Введение
од техникой сварки обычно понимают приемы манипулирования электродом, выбор режимов сварки, приспособлений и способы их применения для получения качественного шва и т.п. Качество швов зависит не только от техники сварки, но и от других факторов, таких как состав и качество применяемых сварочных материалов, состояние свариваемой поверхности, качество подготовки и сборки кромок под сварку и т.д.
В зависимости от формы и размеров изделия швы можно сваривать в различных пространственных положениях. Условно их разделяют нижние, вертикальные, потолочные и горизонтальные.
Дуговая сварка металлическими электродами с покрытием в настоящее время остается одним из самых распространенных методов, используемых при изготовлении сварных конструкций. Это объясняется простотой и мобильностью применяемого оборудования, возможностью выполнения сварки в различных пространственных положениях и в местах, труднодоступных для механизированных способов сварки. Существенный недостаток ручной дуговой сварки металлическим электродом, так же как и других способов ручной сварки, - малая производительность процесса и зависимость качества сварного шва от практических навыков сварщика. В первые - годы применения дуговой сварки использовались металлические электроды с тонким ионизирующим покрытием, повышающим стабильность дуги. Однако свойства металла шва при этом были низкими. Поэтому в настоящее время подобные электроды для сварки практически не применяют.
История сварочных электродов неразрывно связана с историей развития сварки и сварочных технологий. Впервые электрод был использован в экспериментах, связанных с исследованием свойств электрической дуги (в 1802 профессором В.В. Петровым).
В 1882 году русский изобретатель Николай Николаевич Бенардос предложил использовать электрическую дугу, горящую между угольным электродом и металлической деталью, с целью соединения металлических кромок.
Почти одновременно с Н. Н. Бенардосом работал другой крупнейший российский изобретатель -- Николай Гавриилович Славянов, много сделавший для развития дуговой сварки. Он критически оценил изобретение Бенардоса и внес в него существенные усовершенствования, касающиеся в первую очередь металлургии сварки. Николай Гавриилович заменил неплавящийся угольный электрод металлическим плавящимся электродом-стержнем, сходным по химическому составу со свариваемым металлом. Другим важным
достижением Славянова считается использование расплавленного металлургического флюса, защищающего сварочную ванну от окисления, выгорания металла и накопления в сварном соединении вредных примесей серы и фосфора.
В 1904 году швед Оскар Кьельберг основал в Гётеборге фирму «ESAB». Деятельность предприятия была связана с применением сварки в судостроении. В результате собственных исследований и наблюдений О. Кьельберг изобрел технологию сварки покрытыми плавящимися электродами.
Покрытие стабилизировало горение электрической дуги и защищало зону дуговой сварки. В 1906 году им был получен патент «Процесс электрической сварки и электроды для этих целей». Именно использование покрытых плавящихся электродов дало повод к развитию и использованию сварочных технологий в различных отраслях производства.
В 1911 году англичанин А. Строменгер существенно улучшил электродное покрытие. Предложенное им покрытие состояло из асбестового шнура, пропитанного силикатом натрия. Этот шнур наматывался на металлический стержень. Поверх этого поктытия ещё наматывалась тонкая алюминиевая проволока. Такая структура электродного покрытия обеспечивала защиту сварочной ванны и металла сварного шва от атмосферного воздуха за счет образования шлака. Алюминий использовался в качестве раскислителя и обеспечивал удаление кислорода. Под названием «Квази-арк» эти электроды распространились по Европе и Америке.
В октябре 1914 года С. Джонсу был выдан британский патент на метод получения электрода, покрытие которого наносилось методом опрессовки. Металлический стержень проталкивался через фильеру одновременно с шихтой, ложившейся на стержень.
