Сварочные электроды

Покрытые электроды применяются при ручной дуговой сварке (РДС) и наплавке поверхностных слоев из сталей и сплавов, как черных, так и цветных металлов. Из всех сварочных материалов покрытые сварочные электроды занимают по объему первое место. Ими сваривают более 2/3 всех металлоконструкций.

Конструкция покрытого электрода приведена на рис. Х.

1 - стержень; 2 - участок перехода; 3 - покрытие; 4 - контактный торец без покрытия

Рис. Х.

Электрод представляет собой металлический стержень, изготовленный из сварочной проволоки определенной марки (химического состава), определенного диаметра и длины, на который нанесено защитное покрытие, состав которого в общем случае определяется назначением электрода.

Электроды предназначены для подвода электрического тока к зоне сварки, для образования сварного шва за счет расплавления металлического стержня электрода и для защиты зоны сварки от вредного воздействия окружающей среды за счет электродного покрытия.

В зависимости от назначения к электроду предъявляют различные требования - общие и специальные.

К общим требованиям относят: устойчивое горение дуги, хорошее формирование шва, отсутствие дефектов, минимальные потери металла электрода вследствие разбрызгивания, минимальная токсичность при сварке и другие.

К специальным требованиям относят получение швов заданной формы (вогнутая поверхность шва, глубокий провар и т.д.), возможность сварки в различных пространственных положениях, получение металла шва с заданными свойствами (коррозионная стойкость, износостойкость, окалиностойкость, возможность сварки на переменном токе и др.).

Для удовлетворения всех этих требований применяют металлические стержни разного химического состава а также в покрытия электродов вводят определенные вещества - шлакообразующие, газообразующие, раскислители, легирующие, стабилизирующие горение дуги, связующие.

Шлакообразующие составляющие - основная часть большинства покрытий. Они при расплавлении электрода образуют шлак, который защищает раславленный металл от контакта с окружающей средой. В качестве шлакообразующих чаще всего применяют полевой шпат, плавиковый шпат, кремнезем, каолин, тальк, слюду, ильменитовый и рутиловый концентраты, мрамор и т.д.

Газообразующие компоненты при нагреве разлагаются с образованием газа, который при сварке оттесняет воздух от сварочной дуги. В качестве газообразующих применяют органические вещества: крахмал, целлюлоза или карбонаты: мрамор, мел, известняк, доломит.

Несмотря на газовую и шлаковую защиту, расплавленный металл полностью изолировать от контакта с воздухом не удается и он частично окисляется. Для получения высокого качества шва его нужно раскислить, т.е. восстановить окислы, находящиеся в расплаве. Для этого в состав покрытия вводят элементы - раскислители в виде ферросплавов мерганца, кремния, титана.

Для стабилизации горения дуги в покрытия вводят лгко ионизируемые элементы - соединения щелочноземельных и щелочных металлов (калия, натрия, кальция, бария) в виде полевого шпата, мрамора, мела, кальцинированной соды, силикатов натрия и бария.

Для придания металлу шва определенных свойств (повышенной прочности, износостойкости, способности работать при низких температурах, коррозионной стойкости) металл шва нужно легировать хромом, марганцем, кремнием, вольфрамом, молибденом, никелем, титаном и др. Легирующие элементы вводят в проволоку электродного стержня или в покрытие. Предпочтительно вводить их именно в проволоку, так как при этом получается наиболее стабильный химсостав шва.

В качестве связующего материала обычно используют жидкое стекло. Для повышения пластичноти обмазочной массы к жидкому стеклу добавляют пластификаторы - целлюлозу, каолин, тальк, слюду и др.

Назначение, свойства, классификация, условия применения, хранения, приемки и методы испытаний электродов для сварки и наплавки сталей и сплавов на основе железа определены в ГОСТ 9466-75 (СТ СЭВ 6568-89). Этот ГОСТ также регламентирует общие требования, предъявляемые к электродам. Для каждого класса электродов специальные требования регламентируются отдельным ГОСТ.

