В практике отечественного и зарубежного машиностроения широко используют биметаллические соединения меди и ее сплавов со сталью, полученные с помощью различных способов.
Большинство существующих способов наплавки не позволяет избежать оплавления основного металла и интенсивного перемешивания его с присадочным металлом. Это ухудшает прочностные, антикоррозионные, электротехнические и другие свойства наплавленного металла. Дуговые способы наплавки имеют довольно низкую производительность.
В ИЭС им. Е. О. Патона разработан высокопроизводительный способ электрошлаковой наплавки меди и ее сплавов на сталь, позволяющий предотвратить оплавление основного металла. По физико-химическим процессам взаимодействия шлака, присадочного металла и основного металла этот процесс близок к пайке.
Помимо электрошлаковой наплавки в вертикальном положении по схеме, подобной рис. 9.31, известны электрошлаковая наплавка меди и ее сплавов на плоские поверхности в нижнем положении по схемам, изображенным на рис. 9.32 и 9.33, и наплавка на внутренние поверхности тел вращения в нижнем положении (рис. 9.34). По схеме рис. 9.31 наплавляют обычно слой толщиной 20-30 мм, по схеме рис. 9.32, 9.33 и 9.34 -слой толщиной 1-15 мм.
Особенности разработанного процесса состоят в следующем.
1. Температура шлаковой ванны находится в интервале выше температуры плавления присадочного металла, но ниже температуры плавления основного металла.
2. Используют сварочные флюсы, температура плавления которых ниже температуры плавления меди или ее сплавов на 300 - 400° С, а температура кипения образовавшегося шлака выше температуры плавления меди или ее сплавов, но ниже температуры плавления стали. При этом шлак должен иметь достаточно широкий интервал рабочих температур, чтобы обеспечить устойчивость протекания электрошлакового процесса.
3. Дополнительная стабилизация температуры шлаковой ванны осуществляется путем изменения индуктивного сопротивления сварочной цепи. При этом должны быть удовлетворены условия, выраженные формулой (1.26). Сильное увеличение индуктивности сварочной цепи может привести к появлению незатухающих колебаний процесса наплавки. Поэтому оптимальное значение индуктивности должно быть таким, чтобы частная производная выделяемой мощности по температуре была меньше частной производной отдаваемой мощности по температуре, но не становилась отрицательной.
4. Источник тока (сварочный трансформатор) и индуктивное сопротивление подбирают такими, чтобы отношение напряжения холостого хода источника к напряжению сварки Ux1X/Uc - = 1,2-1,6
5. Расплавленный флюс (шлак) имеет при сравнительно низких температурах (ниже 1500° С) достаточно высокую электропроводимость и низкую вязкость, что благоприятствует поддержанию устойчивого электрошлакового процесса.
6. Шлак имеет высокую химическую активность по отношению к окислам присадочного и основного металлов, восстанавливая или растворяя их.
Для электрошлаковой наплавки меди и ее сплавов разработаны специальные флюсы, удовлетворяющие указанным выше условиям. Такие флюсы содержат хлоридно-фторидные соединения, а также бораты и карбонаты щелочных и щелочно-земельных металлов.
| 