В 1917 году американские ученые О. Андрус и Д. Стреса разработали новый тип покрытия электродов. Стальной стержень был обернут бумагой, приклеенной силикатом натрия. В процессе сварки такое покрытие выделяло дым, защищая сварочную ванну от воздействия воздуха. Также было отмечено, что бумажное покрытие обеспечивало моментальное зажигание электрической дуги с первого касания и стабилизировало её горение.
В 1925 году англичанин А. О. Смит использовал для улучшения качества электродного покрытия порошкообразные защитные и легирующие компоненты. В то же время французские изобретатели О. Саразен и О. Монейрон разработали покрытие электродов, в составе которого были использованы соединения щелочных и щелочноземельных металлов: полевой шпат, мел, мрамор, сода. Благодаря низкому потенциалу ионизации таких элементов, как натрий, калий, кальций, обеспечивалось легкое возбуждение дуги и поддержание её горения.
Таким образом, за первую четверть XX века были разработаны конструкции плавящихся электродов для ручной дуговой сварки, методы их изготовления, обоснован состав покрытия. Электродные покрытия содержали специальные компоненты: газообразующие -- оттесняющие воздух из зоны сварки; легирующие -- улучшающие состав и структуру металла шва; шлакообразующие -- защищающие расплавленный и кристаллизующийся металл от взаимодействия с газовой фазой; стабилизирующие -- вещества с низким потенциалом ионизации. Дальнейшие разработки в области производства сварочных электродов были сконцентрированы на компонентах, входящих в состав покрытия и электродной проволоки, на промышленных методах производства.
Изготовление электродов
Технология производства покрытых сварочных электродов включает в себя несколько этапов.
Вначале подготавливаются электродные стержни и компоненты покрытий электродов. При подготовке стержней производится сортировка сварочной проволоки по маркам, осуществляются входной контроль и химический анализ. Как правило, сварочная проволока пропускается через специальный барабан для правки. Затем она рубится на электродные стержни. Стержни очищаются и обезжириваются.
При подготовке компонентов покрытий обычно выполняется их сушка и прокалка. Затем они дробятся в специальных дробилках до кусков размером 6-8 мм, измельчаются и просеиваются. При этом руды и минералы просеиваются через сито, состоящее из ячеек размером 0,1 мм, ферросплавы - через сито с ячейками размером 0,2 мм. Частицы ферросплавов подвергаются пассивированию - созданию прочной окисной пленки на их поверхности для предотвращения дальнейшего окисления, например, реакции ферросплавов с водным раствором щелочей, входящих в состав жидкого стекла.
В соответствии с рецептом электродного покрытия приготавливаются сухая шихта и обмазочная масса.
Покрытие наносится на стержни в специальных прессах.
Электроды сушат на воздухе примерно в течение 25 часов или около 3 часов при температуре 100 °С. Затем для окончательного удаления влаги подвергаютпрокалке в специальных элетрических печах. Прокалка электродов с основным покрытием осуществляется при температуре 270-500 °С, электродов с органическими компонентами - при температуре 180-250 °С.
Для каждой партии электродов выполняется контроль качества:
проводится визуальная проверка качества поверхности покрытия электродов,
эксцентричность нанесения покрытия контролируется после местной зачистки покрытия в трех местах, смещенных по длине на 50-100 мм и на 120° по окружности. Эксцентричность покрытия - один из наиболее распространенных дефектов. При плавлении электрода он приводит к образованию «козырька», который существенно затрудняет процесс сварки;
влажность покрытия контролируют взвешиванием покрытия до и после прокалки;
прочность нанесения покрытия контролируют взвешиванием электрода до и после падения на металлическую плиту с высоты 1 м;
проверяются сварочно-технологические свойства электродов - легкость зажигания дуги и стабильность ее горения; разбрызгивание электродного металла; формирование шва, легкость отделения шлака; коэффициент наплавки и расплавления; наличие дефектов сварки; механические свойства и химический состав сварных швов.
Сварочные электроды: типы и покрытия
Существуют два способа изготовления электродов – путем погружения и с помощью опрессовки в экструдерных камерах. Сегодня, в производстве сварочных электродов применяется только метот опрессовки.
