автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.06, диссертация на тему:Разработка плазменного процесса с аксиальной подачей порошковой проволоки для наплавке пресс-форм

ПРИАЗОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

МАКАРЕНКО

У *

Наталья Алексеевна

УДК 621.791.927.5

РАЗРАБОТКА ПЛАЗМЕННОГО ПРОЦЕССА С АКСИАЛЬНОЙ ПОДАЧЕЙ ПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКИ ДЛЯ НАПЛАВКИ ПРЕСС-ФОРМ

Специальность: 05.03.06 Сварка и родственные технологии

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой стеги. .■•« кандидата технических наук

Мариуполь— 1999

На правах рукописи

Работа выполнена в Донбасской государственной машиностроительное академии Министерства образования Украины, г.Мариуполь.

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент Карпенко Владимир Михайлович, ДГМА, г.Краматорск, заведующий кафедрой «Сварочное производство».

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Чигарев Валерий Васильевич,

Приазовский государственный технический Университет, заведующий кафедрой «Металлургия и технология сварочного производства»;

кандидат технических наук, с.н.с. Рябцев Игорь Александрович,

Институт электросварки им.Е.О.Патона, HAH Украины заведующий отделом.

\

Ведущая организация: Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт» Министерства образования Украины, г.Киев, кафедра «Восстановление деталей машин».

Защита состоится'* ^января 2000 г. в 14 часов на заседании специализирован ного ученого совета К. 12.052.01. при Приазовском государственном техничес ком университете по адресу: Украина, 87500, г.Мариуполь, пер.Республики,7 С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ПГТУ: г.Мариуполь, ул.Апатова, 115. о, --

Автореферат разослан «.VS ??. 1999 г.

Ученый секретарь

Специализированного ученого совета Доктор технических наук, профессор

аслов В. А.

КУ7 7 К? 2 Л

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Диссертационная работа посвящена разработке материалов, технологии и |борудования для плазменной наплавки с аксиальной подачей порошковой фоволоки (ПНАППП) пресс-форм для производства стеклянных изоляторов и (ругих материалов. Применение нового для таких целей процесса наплавки ютребовало выполнить комплекс исследований и получить данные, необходимые ;ля решения практических задач повышения стойкости пресс-форм, снижения ебестоимости изготовления.

Актуальность темы. Отсутствие достаточно глубоких исследований роцесса ПНАППП, отсутствие специально предназначенных для этого процесса орошковых проволок, а также рекомендаций по их созданию существенно сложняет внедрение этого прогрессивного и экономичного вида наплавки.

Следует отметить, что в литературе не описано специализированное борудование для данного вида наплавки. Имеются лишь указания на то, что итание дуги плавящегося электрода осуществляется от источника питания с :есткой характеристикой, а питание плазменной дуги - от источника с рутопацающей характеристикой.

Из анализа можно сделать вывод, что процесс ПНАППП не был достаточно зучеп для того, чтобы его рекомендовать к широкому внедрению, однако звестно, что его технологические возможности шире других способов лазменной наплавки. В частности, благодаря новой схеме подачи плавящегося тектрода, появляется возможность использовать в составе шихты тугоплавкие эединения, уменьшить количество газообразующих веществ и т.п. В сочетании с ополнительным действием плазменной дуги на ванну и поверхность валика оявляется возможность улучшить качество наплавленного металла, в частности гойкость рабочей поверхности пресс-форм.

Актуальность повышения стойкости пресс-форм и снижения потерь зделий от брака в настоящее время возросла в связи с повышением цен на «ргоносители и металл.

Связь работы с научными программами, танами, темами. Работа ыполнена на основе программ НИР и ОКР ДГМА совместно со Славянскими шодами "Ферммаш" (1985-1986гг.), ПО "Химпром" (1987-1989гг.), АО "АИЗ-нергия" (1989-1995гг.).

Цель и задачи исследовант. Целью настоящей работы является повышение зоизводительности технологии плазменной наплавки, улучшение качества шлавленного металла путем создание материалов и оборудования, ютветствующих данному процессу наплавки. Для достижения этой цели гобходимо было:

эпределить оптимальные параметры процесса плазменной наплавки, в том числе ютношение тока плазменной дуги и вылета плавящегося электрода; разработать методику и изучить процесс нагрева и теплофизическое состояние эрошковой проволоки при ее аксиальной подаче в плазменную дугу;

- определить пути повышения производительности ПНАППП;

- изучить влияние неметаллической фазы сердечника порошковой проволоки н; наплавленный металл;

-определить компоненты газошлакообразующей системы шихты порошково] проволоки;

- разработать состав порошковой проволоки;

- разработать конструкцию плазмотрона, определить требования к источника! питания;

разработать технологию ПНАППП конкретных изделий, выполнит промышленные испытания и внедрить результаты разработок.

Научная новизна полученных результатов. Исследована зависимост теплопроводности сердечника порошковой проволоки от неметаллической фазь Экспериментально установлены закономерности нагрева плавящегося электрод плазменной дугой на различных ее участках в зависимости от ряда факторо! диаметра плазмообразующего сопла, силы тока..

Путем моделирования и расчетно-теоретического анализа процесса нагреЕ порошковой проволоки проходящим через нее током, дугой горящей межл концом электрода и изделием, потоком плазмы, окружающим электрод впервь установлены область оптимальных режимов наплавки и критических режимо при которых возможны прожоги оболочки проволоки.

Впервые определены температурные условия, в которых находите порошковая проволока, подаваемая через сопло плазмотрона, чем показа! возможность расширить диапазон материалов, применяемых для шихты.

Изучено влияние неметаллической фазы сердечника порошковой проволец-на его теплопроводность.

Изучены комплексы составов разработанных и защищенных авторские, свидетельствами порошковых проволок и установлено, что требованием материалу наплавки пресс-форм для стекла, алюминия и деталей химическо] оборудования максимально соответствуют составы, содержащие фторид] Показано, что дополнительный нагрев зоны наплавки плазменной дуге способствует переходу бора из его фтористых соединений в наплавленнь металл.

В результате проведенных в данной работе исследований, предлож( способ плазменной наплавки с АППП и оборудование для его осуществлен!: необходимые для повышения производительности наплавки и улучшен! качества наплавленного металла. Для улучшения качества наплавки предложе] вводить в состав порошковой проволоки эвтектику CuCl-KCl, а таю компоненты, выделяющие при нагреве тетрафторид бора.

