Виды сварочных материалов

• металлические – стальные, чугунные, медные, латунные, вольфрамовые, бронзовые и др.;
• плавящиеся металлические электроды – покрытые и комбинированные электроды, сварочные пластины и ленты сплошного сечения;
• неплавящиеся металлические электроды – электродные стержни из вольфрама, электроды для контактной сварки;
• неметаллические (неплавящиеся) – угольные и графитовые электроды.

• устойчивое горение дуги, равномерное плавление металла и стабильный перенос его в сварочную ванну;
• достаточную защиту расплавленного электродного металла и металла сварочной ванны от воздуха;
• получение металла шва требуемого химического состава и механических свойств;
• хорошее формирование шва, минимальные потери на угар и разбрызгивание;
• возможно высокую производительность процесса сварки;
• хорошую отделимость и легкую удаляемость шлака с поверхности шва;
• достаточную стойкость покрытий против механических повреждений (осыпание, откалывание при относительно легких ударах, в процессе нагрева электрода при сварке и др.) и недопустимость резкого ухудшения свойств в процессе хранения;
• минимальную токсичность газов, выделяющихся при сварке, соблюдение санитарно-гигиенических норм.

• низкая склонность к образованию пор при удлинении дуги и при сварке металла с окалиной и ржавыми кромками;
• высокая производительность сварки за счет выделения теплоты при окислительных реакциях;
• стабильное горение дуги при сварке на постоянном и переменном токе.

• низкая вероятность образования кристаллизационных трещин, высокая пластичность и ударная вязкость металла шва, обусловленные малым содержанием в наплавленном металле кислорода и водорода, а также его хорошим рафинированием;
• высокая стойкость против хладноломкости – появлению или возрастанию хрупкости с понижением температуры;
• широкие возможности легирования ввиду низкой окислительной способности покрытий;
• меньшая токсичность по сравнению с кислыми покрытиями;
• повышенный коэффициент наплавки при введении железного порошка.

• склонность к образованию пор при увеличении длины дуги, повышении влажности покрытия, наличии ржавчины и окалины на свариваемых кромках, что требует более высокой квалификации сварщика, а также необходимости в предварительной очистке кромок и прокалке электродов перед сваркой;
• более низкая устойчивость горения дуги из-за фтора, имеющего высокий потенциал ионизации, в связи с чем сварку электродами с основным покрытием обычно выполняют короткой дугой на постоянном токе обратной полярности.

• сварка ответственных конструкций из углеродистых сталей, работающих при знакопеременных нагрузках или отрицательных температурах до -70°C;
• сварка конструкционных, жаропрочных, коррозионно-стойких, окалиностойких, а также других специальных сталей и сплавов;
• сварка легированных сталей.

• более высокий коэффициент наплавки при введении железного порошка;
• низкая токсичность;
• по сравнению с электродами с основным покрытием – стабильность горения дуги при сварке на постоянном и переменном токе, более высокая стойкость против образования пор, лучшее формирование шва с плавным переходом к основному металлу, меньшая чувствительность к увеличению длины дуги, меньше коэффициент разбрызгивания металла, более удобная сварка в вертикальном и потолочном положениях (при отсутствии в них железного порошка или его содержании менее 20%).

• пониженные пластичноcть и ударная вязкость металла шва из-за включений SiO₂;
• не используются для сварки конструкций, работающих при высоких температурах;
• по сравнению с электродами с основным покрытием – меньшее сопротивление наплавленного металла сероводородному растрескиванию, приводящего к разрушению сварных трубопроводов в месторождениях с сероводородными соединениями; ниже стойкость против кристаллизационных трещин; сильнее окисляют легирующие элементы и железо и поэтому не используются для сварки средне- и высоколегированных сталей; повышенное содержание фосфора в наплавленном металле и склонность к хладноломкости.