Существует несколько типов покрытий стержневых электродов согласно DIN EN 499 для сваривания нелегированных сталей:
A - кислое
С - целлюлозное
R - рутиловое
RR - толстое рутиловое
RC - рутилово-целлюлозное
RA - рутилово-кислое
RB - рутиловое основное
B – основное
Технология изготовления покрытых металлических электродов
Процесс производства покрытия металлических электродов состоит из следующих основных операций: 1) подготовки сварочной проволоки; 2) высушивания сыпучих и кусковых материалов; 3) обжига компонентов покрытий с целью снижения содержания серы; 4) закалки ферросплавов для более легкого дробления; 5) крупного и среднего дробления кусковых материалов; 6) тонкого измельчения и просева молотых компонентов; 7) пассивирования ферросплавов; 8) изготовления покрытия и нанесения его на электродные стержни; 9) воздушной сушки и прокалки покрытых электродов; 10) заточки концов, сортировки и упаковки электродов; 11) хранения электродов.
Подготовка сварочной проволоки. Стальная сварочная проволока, обычно поступающая в мотках, подлежит размотке, правке, рубке и очистке поверхности. Для правки и рубки проволоки применяют правильно-рубочные станки различных типов. Правка может осуществляться пропуском электродной проволоки через ролики или через правильный барабан.
Очистку проволоки от ржавчины, жиров, масла, окалины и других загрязнений производят в пескоструйных аппаратах, травлением и другими методами. Наилучшие результаты дает очистка проволоки кварцевым песком в барабанах.
Высушивание сыпучих и кусковых материалов. Компоненты, содержащие влагу или химически связанную воду, такие, как гематит, титановый концентрат, титаномагнетитовая руда, марганцовая руда, мел кусковой, каолин, кусковой маршалит перед тонким помолом обычно высушивают. Сушку этих материалов можно производить на открытых подовых плитах или в сушильных печах при температуре 180—200° в течение 2—3 ч. Толщина слоя не должна превышать 40 мм. Для равномерной сушки рекомендуется производить периодическое перемешивание (два-три раза).
Обжиг компонентов. Обжигают обычно титановый концентрат при температуре около 1000°С в течение 1—1,5 ч с целью уменьшения содержания серы. Обжиг производят в термических печах на противнях, изготовленных из жаростойких сталей. Толщина слоя титанового концентрата при обжиге должна быть не больше 40—50 мм. Для более интенсивного обжига титановый концентрат перемешивают 2—3 раза в течение часа.
Закалка ферросплавов. Феррохром, ферромолибден, ферротитан и ферровольфрам для более легкого измельчения в шаровых мельницах подвергают закалке. Нагревают в термических печах при температуре 950—1000°С в течение 1—1,5 ч. Охлаждают в холодной проточной воде. Рекомендуется закалку производить два-три раза.
Крупное и среднее дробление кусковых компонентов. Крупному дроблению обычно подвергают мрамор, плавиковый шпат, кварц, доломит, ферросилиций, ферромарганец, ферротитан, ферромолибден, феррохром, феррованадий, гранит, титаномагнетитовую руду и другие кусковые компоненты. Крупное дробление производят молотом или в челюстной дробилке. Крупное дробление нехрупких материалов можно производить фрикционным или воздушным молотом.
Величина зерна после крупного дробления 10—20 мм. Среднее дробление производят на молотковых или вальцовых дробилках. Измельчение кусков при среднем дроблении производят до величины зерна 3—8 мм. Тонкое измельчение и просев измельченных компонентов производят в шаровых цилиндрических или конических мельницах периодического или непрерывного действия.
