Влияние импульсного тока на каплеперенос при двухэлектродной наплавке в газах

Применение для наплавки двумя электродными проволоками схемы с общим источником импульсного тока повышает энергоэффективность дугового процесса и технологические свойства сварочной дуги, но требует более детального изучения влияния параметров режима на ее стабильность. В связи с этим в данной работе основное внимание уделено изучению динамики формирования и переноса металлических капель при различных режимах импульсного питания сварочной дуги. С использованием скоростной видеосъемки сварочной дуги и синхронизированной записи сигналов тока и напряжения установлен режим (среднее значение тока 250 А, максимальное в импульсе 600 А, напряжение на дуге ~30 В), который обеспечивает стабильный процесс переноса электродного металла общей для двух проволок каплей без образования коротких замыканий. Обнаружено, что общая капля под действием электродинамических сил приобретает центростремительное ускорение, что способствует ее направленному переносу в сварочную ванну и позволяет максимально снизить количество брызг на поверхности основного металла. С использованием математического моделирования был подтвержден характер взаимодействия сварочных дуг на двух проволоках и установлено, что даже на стадии «горячей» фазы импульса тока (600 А, t=0,8 с) давление дуги на поверхность пластины меньше, чем при сварке одной проволокой на постоянном токе. Выявленный эффект связан с изменением направления плазменного потока на перпендикулярное к оси проволоки вследствие увеличения электродинамической силы притяжения магнитных полей вокруг двух проволочных проводников. В совокупности со снижением температуры дуги и давления на поверхность пластины в фазе «контроля тепловложения» импульса тока (180 А, t=1,4 с) это должно способствовать уменьшению тепловложения и глубины проплавления основного металла, а следовательно, уменьшить степень разбавления наплавляемого сплава металлом подложки. Последнее особенно востребовано при решении задач по созданию технологии наплавки относительно тонких слоев из коррозионностойких сплавов, в частности, на поверхности изделий нефтехимического оборудования.