Влияние электрических параметров дуговой наплавки порошковой проволокой на стабильность процесса и проплавле- ние основного металла
Исследовано влияние электрических параметров дуговой наплавки самозащитными порошковыми проволоками на стабильность процесса и проплавление основного металла. Эксперименты проводили с компьютерной записью электрических параметров наплавки. По результатам обработки осциллограмм построены диаграммы...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Автоматическая сварка |
|---|---|
| Datum: | 2014 |
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2014
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102308 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Влияние электрических параметров дуговой наплавки порошковой проволокой на стабильность процесса и проплавле- ние основного металла / Ю.Н. Ланкин, И.А. Рябцев, В.Г. Соловьев, Я.П. Черняк, В.А. Жданов // Автоматическая сварка. — 2014. — № 9 (735). — С. 27-31. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-102308 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Ланкин, Ю.Н. Рябцев, И.А. Соловьев, В.Г. Черняк, Я.П. Жданов, В.А. 2016-06-11T19:44:37Z 2016-06-11T19:44:37Z 2014 Влияние электрических параметров дуговой наплавки порошковой проволокой на стабильность процесса и проплавле- ние основного металла / Ю.Н. Ланкин, И.А. Рябцев, В.Г. Соловьев, Я.П. Черняк, В.А. Жданов // Автоматическая сварка. — 2014. — № 9 (735). — С. 27-31. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 0005-111X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102308 621.791.92.042 Исследовано влияние электрических параметров дуговой наплавки самозащитными порошковыми проволоками на стабильность процесса и проплавление основного металла. Эксперименты проводили с компьютерной записью электрических параметров наплавки. По результатам обработки осциллограмм построены диаграммы распределения Iсв и Uсв, на которых выделены области стабильного протекания процесса наплавки, коротких замыканий и обрывов дуги. Из полученных фактических параметров дуговой наплавки порошковой проволокой выведен коэффициент нестабильности процесса γ. Установлено, что наибольшее влияние на показатели стабильности оказывает напряжение, с повышением которого стабильность процесса возрастает. Исследовано влияние режимов наплавки на проплавление и долю основного металла в наплавленном металле. По результатам оценки построена трехмерная диаграмма, на которой выделена область оптимальных режимов, обеспечивающих достаточную стабильность процесса при минимальном проплавлении и хорошем формировании наплавленных валиков. ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Автоматическая сварка Научно-технический раздел Влияние электрических параметров дуговой наплавки порошковой проволокой на стабильность процесса и проплавле- ние основного металла Influence of electric parameters of flux-cored wire arc surfacing on process stability and base metal penetration Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Влияние электрических параметров дуговой наплавки порошковой проволокой на стабильность процесса и проплавле- ние основного металла |
| spellingShingle |
Влияние электрических параметров дуговой наплавки порошковой проволокой на стабильность процесса и проплавле- ние основного металла Ланкин, Ю.Н. Рябцев, И.А. Соловьев, В.Г. Черняк, Я.П. Жданов, В.А. Научно-технический раздел |
| title_short |
Влияние электрических параметров дуговой наплавки порошковой проволокой на стабильность процесса и проплавле- ние основного металла |
| title_full |
Влияние электрических параметров дуговой наплавки порошковой проволокой на стабильность процесса и проплавле- ние основного металла |
| title_fullStr |
Влияние электрических параметров дуговой наплавки порошковой проволокой на стабильность процесса и проплавле- ние основного металла |
| title_full_unstemmed |
Влияние электрических параметров дуговой наплавки порошковой проволокой на стабильность процесса и проплавле- ние основного металла |
| title_sort |
влияние электрических параметров дуговой наплавки порошковой проволокой на стабильность процесса и проплавле- ние основного металла |
| author |
Ланкин, Ю.Н. Рябцев, И.А. Соловьев, В.Г. Черняк, Я.П. Жданов, В.А. |
| author_facet |
Ланкин, Ю.Н. Рябцев, И.А. Соловьев, В.Г. Черняк, Я.П. Жданов, В.А. |
| topic |
Научно-технический раздел |
| topic_facet |
Научно-технический раздел |
| publishDate |
2014 |
| language |
Russian |