Просев измельченных компонентов производят на латунных ситах. Характеристикой сетки является ее номер, диаметр проволоки и способ плетения. Сетки делятся по номерам, которые соответствуют величине стороны ячейки в свету в микронах. Распространена также нумерация Главметиза, по которой номер сетки определяется числом проволок, размещенных на одном погонном дециметре. После тонкого измельчения компоненты покрытий рекомендуется просеивать через сита.
Пассивирование ферросплавов. При изготовлении покрытия и нанесения его на электроды часто наблюдается газообразование в покрытии и его последующее окаменение. Это происходит вследствие химических реакций между жидким стеклом и ферросплавами, главным образом малоуглеродистым ферромарганцем и ферросилицием. Для устранения этих реакций размолотые ферросплавы подвергают так называемому процессу пассивирования, заключающемуся в создании на крупинках размолотых ферросплавов защитных (пассивных) окисных пленок. Пассивирование ферросплавов может производиться сухим или мокрым способом.
Пассивирование сухим способом производят в прокалочных печах в течение 1—1,5ч при следующих температурах: для ферромарганца — 300—350°С; для ферросилиция — 700—800 С. При мокром способе размолотые ферросплавы замачивают на противнях в чистой воде в течение суток или в водном растворе 0,25—0,50 %-ного марганцовокислого калия в течение 1—1,5 ч. Вместо водного раствора марганцево-кислого калия можно применять также водный раствор 0,5—1%-ной азотной кислоты. Пассивирование ферросплавов не только предохраняет покрытие от порчи, но также снижает склонность швов к пористости (например, при сварке электродами ЦМ-7).
Изготовление покрытия и нанесение его на электродные стержни. Хорошее качество покрытия достигается тщательным перемешиванием компонентов, которое обычно производится в краскотерках, механических мешалках или вручную. Для предотвращения стекания с электрода покрытия в него вводят в небольшом количестве формовочные добавки — 1—2% бентонита (вид глины) или 3% декстрина.
В процессе извлечения электродов необходимо периодически перемешивать обмазочную массу, чтобы выравнивать ее состав, так как более тяжелые компоненты обычно оседают на дно. В зависимости от толщины, густоты и свойств массы покрытия его наносят в один или два слоя. В последнем случае после первого нанесения покрытия электроды подвергаются воздушной сушке. Наиболее совершенным методом является нанесение покрытия под давлением на специальных электродообмазочных прессах высокого, среднего и низкого давления.
При опрессовке электродной массы под средним (150—200 кг/см2) и высоким (свыше 200 кг/см2) давлением электродное покрытие получается достаточно прочным и упругим, и это позволяет применять механическую очистку торцов электродов. Покрытие консистенции густого теста или оконной замазки закладывают в рабочий цилиндр машины. Затем действием пресса, развивающим в рабочем цилиндре нужное давление, покрытие выжимают в обмазочное сопло, в котором через направляющие ролики строго по центру сопла подается сварочная проволока. Производительность одного пресса доходит до 300 и больше электродов в минуту.
Воздушная сушка и прокалка толстопокрытых электродов. Сушка толстопокрытых электродов производится сначала на воздухе при температуре 26—28°С в течение 4—25 ч, а затем в сушильных электрических шкафах (прокалка) при температуре 150—450°С в течение 0,5— 2 ч. Электроды, содержащие газообразующие органические компоненты, прокаливаются при температуре 150—200°С, а не содержащие таких компонентов — при температуре 250—450°С.
Заточка концов, сортировка и упаковка электродов. При изготовлении электродов способом окунания на их нижних концах образуются наплывы, которые снимаются на конус на наждачных кругах. Сортировка и упаковка готовых электродов производится в соответствии с ГОСТ применительно к требованиям паспорта на электроды данной марки.
Хранить электроды нужно в сухих вентилируемых помещениях. В производственных условиях сварщик должен особенно бережно относиться к хранению электродов, не допускать попадания на них влаги, масла, грязи и пр.
