Лекция №5 Электроды и другие сварочные материалы

Проволока сварочная стальная

Стальная сварочная проволока, предназначенная для сварки и наплавки, изготавливается по ГОСТ 2246-70. В легированной проволоке содержится от 2,5 до 10% легирующих компонентов, в высоколегированной — свыше 10%.

Буквы и цифры в наименовании марок проволоки оз­начают:

Св — проволока сварочная;

08 — 0,8% углерода (среднее содержание);

А — нормальное, АА — еще более низкое содержание вредных примесей серы и фосфора;

Г — проволока, легированная марганцем.

Таким образом, например, марка сварочной проволо­ки Св-08ГС расшифровывается следующим образом: Св — сварочная проволока, содержащая 0,8% углерода, до 1% марганца и до 1% кремния.

Сварочная проволока выпускается следующих диамет­ров: 0,3; 0,5; 0,8; 1,0; 1,4; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0; 12,0 мм.

Проволока диаметром до 3 мм применяется для шлан­говой сварки, диаметром от 1,6 до 6 мм — для ручной дуговой сварки штучными электродами; от 2 до 5 мм — для автоматической сварки под флюсом; проволока боль­ших диаметров применяется для наплавочных работ.

Порошковая проволока

Порошковая проволока представляет собой стальную обо­лочку с запрессованным в ней порошком. Порошковая проволока применяется как для сварки, так и для наплавки.

Современная порошковая проволока изготавливается в основном пяти типов (рис. 17): трубчатая, трубчатая с на­хлестом, с загибом в оболочке (двух типов) и двухслойная.

Рисунок 17 - Конструкция оболочек порошковых проволок

Порошковая проволока выпускается диаметром от 1,6 до 3,6 мм. Для оболочки используется лента из низко­углеродистой стали марки 08КП холодного проката в со­стоянии «мягкая» или «особо мягкая».

Проволока выпускается с пятью видами порошков (шихты):

— рутило-целлюлозная;

— корбонатно-флюоритная (флюорит — плавиковый шпат CaF₂);

— флюоритная;

— рутило-флюоритная;

— рутиловая.

Покрытия электродов

Покрытия электродов выполняют сразу много функ­ций: стабилизируют горение дуги, защищают расплав­ленный металл от кислорода и азота воздуха, способству­ют удалению средних примесей, легируют металл шва для улучшения его свойств и т. д.

Электродные покрытия состоят из шлакообразующих, раскисляющих, газообразующих, легирующих, стабили­зирующих и связующих компонентов.

Шлакообразующие компоненты защищают расплавлен­ный металл от воздействия кислорода и азота воздуха, а также частично очищают его. Шлакообразующие компо­ненты уменьшают скорость охлаждения металла и спо­собствуют удалению неметаллических включений. Шлакообразующие компоненты могут включать в себя марганцевую руду, титановый концентрат, каолин, мел, полевой шпат, мрамор, кварцевый песок, доломит, а так­же некоторые вещества, стабилизирующие горение дуги.

Раскисляющие компоненты обеспечивают раскисле­ние расплавленного металла сварочной ванны. К таким веществам относятся элементы, обладающие большим средством к кислороду, чем железо, например, марга­нец, алюминий, кремний, титан и др.

Газообразующие компоненты создают при сгорании защитную газовую среду, которая предохраняет расплав­ленный металл от кислорода и азота воздуха. В качестве газообразующих используют такие вещества, как декст­рин, древесная мука, целлюлоза, крахмал.

Легирующие компоненты вводятся в состав электро­дных покрытий для придания металлу шва специальных свойств: высокая механическая прочность, жаростойкость, износостойкость, повышение сопротивляемости коррозии. В качестве легирующих компонентов служат хром, ти­тан, марганец, молибден, ванадий, никель и некоторые другие элементы.

Стабилизирующие компоненты. В качестве стаби­лизирующих вводятся элементы, имеющие небольшой потенциал ионизации, — такие как натрий, калий и кальций.

Связующие компоненты применяются для связывания составляющих компонентов покрытия между собой и со стержнем электрода. Для этого используют декстрин, желатин, натриевое или калиевое жидкое стекло и дру­гие вещества. Основным связующим веществом служит, как правило, жидкое стекло.

Классификация электродов

Электроды для дуговой сварки бывают двух основных типов: плавящиеся и неплавящиеся.

Все типы электродов должны удовлетворить перечню основных требований к ним. По качеству (и точности) изготовления, состояния по­верхности покрытия и содержанию вредных примесей серы и фосфора электроды делятся на группы, обознача­емые цифрами 1, 2, 3.

Электроды для ручной дуговой сварки и наплавки под­разделяются по назначению следующим образом (ГОСТ 9466-74):

— для сварки углеродистых и низколегированных кон­струкционных сталей с временным сопротивлением раз­рыву до 600 Н/мм² (обозначаются - У);

— для сварки легированных сталей с временным со­противлением разрыву свыше 60 кгс/мм² (Л);

— для сварки легированных теплоустойчивых сталей (Т);

— для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами (В);

— для наплавки поверхностных слоев с особыми свой­ствами (Н).

Электроды подразделяются также по толщине покры­тия на электроды с тонким, средним, толстым и особо толстым покрытиями (обозначаются буквами М, С, Д, Г соответственно).