| container_title |
Автоматическая сварка |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Influence of electric parameters of flux-cored wire arc surfacing on process stability and base metal penetration |
| description |
Исследовано влияние электрических параметров дуговой наплавки самозащитными порошковыми проволоками на
стабильность процесса и проплавление основного металла. Эксперименты проводили с компьютерной записью электрических параметров наплавки. По результатам обработки осциллограмм построены диаграммы распределения Iсв и
Uсв, на которых выделены области стабильного протекания процесса наплавки, коротких замыканий и обрывов дуги. Из
полученных фактических параметров дуговой наплавки порошковой проволокой выведен коэффициент нестабильности
процесса γ. Установлено, что наибольшее влияние на показатели стабильности оказывает напряжение, с повышением
которого стабильность процесса возрастает. Исследовано влияние режимов наплавки на проплавление и долю основного металла в наплавленном металле. По результатам оценки построена трехмерная диаграмма, на которой выделена
область оптимальных режимов, обеспечивающих достаточную стабильность процесса при минимальном проплавлении
и хорошем формировании наплавленных валиков.
|
| issn |
0005-111X |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102308 |
| citation_txt |
Влияние электрических параметров дуговой наплавки порошковой проволокой на стабильность процесса и проплавле- ние основного металла / Ю.Н. Ланкин, И.А. Рябцев, В.Г. Соловьев, Я.П. Черняк, В.А. Жданов // Автоматическая сварка. — 2014. — № 9 (735). — С. 27-31. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT lankinûn vliânieélektričeskihparametrovdugovoinaplavkiporoškovoiprovolokoinastabilʹnostʹprocessaiproplavlenieosnovnogometalla AT râbcevia vliânieélektričeskihparametrovdugovoinaplavkiporoškovoiprovolokoinastabilʹnostʹprocessaiproplavlenieosnovnogometalla AT solovʹevvg vliânieélektričeskihparametrovdugovoinaplavkiporoškovoiprovolokoinastabilʹnostʹprocessaiproplavlenieosnovnogometalla AT černâkâp vliânieélektričeskihparametrovdugovoinaplavkiporoškovoiprovolokoinastabilʹnostʹprocessaiproplavlenieosnovnogometalla AT ždanovva vliânieélektričeskihparametrovdugovoinaplavkiporoškovoiprovolokoinastabilʹnostʹprocessaiproplavlenieosnovnogometalla AT lankinûn influenceofelectricparametersoffluxcoredwirearcsurfacingonprocessstabilityandbasemetalpenetration AT râbcevia influenceofelectricparametersoffluxcoredwirearcsurfacingonprocessstabilityandbasemetalpenetration AT solovʹevvg influenceofelectricparametersoffluxcoredwirearcsurfacingonprocessstabilityandbasemetalpenetration AT černâkâp influenceofelectricparametersoffluxcoredwirearcsurfacingonprocessstabilityandbasemetalpenetration AT ždanovva influenceofelectricparametersoffluxcoredwirearcsurfacingonprocessstabilityandbasemetalpenetration |
| first_indexed |
2025-11-24T16:02:12Z |
| last_indexed |
2025-11-24T16:02:12Z |
| _version_ |
1850850426683916288 |
| fulltext |
279/2014
УДК 621.791.92.042
ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
ДУГОВОЙ НАПЛАВКИ ПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКОЙ
НА СТАБИЛЬНОСТЬ ПРОЦЕССА И ПРОПЛАВЛЕНИЕ
ОСНОВНОГО МЕТАЛЛА
Ю. Н. ЛАНКИН, И. А. РЯБЦЕВ, В. Г. СОЛОВЬЕВ, Я. П. ЧЕРНЯК, В. А. ЖДАНОВ
ИЭС им. Е. О. Патона НАНУ. 03680, г. Киев-150, ул. Боженко, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
Исследовано влияние электрических параметров дуговой наплавки самозащитными порошковыми проволоками на
стабильность процесса и проплавление основного металла. Эксперименты проводили с компьютерной записью элек-
трических параметров наплавки. По результатам обработки осциллограмм построены диаграммы распределения Iсв и
Uсв, на которых выделены области стабильного протекания процесса наплавки, коротких замыканий и обрывов дуги. Из
полученных фактических параметров дуговой наплавки порошковой проволокой выведен коэффициент нестабильности
процесса γ. Установлено, что наибольшее влияние на показатели стабильности оказывает напряжение, с повышением
которого стабильность процесса возрастает. Исследовано влияние режимов наплавки на проплавление и долю основ-
ного металла в наплавленном металле. По результатам оценки построена трехмерная диаграмма, на которой выделена
область оптимальных режимов, обеспечивающих достаточную стабильность процесса при минимальном проплавлении
и хорошем формировании наплавленных валиков. Библиогр. 4, табл. 2, рис. 7.