При сварке в полевых условиях сварщики должны хранить электроды в переносных закрывающихся крышкой металлических ящиках вместимостью не более 20 кг. Сушку электродов в полевых условиях можно производить над костром на листовом железе или на отходящих газах двигателей сварочных машин.
Покрытый электрод – плавящийся электрод, на поверхности которого есть покрытие, неразрывно связано с металлом электродного стержня.
1. Функции покрытых электродов:
подводят электрический ток к дуговому промежутку;
зажигают дугу и перемещают ее в пространстве;
регулируют токовый режим в процессе сварки;
расплавляют основной и присадочный материал;
формируют сварочную ванну;
формируют сварной шов, необходимых геометрии и качества.
2. Размеры электродов
Покрытые электроды выпускаются диаметром от 1.6….8.0 мм, длиной 150…450мм в зависимости от диаметра электрода.
3. Покрытие электрода обеспечивает:
легкое зажигание и устойчивое горение дуги;
получение металла шва требуемого химического состава;
равномерное расплавление стержня и покрытия электрода;
высокую производительность при небольших потерях электродного металла на угар и разбрызгивание;
получение плотных беспористых швов, не склонных к образованию горячих трещин;
легкую отделяемость шлаковой корки от поверхности шва;
минимальную токсичность при сварке.
Основное назначение электродных покрытий – обеспечение стабильности горения сварочной дуги и получение металла шва с заранее заданными свойствами (прочность, пластичность, ударная вязкость, стойкость против коррозии и т. п.). Стабильность горения сварочной дуги достигается снижением потенциала ионизации воздушного промежутка между электродом и свариваемой деталью.
Стабилизирующими элементами в покрытии являются щелочные и щелочно – земельные металлы (калий, кальций натрий).
Шлак, образующийся при расплавлении покрытия, создает на поверхности расплавленного металла защитный покров, а кроме того, служит для защиты капель электродного металла, переходящих через дуговой промежуток, от воздействия кислорода и азота воздуха путем образования на их поверхности шлаковых оболочек.
Шлак, покрывающий сварной шов, уменьшает скорость охлаждения и затвердения металла шва, способствуя выходу из него газовых и неметаллических включений.
Легирование металла шва производится для придания специальных свойств наплавленному металлу. Наиболее часто применяются такие легирующие компоненты, как хром, никель, молибден, вольфрам, марганец, титан и др. Чаще металл шва легируют введением легирующих компонентов в состав покрытия электрода.
Шлакообразующими компонентами являются: титановый концентрат, марганцевая руда, каолин, мрамор, мел, кварцевый песок, доломит, полевой шпат и др.
Раскислители – вещества, способствующие восстановлению окиси железа (ферромарганец, ферросилиций, ферротитан).
Рафинирующие компоненты (соединение марганца и окись кальция), выводящие из сварочной ванны серу и фосфор в шлак.
Для повышения производительности, т. е. для увеличения количества наплавляемого металла в единицу времени, в электродные покрытия иногда вводят железный порошок, что улучшает технологические свойства электродов и повышает производительность сварки.
Для закрепления покрытия на стержне используют связывающие компоненты, наиболее распространенным из которых является жидкое стекло, которое обладает еще и стабилизирующими свойствами.
В зависимости от области применения электродов в паспорте указывается марка проволоки. Наибольшее распространение получила углеродистая проволока марок Св-08 и Св-08А, х
Допускаемые отклонения по диаметру для проволоки диаметром от 4 до 6 мм составляют минус 0,16 мм. Овальность для указанных диаметров 'проволоки допускается в размере 0,08 мм. Проволока поступает в электродные цехи намотанная на катушки массой до 1 т или в бухтах по 80-100кг
Классификация электродов
Большое разнообразие электродов, а также принципов их классификации затрудняет разработку единой общепринятой системы классификации электродов. Марки электродов стандартами не регламентируются. Подразделение электродов на марки производится по техническим условиям и паспортам. Каждому типу электродов может соответствовать одна или несколько марок, возможно - то, что электрод не относится к маркам. Все сварочные электроды можно разделить на две группы, которые в свою очередь подразделяются на подгруппы.
