При дуговому процесі наплавлення інтенсивне поглинання азоту здійснюється рідким металом зварювальної ванни і залежить від часу перебування розплаву в рідкому стані, а так само від ступеня чистоти використовуваного захисного газу.
При впливі легуючих елементів бронзи з киснем в зварювальної ванні з'являються оксиди, які можуть бути ініціаторами тріщин.
За рахунок швидкоплинності процесу нанесення плакуючого шару оксиди повністю не видаляються з нього. Використання комбінованих дугових способів нанесення покриттів дозволяє знизити тепловкладення в основний метал, що сприяє зменшенню глибини проплавлення останнього. Глибина проникнення залежить не тільки від вихідних характеристик наплавляємого і основного металу, але і від виникаючих в наплавленого металу і в зоні сплаву в процесі наплавлення концентраторів напруги. У вигляді включень, дифузійних і кристалізаційних прошарків, і дефектів металургійного походження.
З огляду на значну залежність кінцевого складу наплавленого металу при дугового наплавленні від процесів окислення, що відбуваються в дузі і зварювальній ванні, а так само від повноти перемішування розплавлених складових присадного дроту, необхідно звернути особливу увагу на вибір параметрів режиму наплавлення.
Один з основних факторів, що обумовлюють складність наплавлення бронзових сплавів - висока схильність до утворення тріщин.
Освіта тріщин залежить від технології ведення процесу наплавлення, параметрів режиму наплавлення, складу присадного дроту і класу стали. Стійкість бронз проти утворення гарячих (кристалізаційних) тріщин, при інших рівних умовах, залежить від ефективного інтервалу кристалізації. Чим вже цей інтервал, тим стійкість до утворення гарячих тріщин вище, що відповідає загальним уявленням про схильність металів і сплавів до утворення гарячих тріщин. Встановлено, що алюмінієві бронзи мають інтервал кристалізації від 20 до 30 0 С, мідно - нікелеві - від 65 до 70 0 С, олов'яні бронзи близько 150 0 С.
Виникнення кристалізаційних тріщин в процесі наплавлення бронзи на сталь, певною мірою пов'язано з перебуванням критичного вмісту заліза в шві, що негативно позначається на характері кристалізації сплаву, через перевищення критичної величини напруг, що розтягують.
Крім зони сплаву в перерізі наплавленого шва можна виділити наступні зони: зона сплаву, зона термічного впливу стали, околошовной зона і зона термічного впливу бронзи. Найбільш критичною з точки зору утворення тріщин є зона термічного впливу стали. Протяжність зона термічного впливу стали залежить від вихідного стану стали і становить 1,4 - 2,1 мм. У даній зоні можна виділити ділянки характеризуються властивою їм микроструктурой і розміром зерна. До них відносяться: ділянка оплавлення зерен, ділянку з ознаками перегріву, ділянка неповної перекристалізації і т.д. Чим вище температура нагріву і швидкість охолодження металу зони термічного впливу сполуки, то більша зміна його структури і, відповідно механічних властивостей. Метал зони, прилеглої до наплавленого шву, після процесу наплавлення характеризується низькими пластичністю (δ = 2 - 4%) і ударною в'язкістю (ан = 150 кДж / м 2).
При наплавленні на кордоні зони сплаву в стали є спотворення кристалічної решітки, які характеризуються накопиченням надлишкової вільної енергії на межі зерен стали в місцях найбільших спотворень. Це призводить до збільшення швидкості дифузії атомів бронзи. Під дією дифузії відбувається зрушення кристалів заліза і заповнення звільнився обсягу бронзою, з частковим розчиненням в собі кристалів заліза. У міру зниження температури розплаву в процесі кристалізації під дією пружних напружень стиску кристали заліза зменшуються в розмірах, що призводить до збільшення обсягу проникнення бронзи в сталь.
Збільшення вмісту вуглецю призводить до проникнення міді в поверхневі шари стали. Дифузія вуглецю з розчиненого міддю шару стали викликає неоднорідність вуглецю в зоні сплаву. Ступінь неоднорідності розподілу вуглецю залежить від його вихідного змісту в стали, часу контакту з рідкої бронзою, а так само від параметрів режиму наплавлення.
Поряд з утворенням тріщин в зоні термічного впливу, в залежності від способу наплавлення бронзи підвищується схильність до утворення холодних тріщин в околошовной зоні стали. Такі тріщини утворюються в твердому стані на відстані 0,5 ... 5 мм від кордону сплаву. Встановлено, що їх утворення залежить від пластичних властивостей при підвищених температурах. Різна схильність бронз до утворення тріщин в околошовной зоні визначається різним рівнем пластичних властивостей при підвищених температурах. Для різних сплавів величина температурного інтервалу 250 - 700 0 С. У даному інтервалі спостерігається різкий провал пластичності. Мінімальним рівнем пластичних властивостей володіють меднонікелевоалюмініевие сплави і олов'яні бронзи, максимальним марганцево-алюмінієві бронзи. Підвищити характеристики пластичності при температурі вище 300 0 С дозволяє додавання мікролігірующіх добавок. Найбільш ефективна комплексна добавка (бору 0,5% і ванадію 0,5%). Введення цих компонентів дозволяє підвищити величину відносного подовження бронзи в інтервалі провалу пластичності до 20%. А саме, чим нижче рівень пластичних властивостей, тим більше схильний сплав до утворення тріщин в твердому стані. Мінімальна величина відносного подовження в інтервалі температур провалу міцності бронз δmin може служити кількісною характеристикою схильності до утворення тріщин в твердому стані. Пропонується наступна оцінка зварюваності мідних сплавів в залежності від рівня δmin. добре зварюються сплави - δmin 20%, задовільно - від 6 до 20%, обмежено - від 2 до 5,9%, погано або НЕ зварюються - менше 2%.
Добре наплавляемие сплави не вимагають застосування спеціальних технологічних прийомів. При нанесенні задовільно наплавляються сплавів бажано не створювати великий зварювальної ванни і відстежувати температуру підігріву зразка в процесі наплавлення. Наплавлення обмежено наплавляються сплавів рекомендується проводити на мінімальній погонной енергії з охолодженням металу з'єднання після виконання кожного проходу.
Повна оцінка наплавлення бронзи повинна проводитися з урахуванням її стійкості до утворення, як кристалізаційних тріщин, так і тріщин в твердому стані.