К л ю ч е в ы е с л о в а : дуговая наплавка, порошковая проволока, стабильность процесса наплавки, коэффициент
нестабильности, проплавление основного металла, доля основного металла
При дуговой многослойной наплавке необходи-
мый состав наплавленного металла вследствие
перемешивания его с основным металлом удается
получить только в третьем или четвертом слое [1].
Если необходима механическая обработка детали
после наплавки, то приходиться наплавлять как
минимум пять слоев. Проблема осложняется еще
и тем, что с увеличением толщины наплавленного
слоя в нем растут остаточные скалывающие на-
пряжения и одновременно увеличивается вероят-
ность появления в наплавленном слое разного рода
дефектов, которые снижают его эксплуатационные
свойства, в том числе, усталостную долговечность
при циклических нагрузках [2, 3]. Таким образом,
одной из важнейших характеристик для наплавки
является доля основного металла (ДОМ) в наплав-
ленном, при прочих равных условиях пропорцио-
нальная проплавлению основного металла. Умень-
шение проплавления основного металла не только
сокращает расход дорогостоящих наплавочных ма-
териалов, но и улучшает качество и эксплуатацион-
ные свойства наплавленных деталей.
Цель настоящей работы — исследование вли-
яния электрических параметров дуговой наплав-
ки порошковыми проволоками, в частности, ста-
бильности этих показателей на характеристики
проплавления основного металла.
Материалы и оборудование. Для исследо-
ваний использовали самозащитную порошко-
вую проволоку ПП-АН130, обеспечивающую
получение наплавленного металла типа инстру-
ментальной стали 25Х5ФМС. Предварительно
была выбрана газошлакообразующая система по-
рошковой проволоки, которая обеспечивала бы
наилучшие сварочно-технологические свойства.
Для этой цели изготовили четыре самозащитные
порошковые проволоки ПП-АН130 диаметром
2 мм с различными системами газошлакообразу-
ющих компонентов: СаO+TiO2+MgO+CaF2+Al2O3
(проволока с условным обозначением ПП-
АН130-1 ) ; СаO+MgO+CaF 2+Al 2O 3 (ПП-
АН130-2); СаO+CaF2+Al2O3 (ПП-АН130-3);
СаO+CaF2+Al2O3+крахмал (ПП-АН130-4).
Произведена экспертная оценка (5 экспертов)
сварочно-технологических свойств проволок всех
четырех типов (характер переноса металла, по-
крытие шлаком наплавленных валиков, наличие
пор). Для этого использовали следующую систему
экспертных оценок. Перенос обозначили следую-
щими цифрами: 1 — мелкокапельный; 2 — круп-
нокапельный; 3 — смешанный; степень покрытия
шлаком оценивали в процентах; пористость — по
двухбалльной системе: наличие (есть) или отсут-
ствие (нет) пор. Предпочтение отдавали мелкока-
пельному переносу, 100-процентному покрытию
шлаком наплавленных валиков и отсутствию пор
в наплавленном металле.
