Наплавка в среде углекислого газа – недорогая и эффективная

 Дуговая наплавка в защитных газах подразумевает предохранение расплавленного металла и горения электродуги нейтральным газом.

Наплавка в среде углекислого газа – суть процесса

При применении нейтрального газа для выполнения наплавочной операции в область горения электродуги подают подготовленный газ (операция выполняется под малым давлением). Делается это для того, чтобы он смог вытеснить из указанной зоны воздух. Это нужно не просто так, а для того, чтобы содержащиеся в нем кислород и азот не смогли отрицательно воздействовать на сварочную ванну.

Для наплавки металлов можно брать неплавящиеся и плавящиеся стержни для сварки, а также использовать разные газы:

• инертные – аргон, гелий либо их смесь;
• активные – водород, углекислый газ (СО2).

Наплавление деталей из низколегированных и углеродистых сплавов чаще всего производится в среде углекислого газа при помощи плавящихся электродов. Технология признается наиболее целесообразной с точки зрения затрат средств на наплавочную операцию. По этой причине среди механизированных вариантов плавления металлов она считается явным лидером.

В связи с тем, что при повышенных температурах углекислый газ распадается на кислород и 2СО (монооксид углерода), на практике применяется смесь СО2 с чистым кислородом и 2СО, что гарантирует эффективное предохранение от азота металла в расплавленном состоянии. При этом газовая композиция имеет окислительные возможности, аналогичные тем, которые наблюдаются при использовании незащищенной газовой атмосферой сварочной проволоки. А это означает, что наплавка в среде углекислого газа должна реализовываться со специальными мерами, направленными на качественное раскисление обрабатываемой детали.

Достаточного уровня раскисления добиваются посредством применения проволок для сварки с раскисляющими элементами (от 1 до 2 % марганца и от 0,6 до 1 % кремния). Сечение наплавочной проволоки выбирают в интервале от 0,8 до 2 мм. Рекомендуемые марки проволоки:

• порошковые – 3Х2В8Т, АН-5, АН-4 и аналогичные им;
• электродные – Св-18ХГС, 10ГС, 08ГС, 08Г2С.

Такие проволоки хорошо раскисляют сварочную ванну и заставляют всплывать окислы марганца и кремния, которые образуются в процессе наплавки, на поверхность расплава. Затем их без проблем удаляют, дождавшись кристаллизации металла. В тех случаях, когда в проволоке отсутствуют раскислители (марганец, кремний) либо их объем мал, при наплавке фиксируется разбрызгивание (весьма, заметим, бурное) металла. Это становится причиной появления в наплавленном слое трещин и крупных пор.

Достоинства и недостатки наплавки в углекислом газе

Востребованность описываемой технологии наплавки обусловлена следующими факторами:

• малая чувствительность основного металла к любым идам загрязнений, в том числе и к тем, которые вызываются коррозионными явлениями;
• малая область структурных модификаций металла при сохранении высокой плотности тока и уровня концентрации электродуги;
• возможность автоматизации и качественной механизации наплавочной операции;
• высокий уровень производительности процесса;
• практически полная защищенность ванны от негативных влияний окружающей среды;
• возможность выполнения наплавки в разных положениях электрода в пространстве.

Кроме того, дуговая наплавка в защитной атмосфере позволяет работать с металлами разных толщин и в процессе осуществления операции контролировать ее течение, внося требуемые коррективы.

Недостатком методики признается разбрызгивание металла, которое происходит, если выбранная сила тока более 500 ампер. Данное явление выдвигает необходимость регулярной очистки (а также и специальной защиты) сопла горелки. Кроме того, нужно применять особую проволоку с раскислителями, вести наплавку исключительно на постоянном токе, а при увеличении его значения требуется постоянно охлаждать горелку. "Минусом" технологии можно считать и то, что сварщику необходимо использовать дорогостоящие защитные средства из-за высокой мощности излучения электродуги.

Особенности технологии наплавки в углекислой среде

Затраты углекислого газа и напряжение электрической дуги подбирают с учетом тока, используемого для проведения операции. Расход СО2 варьируется от 8 до 20 литров в минуту, а напряжение дуги составляет:

• от 32 до 34 В при силе тока 430–450 А;
• от 30 до 32 В при 360–380 А;
• от 28 до 30 В при 280–300 А;
• от 25 до 27 В при 220 – 240 А;
• от 21 до 22 В при 150–160 А;
• от 19 до 20 В при 90–100 А;
• от 17 до 28 В при 50–60 А.

Сечение проволоки для наплавки берут таким, чтобы она смогла справиться с металлом определенной толщины. Если толщина изделий составляет более 6 миллиметров, проволоку берут сечением 2 мм, от 3 до 6 – 1,2–1,6 мм. При толщине деталей 1–2 мм достаточно проволоки 0,8–1 мм. Расход проволоки для наплавки определяют по специальной формуле, учитывающей массу наплавленного металла и показатель его потерь, а непосредственно масса рассчитывается, как произведение площади (поперечной) сечения шва и объема металла.