тем, что в большом числе случаев наплавленные слои необходимо подвергать механической обработке, наплавка лишнего металла нецелесообразна. Следует стремиться к тому, чтобы припуск на обработку не превышал 1,5…2 мм и после наплавки поверхность была достаточно ровной, без значительных наплывов и провалов между валиками.

Большие возможности по уменьшению доли основного металла в наплавленном слое имеют плазменные методы наплавки: плазменнопорошковая наплавка, наплавка с токоведущей присадочной проволокой и с двумя плавящимися электродами. Наибольшее распространение получила плазменно-порошковая наплавка. При этом способе наплавки обеспечивается высокое качество наплавленного металла, малая глубина проплавления основного металла при высокой прочности сцепления, возможность наплавки тонких слоев. При плазменно-порошковой наплавке практически достигается наименьшая доля основного металла в наплавленном слое (4…7%), причем в отличие от ранее рассмотренных процессов меньшая доля основного металла достигается при большей производительности. Это связано с тем, что при увеличении подачи гранулированного порошка теплота плазменной дуги расходуется преимущественно на плавление порошка, а нс основного металла.

Основные положения по регулированию доли основного металла для электрошлаковой наплавки те же, что и для электрошлаковой сварки.