© ю. Н. Ланкин, И. А. Рябцев, В. Г. Соловьев, Я. П. Черняк, В. А. Жданов, 2014
28 9/2014
Наплавку образцов производили на токе
230…250 А и скорости 20 м/ч. Так как решающее
влияние на образование пор при наплавке самоза-
щитными порошковыми проволоками оказывает
напряжение [4], то его изменяли от 24 В и выше
до появления пор в наплавленном металле для
каждого типа порошковой проволоки (табл. 1).
Согласно экспертной оценке из четырех по-
рошковых проволок наилучшие сварочно-тех-
нологические свойства отмечены у порошковой
проволоки ПП-АН130-1, которая и выбрана для
дальнейших исследований.
Для экспериментов по наплавке использовали
наплавочный автомат АД-231 с выпрямителем ВДУ
506. Наплавку производили на листы из стали Ст.3
толщиной 15 мм. Ток и напряжения наплавки реги-
стрировали с помощью компьютерной информаци-
онно-измерительной системы. В качестве первич-
ного измерительного преобразователя сварочного
тока использовали измерительный шунт 75ШС-450-
05, а напряжения сварки — резисторный делитель
10:1. Оцифровку и ввод данных первичных преоб-
разователей в компьютер осуществляли с помощью
измерительного преобразователя напряжения Е14-
440 фирмы «Л-Кард» со встроенным 14-разрядным
16-канальным АЦП с частотой преобразования до
440 кГц. В наших опытах регистрацию параметров
осуществляли с частотой 20 кГц, что вполне доста-
Т а б л и ц а 1 . Результаты оценки сварочно-технологи-
ческих свойств порошковых проволок типа ПП-АН130
Условное обозна-
чение порошко-
вой проволоки
Напря-
жение,
В
По-
крытие
шлаком,
%
Нали-
чие
пор
Характер
переноса,
баллы
ПП-АН130-1
24 100 Нет 3
28 100 -»- 3
32 100 Есть 2
ПП-АН130-2
24 100 Нет 3
28 80 Есть 3
32 60 -»- 2
ПП-АН130-3
24 100 Нет 3
28 100 -»- 3
32 80 Есть 2
ПП-АН130-4
24 90 Нет 1
28 90 -»- 3
32 90 -»- 3
34 90 -»- 3
36 90 Есть 3
Рис. 2. Распределение совместной плотности вероятности
тока наплавки и напряжения дуги, рассчитанные для осцил-
лограмм, представленных на рис. 1
Рис. 1. Осциллограммы тока и напряжения при наплавке самозащитной порошковой проволокой ПП-АН130-1 на различных
режимах: а–в — соответственно эксперимент № 2, 5, 8 по табл. 2
299/2014
точно для точных исследований быстропротекаю-
щих процессов в дуге, например, коротких замы-
каний дугового промежутка. Осциллограммы тока
и напряжения при наплавке на различных режимах
самозащитной порошковой проволоки ПП-АН130-1
приведены на рис. 1 и табл. 2.
Обработку данных производили с помощью
специально разработанного программного обеспе-
чения в средах Visual Studio.NET, PowerGraph3.3
и MATLAB 7. По введенным в компьютер данным
автоматически идентифицируется текущее состо-
яние исследуемого процесса (зажигание дуги, об-
рывы дуги, короткие замыкания дугового проме-
жутка, периоды горения дуги) и рассчитываются
параметры тока и напряжения для соответствую-
щего состояния процесса наплавки.
Результаты. Для определения влияния тока и
напряжения наплавки на нестабильность процес-
са и ДОМ в наплавленном металле был проведен
полный факторный эксперимент. Ток и напряже-
ние (факторы) варьировали на трех уровнях, что
дает возможность построить модели второго по-
рядка, более адекватно описывающие исследу-
емый процесс. Токи устанавливали на уровнях
порядка 200, 250, 300 А, а напряжения — 22, 24,
26 В. Скорость наплавки во всех случаях остава-
лась постоянной — 20 м/ч. Измеренные и рассчи-
танные параметры процесса наплавки сведены в
табл. 2.