• сварка и наплавка ответственных конструкций из низкоуглеродистых и некоторых типов низколегированных сталей, за исключением конструкций, работающих при высоких температурах;
• в ряде случаев для сварки среднеуглеродистых сталей, если в покрытии содержится большое количество железного порошка.

• качественный провар корня шва;
• возможность сварки в труднодоступных местах в связи с малой толщиной покрытия;
• сварка во всех пространственных положениях.

• повышенное разбрызгивание (до 15%) из-за небольшого количества шлакообразующих компонентов и высокого поверхностного натяжения расплавленного металла;
• повышенное количество водорода в металле шва.

Тип сварочного электрода характеризует свойства металла шва. Для конструкционных сталей – это механические свойства (временное сопротивление разрыву, ударная вязкость, относительное удлинение, угол загиба), для легированных сталей со специальными свойствами (теплоустойчивые, жаропрочные, коррозионно-стойкие и др.) – химический состав (содержание углерода, кремния, хрома, марганца, никеля и других элементов). Обозначение типа электрода (регламентируется ГОСТ 9467-75 и ГОСТ 10052-75) содержит букву «Э», после которой ставится временное сопротивление на разрыв δ_В(кг/мм²). Например, «Э46А» означает, что металл, наплавленный этими электродами, имеет прочность 46 кг/мм² (460 МПа) и улучшенные пластические свойства. Для сварки легированных конструкционных сталей повышенной и высокой прочности тип электрода может быть Э70, Э85, Э100, Э125, Э150.

Примеры обозначений типа электрода для сварки сталей со специальными свойствами:

• «Э09Х2М» – в металле шва содержится примерно 0,09% углерода, 2% хрома, 1% молибдена;
• «Э10Х25Н13Г2Б» – в металле шва содержится примерно 0,1% углерода, 25% хрома, 13% никеля, 2% марганца, 1% ниобия.