Установлены оптимальные параметры режима наплавки порошков' проволокой с использованием плазменной дуги и увеличенным вылет» порошковой проволоки.

Впервые разработан принцип построения комбинированных (из серийных) 1СТОЧНИКОВ питания для ПНАППП с отдельной обратной связью по напряжению лежду двумя дуговыми процессами.

Практическое значение полученных результатов. Изучены особенности юзбуждения дуги в плазмотронах. Разработаны способы устранения прожогов )болочки порошковой проволоки. Разработаны схемы модернизации тромышленных установок для ПНАППП. Созданы конструкции плазмотронов, юзволяющие регулировать вылет плавящейся электродной проволоки путем вменения токоподвода.

Предложена и испытана гамма составов наплавочных материалов, ;ащищенных авторскими свидетельствами СССР, из которых экспериментально 1ыбраны наиболее оптимальные составы для наплавки пресс-форм для стекла, шюминия, а также состав для наплавки валков химического оборудования.

Модернизировано серийное оборудование, собраны посты наплавки на Урматурно-изоляторном заводе (г. Славянск, АО «АИЗ-Энергия» ), а также кспериментальные посты на ПО «Химпром» (г. Славянск) и ПО :Славянскферммаш». Применение разработанных материалов и технологий [зготовления и восстановления пресс-форм для производства стеклянных [золяторов позволило повысить их стойкость в 4 раза по сравнению с ранее [рименяемыми из легированного чугуна.

Личный вклад соискателя. Автором разработана схема процесса иазменной наплавки с аксиальной подачей порошковой проволоки при ее ¡редварительном подогреве с регулированием вылета. Автором предложена ютодика и даны объяснения результатов исследования теплопроводности орошковой проволоки и нагрева при ее аксиальной подаче в плазменную дугу. 1редложен ряд компонентов шихты, позволяющих снизить количество еметаллических включений в наплавленном металле, стойкость против бразования сетки разгара. Разработаны практические схемы установок лазменной наплавки с аксиальной подачей порошковой проволоки, созданы онструкции плазмотронов с - регулируемым положением токоподвода. При ичном участии автора оборудование и технология внедрены на АО «АИЗ-(нергия», апробированы на ПО «Химпром». Автором подтверждено ожидаемое овышение стойкости пресс-форм для производства стеклянных изоляторов по равнению с ранее применявшейся на предприятиях технологией изготовления.

Апробация результатов диссертации. Материалы диссертационной работы окладывались на Всесоюзной конференции «Бенардосовские чтения» Иваново, 1985 год); на Всесоюзной конференции «Славяновские чтения» \ Пермь, 1988 год); на 1 Международной конференции молодых ученых в бласти сварки и смежных технологий (г. Киев, 1989 год); на Всесоюзной онференции «Состояние и перспективы развития электротехнологий» -.Иваново, 1989 г.); на научно-техническом семинаре «Достижения и ерспективы развития сварочного производства» (г. Москва, 1988 год); на

Всесоюзном семинаре «Теоретические и технологические основы наплавки оборудование и материалы для наплавки» (г. Киев, 1990 год); на Международное научно-технической конференции (г.Киев, 1998 год); на научных семинара> кафедры «Сварочное производство» Донбасской гocyдapcтвeннoí машиностроительной академии (г.Краматорск, 1998, 1999 годы); нг Международной конференции «Славяновские чтения» (г. Липецк, 1999 г.).

Публикации. Основные результаты выполненных исследований отображень в 28 работах, в том числе 6 в специализированных изданиях ВАК Украины, 6 I сборниках докладов и тезисов докладов на научно-технических конференциях получено 16 авторских свидетельств на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 разделов I приложений с общим количеством 215 страниц, включая 131 страниц; машинописного текста, 55 рисунков, 11 таблиц; список литературы - 2У. наименования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во вступительной части обоснована актуальность темы, сформулировань цель и методы решения разрабатываемой проблемы, отмечена научная новизна ] практическое значение работы, приведен перечень научных конференций, гд апробировались результаты и количество публикаций и изобретений относящихся к теме диссертации.

Раздел 1. Состояние вопроса. Приведен анализ материалов, применяемы: для изделий и деталей машин, работающих при термоциклических нагрузках и агрессивной среде. Из широкого спектра материалов можно выделить стали ; чугуны, легированные хромом, никелем, вольфрамом или молибденом : ванадием. Оптимизация состава основного и наплавленного металла может быт проведена путем сопоставления факторов с наиболее высоким рангом, таких ка работоспособность пресс-форм, стоимость металла и себестоимость работ Обобщены причины, виды разрушений и методы улучшения эксплуатационны свойств. Основными видами разрушения рабочей поверхности пресс-форм дл стекла являются образование сетки разгара и истирание. Трудности технологи изготовления и ремонта обусловлены тем, что к наплавленному материал предъявляются требования совмещения жаростойкости с высоко теплопроводностью. В мировой практике наиболее оптимальной технологие удовлетворяющей этим требованиям, является плазменная наплавка порошково проволоки. Одной из основных задач является разработка составов порошково проволоки. Анализ основных схем процессов плазменной наплавки показал, чт наибольшими технологическими возможностями обладает процесс с аксиально подачей порошковой проволоки через полоцилиндрический неплавящийс электрод. Такая схема позволяет обеспечить стабильный дополнительный нагре проволоки и расширить диапазон компонентов шихты. Материал для наплавк пресс-форм, кроме жаростойкости, должен обладать достаточно высоко

теплопроводностью. Плазменная наплавка нагретой проволокой открывает широкие возможности для получения высокопрочных, коррозионностойких изделий.

Однако анализ литературных данных и предварительные эксперименты автора показали, что при плазменной наплавке порошковой проволокой возможно нарушение стабильности процесса, вызванные шунтированием плазменной дуги, прожогом оболочки электродной проволоки, запаздыванием плавления сердечника, засорением сопла плазмотрона и -т.д. Эти нарушения приводят к неравномерности химического состава наплавленного металла, шлаковым включениям, наплывам и другим дефектам.