В соответствии с ГОСТ 9466-75 электроды, покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки классифицируются по назначению, механическим свойствам и химическому составу наплавленного металла (типам), видам и толщине покрытий, а также некоторым сварочно-технологическим характеристикам.
Виды электродов по назначению:
· для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 60 кгс/ммІ (600 МПа). Обозначаются буквой У (ГОСТ 9467-75);
· для сварки легированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву свыше 60 кгс/ммІ (600 МПа). Обозначаются буквой Л (ГОСТ 9467-75);
· для сварки легированных теплоустойчивых сталей. Обозначаются буквой T (ГОСТ 9467-75);
· для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами. Обозначаются буквой В (ГОСТ 10052-75);
· для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами. Обозначаются буквой H (ГОСТ 10051-75).
Вышеуказанными стандартами предусмотрено разделение электродов на типы, в соответствии с механическими свойствами и химическим составом наплавленного металла. Цифры, обозначающие каждый тип электрода -- Э42, Э42А, Э50 и т. д., характеризуют гарантированное минимальное временное сопротивление разрыву в кгс/ммІ, а буква А -- повышенные пластические свойства, вязкость и ограничения по химическому составу.
Виды электродов по толщине покрытия.
По толщине покрытия электроды разделяются в зависимости от отношения D/d (D -- диаметр покрытого электрода; d -- диаметр стержня):
· с тонким покрытием (D/d < 1,2). Обозначаются буквой М;
· со средним покрытием (D/d < 1,45). Обозначаются буквой С;
· с толстым покрытием (D/d < 1,8). Обозначаются буквой Д;
· с особо толстым покрытием (D/d > 1,8). Обозначаются буквой Г.
ГОСТ 9466 -- 75 предусматривает также три группы электродов -- 1, 2, 3, характеризующиеся требованиями к качеству (точности) изготовления электродов, состоянием поверхности покрытия, а также содержанием серы и фосфора в наплавленном металле.
Виды электродов по типу покрытия:
· с кислым покрытием (А);
· с основным покрытием (Б);
· с целлюлозным покрытием (Ц);
· с рутиловым покрытием (Р);
· с покрытием смешанного вида (с двойным буквенным обозначением);
· с прочими видами покрытий (П).
Кислое покрытие (обозначается по ГОСТ 9466-75 буквой «А») создается на основе материалов рудного происхождения. В качестве шлакообразующих компонентов используются оксиды, газообразующих - органические составляющие. При плавлении покрытия в расплавленном металле и в зоне горения дуги выделяется большое количество кислорода. Поэтому в покрытие добавляют много раскислителей - марганца и кремния.
Преимущества кислого покрытия электродов:
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.
К недостаткам этого покрытия относятся пониженные пластичность и ударная вязкость металла шва, что связано с невозможностью легирования шва из-за окисления легирующих добавок. Ввиду отсутствия в покрытии кальция в металле шва присутствуют сера и фосфор, повышающие вероятность образования кристаллизационных трещин. Одним из главных недостатков данного покрытия является выделение большого количества вредных примесей вследствие повышенного содержания в аэрозолях соединений марганца и кремния. Поэтому сварочные электроды с кислым покрытием используются в последнее время редко. Область применения электродов с кислым покрытием - сварка неответственных конструкций из низкоуглеродистых сталей. Основное покрытие (обозначается по ГОСТ 9466-75 буквой «Б») создается на основе фтористых соединений (плавиковый шпат CaF2), а также карбонатов кальция и магния (мрамор CaCO3, магнезит MgCO3 и доломит CaMg (CO3)2). Газовая защита осуществляется за счет углекислого газа, который выделяется при разложении карбонатов:
CaCO3 > CaO + CO2
С помощью кальция металл шва хорошо очищается от серы и фосфора. Фтор вводится в ограниченных количествах (чтобы сохранить стабильность горения дуги) и связывает водород и пары воды в термические стойкие соединения:
сварка электрод металлический
CaF2 + H2O > CaO + 2HF
2CaF2 + 3SiO2 > 2CaSiO3 + SiF4
SiF4 + 3H > SiF + 3HF
Из-за низкого содержания водорода в металле шва сварочные электроды с основным покрытием также называют «низководородными».