Трехмерные диаграммы распределения совмест-
ной плотности вероятности Uсв и Iсв только для соб-
ственно процесса наплавки без периода начального
зажигания дуги приведены на рис. 2. По вертикаль-
Т а б л и ц а 2 . Параметры процесса дуговой наплавки самозащитной порошковой проволокой ПП-АН130-1
Параметр
Номер эксперимента
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Uсв, В 22,4 21,8 20,8 23,7 24,8 23,5 25,3 24,4 26
V(Uсв) 0,5 0,32 0,68 0,22 0,31 0,19 0,17 0,18 0,11
Iсв, А 188 256,7 293,7 181,9 243,5 288,1 193,5 241,2 277,9
V(Iсв) 0,54 0,45 0,69 0,39 0,35 0,31 0,29 0,27 0,22
Iд, А 174,5 239,4 235,3 175,4 241,1 280,7 190,4 237,8 277,2
V(Iд) 0,41 0,37 0,48 0,32 0,3 0,26 0,25 0,25 0,22
Uд, В 23,6 23,3 23,7 24,6 24,9 24,1 25,7 24,8 26,1
V(Uд) 0,17 0,15 0,21 0,12 0,15 0,12 0,11 0,13 0,10
Iк.з, А 369,5 433,5 528,8 325 493,4 485,3 328,5 385,6 435,4
V(Iк.з) 0,39 0,33 0,27 0,37 0,34 0,28 0,36 0,32 0,29
Uк.з, В 6,6 6,2 9,2 4,6 7,9 6,7 5,5 6,1 7,3
V(Uк.з) 0,61 0.44 0,40 0,41 0,49 0,37 0,69 0,38 0,33
tд, % 90,76 90,81 77,23 95,62 97,59 96,40 97,70 97,65 99,57
tк.з, % 6,6 8,94 19,57 4,38 1 3,6 2,3 2,28 0,43
tоб, % 2,6 0,25 3,2 0 1,41 0 0 0,07 0
Fк.з, Гц 13,29 19,25 13,75 14,58 2,49 8,21 9,91 8,38 1.99
Tзаж, с 0 0 0,45 0 0,83 0 0 0 0
Tсв, с 42,33 41,12 43,85 39,98 41,41 41,51 40,13 39,99 42,03
Nоб 10 3 21 0 6 0 0 1 0
Nк.з. заж 1 1 5 1 7 1 1 1 1
γ, отн. ед. 1,03 0,607 1,78 0,47 0,59 0,41 0,38 0,39 0,32
g0, % 34,75 24,1 20,6 39,1 30,2 33 42,35 29,1 33,1
Примечание. В таблице использованы следующие обозначения: Uсв, Iсв — средние значения напряжения и тока соответ-
ственно за время наплавки;V(Uсв), V(Iсв) — коэффициенты вариации напряжения и тока за время наплавки, где коэффициент
вариации – отношение среднеквадратичного значения параметра к его среднему значению; Iд, Uд, V(Iд), V(Uд) — средние за
время горения дуги (без периодов начального возбуждения дуги) значения тока, напряжения, коэффициента вариации тока
и напряжения соответственно; Iк.з, Uк.з, V(Iк.з), V(Uк.з) — средние за время короткого замыкания дугового промежутка (без
периодов начального возбуждения дуги) значения тока, напряжения, коэффициента вариации тока и напряжения соответ-
ственно; tд — удельная длительность горения дуги, равная суммарной длительности периодов горения дуги и общего време-
ни сварки без периода зажигания дуги; tк.з — удельная длительность коротких замыканий, равная суммарной длительности
периодов коротких замыканий и общего времени сварки, без периода зажигания дуги; tоб — удельная длительность обрывов
дуги, равная отношению суммарной длительности периодов обрывов дуги к общей продолжительности времени наплавки;
Fк.з — частота коротких замыканий дугового промежутка без периода зажигания дуги; Tзаж, Tсв — длительность времени
начального возбуждения дуги и общая продолжительность времени наплавки; Nк.з.заж — количество коротких замыканий за
период начального возбуждения дуги; Nоб — количество обрывов за время Tсв; γ — коэффициент нестабильности процесса.
