Порошковая проволока ПП АНВ–2у используется для дуговой механизированной сварки при ремонте деталей и оборудования горнодобывающей и горно-обогатительной техники, работающей в условиях трения металла о металл, абразивного изнашивания, а также под воздействием ударных нагрузок. Она может быть использована для наплавки буферных слоев в качестве подслоя перед износостойкой наплавкой, особенно склонной к образованию трещин.
Данный тип сварки предназначен для механизированной полуавтоматической сварки открытой дугой в нижнем положении стали 110Г13Л (ГОСТ –977) и ее разнородных соединений со сталями перлитного класса типа 30Г (ГОСТ–4543), углеродистыми типа 35Г и др. (ГОСТ–1050). Также для сварки разнородных соединений аустенитных высоколегированных коррозийно-стойких сталей типа 12Х18Н10Т (ГОСТ–5632) с углеродистыми сталями типа ВстЗ и др. (ДСТУ 265), (ГОСТ–1050), для сварки стали 45Г17ЮЗ. Наиболее широко применяется порошковая проволока ПП АНВ–2у для сварки и ремонта ковшей карьерных экскаваторов типа ЭКГ–5А, ЭКГ–8, ЭКГ–12,5, ЭКГ–15, KOMATSU PC1600, KOMATSU 4000 и т. д.
Используется проволока для приварки броневых плит в дробилках, наплавки катков и роликов ходовой части гусеничных машин, дорожек траковой цепи, звеньев гусениц, для приварки козырьков к черпакам драг, для приварки литых надставок из стали 110Г13Л к боковинам из стали 30Г рештаков передвижных скребковых конвейеров. Проводились сварочные работы по установке в ковшах защитного износостойкого покрытия, а также по защите от износа кузовов БелАЗов. По упрощенной технологии без предварительного и сопутствующего подогревов применяется для сварки закаливающихся сталей типа 30ХГСА.
Преимущества порошковых проволок
Использование самозащитной порошковой проволоки марки ПП АНВ–2у взамен высоконикелевых электродов с большим запасом аустеничности марок:
ЭА–395/9 (08Х16Н26М6АГ2),
ЭА–981/15 (10Х15Н25М6Г2АФ),
НИАТ–5 (Э–11Х15Н25М6АГ2),
ОЗЛ–19 (10Х23Н12Г),
НИИ–48Г (Э–10Х20Н9Г6С),
ЭА–112/15 (10Х15Н25М6Г2АФ),
ОЗЛ–44 (10Х20Н75М2Г2БТЮФ)
и им подобных обеспечивает: высокое качество сварочного шва, почти полное отсутствие брызг, высокую производительность, получение большого экономического эффекта и сокращение времени изготовления и ремонта изделий. Расход порошковой проволоки на 1 кг наплавленного металла 1,05–1,1 кг. Для сравнения: расход электродов 1,7–1,9 кг.
Металлические электроды
Плавящиеся металлические электроды в виде стержней длиной до 450 мм из сварной проволоки с нанесенным на них покрытием, обеспечивающим устойчивое горение дуги, защиту от вредного воздействия воздуха и металлургическую обработку сварочной ванны, широко применяются для ручной дуговой сварки сталей. В покрытие входят следующие компоненты:
• газообразующие – неорганические вещества (мрамор СаСО3, магнезит МгСО3) и органические вещества (крахмал, декстрин);
• ионизирующие или стабилизирующие – различные соединения, в состав которых входят калий, натрий, кальций (мел, полевой шпат, гранит и др.);
• шлакообразующие, составляющие основу покрытия. Это обычно руды (марганцевая, титановая), минералы (ильменитовый и рутиловый концентраты, полевой шпат, кремнезем, гранит, плавиковый шпат и др.);
• легирующие элементы и элементы-раскислители – кремний, марганец, титан и др., используемые в виде сплавов этих элементов с железом, так называемые ферросплавы;
• связующие компоненты – водные растворы силикатов натрия и калия, называемые жидким стеклом.
Металлические электроды для дуговой сварки изготовляют следующих размеров:
По качеству электроды подразделяются на три группы. Покрытие электрода должно быть однородным, плотным, прочным, без трещин, наплывов, вздутий и эксцентричности относительно оси стержня. Допускаются шероховатость и отдельные риски глубиной менее четверти толщины покрытия, вмятины глубиной до половины толщины покрытия на длине не более 12,0 мм, оголенность только с конца электрода на длине не более половины диаметра и другие мелкие дефекты.