Раздел 2. Исследования нагрева порошковой проволоки при ПНАППП. Особенностью исследуемого процесса является существование одновременно цвух дуг, концентрично расположенных в пространстве. При исследовании процесса горения дуг, кроме регистрации электрических параметров режима зелись наблюдения по проекциям на экран. Для этого использовалась система, :одержащая длиннофокусный объектив.

Исследуемый способ дуговой обработки отличается от других способов туговой сварки и наплавки тем, что нагрев и плавление электрода на участке зидимого вылета осуществляется дополнительно теплом дуги, которая горит с кольцевого неплавящегося электрода. При .такой схеме нагрева изучение тепловых полей в плавящемся порошковом электроде усложняется тем, что этот шектрод имеет металлическую оболочку, которая хорошо проводит щектрический ток и тепло, и порошковый сердечник с высоким шектросопротивлением и низкой теплопроводностью.

Для определения тепловых полей в порошковой проволоке была принята

следующая схема нагрева проволоки (рис.1).

Рис.1. Схема плазменного процесса с аксиальной подачей плавящегося электрода: 1

плавящаяся проволока; 2 — кольцевой неплавящийся электрод; 3 -сужающееся (плазменное) сопло; 4 -дуга плазменная ; 5 - внутренняя дуга; 6 - капля; 7 - токоподвод.

На участке 1НХ порошковая [роволока нагревается только теплом, выделяющимся в оболочке при :рохождении по ней тока дуги. На участке /нэс проволока нагревается кроме этого : теплом дуги, горящей на участке неплавящийся электрод-сопло. На участке

■ +!„„ +1„

нагрев порошковой проволоки идет как за счет тока, проходящего по

е оболочке, так и за счет тепла плазменной дуги.

Был разработан способ определения нагрева плавящегося электрода. Предусматривается подача проволоки со скоростью, обеспечивающей ее стабильное плавление на видимом отрезке дуги, при этом измеряют длину 1В[ видимого вне плазмотрона вылета проволоки и определяют количество тепла, попадающего в проволоку в единицу времени: тепловой поток

Q = gлr2V^H,B^ (1;

где V - скорость; g - плотность проволоки; АН - удельное повышение теплосодержания проволоки при ее нагреве от начальной температуры дс температуры плавления с учетом теплоты плавления.

В тоже время £> = /(к) (2)

Можно предположить, что 1КС = 1т, так как дуга на участке /,, уже обжата,; на участке 1ВВ еще обжата, значит ее не изменится. Поэтому, корректш допустить, что и теплопередача на обоих участках одинакова. На некоторо» расстоянии от сопла остается постоянной С плазменной дуги

вот = Онэс + ввв + Оке> Вт (3

Янх-Ооьщ-^+Окс) (4

В тоже время удельный тепловой поток

д = -Я - ;ВТ/М2 (5

яс1„р1

где к¿пр1 = 5 - площадь, через которую проходит это тепло.

Из (5) следует, что

где с1 - диаметр проволоки;

Тогда вш а

внэс -{^пр^шЯвв + яа,„Дс9АгЬбсшц -^Чвв^вв + 1кс)>

где двв =чкс.

Следовательно днэс = -(1ВЗ +1КС), Вт, (7)

Определим Чт = - - ~^2 (8)

Т.е. изменяя Р> подачи проволоки можем получить общую теплову; мощность (2, по формуле (1) . Изменяя на К узнаем 22. Тогда из формулы (: находим (8)

Методика позволяет определять тепловую мощность в проволоке зависимости от параметров режима и плазмотрона.

Предлагаемый способ исследования нагрева оптимально отражает реальнь условия. При нем используется тот же материал образца, что и при реальнс сварке, он учитывает влияние свариваемого металла на процесс в дуге позволяет вести измерения при той же скорости сварки, что и применяется п[ реальной сварке (наплавке). Проволока, попадающая в дугу неплавящего

электрода, нагревается на двух основных участках - внутри плазмотрона на длине 1пл от торца неплавящегося электрода до внешнего среза плазмообразующего сопла, именно на этом участке внутри плазмотрона дуга контактирует с проволокой, и на участке !вв вне плазмотрона - от внешнего торца плазмообразующего сопла до места расплавления проволоки.Участок нагрева проволоки в плазмотроне 1ПД можно разбить на два участка: 1НЭС - участок ¡«плавящийся электрод-сопло и 1КС - участок, соответствующий внутреннему каналу плазмообразующего сопла.

Экспериментально найдены величины тепловых потоков от внешних плазменных воздействий к проволоке на различных участках технологического процесса. Известно, что ток, проходящий через оболочку, на несколько порядков больше гока, проходящего через порошковый сердечник, в связи с чем представляется целесообразным в тепловой математической модели пренебречь током через сердечник считая, что внутренние источники тепла распределены в оболочке порошковой проволоки, а теплота от нагреваемой током оболочки передается сердечнику. Мощность внутренних объемных распределенных источников тепла рассчитывается по выражению, учитывающему силу тока , протекающего через эболочку плавящегося электрода, и его электрическое сопротивление. Тепловыделением и теплопоглощением, происходящим за счет химических

реакций в сердечнике проволоки можно пренебречь. Методом планирования экспериментов была определена математическая модель тепловой системы в технологическом процессе ПНАППП в цилиндрических координатах. Было разработано устройство для определения

теплопроводности шихты (рис.2). Медный цилиндрический патрубок 1 с обеих сторон закреплен заглушками 2 из цемент-асбеста. Контактный блок 3 собирается из двух медных полуцилиндрических элементов 4,между

/становка для определения коэффициента электропроводности.

плоскими поверхностями которых фиксируется нихромовая проволока 5 циаметром 0,85 мм. Пространство в цилиндре заполняется исследуемой шихтой 6. Измерение температуры внутренней поверхности медного патрубка производится гремя хромель-копелевыми термопарами 7. В течение 10 минут выдержки с

Рис. 2. Экспериментальная

интервалом в 1 минуту снимались показания термопар, контролировавших температуру электрода и температуру стенки патрубка.

Искомый коэффициэнт теплопроводности определялся по формуле: IV , D2

Х = ~,-5-In— ,

{,,- t„)M D,

где I, U, t,, t„ — средние, в течение одиночного опыта значения силы тока, разности потенциалов и температур электрода и патрубка; Д и Л, - диаметр внутренней поверхности патрубка и наружной поверхности электрода; / - длина патрубка.

