Сварка конструкций с дополнительной порошкообразной присадкой

Принцип сварки с дополнительным порошкообразным присадочным металлом

Па основании приведенного выше материала можно сделать вывод, что увеличение объема наплавляемого металла можно достигнуть, используя нерациональные затраты тепла сварочной дуги. Возникло много спосо­бов перераспределить затраты тепла дуги, идущие на расплавление основного и присадочного металлов. Сделать это можно, в частности, используя до­полнительную присадку, которая является не несущим электрический заряд присадочным металлом, подавае­мым в зону сварки плавлением. В качестве допол­нительной присадки применяли монолитную проволоку, окатыши, железный порошок, крупку, изготовленную из сварочной проволоки, и другие материалы. Такое разнообразие присадок объясняется тем, что не был четко определен резерв тепла при обычной сварке и вид наиболее целесообразной дополнительной при­садки. Для выбора вида дополнительного приса­дочного металла необходимо сравнить монолитную проволоку и порошкообразный металл сферической формы.

Установлено, что по скорости нагрева на первом месте находится шар (сферическая гранула), а затем (по мере уменьшения скорости нагрева) крупка из проволоки, частица порошка кубической формы, моно­литная проволока, брус квадратного сечения с не­ограниченной длиной и металлическая лента. Это объясняется тем, что скорость нагрева центра сфе­рической гранулы до температуры плавления в 1,5 раза выше скорости нагрева оси проволоки при одинаковом диаметре, так как условия подвода и распространения тепла в сферической грануле более благоприятны и одинаковы во всех направлениях. Более того, время нахождения порошкообразного металла в зоне сварки не зависит от его количества и поэтому порошкообразный металл подается в зону сварки в требуемом количестве в соответствии с резервным теплом. Количество дополнительной присадки в виде проволоки определяется скоростью ее подачи, а с уве­личением скорости подачи уменьшается время нахож­дения проволоки в зоне сварки. При большой ско­рости подачи металл по оси проволоки не успевает
нагреться до температуры плавления. Таким образом, с тепловой точки зрения для полной реализации имеющегося резерва тепла при обычной сварке под флюсом наиболее целесообразно вводить в зону сварки дополнительный порошкообразный металл.

Рассмотрим теперь технологическую возможность реализации првцесса сварки с дополнительным присадочным металлом в виде монолитной проволоки. Опыты показывают, что введение в зону сварки прово­локи диаметром 3—5 мм с предельной скоростью нарушает формирование сварного шва и стабильность процесса горения дуги. Это происходит, вероятно, из-за охлаждения части сварочной ванны, вызванного большим количеством холодного дополнительного при­садочного металла, не рассредоточенного по всему объему зоны тепла. Следовательно, дополнительная присадка в виде монолитной проволоки должна подаваться в сварочную ванну не с предельной, а с требуемой скоростью, соответствующей коли­честву дополнительной присадки, расплавляемой за счет резервного тепла. Но требуемая и предельная скорости совпадают только у проволоки диаметром 5 мм. При меньших диаметрах следует подавать одновременно несколько проволок с целью исполь­зования резервного тепла. Так, проволоку диаметром 1—2 мм требуется вводить одновременно в коли­честве 3—6 штук с предельной скоростью. Скорость подачи проволоки будет меньше предельной, а следо­вательно, число вводимых проволок увеличится. Однако технологически осуществить подачу в сварочную ванну такого числа проволок практически невозможно. Таким образом, и с технологической точки зрения для использования резерва тепла сварочной дуги наиболее целесообразно вводить в зону сварки до­полнительный присадочный порошкообразный металл.

В принципе сварка с дополнительным приса­дочным порошкообразным металлом не отличается от обычной автоматизированной сварки под флюсом и электрошлаковой сварки. Только дополнительно в сварочную ванну или в зону сварки подается с помощью специальных приспособлений или вручную Дополнительный присадочный порошкообразный ме­талл. При сварке под флюсом на практически применяемых режимах только за счет резервного тепла
можно повысить производительность расплавления присадочного металла в 2—2,5 раза. На суще­ствующем оборудовании с использованием обычных сварочных материалов применение дополнительного порошкообразного присадочного металла позволит по­высить производительность сварки более чем в два раза. Кроме того, существует еще один из путей интенси­фикации процесса сварки — это введение дополни­тельной присадки в зону сварки с предварительным ее подогревом. При подогреве присадки до 800 °С ее расплавляется вдвое больше, чем при комнатной температуре.