Плазмообразующие газы

  38

В качестве плазмообразующих газов могут применяться аргон, азот, гелий аммиак. Водород и кислород могут применяться только в смеси с другими газами.

Водород обладает высокой теплопроводностью, что приводит к быстрому нагреву и разрушению сопла. Поэтому чистый водород не рекомендуется как плазмообразующий газ.

При использовании кислорода происходит быстрое сгорание вольфрамого электрода, становится невозможной стабильная работа плазмотрона.

Наилучшим газом, защищающим электрод от окисления (разрушения), является химически пассивный аргон. Однако аргон — одноатомный газ и поэтому имеет относительно низкую энтальпию, т.е. небольшое количество энергии, приобретенной им в столбе электрической дуги за счет теплоемкости и ионизации газа  Наплавочные материалы При плазменной наплавке применяются те же материалы, что и при обычной электродуговой наплавке, — проволока, прутки и др. однако высокое качество наплавки можно получить при использовании порошков типа ПГ-ХН80СРЗ, ПГ-ФБХ-6-2 Порошок ПГ-ХН80СРЗ содержит достаточно большое количество углерода (до 0,8 %). Углерод основной карбидообразуюлий элемент. При содержании его в сплаве до 0,6 % в сочетании другими карбидообразующими элементами (в данном случае с хромом) в сплаве образуются доэвтектоидные сплавы, характеэизующиеся высокой износостойкостью и сопротивляемостью ударным нагрузкам Хром — карбидообразующий элемент. Хром с углеродом образует карбиды: СгзСг; Сг7Сз; Сг^зСб. Увеличение количества карбидов в структуре сплава повышает его твердость и износостойкость, однако увеличивает его склонность к образованию горячих трещин. Кроме того, с бором данный элемент образуетсемейство боридов хрома. Бор — легирующий элемент. С углеродом, хромом и другими карбидообразующими элементами он образует бориды и карбобориды. В небольшом количестве, как указано в табл, 3<23, бор заметно повышает твердость и износостойкость оддава, Кремний — сильный раскислитель, графитозатор — карбидов не образует. В данном случае входит в состав твердого раствора. При большом содержании кремний образует по границам зерен легкоплавкую эвтектику, способствующую образованию трещин. Никель — основной легирующий элемент в наплавленном сплаве. Он регулирует количество аустенита, тем самым оказывает существенное влияние на физико-механические свойства сплава. Указанные в табл. 3.23 наплавочные материалы позволяют получить в структуре до 45 % аустенита, что резко повышает вязкость наплавленного материала, сопротивление образованию трещин без снижения его износостойкости.

Сварочный ток — один из главных параметров режима плазменной наплавки. Для обеспечения стабильности наплавочного процесса при использовании порошкового присадочного материала и вольфрамовых электродов диаметром 3-5 мм величину тока рекомендуется определять по зависимости  Jдп < 70dС где ,Jдп — сила тока сжатой дуги прямого действия, А; dC — диаметр плазмообразующего сопла, мм. Сила тока дуги косвенного действия принимается Jдк = 40.. .70 А. Некоторые исследователи считают что напряжение холостого хода должно быть не менее 100 В при использований порошков и не менее 70 В при применении токоведущей проволоки. Этим требованиям в полной мере отвечают отечественные сварочные выпрямители: ВД-306; ВД-303; ВДУ-504; ВДУ-505 и др.

Скорость наплавки должна быть в пределах 8-10 м/ч. Такая скорость позволяет оптимизировать тепловой режим наплавки, т.е. ввести оптимальное количество тепла в 1 см длины наплавленного слоя. Эта величина называется погонной энергией. Существенное увеличение скорости наплавки в сравнении с рекомендуемой приводит к недостаточному нагреву и ухудшению прочности сцепления наплавленного слоя с подложкой, высота и ширина наплавленного слоя уменьшаются.

С уменьшением скорости наплавки увеличивается нагрев металла подложки, вплоть до оплавления, в результате доля основного металла в наплавленном слое увеличивается и нарушаетсяего расчетный химический состав.

Таблица 3.24

Примерные режимы плазменной наплавки порошком