Исследовали четыре типа шихты. Характерным является то обстоятельство, что в области значения температур, соответствующей температуре плавления шихты, наблюдается резкое увеличение коэффициента теплопроводности.

Построенная методом математического планирования модель теплового процесса плазменной наплавки, полученные теплофизические характеристики, а также предложенный метод расчета температурных полей позволили перейти к непосредственному определению температурных полей в порошковой проволоке.

Для исследования динамики изменения температурного поля в сердцевине и оболочке с учетом того, что проволока находится в дуге, исследовались температурные поля для выходных данных в разные моменты времени.

В результате проведенных экспериментов и расчетов были определены зависимости: тепловых потоков в проволоку от тока плазменной дуги и диаметра плазмообразующего сопла; тепловых потоков в проволоку от расхода плазмообразующего газа; тепловых потоков в проволоку на участке видимого вылета от величины видимого вылета и тока плазменной дуги.

Процесс плазменно-дуговой наплавки с аксиальной подачей плавящегося электрода представляет собой совокупность электрофизических явлений и состоит из 3-х основных периодов: возбуждение обеих дуг (начало наплавки); собственно процесс наплавки - стабильное течение процесса; прекращение процесса наплавки. Параметры режима взаимосвязаны и их изменение допустимо в пределах, исключающих расположение активных пятен плазменной дуги на плавящемся электроде. В противном случае резко возрастает тепловой поток в проволоку, нарушается процесс плавления электрода, оболочка расплавляется вне зоны образования капли и разрушается. Исследование явления шунтирования проводилось по наблюдениям за процессом плавления и показаниям приборов.

Исследования показали, что в определенном соотношении тока и расхода плазмообразующего газа наблюдается усиление снижения напряжения в столбе дуги. Одновременно было установлено, что при токах меньше 170... 180 А дуга не охватывает весь торец электрода, т.е. имеет несколько активных (анодных) точек Это состояние дуги почти не зависит от расхода газа в границах избранной: диапазона режимов диаметра электрода. Величина критического тока обратнс пропорциональна расходу плазмообразующего газа. Величина критического ток: уменьшается с увеличением скорости подачи и увеличении видимого вылет;

проволоки. С увеличением тока плазменной дуги длина видимого вылета, при которой начинается шунтирование, уменьшается, что связано с увеличением

нагрева проволоки. На рис.3 показана зависимость критической длины видимого вылета проволоки, при которой начинается шунтирование плазменной дуги, от диаметра канала плазмообразующего сопла и от силы тока плазменной дуги (расход аргона - 8 л/мин.). Процесс плазменной наплавки необходимо вести на режимах при которых отсутствует шунтирование плазменной дуги.

Рис.3. Ток шунтирования (критический ток плазменной дуги) в зависимости от диаметра кольцевого электрода и вылета электр.проволоки.

Раздел 3. Разработка порошковой проволоки для ПНАППП. Анализ литературных данных по составам наплавленного металла для пресс-форм показал, что применение находят составы, отличающиеся как композицией легирующих элементов, так и их содержанием.

Для сужения выбранных пределов легирования наплавленного металла проводились испытания на чувствительность его к образованию сетки разгара. Испытания производились на специальной установке, позволяющей производить нагрев наплавленного металла под давлением с последующим охлаждением в специальной среде. На основе предварительных опытов в его основу положен металл типа 2Х13Н12ГС2Р2.

На первом этапе разработки проволоки был определен состав шлако-газообразующей основы. С целью связывания водорода в НБ в состав шихты введены соединения, содержащие окись бора В2СЬ (борная кислота, натрий борнокислый ) и фторид активного раскислителя А1Р3, СгР2. В зоне нагрева

проволоки, а также в стадии электродной капли и в ванне происходят интенсивные реакции между этими компонентами с образованием ВР3

Предварительными экспериментами установлено положительное влияние на рафинирование наплавленного металла введение в состав сердечников порошковых проволок фторидов и хлоридов с низкой температурой диссоциации (фторбората калия, фтористого бария, цезия и других), которые при плазменно-цуговой наплавке с применением плазмообразующего и защитного газа аргона следует применять вместо мрамора, рутила и других газошлакообразующих компонентов. При нагреве происходит распад фторидных и хлоридных соединений с выделением атомарных фтора и хлора, которые вступают в реакцию

1Б ¿ц, мм

с оксидами на поверхности металлических составляющих шихты сердечника порошковой проволоки, переводя их в легкоплавкие соединения. Это приводит к дополнительному рафинированию наплавленного металла на оксиды. Образование неглубокой и широкой ванны, а также воздействие полоцилиндрической дуги при плазменной наплавке способствуют интенсификации протекания обменных реакций между шлаками и расплавленным металлом. Галогениды металлов могут в большем количестве растворять в себе оксиды.

По заданному типу наплавленного металла с учетом данных по влиянию шлакогазообразующих компонентов разработан состав порошковых проволок для ПНАППП. Состав легирующей части наполнителя порошковой проволоки отрабатывался путем приближения состава наплавленного металла к заданному. При этом способе наплавки достигнуты высокие показатели коэффициента перехода легирующих элементов. С предложенными составами шихты изготовлялась проволока 0 2,0...3,0 мм с коэффициентом заполнения 0,39...0,42 из стальной ленты марки 08кп сечением 0,5x14 мм2.

При ПНАППП получены следующие сварочно-технологические показатели: коэффициент наплавки ан = 16-18 г/А ч; потери на угар и разбрызгивание |(/у р = 4-6%; выход годного металла Кв = 89%.

Раздел четвертый. Разработка оборудования и технологии для

ПНАППП. Для реализации технологии наплавки были разработаны

принципиальные схемы модернизации диодных и тиристорных сварочных

Рис.4. Схема подключения плазмотрона: 1 -источник питания плазменной дуги; 2 — источник питания дуги горящей с плавящегося электрода; 3 - сопло формирующее; 4 - направляющая втулка; 5 - нолоцилиндрический электрод; 6 — нижний мундштук; 7 -изоляционный канал; 8 - изоляционная втулка; 9 - верхний мундштук.