Сварочная проволока

Основные виды сварочной проволоки – сплошного сечения, порошковая, активированная. Сварочная проволока сплошного сечения Сварочная проволока сплошного сечения применяется для полуавтоматической и автоматической сварки, а также для изготовления электродов и присадочных прутков. Химический состав и диаметр проволоки для сварки сталей регламентирует ГОСТ 2246-70. Проволока для наплавки выпускается по ГОСТ 10543-75, проволока из меди и сплавов – по ГОСТ 16130-72, проволока из алюминия и сплавов – по ГОСТ 7871-75. Наиболее распространенной является стальная проволока. Она выпускается следующих диаметров (мм): 0,3; 0,5; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0; 12,0. Сварочная проволока обозначается следующим образом (см. рисунок ниже). Рисунок. Обозначение проволоки Диаметр. Марка проволоки: назначение (Св – сварочная, Нп – наплавочная). содержание углерода в сотых долях процента. Например, Св08 – проволока содержит 0,08% углерода; может указываться содержание легирующих элементов, обозначающихся следующими буквами: X – хром; Н – никель, С – кремний; М – молибден; Г – марганец; Т – титан: Ф – ванадий; Д – медь; Ц – цирконий; Ю – алюминий. За буквой, которая обозначает легирующий элемент, следует число, указывающее его содержание в процентах. Если легирующий элемент содержится в количестве около 1%, то число не ставится. Например, Св08Х21Н5Т расшифровывается следующим образом: проволока сварочная, содержание углерода 0,08%, хрома 21%; никеля 5%; титана 1%; могут указываться повышенные требования к чистоте проволоки по вредным примесям – серы и фосфора. Они отмечаются в марке буквами А и АА. Например, в проволоке Св08 допускается до 0,04% серы и фосфора, для Св08А – до 0,03% этих примесей, в Св08АА – до 0,02%. Способ выплавки: ВД – вакуумно-дуговые печи, ВИ – вакуумно-индукционные печи;Ш – электрошлаковый переплав. Если проволока предназначена для изготовления электродов, то ставится буква Э. Если проволока выпускается с омедненной поверхностью, то ставится буква О. ГОСТ на проволоку. Пример обозначения: 3 Св08ХСМФА-ВИ-Э ГОСТ 2246-70. Проволока может поставляться в мотках, на катушках или в специальной упаковке, например, Marathon Pac фирмы ESAB. Порошковая сварочная проволока Порошковая сварочная проволока представляет собой трубчатую проволоку, заполненную порошкообразным наполнителем. Отношение массы порошка к массе металлической оболочки составляет от 15 до 40%. Конструкция порошковой проволоки может быть разной – простой трубчатой, с различными загибами оболочки, двухслойной (см. рисунок). Рисунок. Конструкции порошковой сварочной проволоки Загибы используются для придания проволоке жесткости и предотвращения высыпания порошка при ее сдавливании подающими роликами сварочного полуавтомата. Порошкообразный наполнитель представляет собой смесь руд, минералов, ферросплавов, химикатов. Он выполняет функции, аналогичные функциям электродных покрытий, – защиту металла от воздуха, стабилизацию дугового разряда, раскисление и легирование шва, формирование шва, регулирование процесса переноса электродного металла и др. По составу порошкообразного наполнителя порошковые сварочные проволоки подразделяются на: рутил-органические, карбонатно-флюоритные, флюоритные, рутиловые и рутил-флюоритные. По назначению порошковые проволоки бывают самозащитные, предназначенные для сварки без дополнительной газовой защиты, и проволоки для сварки в углекислом газе. Каждая из этих групп, в свою очередь, подразделяется на проволоки общего назначения и специальные. Применение самозащитных проволок позволяет упростить процесс сварки, поскольку отпадает необходимость в использовании баллонов с углекислым газом. Это расширяет возможности использования полуавтоматической сварки, в частности в монтажных условиях. Для самозащитных проволок используются порошки рутил-органического, карбонатно-флюоритного и флюоритного типов. При сварке проволоками рутил-органического типа металл шва по химическому