Испытывают прочность покрытия следующим образом: при падении плашмя на стальную плиту с высоты 1 м электродов диаметром менее 4 мм и с высоты 0,5 м электродов диаметром 4 мм и более покрытие не должно разрушаться.
Проверяют влагостойкость покрытия погружением электрода в воду и выдержкой в течение 24 ч при температуре 15–25 °C.
Упаковывают электроды в водонепроницаемую бумагу или полиэтиленовую пленку и пачками массой 3–8 кг укладывают в деревянные ящики. Масса ящика от 30 до 50 кг. На каждой пачке имеется этикетка, содержащая наименование завода-изготовителя, условное обозначение электрода, область применения, режимы сварки, обработки и механические показатели сварного шва, свойства наплавленного металла и коэффициент наплавки.
Электроды, изготовленные по ГОСТу, обеспечивают устойчивое горение дуги и спокойное равномерное плавление покрытия.
Шлак ровным слоем покрывает наплавляемый металл и легко удаляется после остывания. Трещины, газовые поры и шлаковые включения в сварном шве не образуются. Химический состав металла шва и допустимое содержание серы и фосфора указываются в паспорте электрода. Содержание серы и фосфора в металле сварного шва при сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей должно быть не более 0,05 %, при сварке легированных сталей повышенной прочности – не более 0,04 %. Сварные швы высоколегированных сталей должны содержать не более 0,025 % серы и 0,03 % фосфора.
Для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей предусмотрены девять типов электродов: Э38, Э42, Э42А, Э4Х, Э46А, Э50, Э50А, Э55, Э60; для сварки легированных конструктукционных сталей повышенной и высокой прочности – пять типов: Э70, Э85, ЭКЮ, Э125, Э150. Кроме того, предусмотрены девять типов электродов для сварки теплоустойчивых сталей.
Тип электрода обозначается буквой Э и цифрой, указывающей гарантируемый предел прочности металла шва в кгс/мм2. Буква А в обозначении указывает, что металл шва, наплавленный этим электродом, имеет повышенные пластические свойства. Такие электроды применяют при сварке наиболее ответственных швов.
Для изготовления стержней большинства электродов, предназначенных для сварки углеродистых и легированных конструкционных сталей, применяют проволоку марок Св–08 и Св–08А. Каждому типу электрода соответствует несколько марок электродов. Например, типу Э42 соответствуют электроды ОМА–2, АНО–6, МЭЗ–04 и др.
Марка электрода – это его промышленное обозначение, как правило, характеризующее стержень и покрытие.
Электродные покрытия делят на две группы:
• тонкие (стабилизирующие, ионизирующие);
• толстые (качественные).
Электроды с тонким покрытием. Назначение тонкого покрытия – облегчить возбуждение дуги и стабилизировать ее горение. Для этого покрытие составляют из вещества, атомы и молекулы которого обладают низким потенциалом ионизации, т. е. легко ионизируются в воздушном промежутке дуги. Такими веществами являются калий, натрий, кальций, барий, литий, стронций и др. Они применяются, чаще всего, в виде углекислых солей (мел [CaCO3], поташ [KCO3], углекислый барий [BaCO3] и др.). В качестве связующего вещества применяют жидкое стекло, представляющее собой силикат натрия. Покрытие наносят на стержень электрода слоем 0,1–0,25 мм, что составляет 1,5–2 % от массы электрода. Тонкое покрытие не создает защиты для расплавленного металла шва, по этой причине при сварке происходит окисление и азотирование наплавленного металла. Шов получается хрупкий, пористый, с различными неметаллическими включениями. Поэтому электроды с тонким покрытием используют при выполнении неответственных сварных швов.
Меловое покрытие является наиболее простым тонким покрытием. Оно состоит из мелкопросеянного чистого мела, разведенного на жидком стекле. На 100 мас. ч. мела берется 25–30 мас. ч. жидкого стекла. Полученная смесь размешивается в воде до сметанообразного состояния. Электродные стержни окунают в этот раствор и сушат при комнатной температуре или в сушильных шкафах при температуре 30–40 °C. Такие электроды дают при сварке швы очень низкого качества и поэтому применяются редко.
Электроды с тонким покрытием марок К–3 и А–1 дают более качественные сварные швы. Основной составляющей этих покрытий является титановый концентрат. Покрытие К–3 содержит 57,8 % титанового концентрата и 42,2 % марганцевой руды, а жидкое стекло составляет 25–35 % к массе концентрата и руды.
Покрытие А–1 содержит 86,6 % титанового концентрата,10,2 % – марганцевой руды и 3,2 % калиевой селитры. Жидкое стекло берется в количестве 30–35 % к массе остальных компонентов.
Таблица 13