выпрямителей с учетом комбинированного способа плазменно-дуговой наплавкг с подогревом порошковой проволоки от отдельного источника или < использованием силовых цепей сварочных выпрямителей. При этом принимало« во внимание, что напряжение на электроде будет ниже номинального на величин] падения в коммуникациях и в проволоке. Схема сварочного поста учитывае: особенности процесса и собирается на основе серийных источников питания: дт плазменной дуги - с пологопадающей внешней вольтамперно!

арактеристикой, для плавящегося электрода - с жесткой вольтамперной арактеристикой. Предложена цепь обратной связи, контролирующая процессы озбуждения дуг и плавления электрода (рис.4). Для прохождения через величенный вылет питание дуги током осуществляется через верхний мундштук, [ижний же мундштук используется для получения сигнала обратной связи для варочного выпрямителя, т.е. с точки вылета, максимально приближенной к дуге.

Для наплавки, в частности, применялись установки на базе автомата А874Н модернизированным выпрямителем ВДУ1601. Применение для питания лазменной дуги установки УПР-201 показало,' что эта установка обеспечивает адежное возбуждение плазменной дуги и отсутствие прожогов оболочки роволоки благодаря высокому напряжению холостого хода и импульсному ежиму. Для питания плазменной дуги применяются установки УПС-301. Кроме ого разработана схема установки плазменной наплавки с питанием от цеховой азводки многопостовой ручной сварки, основанная на источнике питания ¡олуавтомата. Опыт применения модернизированных сварочных выпрямителей юказал, что введенные изменения обеспечивают надежную эксплуатацию ерийной аппаратуры в специфических условиях наплавки плазменной дугой.

Эффективность внедрения плазменно-дуговых процессов во многом ависит от конструкции плазмотрона. При сварке на постоянном токе обратной юлярности применен медный водоохлаждаемый электрод.

С целью повышения производительности процесса наплавки, за счет [аращивания мощности плазмотрона, были исследованы пределы повышения ока и напряжения, как плазменной дуги, так и дуги, горящей с плавящегося лектрода. Приемлемая стойкость кольцевого электрода, служащего анодом, келательна не менее сорока часов работы, что гарантирует сохранение размера и эормы в течение односменной рабочей недели. Плазмотрон с диаметром лектрода 8 мм при расходах плазмообразующего аргона 6...8 л/мин и давлении >хлаждающей воды 2...4 атм выдерживает этот срок при токах до 250...280 А. Для 'лучшения мобильности плазмотрона, возможности наплавки криволинейных югнутых поверхностей и узких участков изделия, диаметр сопла был сведен к ■шнимуму, а нижний торец сопла расположен на максимально высоком уровне >тносительно кольцевого электрода.

Качество наплавленного металла в значительной степени зависит от защиты юны сварки газами. Характер истечения защитного газа во многом определяется :араметрами канала, образованного плазмообразующим и фокусирующим юплами. Ширину зазора между наружной поверхностью плазмообразующего ;опла и внутренней поверхностью защитного сопла найдена экспериментально из условия обеспечения надежной защиты зоны горения дуг и зоны термического злияния. О качестве защиты судили по ширине зоны катодного распыления. Исследования проводились на стальных образцах цилиндрической формы при реальных параметрах режима наплавки. Были испытаны два варианта соплового /зла плазмотрона: с фокусирующим соплом конической формы. Исследования

показали, что на ширину зоны катодного распыления заметно влияет то плазменной дуги. При плотности тока менее 5...5,5 А/мм2 при любых расхода аргона анодное пятно не занимает всей площади кольцевого электрода и границ] полос катодного распыления не представляют ровных линий. Ровная полос катодного распыления наблюдается при плотности тока более 6 А/мм2. Ширин зоны катодного распыления изменяется от 7...8 мм до 12... 14 мм при увеличени тока от 150 до 400 А. Поскольку ширина валика составляет 6...7 мм пр выбранных режимах наплавки, ширина зоны катодного распыления достаточн для обеспечения качественной очистки наплавляемой поверхности. Исследовани влияния конструктивных параметров электродного соплового узла позволил разработать оптимальный вариант плазменной горелки.

Одной из основных задач при разработке технологий наплавки являете увеличение ширины наплавленного слоя при минимальной шероховатости волнистости и глубине проплавления. Была выбрана линейная траектори перемещения горелки; однослойная многорядная наплавка на режима? обеспечивающих высоту одиночного валика 4-5 мм при ширине 13-14 мм.

При ПНА111111 экономия наплавленного металла достигается двумя путями 1) сведение к минимуму глубины проплавления и доли основного металла : наплавленном; 2) создания экономнолегированных порошковых проволок Диаметр зоны нагрева полоцилиндрической дугой с кольцевого электрод соответствует ширине и длине ванны, и тем самым часть тепла плазменной дул расходуется на дополнительный нагрев ванны. Эта особенность процесс, оказывает положительный эффект на смачивание кромок и всплытие шлаковы: включений. Зона наплавки дважды пересекается плазменно] полоцилиндрической дугой. Передний фронт плазменной дуги предварительн! подогревает наплавляемый участок, произведя одновременно очистк; поверхности за счет катодного распыления. Тепла этой дуги достаточно дл. локального расплавления тонкого слоя на поверхности образцов, куда и попадаю' капли электродного металла.

С целью определения возможностей управления шириной наплавленной валика, глубиной проплавления и зоной термического влияния были проведень эксперименты в диапазоне изменения тока плазменной дуги от 80 А до 250 А I интервалом 30...40 А и тока дуги плавящегося электрода от 100 А до 200 А Постоянными сохранялись параметры плазмообразующего сопла, расхо; плазмообразующего газа (аргон - 8,5 л/мин), расход защитного газа (аргон + С02 - 14 л/мин. Расстояние от кольцевого электрода плазмотрона и расстояние о' токоподвода к электродной проволоке до поверхности образцов составляло 10 мл и 120 мм соответственно. Скорость перемещения плазмотрона (наплавки) - 3( м/час. Отдельно горящая плазменная дуга практически не влияет на глубину проплавления. Измерения на шлифах показали, что при увеличении тока с 50 А д( 300 А глубина проплавления увеличивается только на 0,5...0,7 мм. Ширина зонь проплавления увеличивается с 10 мм до 16 мм.

Формирование наплавленного валика происходит не только под действием 5ычных сил (поверхностного натяжения, тяжести, магнитогидродинамических и ).), но и дополнительного плазменно-газового напора. Кроме давления, этот шор подогревает застывающую ванну.