составу близок к составу низкоуглеродистой полуспокойной стали. При больших силах тока сварочная ванна интенсивно поглощает газы, что приводит к пористости. В связи с этим сила тока ограничена, что снижает производительность сварки. Типичным представителем проволок рутил-органического типа может служить сварочная проволока марки ПП-АН1. Проволоки карбонатно-флюоритного типа рекомендуется использовать для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей ответственных конструкций. При этом механические свойства шва выше, чем для рутил-органических проволок. Сварные швы более пластичны и лучше работают при низких температурах. Представителями данного типа являются сварочные проволоки ПП-АН11, ПП-АН17. Проволоки флюоритного типа по характеристикам занимают промежуточное положение между проволоками рутил-органического и карбонатно-флюоритного типа, например, сварочная проволока ПП-2ДСК. Использование порошковых проволок при сварке в углекислом газе позволяет существенно улучшить технологические параметры процесса сварки и механические свойства шва по сравнению с проволоками сплошного сечения. Улучшается формирование и внешний вид шва, снижается разбрызгивание металла, повышаются механические характеристики сварного соединения. Для сварки в углекислом газе используются проволоки рутилового и рутил-флюоритного типа. Проволоки рутилового типа (ПП-АН8; ПП-АН10) предназначены для сварки широкого круга конструкций из низкоуглеродистой и низколегированной стали. Проволоки рутил-флюоритного типа (ПП-АН4; ПП-АН9; ПП-АН20) обеспечивают высокую ударную вязкость и рекомендуются для сварки конструкций из легированных сталей, работающих в сложных климатических условиях при динамических нагрузках. Сварочные проволоки специального назначения используются при сварке с принудительным формированием, под водой, для сварки чугуна и т.д. Кроме марки порошковая проволока также имеет условное обозначение, содержащее четыре группы буквенных и цифровых индексов: Назначение: ПГ – для сварки в защитных газах, ПС – самозащитная. Прочность наплавленного металла в МПа. Дополнительная буква Ч или Л означает для сварки чугуна или легированной стали. Для низкоуглеродистых и низколегированных сталей буква не ставится. Обозначение допустимых пространственных положений: Н – нижнее, В – нижнее, горизонтальное, вертикальное; Вт – только горизонтальное; В^ – только вертикальное; Т – все положения, включая тела вращения. Температура перехода к хрупкому разрушению: 0 – 20°С; 1 – 0°С; 2 – минус 20°С; 3– минус 30°С; 4 – минус 40°С; 5 – минус 50°С; 6 – минус 60°С. Буква Д – требования не регламентированы. Активированная сварочная проволока Активированная сварочная проволока, как и порошковая, имеет в своем составе порошкообразные добавки. Однако их количество значительно меньше и составляет 5–7% от общей массы проволоки. Небольшое количество порошкообразных активирующих добавок позволяет запрессовать их в проволоку сплошного сечения в виде тонких фитилей, используя специальную технологию. Наибольшее распространение получили проволоки с введением активирующих добавок в центральный канал. Активированные проволоки предназначены в основном для сварки в углекислом газе и его смесях, поэтому металлическую основу составляет, как правило, проволока Св08Г2С. В качестве активирующих добавок используются легко ионизирующиеся соли щелочных и щелочноземельных металлов: Cs2CO3, К2СО3, Na2C03, ВаСО3, а также шлакообразующие компоненты: ТiO2, SiO2, MgO, CaF2. Введение солей щелочных и щелочноземельных металлов способствует снижению эффективного потенциала дуги и повышает устойчивость ее горения. Особенно заметно снижение потенциала ионизации в периферийных, относительно холодных областях дуги. Теплопроводность щелочных металлов в диапазоне 2500–4000°K на один-два порядка ниже, чем углекислого газа, что существенно уменьшает отбор тепла в радиальном направлении, т.