CC BY
10
СВАРКА
УДК 621. 791. 927. 5
С.В.Гулаков, В.Н.Матвиенко
ПУТИ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ШИРОКОСЛОЙНОЙ НАПЛАВКИ
Наплавка ленточным электродом - эсрфективный и широко применяемый способ нанесения покрытий со специальными свойствами на ответственные изделия, надежность эксплуатации которых должна быть обеспечена высоким качеством наплавленного слоя.
Электродуговая широкослойная наплавка ленточным электродом при неоспоримых достоинствах имеет ряд специфических особенностей: из-за рассредоточения ввода тепла по ширине сварочной ванны этот способ чувствителен к возмущениям, влияющим на харктер перемещения дуги по торцу ленты, на закономерность плавления электрода, а также к различного рода препятствиям на поверхности, подвергаемой наплавке [1].
Для обеспечения качественного наплавленного слоя необходимо, в свою очередь, повысить надежность зоны сплавления с основным металлом, равномерность формирования поверхности валика и его кромок, стабильность параметров режима процесса наплавки [2].
При дуговой наплавке под флюсом ленточным электродом наиболее значимыми технологическими параметрами, оказывающими существенное влияние на неравномерность оплавления торца ленты, проплавление основного металла, расплавляющее воздействие дуги, являются напряжение на дуге, крутизна вольт-амперной харктеристики (ВАХ) источника питания и флуктуации тока дуги, зависимости которых имеют вид кривой с максимумом 12, 3, 4]. Следовательно, оптимизируя эти параметры в процессе наплавки, можно улучшить качество формирования наплавленного слоя.
Дополнительное профилирование по всей ширине ленточного электрода, с определенным соотношением размеров изгиба, позволяет управлять распределением динамического и теплового воздействия дуги по фронту плавления, тепловложения и массопереноса расплавленного металла, формообразованием сварочной ванны, формированием наплавленного валика и его кромок, что также обеспечивает уменьшение количества дефектов наплавленного слоя и зоны перекрытия смежных валиков [5].
Более подробно о влиянии этих факторов на качество широкослойной наплавки описано авторами в ранее опубликованных статьях [1 - 5].
Для улучшения качества наплавленного слоя и зоны сплавления целесообразно автоматизировать анализ характера течения процесса и поддержание высокой стабильности параметров режима путем автоматической настройки оптимального значения угла наклона ВАХ источника питания.
Угол наклона ВАХ источника питания, наряду с другими факторами, определяет характер перемещения дуги по торцу ленточного электрода, от которого в значительной мере зависит ее проплавляющая способность [4]. В формировании угла наклона ВАХ источника питания участвуют токоподводящие проводники, контактные системы, вылет электрода, включенные последовательно с дугой в сварочную цепь. На этих элементах токоподвода из-за их электрического сопротивления падает часть напряжения источника питания, причем, тем большая, чем больше их длина, меньше
поперечное сечение и проводимость, больше протекающий через эти элементы ток.
Для обеспечения качественной наплавки желательно использовать источники питания с возрастающими ВАХ [4], позволяющими компенсировать падение напряжения в сварочной цепи, усилить проплавляющую способность дуги, стабилизировать процесс наплавки и обеспечить качественное формирование наплавленного слоя.
Осуществить процесс наплавки ленточным электродом с изменением крутизны ВАХ и удержание рабочей точки на ее возрастающей ветви можно, только обеспечив строго определенные условия перехода ВАХ из одного вида в другой в процессе наплавки. При этом области перехода могут быть определены через один из параметров режима наплавки (ток дуги, напряжение на ней) и крутизну ВАХ в точке ее перегиба.
В качестве критерия выбора оптимального значения угла наклона ВАХ источника питания наиболее целесообразно использовать результаты оценки характера изменения значений тока дуги в процессе наплавки. Этот критерий, учитьтающий конкретные условия горения дуги, может использоваться дли автоматической настройки оптимального значения угла наклона ВАХ источника питания, что позволит активно воздействовать на поддержание стабильного процесса наплавки. Оптимизация угла наклона ВАХ источника питания для конкретных условий наплавки заключается в сканировании данного значения угла относительно текущего положения и измерении амплитуды переменной составляющей тока дуги, что позволяет определить направление изменения угла наклона ВАХ источника питания до оптимального положения.
Таким образом, при электродуговой наплавке ленточным электродом оптимизация его профиля, напряжения на дуге и автоматическая настройка необходимого значения угла наклона ВАХ источника питания по минимуму флуктуации тока дуги позволяют улучшить качество формирования наплавленных покрытий, повысить стабильность процесса и увеличить ширину наплавляемого за один проход валика.
Ей блиогр а фическ uù с nue о к
1. Матвиенко В.П., Носовский Б.И., ¡'утков C.B. Методика оценки качества наплавки // Автоматическая сварка. - 1981. - № 3. - С,69-70.
2. Особенности проплавляющей способности дуги при наплавке ленточным электродом / В.И.Матвиенко, В.И.Носовский, С.В.Гуяаков. И). В. Нему сое Н Сварочное производство.- I9S4. - № 2. -C.S-10.
3. Матвиенко В.Н., Гулаков C.B., Носовский Б.И. Дуговая наплавка электродной лептой // Сварочное производство. - 1984. -№ 11. - С.13-14.
4. Гулаков C.B., Матвиенко В.Н., Носовский В.И. Применение источников питания с возрастающей внешней вольт-амперной характеристикой для широкослойной дуговой наплавки H Сварочное производство. - 1986. - №5. - С.14-15.
5. Лещинскии Л.К., Матвиенко В.H-, Гулаков C.B. Форма сварочной ванны при наплавке составными ленточными электродами // Автоматическая сварка.- 1991. - № 11. - С.58-60.