Преимущества основного покрытия электродов:
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.
Недостатки основного покрытия:
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.
Область применения электродов с основным покрытием:
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.
В связи с присутствием в аэрозолях фтористых соединений при сварке в закрытом помещении необходимо обеспечение качественной вентиляции воздуха, а сварщикам рекомендуется работать со средствами индивидуальной защиты дыхательных органов или с подачей чистого воздуха в зону дыхания.
сварочные электроды ESAB OK 48.00 и УОНИ 13/55
Рутиловое покрытие (обозначается по ГОСТ 9466-75 буквой «Р») создается на базе рутилового концентрата TiO2, обеспечивающего шлаковую защиту, а также алюмосиликатов (полевой шпат, слюда, каолин) и карбонатов (мрамор, магнезит). Газовую защиту обеспечивают карбонаты и органические соединения (целлюлоза). В качестве легирующего компонента и раскислителя используется ферромарганец, в некоторые покрытия вводится железный порошок (обозначаются по ГОСТ 9466-75 буквами «РЖ»). С помощью кальция, присутствующего в карбонате CaCO3, из металла шва удаляются сера и фосфор.
Преимущества сварочных электродов с рутиловым покрытием:
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%).
Недостатки электродов с рутиловым покрытием:
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.
Область применения сварочных электродов с рутиловым покрытием:
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.
Целлюлозное покрытие (обозначается по ГОСТ 9466-75 буквой «Ц») создается на основе органических соединений (до 50%) - целлюлозы, муки, крахмала, обеспечивающих газовую защиту. Для шлаковой защиты в небольшом количестве применяются рутиловый концентрат, мрамор, карбонаты, алюмосиликаты и другие вещества. На сварном шве образуется тонкий слой шлака. Легирование наплавленного металла выполняется легирующими добавками стержня, а также за счет добавления в покрытие ферросплавов и металлических порошков. В качестве раскислителей используют ферросплавы марганца. Металл шва по химическому составу соответствует полуспокойной или спокойной стали.
Преимущества сварочных электродов с целлюлозным покрытием:
качественный провар корня шва;
возможность сварки в труднодоступных местах в связи с малой толщиной покрытия;
сварка во всех пространственных положениях.
Недостатки целлюлозного покрытия:
повышенное разбрызгивание (до 15%) из-за небольшого количества шлакообразующих компонентов и высокого поверхностного натяжения расплавленного металла;
повышенное количество водорода в металле шва.
Область применения электродов с целлюлозным покрытием - сварка первого (труднодоступного) слоя неповоротных стыков трубопроводов.
Также используются и смешанные покрытия: кислорутиловое (обозначается по ГОСТ 9466-75 буквами «АР»), рутилово-основное (обозначается по ГОСТ 9466-75 буквами «РБ»), рутилово-целлюлозное (обозначается по ГОСТ 9466-75 буквами «РЦ»), а также прочие (обозначаются по ГОСТ 9466-75 буквой «П»).
Таблица соответствия маркировок электродов по типу покрытия:
Виды электродов по допустимым пространственным положениям сварки или наплавки:
· для сварки во всех положениях с условным обозначением 1;
· для сварки во всех положениях, кроме вертикального сверху вниз, -- 2;
· для положений нижнего, горизонтального на вертикальной плоскости и вертикального снизу-вверх -- 3;
· для нижнего и нижнего в лодочку -- 4.