е. способствует расширению столба дуги и активных пятен за пределы капель. В свою очередь это уменьшает электромагнитную силу, действующую на каплю электродного металла, и уменьшает размер капли, при котором происходит ее отрыв от сварочной проволоки. Происходит переход к мелкокапельному переносу, уменьшается разбрызгивание. Наличие шлакообразующих компонентов снижает силу поверхностного натяжения расплавленного металла и также способствует мелкокапельному переносу, снижает разбрызгивание, улучшает формирование шва. Существенным преимуществом активированной сварочной проволоки по сравнению с порошковой является возможность использования того же оборудования, что и при сварке проволокой сплошного сечения. По своим механическим свойствам активированная проволока близка к проволоке сплошного сечения, допускает многократные перегибы в процессе работы, надежно подается по шлангам полуавтоматов, не сплющивается и не сминается в подающих роликах. Техника сварки не отличается от обычной сварки в углекислом газе.     Флюс для дуговой сварки   Сварочный флюс – гранулированный порошок с размером зерен 0,2–4 мм, предназначенный для подачи в зону горения дуги при сварке. Под действием высокой температуры флюс расплавляется, при этом создает газовую и шлаковую защиту сварочной ванны; обеспечивает стабильность горения дуги и переноса электродного металла в сварочную ванну; обеспечивает требуемые свойства сварного соединения; выводит вредные примеси в шлаковую корку. Фото. Сварочный флюс ESAB OK Flux 10.71 Сварочные флюсы классифицируются по технологии производства, химическому составу, назначению и др. характеристикам. По способу производства сварочные флюсы делятся на плавленые и керамические (неплавленые). Рудоминеральные компоненты плавленых флюсов расплавляются в печи, а затем гранулируются, подвергаются прокалке и фракционированию.Керамические флюсы представляют собой сухие смеси компонентов, получаемые в результате смешивания минералов и ферросплавов с жидким стеклом с дальнейшей сушкой, прокалкой и фракционированием. Наиболее распространенными являются плавленые флюсы. В зависимости от химического состава флюсы бывают оксидные, солеоксидные и солевые. Оксидные флюсы состоят из оксидов металлов и могут содержать до 10% фторидных соединений. Они предназначены для сварки низколегированных и фтористых сталей. Оскидные флюсы по содержанию SiO2 подразделяются на бескремнистые (содержание SiO2 меньше 5%), низкокремнистые (6–35% SiO2), высококремнистые (содержание SiO2больше 35%), а по содержанию марганца – на безмарганцевые (содержание марганца меньше 1%), низкомарганцевые (меньше 10% марганца), среднемарганцевые (10–30% марганца) и высокомарганцевые (более 30% марганца). Солеоксидные (смешанные) флюсы по сравнению с оксидными содержат меньше оксидов и большее количество солей. Количество SiO2 в них снижено до 15–30%, MnO до 1–9%, а содержание CaF2 увеличено до 12–30%. Солеоксидные флюсы используются для сварки легированных сталей. Солевые флюсы не содержат оксидов и состоят из фторидов и хлоридов CaF2, NaF, BaCl2 и др. Они применяются для сварки активных металлов, а также для электрошлакового переплава. Флюсы могут предназначаться для сварки высоколегированных сталей, углеродистых и легированных сталей, цветных металлов и сплавов и т. п. По строению зерен (частиц) сварочный флюс может быть стекловидным, пемзовидным или цементированным. Химическая активность флюса – одна из его важных характеристик, определяемая по суммарной окислительной способности. Показателем активности флюса служит относительная величина Аф со значением от 0 до 1. В зависимости от химической активности флюсы подразделяются на четыре вида: высокоактивные (Аф > 0,6); активные (Аф от 0,3 до 0,6); малоактивные (Аф от 0,1 до 0,3); пассивные (Аф < 0,1). Флюсы для сварки низкоуглеродистых сталей Для сварки низкоуглеродистых сталей используют оксидные флюсы. При этом возможны две комбинации систем «флюс–сварочная проволока»: Высококремнистый высокомарганцевый флюс в сочетании с низкоуглеродистой нелегированной проволокой (Св08, Св08А