Исследовался металл наплавленных валиков, зоны сплавления и зоны :рмического влияния. Исследования показали, что металл наплавки не имеет ;фектов. Микроструктура металла наплавки несколькими разработанными зрошковыми проволоками представляет собой мелкодисперсную мартенситную атрицу с обрамлением трооститом, выпавшим по границам аустенитных зерен, вердость мартенситных матриц Нт-670...840, твердость трооститных прослоек т-365...470. Размер зерен 6...7 баллов.

При разработке технологии восстановления или упрочнения деталей эедлагаемым методом наплавки учитывалось, что полный технологический эоцесс состоит из нескольких взаимосвязанных операций: подготовки эверхности деталей, наплавки, механической обработки. Была поставлена задача зести к минимуму затраты на каждую из операций. Разработаны две технологии, эторые были применены для изготовления опытной партии пресс-форм для геклянных изоляторов ПС-70Д. Испытания стойкости пресс-форм роизводственных условиях показали: стойкость наплавленных пресс-форм вросла с 10 до 42 часов.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Установлено, что тепловые потоки в проволоку, подаваемую аксиально в пазменную дугу, наиболее велики на участке канала сопла, видимого вне пазмотрона вылета. С увеличением тока плазменной дуги тепловые потоки в роволоку увеличиваются.

2. Установлено, что для каждого диаметра сопла существует критическое ^отношение величины тока плазменной дуги и длины видимого вылета, при эторой начинается шунтирование плазменной дуги.

3. Установлено в результате исследований наплавленных металлов на их гойкость против образования сетки разгара, что наиболее перспективным для аплавки пресс-форм для стекла является металл типа 2Х13Н12ГС2Р2.

4. Установлено, что для плазменно-дуговой наплавки с аксиальной подачей рошковой проволоки целесообразным является построение ¡ошлакообразующей системы наполнителя на основе легкоплавкого гектического сплава минералов и солей фторидов и хлоридов.

5. Установлено, что режим плазменно-дуговой наплавки регулируется, сходя из основного требования - исключения прожогов оболочки порошковой роволоки. Так, при токе плазменной дуги 100...200 А, напряжение наплавленной уги 40...45 В; ток плавящегося электрода диаметром 2 мм - 100...120А; апряжение на дуге плавящегося электрода - 30...35 А; расход аргона

плазмообразующего - 5...8 л/мин; защитного -.10...12 л/мин; скорость наплав - 30...40 м/час.

6. Установлено, что для осуществления плазменной наплавки с аксиальнс подачей плавящейся порошковой проволоки допустимо применение серийно! оборудования; питание обеих дуг можно осуществлять от отдельных источнике сварочного тока.

7. Установлено, что для питания плазменной дуги необходимо применя-источники питания с падающей вольтамперной характеристикой. При выбо] источников питания дуги, горящей с плавящейся электродной порошковс проволоки, необходимо применять источники с жесткой вольтампернс характеристикой и систему компенсации падения напряжения в коммуникациях на вылете электрода.

8. Доказано, что дополнительный подогрев порошковой проволоь осуществляется сварочным током, проходящим через увеличенный вылет, д; чего ток подводится в верхней части плазмотрона, а контроль за процесса возбуждения и плавления осуществляется с помощью токоподводящей вставк сигнал с которой поступает в цепи обратной связи.

9. Внедрение результатов работы на Славянском арматурно-изоляторно заводе для наплавки пресс-форм для прессования изоляторов из стекла позволш повысить их стойкость в 4 раза по сравнению с чугунными пресс-формам Экономический эффект от внедрения новой технологии изготовления пресс-фор составил 128266 гр.

Список опубликованных автором работ по теме диссертации.

1. Макаренко H.A. Усовершенствование плазмотрона и установки д; плазменной наплавки //Автоматическая сварка,- 1998-№1.- С. 40-43.

2. Макаренко H.A. Плазменная наплавка с аксиальной подачей порошковс проволоки.// Автоматическая сварка.- 1998.- № 12,- С. 52-53.

3. Грановский A.B., Гавриш П.А., Макаренко H.A. Наплавка Kopnyi балочной горелки // Сварочное производство. - 1989 - №9. - С.30.

4. Грановский А.В, Макаренко H.A., Лесняк К.В. Автономная пристав! для сварки титана // Сварочное производство. - 1990 - №7. - С.23-24.

5. Карпенко В.М., Грановский A.B., Макаренко H.A. Устройсп импульсного возбуждения дуги при плазменной наплавке с аксиальнс подачей порошковой проволоки // Сварочное производство. - 1990 - № - С.18-21.

6. Карпенко В.М., Макаренко H.A. Исследование нагрева электродне порошковой проволоки, аксиально подаваемой через канал плазмотрон; ред. журнала «Автоматическая сварка». - 1997 - 18 с. - Депонир. в ГШ Украины 11.11.97 г. №541 - 9 к - 97; Библ.указатель ВИНИТИ РАН. 1998. - № 1 (313) № б/о 122; опублик. в РЖ «Депоноваш науков1 робот! 1998 -№ 1 -№465.

7. Данильченко Б.В., Макаренко H.A. Плазменно-дуговая наплавка с аксиальной подачей плавящейся порошковой проволоки // Прогресивна техшка i технология машинобудування, приладобудування i зварювального виробництва: ripaiii «М1жнародноТ науково-техтчноТ конференцн». - Кшв, 1998. - С. 322-325.

8. Карпенко В.М., Грановский A.B., Макаренко H.A. Электросопротивление вылета порошковой проволоки при плазменной наплавке // Сб.научн.тр. «Оборудование и материалы для наплавки». Киев: ИЭС им. Е.О. Патона.- 1990. - С.107-108

9. Макаренко H.A. Этапы развития наплавки: от технологии Славянова до плазменно-дуговых и электрошлаковых процессов.// Доклады Российской научно-технич.конференции с международным участием.-Мин.общего и проф.образования Р.Ф.- Липецк,- 1999.- С. 24-29.

10.A.c. 1378211 СССР , МКИ В23К 35/30. Порошковая проволока для наплавки / Карпенко В.М., Макаренко H.A., Грановский A.B. и др. -№4085412. - Заявлено 7.07.86.

