2.4.4 Выбор флюса

При механизированных способах наплавки флюс должен наилучшим образом обеспечить:

- изоляцию дуги от воздуха;

- хорошее формирование и механические свойства наплавленного слоя;

- устойчивость дуги;

- предотвращение разбрызгивания;

- удовлетворительное отделение шлаковой корки;

- замедление скорости кристаллизации и создание благоприятных условий для дегазации сварочной ванны.

При выборе зернистости флюса учитывают тот факт, что флюс с более мелким зерном способствует образованию сегрегации, его расход увеличивается, а наплавленный металл обогащается легирующими элементами, содержащимся во флюсе. [1], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], [13], [14]

Флюсы подразделяют по их назначению, способу изготовления, химическому составу, строению частиц. Различают флюсы общего назначения и специальные. Первые используют для механизированной дуговой наплавки углеродистых и низколегированных сталей. Вторые для дуговой и электрошлаковой наплавки легированных сталей и сплавов, цветных металлов.

По способу изготовления различают флюсы плавленые, керамические, флюсы-смеси.

Важными достоинствами плавленых флюсов являются их относительно малая гигроскопичность и высокая механическая прочность.

Важными достоинствами керамических флюсов - возможность легирования металла любыми элементами при использовании нелегированной электродной проволоки; возможность введения элементов-модификаторов непосредственно в сварочную ванну в период, предшествующий началу кристаллизации металла, что обеспечивает оптимальные условия модификации. Необходимость строгого соблюдения заданных режимов наплавки под керамическим флюсом имеет принципиальное значение, т.к. в противном случае изменяется количество расплавленного легирующего флюса, что приводит к неравномерности химического состава и свойств наплавленного металла. Однако этот недостаток проявляется только при высоком легировании керамического флюса.

Флюсы-смеси представляют собой механическую смесь некоторых марок плавленых флюсов с ферросплавами и другими компонентами. Для легирования металла через флюс к нему иногда примешивают феррохром, ферромарганец, ферросилиций и графит. Недостатками флюсов-смесей являются значительная зависимость химического состава наплавленного металла от режима наплавки, а также возможность сепарации примесей.

Необходимо подобрать две марки рекомендованных флюсов для наплавки и привести в таблицах их состав и обосновать свой выбор относительно флюса.

2.4.5 Выбор газа

В качестве защитного газа при наплавке применяют:

- инертные газы - аргон, гелий;

- активные газы - углекислый газ, смесь углекислого газа и кислорода, смесь аргона и кислорода, аргона и углекислого газа.

Наиболее высокое качество металла получают при наплавке в среде инертных газов, которые практически не растворяются в наплавленном металле и не вступают с ним в химические реакции. Вместе с тем высокая стоимость инертных газов ограничивает их широкое применение. [1], [4], [6], [9], [10], [14]

Активные защитные газы способны защищать наплавочный валик от воздуха, однако сами они вступают в химические реакции с наплавленным металлом, а также могут растворяться в нём.

Крайне ограниченно при наплавке применяют водород, что объясняется

сложностью процесса. При наплавке меди в качестве защитной среды используют азот, который нерастворим в меди и не взаимодействует с ней.

Наиболее применяемым являются углекислый газ. Он дешевый и обеспечивает хорошую защиту наплавленного валика.

В последние годы широко внедряют смеси. Смесь СО₂+О₂ (где О₂=25-30%) имеет преимущества перед углекислым газом, а именно:

- меньше разбрызгивание металла;

- лучше формируется наплавочный валик;

- легко удаляется шлаковая копка;

- высокая скорость наплавки;

- стоимость смеси более дешевая по сравнению с углекислым газом.

Смесь Аr+CO₂ отмечается высокой стабильностью процесса и обеспечивает хорошее качество наплавленного валика, экономит затраты чистого аргона.

Преимущества Аr+CO₂ (80+20%):

- уменьшается на 10 -15% расход электроэнергии и наплавочных материалов;

- возрастает приблизительно в 2 раза производительность наплавки и не требуются работы по зачистке валика от шлака и брызг;

- улучшается форма валика;

- улучшаются условия работы наплавщиков благодаря уменьшению выделения сварочных аэрозолей.

Смесь Аг+СО₂+О₂ уменьшает разбрызгивание, обеспечивает хорошее качество наплавочного валика, экономит затраты чистого аргона.

2 .5 Выбор рода тока и расчёт режимов наплавки

2.5.1 Выбор рода тока

Наплавку выполняют на постоянном токе обратной полярности для создания стабильного устойчивого процесса наплавки. Наплавка на переменном токе не обеспечивает постоянного режима и формы наплавленного валика в виду резкого колебания напряжения в заводских сетях переменного тока. При наплавке на постоянном токе прямой полярности, несмотря на то, что коэффициент расплавления электродного металла выше, чем на обратной полярности, это преимущество не используется т.к. образуется наплавляемый высокий валик.

Наплавка на постоянном обратной полярности уменьшает долю основного металла за счет снижения глубины проплавления, что очень важно при получении металла в наплавленном слое заданного химического состава, а, следовательно, и механических свойств.

Наплавка на постоянном обратной полярности предпочтительнее также и из-за высокой стабильности горения дуги, лучшего вида наплавленного металла.

При наплавке лентой можно использовать как постоянный, так и переменный ток [14, с.70]. При переменном токе дуга горит нестабильно, наблюдается сильное разбрызгивание металла, образуются подрезы, толщина наплавленного слоя становится неравномерной по ширине валика. Качество наплавленного металла ухудшается с увеличением ширины ленты. Наплавка на постоянном токе обладает рядом преимуществ и при одинаковой производительности является более выгодной по сравнению с наплавкой на переменном токе. Поэтому, если есть возможность управлять магнитным дутьем, то лучше вести наплавку на постоянном токе. Однако при магнитном дутье достоинства сварки на постоянном токе исчезают.

Проанализировав выше сказанное, необходимо выбрать род тока и аргументировать выбор, если нет дополнительных рекомендаций по применению рода тока.