и др.); Высококремнистый низкомарганцевый или безмарганцевый флюс в сочетании с низкоуглеродистой проволокой, легированной марганцем, например, Св10Г2. Легирование сварного шва марганцем в первой системе выполняется за счет флюса, во второй – за счет проволоки. Легирование кремнием в обеих системах осуществляется за счет флюса. Первая комбинация применяется в основном в России, вторая – за рубежом. Наиболее распространенными отечественными флюсами для сварки низкоуглеродистых сталей являются следующие: высококремнистые высокомарганцевые – стекловидные АН-348, АНЦ-1, ОСЦ-45, ФЦ-3, ФЦ-6, ФЦ-9 и пемзовидный АН-60; химическая активность Аф – от 0,75 до 0,9–0,95; высококремнистые среднемарганцевые стекловидные АН-1, АН-65, ФЦ-7; химическая активность Аф – от 0,75 до 0,9; высококремнистый низкомарганцевый флюс ФВТ-4 (стекловидный); химическая активность Аф = 0,6; Флюсы для сварки низколегированных сталей При сварке низколегированных сталей используются флюсы с более низкой химической активностью (Аф от 0,3 до 0,6), чем при сварке низкоуглеродистых сталей. В них содержится меньшее количество оксидов SiO2 и MnO и большее количество CaF2 и СаО. За счет меньшей активности сварочного флюса снижается окисление легирующих элементов в стали и улучшается пластичность шва, однако при этом несколько ухудшается формирование шва, повышается вероятность порообразования. Наиболее распространенные отечественные флюсы для сварки низколегированных сталей: низкокремнистые низкомарганцевые – ФЦ-11, ФЦ-15, ФЦ-16, ФЦ-22, ФВТ-1, АН-43; низкокремнистые средне-марганцевые – АН-42, АН-47. Флюсы для сварки средне- и высоколегированных сталей При сварке средне- и высоколегированных сталей обычно используются малоактивные флюсы (Аф от 0,1 до 0,3). В них содержится еще меньшее количество SiO2, практически отсутствует MnO, содержание CaO – до 20%, CaF2 – от 10–20 до 60% (для более легированных сталей содержание CaF2 во флюсе повышается). Известные отечественные флюсы для сварки средне- и высоколегированных сталей: малоактивные – АН-15, АН-17, АН-18, АН-20, АН-45, АВ-5, ФЦ-17, ФЦ-19, НФ-18, ОФ-6; активный сварочный флюс АН-26 (Аф составляет около 0,5). Флюсы для сварки активных металлов Для сварки активных металлов, например, титана, применяются полностью солевые флюсы. В них не добавляются оксиды, поскольку это приводит к загрязнению швов кислородом и резкому снижению их пластичности. Флюсы производят на основе фторидов и хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов, например, с таким составом: 85–95% CaF2, 0–19% BaCl, 1–6% NaCl, 0-4% CaCl. Таблица. Химический состав некоторых флюсов, применяемых при дуговой сварке Флюс Химический состав, % кремне- зем SiO2 глино- зем Al2O3 MnO CaO MgO CaF2 Fe2O3 ** S P АН-348-А* 40–44 ≤ 6 31–38 ≤ 12 ≤ 7 3–6 0,5–2,0 ≤ 0,12 ≤ 0,12 ОСЦ-45 * 37–44 ≤ 6 37–44 ≤ 10 ≤ 3 5–9 0,5–2,0 ≤ 0,12 ≤ 0,14 АН-18 * 17–21 14–18 2,5–5,0 14–18 7–10 19–23 13,5–16,5 ≤ 0,05 ≤ 0,05 АН-42 * 30–34 13–18 14–19 12–18 – 14–20 ≤ 1,0 ≤ 0,06 ≤ 0,10 АН-43 * 18–22 30–36 5–9 14–18 ≤ 2 17–21 2,0–5,0 ≤ 0,05 ≤ 0,05 АН-47 * 28–33 9–13 11–18 13–17 6–10 8–13 0,5–3,0 ≤ 0,05 ≤ 0,08 АН-60 * 42–46 ≤ 6 36–41 ≤ 10 ≤ 3 5–9 ≤ 0,9 ≤ 0,05 ≤ 0,05 АН-65 * 38–42 ≤ 5 22–28 ≤ 8 7–11 8–12 ≤ 1,5 ≤ 0,05 ≤ 0,05 ФЦ-7 46–48 ≤ 3 24–26 ≤ 3 16–18 5–6 ≤ 2 ≤ 0,10 ≤ 0,10 ФЦ-9 * 38–41 10–13 38–41 ≤ 8 ≤ 3 2–3 ≤ 1,5 ≤ 0,10 ≤ 0,10 ФЦ-17 24–28 18–22 – ≤ 6,0 23–27 11–18 ≤ 1,0 ≤ 0,03 ≤ 0,025 ФЦ-19 20–25 18–23 – ≤ 6,0 20–25 16–21 1,0–3,0 ≤ 0,03 ≤ 0,03 ФЦ-22 33–37 16–21 6–9 5–9 18–22 8–12 ≤ 1,0 ≤ 0,04 ≤ 0,03 ФВТ-1 31–35 17–22 8–11 2–6 19–24 8–12 ≤ 1,0 ≤ 0,05 ≤ 0,05 48-ОФ-6 3,5–6,0 20–24 ≤ 0,3 16–20 ≤ 2,0 50–60 ≤ 1,0 ≤ 0,025 ≤ 0,025 * – согласно ГОСТ 9087-81 «Флюсы сварочные плавленые. Технические условия» ** – для значений по ГОСТ 9087-81 содержание оксидов железа приведено в пересчете на Fe2O3 *** – для флюса АН-47 содержание TiO2 и ZrO2 по массе составляет соответственно 4,0–7,0% и 1,1–2,5% **** – для флюса АН-65 содержание TiO2 и ZrO2 по массе

Поиск по сайту: