Техника выполнения наплавки плазменной струей с токоведу­щей присадочной проволокой, как и любого автоматического про­цесса наплавки, относительно простая, но требует от сварщика внимательного и последовательного выполнения всех необходи­мых операций.

Перед началом наплавки необходимо тщательно проверить состояние поверхности наплавляемого изделия и при необходи­мости произвести дополнительную зачистку загрязненных мест. Затем производится установка автомата: устанавливается угол наклона плазменной головки к изделию (по данным табл. 10), рас­стояние от торца сопла канала до электродной проволоки (оно составляет 5—8 мм), расстояние от торца электродной проволоки до изделия. В случае наплавки с поперечными колебаниями плаз­менной головки относительно оси перемещения источника теплоты автомат (или головка автомата) устанавливается таким образом, чтобы центр шва находился посередине между крайними положе­ниями головки. На колебательном механизме устанавливаются необходимые амплитуда и частота колебаний.

Процесс работы на автомате для плазменной наплавки сводится к следующему. Вначале включается подача воды для охлаждения плазменной головки. Расход охлаждающей воды составляет при­мерно 2—3 л/мин и определяется по свободному вытеканию струи из сливного шланга. Без включения подачи воды ни в коем слу­чае нельзя возбуждать дугу, так как при этом плазменная головка может сразу же выйти из строя (расплавится сопло). С целью исклю­чения возможности возбуждения дуги без подачи охлаждающей воды желательно в сварочную цепь включить водяное реле, ко­торое только при. определенном расходе охлаждающей воды вклю­чит сварочную цепь. Затем включается подача плазмообразую­щего и защитного газа. Расход газа определяется по ротаметрам. Для определения расхода плазмообразующего газа (он составляет 90—150 л/ч) желательно пользоваться ротаметром типа РС-3. Расход защитного газа (он составляет 1000—1200 л! ч) лучше опре­делять по ротаметру типа РС-5. В случае применения одного ар­гона в качестве плазмообразующего и защитного газа отбор газа можно вести из одного баллона, пользуясь установленной на бал­лон отборной распределительной газовой колонкой и двумя ре­дукторами, В случае применения для-защиты сварочной ванны какого-либо другого газа (азота, углекислого газа) отбор газа ведется от двух баллонов. После установления по ротаметрам необходимого расхода газа включается источник питания (сва­рочный генератор). Предварительно при помощи балластных реостатов, установленных в цепь вспомогательной и основной дуг, устанавливаются необходимые величины тока.

Затем возбуждается дуга вольфрамовый электрод — сопло - канал. Возбуждение дуги желательно осуществлять при помощи осциллятора. Для этой цели можно также пользоваться специаль­ной зажигалкой, состоящей из графитового стерженька, укреп­ленного на ручке-изоляторе. При вводе графитового стержня в канал сопла замыкается цепь вольфрамовый электрод—сопло - канал, и при удалении графитового стержня возбуждается плаз­менная струя. С выходом плазменной струи из сопла-канала головка некоторое время работает на холостом ходу до устойчи­вого горения дуги. Устойчивость горения дуги вольфрамовый электрод—сопло-канал очень сильно зависит от того, правильно или нет подготовлен и установлен вольфрамовый электрод. Воль­фрамовый электрод должен быть заточен на конус. Заточенный конец вольфрамового электрода должен находиться на уровне входа в канал сопла. При этом очень важно, чтобы электрод был расположен точно по центру канала.

После того как обеспечивается устойчивость горения дуги вольфрамовый электрод—сопло-канал, включается подача при­садочной проволоки и автоматически возбуждается вторая дуга — между электродной проволокой и вольфрамовым электродом. С этого момента начинается плавление электродного металла и поступление его на поверхность изделия. Когда на изделие посту­пит несколько капель расплавленного электродного металла, об­разуется сварочная ванна и начинается растекание металла ванны по поверхности изделия. В этот момент включается перемещение автомата (или при неподвижном автомате перемещение изделия). Угол наклона головки к изделию в случае необходимости изменяется таким образом, чтобы поток плазменной струи и капель расплавленного металла был направлен нормально к по­верхности ванночки.

При наплавке с колебаниями колебательный механизм лучше всего включать при неподвижном автомате после образования ван­ночки электродного металла на поверхности изделия.

Процесс наплавки осуществляется таким образом, чтобы капли расплавленного электродного металла поступали только в пере­мещающуюся по поверхности изделия ванночку на расстоянии

2— 3 мм от ее головной части. Наплавку можно осуществлять при движении автомата слева направо и наоборот. Удобнее и надежнее производить наплавку таким образом, чтобы электродная прово­лока подавалась вслед за перемещением сварочного автомата, т. е. чтобы проволока перемещалась вслед за перемещающейся по изделию ванной.

Выключение процесса наплавки осуществляется обычным спо­собом: останавливается автомат или прекращается перемещение изделия с одновременным выключением подачи проволоки или с некоторым запаздыванием. Выключение защитного газа произ­водится спустя 3—5 сек после выключения подачи проволоки.

При любой ширине наплавляемого валика наплавку следует производить с поперечными колебаниями плазменной головки. В этом случае по всей ширине наплавляемого валика обеспечи­вается примерно постоянная температура нагрева поверхности основного металла, что видно из данных теплофизических иссле­дований (см. рис. 20). Это обстоятельство позволяет производить наплавку на более низких режимах. Благодаря равномерному распределению температуры по всей ширине наплавки обеспечи­вается примерно одинаковая длительность контактирования твер­дой и жидкой фаз и примерно одинаковый переход элементов из основного металла в наплавку и наоборот.

