Кристаллизация металла при сварке и наплавке с использованием проволок и лент.

Структура металла наплавленного проволоками и лентами имеет определенное отличие. Для металла швов характерна дендритная кристаллизация. (см. конспект)

По сравнению с электродными лентами сплошного сечения, порошковые ленточные электроды имеют определенные преимущества: они позволяют получать наплавленный металл легированный в более широком диапазоне, а также позволяют наплавлять как легированные сплавы, так и композиционные.

Автоматическая наплавка порошковой электродной лентой является перспективным и активно совершенствуемым способом упрочнения деталей машин, обеспечивающим высокую производительность процесса, низкие потери электродного металла, хорошее формирование наплавленного слоя, улучшенные санитарно-гигиенические условия труда, а также возможность автоматизации процесса и использования стандартного оборудования.

Находят применение различные порошковые ленточные электроды, которые отличаются формой, конструктивными параметрами, областью применения, производительностью наплавки. Для наплавки износостойких сплавов применяют в больших объемах порошковые электроды, ко­торые имеют в сечении форму, близкую к прямоугольнику. Конструкция оболочки ленты выбирается в зависимости от требований к свойствам наплавленного металла. Производительность в значительной степени определяется коэффициентом заполнения, представляющим отношение веса сердечника к весу всего порошкового электрода.

Изменение коэффициента заполнения и конструкции оболочки играет существенную роль в процессе плавления и перехода электродного металла в наплавленный слой. Шихта-сердечник порошковых электродов практически не проводит ток и дуга горит между оболочкой и основным металлом. На сердечник воздействует жидкий металл электрода, тепло активного пятна дуги и сварочной ванны. Исследованиями многих авторов показано, что не весь сердечник участвует в образовании капли, т.е. часть шихты попадает в ванну минуя стадию капли. Усложнение конструкции оболочки увеличивает долю участия сердечника в образовании капли. Рост количества сердечника, переходящего через стадию капли, способствует более полному протеканию металлургических процессов и повышает химическую однородность наплавленного металла. Однако диапазон легирования в этом случае уменьшается.

Увеличение коэффициента заполнения способствует раздельному плавлению ленты-оболочки и сердечника при наплавке порошковой лентой. Это является положительным фактором при наплавке композиционных сплавов с применением порошковых лент, когда упрочняющая фаза в виде карбидов, боридов или других износостойких химических соединений вводится в состав шихты сердечника.

Значительное влияние оказывают и особенности поведения дуги на торце электрода. На торце электрода при наплавке на обеих полярностях в диапазоне токов от 500 до 1000 А и напряжения дуги от 28 до 38 В в большинстве случаев горит одна сварочная дуга, которая охватывает только часть торца и перемещается по ленте от одной кромки к другой и некоторое время горит в крайних положениях. Средняя длительность цикла зависит от напряжения дуги, величины и полярности тока. С ростом тока уменьшается длительность цикла. При токах более 900 А появляются скачкообразные переходы, что объясняется прикасанием части электрода, где отсутствует дуга, к сварочной ванне. При наплавке на больших токах и малом напряжении (менее 28 В) четкое чередование периодов горения дуги нарушается. Иногда возникают две дуги. С увеличением напряжения длительность цикла увеличивается.

Из-за воздействия перемещающейся дуги на сварочную ванну приводится в движение большой объем расплавленного металла, интенсифицируются процессы обмена легирующими элементами между ее участками и повышается однородность наплавленного металла.

На процесс плавления порошковой ленты, массоперенос электродного материала, химическую однородность наплавленного металла большое влияние оказывают также технологические режимы производства порошковых лент.