Классификация сварочных электродов

Согласно ГОСТ 9466-75 предусмотрена классификация по следующим признакам:

- по назначению;

- по типу;

- по маркам (согласно стандартам или техническим условиям);

- по толщине покрытия;

- по виду покрытия;

- по допустимым пространственным положениям при сварке;

- по роду и полярности применяемого при сварке или наплавке тока, а также по номинальному напряжению холостого хода используемого источника питания сварочной дуги переменного тока частотой 50 Гц;

По назначению электроды поделены на 5 классов:

1. для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 60 кгс/мм- (условное обозначение «У») (ГОСТ 9467);

2. для сварки легированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву свыше 60 кгс/мм- Л; (ГОСТ 9467)

3. для сварки легированных теплоустойчивых сталей – Т (ГОСТ 9467);

4. для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами – В (ГОСТ 10052);

5. для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами – H (ГОСТ 10051).

Для каждого класса электродов особые свойства и требования регламентируются отдельным ГОСТ. Так, например, для первого из названных - ГОСТ 9467-75, для третьего - ГОСТ 10052-75.

На типы электроды подразделяются согласно ГОСТ 9467, ГОСТ 10051 и ГОСТ 10052.

В группу для наплавки входят электроды, предназначенные для ручной дуговой наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами (кроме электродов для наплавки слоев из цветных металлов).

Изготавливают и поставляют в соответствии с требованиями ГОСТ 9466-75 и ГОСТ 10051-75.

Для наплавочных работ в некоторых случаях также используют сварочные электроды, например, предназначенные для сварки высоколегированных коррозионно - стойких, жаростойких и жаропрочных сталей.

Согласно ГОСТ 10051-75 электроды для наплавки поверхностных слоев по химическому составу твердости при нормальной температуре классифицированы на 44 типа (например, электроды типа Э-16Г2ХМ, Э-110Х14В13Ф2, Э-13Х16Н8М5С5Г46).

В зависимости от принятой системы легирования и условий работы для наплавки могут быть условно разделены на следующие 6 групп:
1-я группа.
Электроды обеспечивающие получение низкоуглеродистого низколегированного наплавленного металла с высокой стойкостью в условиях трения и ударных нагрузок (по назначению к этой группе относятся некоторые марки электродов 3-ей группы).
2-я группа.
Электроды обеспечивающие получение среднеуглеродистого низколегированного наплавленного металла с высокой стойкостью в условиях трения и ударных нагрузок при нормальной и повышенной температурах (до 600-6500С).
3-я группа.
Электроды обеспечивающие получение углеродистого, легированного (или высоколегированного) наплавленного металла с высокой стойкостью в условиях абразивного изнашивания и ударных нагрузок.
4-я группа.
Электроды обеспечивающие получение углеродистого высоколегированного наплавленного металла с высокой стойкостью в условиях больших давлений и высоких температур (до 650-8500С).
5-я группа.
Электроды обеспечивающие получение высоколегированного аустенитного наплавленного металла с высокой стойкостью в условиях коррозионно-эрозионного изнашивания и трения при повышенных температурах (до 570-6000С).
6-я группа.
Электроды обеспечивающие получение дисперсноупрочняемого высоколегированного наплавленного металла с высокой стойкостью в тяжелых температурно-деформационных условиях (до 950-11000С).

Необходимо отметить, что производство наплавочных работ требует применения специальной технологии, которая - в зависимости от химического состава может включать обязательное выполнение таких операций, как предварительный и сопутствующий подогрев, термическую обработку для получения заданных эксплуатационных свойств наплавляемой поверхности.

Подразделение электродов на марки - по стандартам или техническим условиям. При этом каждому типу электродов может соответствовать одна или несколько марок.

По толщине покрытия в зависимости от отношения (- диаметр покрытия, - диаметр электрода, определяемый диаметром стержня) электроды подразделяются:

с тонким покрытием (1,20) (условное обозначение «М»);

со средним покрытием (1,20 < 1,45) - С;

с толстым покрытием (1,45 < 1,80) - Д;

с особо толстым покрытием (> 1,80) - Г.

По видам покрытия электроды подразделяются:

- с кислым покрытием - (условное обозначение «А»);

- с основным покрытием - Б;

-с целлюлозным покрытием - Ц;

- с рутиловым покрытием - Р;

- с покрытием смешанного вида - соответствующее двойное условное обозначение;

-с прочими видами покрытий - П.

При наличии в составе покрытия железного порошка в количестве более 20 % к обозначению вида покрытия электродов следует добавлять букву Ж.

Дата добавления: 2014-01-06