Использование композиционных материалов при сварке металла

Дисперсно-упрочненные композиционные материалы с алюминиевой матрицей, армированной керамическими частицами, обладают высокой износостойкостью и низкими значениями коэффициентов трения. Важными преимуществами таких композиционных материалов являются также их малый удельный вес и низкая стоимость. Требованиям высокой износостойкости или антифрикционности должны удовлетворять лишь поверхностные слои деталей, работающих в трибопарах, в то время как остальная их часть может быть изготовлена из материалов, более технологичных при различных видах обработки. Поэтому создание технологии дуговой сварки и наплавки металла для получения износостойких покрытий с композиционной структурой наплавленного металла является новой и актуальной задачей в последнее время.

Возможность нанесения композиционных покрытий и восстановления изношенных деталей методом аргонодуговой наплавки и сварки неплавящимся (вольфрамовым) электродом сдерживается в том числе и из-за отсутствия присадочного материала. Именно поэтому возникает потребность в разработке составов и способов изготовления присадочных алюмоматричных композиционных материалов, обеспечивающих качественное формирование наплавленных покрытий, сохранение и равномерное распределение упрочняющих частиц в наплавленном покрытии.

В результате исследований, проводимых в последнее время различными учеными, установлено, что основными проблемами, возникающими при воздействии дугового разряда на алюмоматричные композиционные материалы, армированные частицами карбида кремния, являются следующие:

• взаимодействие матричного алюминиевого расплава с армирующей фазой в условиях высокотемпературного сварочного нагрева с образованием хрупких продуктов взаимодействия, появление которых приводит к снижению эксплуатационных свойств композиционных материалов;
• повышение вязкости расплава композиционных материалов при увеличении доли армирующих частиц, что затрудняет формирование наплавляемых валиков;
• вероятность неоднородного распределения армирующей фазы в наплавленном слое;
• образование газовых пор в металле покрытия.