30 9/2014
ной оси отложена вероятность p появления опреде-
ленного сочетания тока и напряжения в соответству-
ющем участке плоскости (Iсв – Uсв). На диаграммах
выделены области горения дуги и коротких замы-
каний. Поскольку обрывы дуги во время процес-
са наплавки редки и их длительность мала, плот-
ность вероятности обрывов также очень мала и на
графиках неразличима.
Из рис. 2 и табл. 2 видно, что с повышением на-
пряжения дуги процесс становится более стабиль-
ным — уменьшается количество и продолжитель-
ность коротких замыканий и обрывов дуги. При
напряжении 26 В короткие замыкания и обрывы
дуги практически отсутствуют. Однако с повыше-
нием напряжения и соответственно длины дуги при
наплавке самозащитной порошковой проволокой в
наплавленном металле появляются поры.
Нестабильность процесса дуговой наплавки
порошковой проволокой оценивалась коэффици-
ентом нестабильности γ:
γ = [V(Uд) + V(Iд)]tд + [V(Uк.з) + V(Iк.з)]tк.з + tобNоб, (1)
который представляет собой сумму коэффициен-
тов вариации тока и напряжения горения дуги, ко-
эффициентов вариации тока и напряжения корот-
ких замыканий дугового промежутка, количества
обрывов дуги, умноженных на весовые коэффици-
енты. В качестве весовых коэффициентов приня-
ты удельные длительности горения дуги, коротких
замыканий дугового промежутка и обрывов дуги.
По формуле (1) и данным табл. 2 получена за-
висимость коэффициента нестабильности процес-
са наплавки от тока и напряжения в виде регрес-
сионной модели второго порядка. Геометрическое
представление этой модели (поверхность отклика)
приведено на рис. 3. В плоскости (Iсв – Uсв) изо-
бражены также линии постоянного значения ко-
эффициента нестабильности (линии равного от-
клика). Минимальное количество обрывов дуги
и коротких замыканий наблюдается при напря-
жении 25 В. При этом напряжении и токе, изме-
няющемся в пределах 200…300 А, коэффициент
нестабильности γ находится в пределах 0,5...0,32,
и дуга горит наиболее стабильно. При снижении
напряжения до 22 В и при тех же токах коэффици-
ент нестабильности возрастает до 0,9...1,0.
Для исследования также влияния режимов на-
плавки на проплавление и на ДОМ в наплавленном
металле использовали образцы, наплавленные на ре-
жимах, которые приведены выше. На рис. 4 для при-
мера приведен внешний вид валиков, наплавленных
на различных токах при напряжении 22 В и скоро-
сти наплавки 20 м/ч, а на рис. 5 — макрошлифы по-
перечного сечения этих валиков.
После наплавки произведена порезка всех об-
разцов поперек наплавленных валиков. Из каждо-
го образца изготовлено по восемь макрошлифов,
на которых определяли среднюю по восьми заме-
рам ДОМ в наплавленном металле g0 (табл. 2).
Расчет производили по выражению
0
0
0
100%,
í
F
g F F= +
(2)
где F0 — площадь сечения расплавленного основ-
ного металла; Fн — площадь сечения наплавлен-
ного металла.
Как и для коэффициента нестабильности, по-
лучено регрессионное уравнение зависимости g0
Рис. 4. Внешний вид валиков, наплавленных порошковой
проволокой ПП-АН130-1 на токах 200 А (а), 250 (б) и 300 (в),
при постоянном напряжении 22 В и скорости наплавки 20 м/ч
Рис. 3. Зависимость коэффициента нестабильности дугового
процесса от тока наплавки и напряжения дуги при наплавке
самозащитной порошковой проволокой ПП-АН130-1
Рис. 5. Макрошлифы валиков, наплавленных порошковой
проволокой ПП-АН130-1 на различных напряжениях (а) при
одинаковом токе 250 А и различных токах при напряжении
24 В (б)
319/2014
от тока и напряжения. На рис. 6 изображена со-
ответствующая поверхность отклика. Прослежи-
вается тенденция снижения ДОМ при увеличении
тока наплавки. Это связано с тем, что повышение
тока наплавки напрямую связано с увеличением ско-
рости подачи проволоки. При неизменной скорости
наплавки это увеличивает количество наплавленно-
го металла, приходящегося на единицу длины шва.