11 A.c. 1396424 СССР, МКИ В23К 35/30. Сварочный электрод для наплавки пресс-форм. / Карпенко В.М., Жильцов A.C., Макаренко H.A. и др. -№4155152.-Заявлено 4.12.86.

12.A.c. 1401773 СССР, МКИ В23К 35/30. Сварочный электрод для сварки и наплавки пресс-форм для литья. / Карпенко В.М., Макаренко H.A. и др. -№4157201.-Заявлено 8.12.86.

13.A.c. 1408676 СССР, МКИ В23К 35/30. Порошковая проволока для наплавки. / Карпенко В.М., Грановский А.В.,Макаренко H.A. и др. -№4101164. -Заявлено 19.05.86.

14.A.c. 1462622 СССР, МКИ В23К 35/30. Порошковая проволока для наплавки. / Карпенко В.М., Макаренко H.A. и др. - №4080115. -Заявлено 27.06.86.

15.А.С. 1462624 СССР, МКИ В23К 35/30. Порошковая проволока / Карпенко В.М., Корниенко А.Н., Грановский A.B. Макаренко H.A. и др. -.№4196059. - Заявлено 16.02.87.

16.A.C. 1517235 СССР, МКИ В23К 35/30. Порошковая проволока для наплавки пресс-форм / Макаренко H.A. и др. - №4381546. - Заявлено 22.02.88.

17.A.c. 1563085 СССР, МКИ В23К 35/30. Состав порошковой проволоки для наплавки / Карпенко В.М., Макаренко H.A. и др. - №4497710. -Заявлено 25.10.88.

18-А.с. 1570178 СССР, МКИ В23К 35/30. Состав порошковой проволоки / Грановский A.B., Карпенко В.М., Макаренко H.A. и др. - №4423518. -Заявлено 13.05.88.

19.A.c. 1575476 СССР, МКИ В23К 35/30. Состав порошковой проволоки Карпенко В.М., Грановский A.B., Макаренко H.A. и др. - №4491328. -Заявлено 10.10.88.

20.A.c. 1580725 СССР, МКИ В23К 35/30. Порошковая проволока дл; плазменной наплавки с аксиальной подачей плавящегося электрода Катренко В.Т., Макаренко H.A. и др. - №4448412. - Заявлено 27.06.88.

21.A.c. 1588361 СССР, МКИ В23К 35/30. Порошковая проволока дл! наплавки / Турчанин А.Г., Макаренко H.A. и др. - №4382328. - Заявлеш 22.02.88.

22.А.С. 1624844 СССР, МКИ В23К 35/30. Состав порошковой проволок! для наплавки / Макаренко H.A. и др. - №4602305. - Заявлено 4.11.88.

23.A.c. 1633664 СССР, МКИ В23К 35/30. Состав порошковой проволоки Макаренко H.A. и др. - №4491911. - Заявлено 10.10.88.

24.A.c. 1434657 СССР, МКИ В23К 35/30. Порошковая проволока Макаренко H.A. и др. -№4246404. - Заявлено 18.05.87.

25.A.c. 1557834 СССР, МКИ3 В 23 К 9/16. Установка для плазменно{ наплавки / Дудко Д.А, Карпенко В.М., Грановский A.B., Макаренко Н.А и др. - Опубл. 20.08.90; Бюл. №14.

26.Грановский A.B., Корниенко А.Н., Макаренко М.А. Плазмотрон дл; сварки и наплавки плавящимся и неплавящимся электродом // Тезись Всесоюзной научно-технической конференции: "«Состояие i перспективы развития электротехнологий». - Иваново. - ГКНТ. - 1985 -С.32-34.

27.Макаренко H.A., Грановский A.B. Наплавка жаропрочных материалов ш рабочую поверхность пресс-форм // Донецкий ЦНТИ. - 1988.- 4 с.

28.Макаренко H.A. Применение наплавки при изготовлении пресс-форм / Всесоюзнная науч.-техн. конф. 14-16 сентября 1988.: Тез. докл. - Пермь

1988. С. 75-76.

29.Макаренко H.A. Особенности построения порошковой проволоки пр! плазменной наплавке с аксиальной подачей электрода: Тез. докл. 1 Международной конференции молодых ученых в области сварки \ смежных технологий . - Киев, 1989. - С.118.

30.Карпенко В.М., Грановский A.B., Макаренко М.А. Влияние нагрев; вылета порошковой проволоки на ее электросопротивление // Тез Всесоюзной научно-технической конференции «Состояния i перспективы развития электротехнологий» ГКНТ СССР, Иваново. ■

1989,-31с.

АНОТАЦШ

Макаренко Н. О. Розробка плазмового пронесу з аксиальним подаван-ням порошкового дроту для наплавлення прес-форм. - Рукопис

Дисерташя на здобуття наукового ступеня кандидата техшчних наук з спешальност1 05.03.06 - зварювання i cnopijuein технолог^'. - Приазовський державний техшчний ушверситет Мшютерства осв1ти УкраТни, Мар1уполь, 1999 р.

Дисертащя присвячена розробщ MaTepianiB, технолог!!' та обладнання для плазмового наплавлення з аксиальним подаванням порошкового дроту для ви-готовлення прес-форм для скляних ¿золятор!в та iHHiHX вироб!в. Розроблена нова технолопя ¡з подвшним додатковим niflirpiBOM дроту зарахунок збшьшення вилйоту i плазмово! дуги. Основна частина робота мктить дослщження, виконаш з метою шдвищення ефективност! плазмового наплавлення, забезпечення заданих властивостей шляхом розробки нових с клад ¡в по-рошкових дрот1в. Визначен д1апазон оптимальних режим1в та вимог до плаз-мотрошв i джерел живлення. Вивчений пронес HarpiBy електродного дроту, що подаеться через внутршшо порожнину неплавкого електроду, по oci плазмовоТ дуги, видшено чотири дшьнищ надходження тепла. Встановлено, що теплов1 потоки в оболонку дроту найбшьш велим на дшьницях каналу сопла i видимого вильоту. Теплота в1д оболонки передаеться серцевиш, компоненти якоУ шдбиралися з урахуванням можливих реакщй при достатньо високих температурах. При вщповщних режимах горшня дуг, значна частина окисл1в вишлаковуеться всередиш порошкового дроту до його плавления, що сприят-ливо вщображаеться на якост1 наплавленного металу. Основш результати робота завпроваджеш при наплавленш ряду деталей та шструменпв, працюю-чих в агресивному середовипн i при перемшних терм!чних циклах.