Преимуществом наплавки с поперечными колебаниями плаз­менной головки является и то, что наплавляемый валик при этом имеет плавный переход от металла наплавки к основному металлу, что позволяет успешно сплавлять валики между собой и с основ­ным металлом при необходимости получения широкого слоя на­плавки. Амплитуда колебаний устанавливается в зависимости от необходимой ширины валика наплавленного металла и может находиться в пределах 10—50 мм. В зависимости от амплитуды колебаний и габаритов изделия выбираются остальные параметры режима наплавки: сварочный ток, расстояние от торца проволоки до изделия, расход защитного газа, скорость подачи проволоки, частота колебаний плазменной головки.

Частоту колебаний следует выбирать таким образом, чтобы капли присадочного металла попадали только в жидкую ванну и чтобы валик по ширине не разрывался на отдельные части, Исследования показали, что наиболее оптимальной является ча­стота в пределах 20—40 колеб/мин (с увеличением тока между неплавящимся электродом и присадочной проволокой частота колебаний увеличивается).

Во многих случаях необходимо обеспечить наплавку поверх­ности большой ширины (100—200 мм и более). Поэтому наплавка осуществляется наложением нескольких валиков. Для обеспече­ния качественного сплавления основного металла и металла на­плавленного валика с наплавляемым металлом последующих ва­ликов процесс наплавки ведется таким образом, чтобы последую­щий валик перекрывал предыдущий примерно на 8—12 мм. Режим наплавки второго и последующих валиков может быть таким же, как и при наплавке первого валика. После наплавки каждого валика желательно производить повторную зачистку основного металла и металла наплавленного валика до металлического блеска. При наплавке второго и последующих валиков нет необходимости ждать, пока остынет основной металл. Наплавка производится сразу же по мере готовности.

- Наплавка несколькими валиками по ширине должна произво­диться только с поперечными колебаниями плазменной головки, так как в этом случае легче регулировать растекание жидкого присадочного металла по поверхности основного металла и металла предыдущего валика.

При необходимости получения большой толщины наплавлен­ного слоя может производиться многослойная наплавка. Перед наплавкой второго и последующих слоев поверхность предыду­щего слоя должна быть тщательно очищена от шлака, грязи, пленки окислов. Наплавка второго и последующих слоев может производиться на повышенных (по сравнению с наплавкой пер­вого слоя) режимах.

Рассмотренная выше техника наплавки на сталь практически не зависит от того, какие материалы наплавляются: значительно ли они отличаются от стали по температуре, плавления (как, например, медные сплавы) или очень мало (как, например, стали аустенитного класса). Некоторые особенности наблюдаются при наплавке на тела вращения. Как правило, такую наплавку сле­дует вести по спирали, что обеспечивается непрерывным вра­щением изделия и поступательным перемещением вдоль изделия сварочного автомата. Скорость вращения изделия устанавливается такой, чтобы линейная скорость точек, находящихся на поверх­ности наплавляемого изделия, соответствовала скорости наплавки на пластину такой же толщины. При наплавке на тела вращения величину амплитуды колебаний головки целесообразно устанав­ливать несколько меньшей, чем в случае наплавки на пластину — до 25—30 мм. С уменьшением диаметра наплавляемого изделия величину амплитуды также следует уменьшать.

Наплавка плазменной струей с токоведущей присадочной про­волокой на тела вращения может быть успешно осуществлена при 0 ЗО—40 мм и более. Плазменная головка при наплавке тел вра­щения несколько (на 3—5 мм) смещается от осевой линии против направления вращения изделия, особенно при диаметре изделия 30—100 мм. При больших диаметрах плазменную головку можно не смещать относительно осевой линии изделия.

Не вызывает особых затруднений плазменная наплавка с при­менением в качестве присадочного материала порошка. В этом случае сначала при помощи высокочастотного разряда осцилля­тора возбуждается малоамперная вспомогательная дуга между электродом и соплом плазменной головки, а затем уже возбу­ждается дуга между электродом и изделием. Слой уложенного на изделие порошка должен иметь одинаковую ширину и высоту по всей наплавляемой поверхности. Колебания плазменной го­ловки включаются вместе с возбуждением стабилизированной дуги электрод—изделие. Наплавка по слою порошка может быть применена только для плоских поверхностей, так как при наплавке поверхностей с большой кривизной порошок будет ссыпаться с этой поверхности.

При необходимости получения широкой наплавленной поверх­ности наплавка ведется наложением ряда параллельных валиков. Для обеспечения надежного сплавления валиков между собой амплитуда колебаний плазменной головки устанавливается такой, чтобы край уже наплавленного валика на ширине 3—5 мм по­вторно расплавлялся при наплавке следующего валика.

При наплавке с вдуванием порошка в дугу возбуждается дуга между вольфрамовым электродом и внутренним соплом, а затем между соплом и изделием. Одновременно с возбуждением второй дуги включается подача несущего потока газа, подающего приса­дочный порошок в головку и далее в дугу. Особое внимание должно быть уделено равномерной и непрерывной подаче порошка из питателя в головку, отсутствию его комкования в питателе и сплав­ления в головке. Целесообразнее осуществлять наплавку с по­перечными колебаниями плазменной головки.