Повышение напряжения с 22 до 24 В приводит к
некоторому увеличению показателя g0 при всех
значениях тока наплавки. Однако при дальнейшем
увеличении напряжения до 26 В этот показатель
не изменяется.
Оценены также связь между качеством форми-
рования наплавленных валиков, ДОМ в наплав-
ленном металле и показателями стабильности
процесса наплавки. На рис. 7 приведены совме-
щенные двумерные сечения поверхности откли-
ка для коэффициента нестабильности и ДОМ в
наплавленном металле. Серым цветом выделена
область оптимальных режимов, обеспечивающих
достаточную стабильность процесса при мини-
мальном проплавлении и хорошем формировании
наплавленных валиков. В этой области можно вы-
брать такие режимы наплавки конкретной детали,
которые в наибольшей степени удовлетворяют ус-
ловиям ее эксплуатации, конструкции детали, тре-
бованиям к наплавленному металлу. В частности,
если конструкция детали требует наплавки слоев
большой толщины в несколько проходов, то мож-
но выбрать более интенсивные режимы наплавки
с достаточно большим проплавлением в первом
проходе. При наплавке тонких слоев необходи-
мо использовать режимы в области минимальной
стабильности процесса наплавки с большим пере-
крытием соседних валиков.
Выводы
1. Установлено, что из экспериментальных са-
мозащитных порошковых проволок типа ПП-
АН130-1 наилучшими сварочно-технологи-
ческими свойствами по экспертным оценкам
обладает проволока с газошлакобразующей систе-
мой CaO+TiO2+MgO+CaF2+Al2O3.
2. Нестабильность горения дуги в первую оче-
редь зависит от напряжения и снижается с его
увеличением. В проведенных экспериментах при
использовании порошковой самозащитной про-
волоки диаметром 2 мм коэффициент нестабиль-
ности достигает минимума при 25 В. Ток в зна-
чительно меньшей степени оказывает влияние на
нестабильность горения дуги. Для указанной про-
волоки минимальный коэффициент нестабильно-
сти наблюдается при токах 250…260 А.
3. Область оптимальных режимов наплавки,
обеспечивающая достаточную стабильность про-
цесса (γ = 0,32...0,8 отн. ед.) при удовлетворитель-
ном проплавлении (g0 = 23...30 %), лежит в диа-
пазоне изменения тока 230...270 А и напряжения
22...24 В.
1. Фрумин И. И. Автоматическая электродуговая наплавка.
– Харьков: Металлургиздат, 1961. – 421 с.
2. Влияние высокотемпературного термоциклирования на на-
плавленный металл типа штамповых теплостойких сталей /
И. А. Рябцев, И. А. Кондратьев, А. А. Бабинец и др. // Ав-
томат. сварка. – 2012. – № 2. – С. 26–28.
3. Определение ресурса эксплуатации наплавленных дета-
лей при циклических, термических и механических на-
грузках / И. К. Сенченков, О. П. Червинко, И. А. Рябцев,
А. А. Бабинец // Свароч. пр-во. – 2013. – № 1. – С. 8–13.
4. Юзвенко Ю. А., Кирилюк Г. А. Наплавка порошковой про-
волокой. – М.: Машиностроение, 1973. – 46 с.
Поступила в редакцию 06.03.2014
Рис. 6. Зависимость ДОМ в наплавленном металле от тока и
напряжения дуги
Рис. 7. Контурные кривые коэффициента нестабильности го-
рения дуги и ДОМ в наплавленном металле
|