По виду покрытия электроды подразделяются следую­щим образом:

— с кислым покрытием (обозначаются буквой А);

— с основным покрытием (Б);

— с рутиловым покрытием (Р); — с целлюлозным покрытием (Ц);

— с покрытием смешанного типа (обозначаются двумя буквами);

— с покрытием прочего вида (П).

По виду пространственного положения электроды под­разделяются:

— для сварки во всех пространственных положениях (обозначение — цифра 1);

— для сварки во всех пространственных положениях, кроме вертикальной, сверху вниз (обозначение — 2);

—для положений нижнего, горизонтального на вер­тикальной плоскости и вертикального снизу вверх (3);

— для нижнего положения и нижнего в «лодочку» (4).

Типы электродов для сварки конструкционных сталей

В обозначение типа электрода входят буква Э (элект­род) и цифра, указывающая минимальное временное со­противление разрыву металла шва или наплавленного металла или сварного соединения (в кгс/мм²).

Например, обозначение Э50 означает, что электроды этого типа обеспечивают минимальное временное сопро­тивление.

Если в обозначении после цифр присутствует буква А (например, Э42А, Э46А), это означает, что данный тип электрода обеспечивает более высокие пластические свой­ства наплавленного металла.

Выбор типа электрода и его марки зависит от многих условий: марки свариваемой стали, толщины листа, жес­ткости изделий, температуры окружающего воздуха при сварке, пространственного положения и т. д.

Условные обозначения электродов

В технических документах (чертежах, технологичес­ких картах и т. п.) условное обозначение электродов со­стоит из обозначения марки, диаметра и группы электро­да (ГОСТ 0466-75).

На этикетке упаковочной тары (пачке, ящике) приво­дятся аналогичные, но более подробные сведения.

Например, этикетка может иметь следующую надпись:

Э46А-УОНИ-13/45-3,0-УД Е43 2 (5) — Б10

Эта надпись означает:

— электроды типа Э46А (прочностная характеристи­ка = 460 МПА, улучшенная пластичность и вязкость металла шва);

— марка электрода УОНИ-13/45;

— диаметр электрода — 3,0 мм;

— назначение электрода — У (для сварки углеродис­тых и низколегированных сталей);

— толщина покрытия — (с толстым покрытием);

— номер группы — 2 (вторая);

— группа индексов Е43 2(5) указывает характеристи­ки металла шва по ГОСТУ 9467-75;

— Б — вид покрытия (основной);

— 1 — допустимые пространственные положения (1 — для всех положений);

— 0 — род тока (0 — постоянный ток обратной по­лярности).

В технической документации эти электроды будут обо­значены так: УОНИ-13/45-3,0-2 ГОСТ 9466-75.

Неплавящиеся электроды

Неплавящиеся электроды бывают угольные, графито­вые и вольфрамовые. Угольные элёктроды (ГОСТ 4425-72) изготавливаются из электротехнического угля, графитовые — из синтети­ческого прессованного графита (ГОСТ 4426-71). Эти элек­троды имеют форму цилиндрических стержней диамет­ром от 5 до 25 мм и длиной 200-300 мм. Конец электро­дов затачивается на конус под углом 60—70° (для сварки цветных металлов — под углом 20—40°).

Наиболее широкое применение имеют вольфрамовые неплавящиеся электроды, которые изготавливаются из чистого вольфрама или вольфрама с различными присад­ками (окислы тория, лантана, иттрия). Наличие приса­док (1—2%) облегчает зажигание дуги, увеличивает стой­кость электрода при повышенной плотности тока. Диаметр вольфрамовых электродов составляет 2—10 мм в зависимости от величины сварочного тока.

Флюсы для дуговой сварки

Флюсы для дуговой сварки подразделяются на флюсы общего назначения и специальные. К первым относятся флюсы для сварки низкоуглеродистых и некоторых низ­колегированных сталей. Флюсы специального назначе­ния в зависимости от их марки предназначены для свар­ки некоторых легированных сталей, цветных металлов, наплавочных работ и т. д.

По содержанию кремния флюсы делят на две группы: высококремнистые и низкокремнистые. Высококремнистые флюсы содержат от 35 до 50% кремния (Si) и применяются в основном при сварке низкоуглеродистых сталей. Низко­кремнистые флюсы, содержащие менее 35% кремния, ис­пользуют обычно для сваривания легированных сталей.

По содержанию марганца флюсы делят на марганцевые, содержащие боле 1% Мn, и безмарганцевые (менее 1% Мn).

Флюсы различают также по степени легирования ме­талла шва:

— пассивные флюсы (т. е. флюсы, не вступающие во взаимодействие с расплавленным металлом);

— активные флюсы (две подгруппы — слабо легирую­щие металл и сильно легирующие, к которым относится большинство керамических флюсов).

Литература:1 осн. [68-84], 2 осн. [129-153], 1-3 доп.

Контрольные вопросы

1. Какие виды сварочных материалов Вы знаете?

2. Какими бывают покрытия электродов?

3. Назовите несколько признаков, по которым классифици­руются электроды.

4. Какие виды флюсов вы знаете?

Дата добавления: 2014-01-06