Раздел 3 Сварочные материалы для электродуговой сварки
Тема 3.1 Сварочная проволока и покрытия электродов, флюсы и газы
Для изготовления электродов, а также для автоматической и механизированной (полуавтоматической) сварки используется специальная сварочная проволока, которая поставляется по ГОСТ 2246-70 и делится по назначению: низкоуглеродистая, легированная, высоколегированная. Диаметр сварочной проволоки от 0,3 до 12 мм (в основном используется 1-6 мм). Бухты сварочной проволоки имеют массу 20 кг (при диаметре 1-2 мм), 60 кг (при диаметре 2,5-12 мм).
Маркировка сварочной проволоки аналогична маркировке сталей.
Например,
Св-08 - низкоуглеродистая проволока с содержанием углерода 0,08%;
Св-08А - низкоуглеродистая проволока с содержанием углерода 0,08% с пониженным содержанием серы и фосфора (А);
Св-08ХГС -легированная проволока с содержанием углерода 0,08%, легирующих элементов: хрома (Х), марганца (Г), кремния (С) до 1%;
Св-07Х18Н9Т10 - высоколегированная проволока с содержанием углерода 0,07%, легирующих элементов: хрома (Х) - 18%, никеля (Н) - 9%, титана (Т) - 10%.
Покрытия электродов и флюсы содержат группы компонентов, выполняющих различные полезные функции при сварке:
· стабилизирующие (ионизирующие) - понижают потенциал ионизации газов (минералы, содержащие кальций, натрий, калий), т.е. обеспечивают устойчивое горение дуги: мел, поташ, мрамор, титановый концентрат и др.;
· защитно-легирующие - обеспечивают стабильное горение дуги, защиту металла от кислорода и азота воздуха, раскисляют, легируют металл шва - сложные по составу, в свою очередь, содержащие группы компонентов:
o газообразующие - создают газовую защиту дуги и сварочной ванны: крахмал, декстрин, целлюлоза, древесная мука, мел, мрамор и др.;
o шлакообразующие - связывают окислы и другие соединения, которые должны быть выведены из сварочной ванны (с этой целью шлак должен быть подвижным, иметь малую вязкость, малый удельный вес - чтобы он успел выйти из сварочной ванны). Кроме того, шлак должен равномерно покрывать шов (для защиты металла шва до его остывания от воздуха), быстро затвердевать (что особенно важно при сварке в вертикальном и потолочном положении). В качестве таких компонентов используются: мрамор, полевой шпат, титановый концентрат, марганцевая руда, кварцевый песок и др.;
o раскисляющие - компоненты в виде сплавов железа с раскисляющими элементами: ферромарганец, ферросилиций, ферротитан и др. (продукты металлургической промышленности);
o легирующие - компоненты в виде сплавов железа с легирующими элементами: ферромолибден, феррохром, ферромарганец, ферросилиций, ферротитан и др. (продукты металлургической промышленности);
o связующие - натриевое или калиевое жидкое стекло - для приготовления замеса при изготовлении электродов или флюсов.
В зависимости от содержания компонентов (и толщины) покрытия различают толстопокрытые электроды с защитно-легирующим покрытием и тонкопокрытые, у которых обмазка выполняет только стабилизирующую функцию (см. рис. 14).
Рисунок 14 - Типы покрытий электродов
Защитные газы будут рассмотрены в последующих (соответствующих) разделах.
Контрольные вопросы:
1. Расшифруйте марки проволоки: Св-08ГСМТ; Св-04Х19Н11М3.
2. Объясните назначение стабилизирующих компонентов покрытий электродов и флюсов.
3. Объясните назначение газообразующих компонентов покрытий электродов и флюсов.
4. Объясните назначение шлакообразующих компонентов покрытий электродов и флюсов. Какую роль играет шлак, какие требования предъявляются к шлаку? Как Вы думаете, каким должен быть шлак: легкоотделимым или трудноотделимым?
5. Объясните назначение раскисляющих, легирующих компонентов покрытий электродов и флюсов. В каком виде они поставляются?
6. Объясните назначение связующих компонентов покрытий электродов и флюсов.
Тема 3.2 Электроды
Требования, предъявляемые к электродам.
• Стабильное горение дуги и хорошее формирование шва;
• Необходимый химический состав шва;
• Минимальное разбрызгивание металла и потери на угар;
• Отсутствие дефектов шва;
• Легкое отделение шлака от поверхности шва;
• Высокая производительность сварки;
• Минимальная токсичность при сварке и изготовлении.
Классификация электродов.
В обозначении электродов используются буквенные и цифровые символы, указанные ниже в классификации.
Классификация электродов по назначению:
• У - для углеродистых и низколегированных сталей с σв£60 кг/мм2;
• Л - для легированных конструкционных сталей с σв³60 кг/мм2;
• Т - для теплоустойчивых сталей;
• В - для высоколегированных сталей с особыми свойствами;
• Н - для наплавки слоев с особыми свойствами.
Классификация электродов по допустимым пространственным положениям:
• 1 - все положения;
• 2 - все, кроме вертикального «сверху вниз»;
• 3 - нижнее, горизонтальное, вертикальное «снизу вверх»;
• 4 - нижнее и нижнее «в лодочку».
Классификация электродов по толщине и составу покрытия:
• М - с тонким покрытием;
• С - со средним покрытием;
• Д - с толстым покрытием;
• Г - с особо толстым покрытием;
• А– с кислым покрытием;
• Б– с основным покрытием;
• Ц– с целлюлозным покрытием;
• Р– с рутиловым покрытием;
• П– с покрытиями прочих видов;
• Ж– с содержанием > 20% железного порошка в покрытии.
Тип и марка электрода.
Электроды с одинаковыми механическими свойствами шва или химическим составом наплавленного металла образуют тип электрода (ГОСТ 9467-75). Марка электрода определяет состав покрытия и технологические свойства электродов.
Тип электрода
для углеродистых и низколегированных сталейопределяет механические свойства наплавленного металла;
• для высоколегированных сталей определяет химический состав наплавленного металла (и расшифровывается как марка стали).
Например,
Э-42А – электроды (Э), обеспечивающие предел прочности наплавленного металла не менее 42 кг/мм2 при повышенной пластичности (А);
Э-12ХМФ – электроды (Э), обеспечивающие в наплавленном металле содержание углерода – 0,12%, хрома (Х), молибдена (М), ванадия (Ф) – до 1%.
Каждый тип могут образовывать электроды различных марок.
Марка электрода (ОСТ 9224-75) присваивается предприятием–изготовителем и в большинстве случаев совпадает с маркой покрытия.
Например, УОНИИ 13/45– универсальная обмазка научно-исследовательского института; 13 – модификация; 45 – предел прочности наплавленного металла в кг/мм2.
Для отличия электродов различных марок в неупакованном виде используется окраска их торцов или покрытия определенного цвета.