Ключов1 слова : зварювання плавлениям, зварювальне обладнання, плазмове наплавлення, порошковий др1т, прес-форма.

Аннотация

Макаренко H.A. Разработка плазменного процесса с аксиальной подачей порошковой проволоки для наплавки пресс-форм. - Рукопись

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.03.06. - «Сварка и родственные технологии». - Приазовский государственный технический университет Министерства образования Украины, Мариуполь, 1999 г.

Диссертация посвящена разработке материалов, технологии и оборудования для плазменной наплавки с аксиальной подачей порошковой проволоки

применительно к пресс-формам для производства стеклянных изоляторов и других изделий из материалов, химически активных в горячем состоянии. Такие пресс-формы работают при термоциклических нагрузках в агрессивной среде и для их изготовления используют комплексно-легированные стали, низколегированные чугуны, сплавы на основе меди. Трудности технологии изготовления и ремонта обусловлены требованиями совмещения жаростойкости с высокой теплопроводностью. В мировой практике наиболее оптимальной технологией производства и ремонта, удовлетворяющих этим требованиям, является плазменная наплавка порошковой проволокой рабочей поверхности инструмента. Широкими технологическими возможностями обладает плазменный процесс с аксиальной подачей проволоки. Основными задачами при внедрении этого способа являются определение путей повышения надежности процесса, разработка состава проволоки для наплавки на конкретные изделия, установление оптимальных режимов, создание надежных плазмотронов и определение требований к источникам питания.

В работе исследован процесс нагрева электродной проволоки, подающейся через внутреннюю полость неплавящегося электрода по оси плазменной дуги, выделены четыре участка поступления тепла. Установлено, что тепловые потоки в оболочку проволоки наиболее велики на участках канала сопла и видимого вылета. Теплота от оболочки передается сердечнику, компоненты которого подбирались с учетом возможных реакций при достаточно высоких температурах. При соответствующих режимах горения дуг, отшлако-вывание значительной части окислов происходит внутри порошковой проволоки до ее плавления, что благоприятно сказывается на качество наплавленного металла. Установлено, что для каждого диаметра сопла существует критическое соотношение величины тока плазменной дуги и длины видимого вылета, при которой начинается шунтирование плазменной дуги; определен диапазон оптимальных режимов. Режим плазменно-дуговой наплавки регулируется из основного требования - исключение прожогов оболочки порошковой проволоки.

В состав сердечника порошковых проволок введены фториды и хлориды металлов с низкой температурой диссоциации. Атомарные фтор и хлор вступают в реакцию с оксидами на поверхности металлических составляющих шихты, переводя их в легкоплавкие соединения. Образование не глубокой и широкой ванны, а также воздействие полоцилиндрической дуги при плазменной наплавке способствует интенсификации протекания обменных реакций между шлаками и расплавленным металлом. Состав легирующей части наполнителя порошковой проволоки отрабатывался путем приближения состава наплавленного металла к заданному. При этом благодаря оптимальному составу газошлакооб-разующей основы и участию в защите зоны сварки аргона достигнуты высокие показатели перехода легирующих элементов. В соответствии с разработанными

составами изготавливалась проволока диаметром 2,0 и 3,0 мм с коэффициентом заполнения 0,39...0,42.

Для осуществления плазменной наплавки с аксиальной подачей плавящейся порошковой проволоки разработаны схемы применения серийного оборудования; питания дуг можно осуществлять от отдельных источников сварочного тока. Для питания плазменной дуги применены источники с полого-падающей вольтамперной характеристикой. При выборе источников питания дуги, горящей с плавящейся проволоки, учитывается падение напряжения в коммуникациях и применяются источники с жесткой вольтамперной характеристикой. Порошковая проволока дополнительно подогревается сварочным током, проходящим через увеличенный вылет, для чего ток подводится в верхней части плазмотрона, а контроль за процессом возбуждения и плавления осуществляется с помощью токоподводящей вставки, сигнал с которой поступает в цепи обратной связи. Разработаны технологические схемы на- . плавки, максимально учитывающие возможности процесса.

Результаты работы внедрены на Славянском арматурно-изоляторном заводе для наплавки пресс-форм для прессования из стекла, что позволило повысить их стойкость в четыре раза по сравнению с пресс-формами из легированного чугуна.

Ключевые слова: сварка плавлением, сварочное оборудование, плазменная наплавка, порошковая проволока, пресс-форма.

ABSTRACT

□

Makarenko N.A. DEVELOPMENT OF PLASMA PROCESS WITH AN AXIAL FEEDING OF FLUX-CORED WIRE FOR HARDFACING PRESS-MOLDS - Manuscript.

Thesis for a scientific degree of Candidate of Sciences (Engineering) in specialty 05.03.06 - Welding and Related Technologies- Preazovsky State Technical University,-Ministry ofEducation Of Ukraine, Mariupol, 1999.

The thesis deals with the development of equipment, materials and technology of plasma hardfacing of press-moldsusing axial feeding of flux-cored wire. A new technology with adouble additional preheating of wire due to increase of its stickout and by plasma arc. The main part of the work contains investigations which were carried out to increase the efficiency of the plasma hardfacing and to provide the preset properties by the development of new compositions of flux-cored wires. Requirement for plasmatrons were formulated and a range of optimum parameters was established. The process of heating electrode wire, which is fed through the inner cavity of the non-

consumable electrode along the plasma arc axis, is studiedand four regions of heat enter are distiguished. It is established that the heat flows into the wire sheath are largestat the regions of nozzle channel and a visible stickout. The heat from the sheath is transferred to the core, whose components were selected taking into account the possible reactions at sufficiently high temperatures. At appropriate conditions of arc burning, deslagging of a large part of oxides occurs inside theflux-cored wire before its melting, thus favouring the quality of the deposited metal. The condition parameters are controlled within the range, which prevents the burning-through of the flux-cored wire sheath. For the industrial application of the process the plasmatrons and electrical circuits of the equipment are developed. The main results of the work have been implemented in hardfacing of a number of parts and tools operating in aggressive medium and at alternating thermal cycles.

Keywords : fusion welding, welding ' equipment, plasma hardfacing, flux-cored wire, press-mold.