Точно рассчитать состав электродных покрытий в зависимости от состава свариваемого металла и требований, предъявляемых к сварочному шву, дает возможность теория сварочных процессов.
Для выполнения перечисленных выше функций электродное покрытие должно содержать следующие компоненты:
• ионизирующие вещества для снижения эффективного потенциала ионизации, что обеспечивает стабильное горение дуги. В качестве ионизирующих компонентов в покрытия вводят такие вещества, как мел, мрамор, поташ, полевой шпат и др.;
• газообразующие вещества, которые при сварке разлагаются или сгорают, выделяя большое количество газов, создающих в зоне дуги газовую оболочку. Благодаря этой оболочке металл шва предохраняется от воздействия атмосферного кислорода и азота. Такими газообразующими веществами являются крахмал, древесная мука, целлюлоза и др.;
• раскисляющие вещества, которые обладают большим сродством с кислородом и поэтому восстанавливают металл шва. Раскислителями служат ферросплавы, алюминий, график и др.;
• шлакообразующие вещества, создающие шлаковую защиту расплавленного металла шва, а также капель электродного металла, проходящих через дуговой промежуток. Кроме того, шлаки активно участвуют в металлургических процессах при сварке и способствуют получению качественного шва. В качестве шлакообразующих веществ применяют полевой шпат, кварц, мрамор, рутил, марганцевую руду и др.;
• легирующие вещества, которые в процессе сварки переходят из покрытия в металл шва и легируют его для придания тех или иных физико-механических качеств. Хорошими легирующими веществами являются ферромарганец, ферросилиций, феррохром, ферротитан. Реже применяют различные оксиды металлов (меди, хрома и др.);
• связующие вещества, предназначенные для замеса всех компонентов покрытия в виде пасты, а также для связывания пасты на сердечнике электрода и придания определенной прочности после высыхания покрытия. Таким веществом является жидкое стекло. Реже применяется декстрин.
По видам покрытия электроды подразделяют:
• с кислым покрытием – условное обозначение А;
• с рутиловым – Р;
• с целлюлозным – Ц;
• с основным – Б;
• с покрытием смешанного типа – двойное обозначение (например, АЦ);
• с прочими видами покрытий – П.
Кислые покрытия (АНО–1, СМ–5) содержат руды в виде окислов железа и марганца. При плавлении они выделяют кислород, способный окислить металл ванны и легирующие примеси. Для ослабления действия кислорода в покрытие вводят раскислители в виде ферросплавов. Однако наплавленный металл имеет относительно малую вязкость и пластичность и пониженное содержание легирующих примесей.
Рутиловые покрытия (АНО–3, АНО–4, МР–3, ОЗС–4) имеют основным компонентом рутил (ТiOz – диоксид титана). Шлакообразующими служат рутил, а также полевой шпат, магнезит и др. В качестве раскислителя и легирующего компонента применяют ферромарганец.
Целлюлозные покрытия (ВСЦ–1, ВСЦ–2, ОМА–2) содержат главным образом органические компоненты в качестве газообразующих и связующих веществ. В качестве раскислителей введены ферромарганец, ферросилиций.
Основные покрытия (УОНИИ–13, ДСК–50) составлены на основе плавикового шпата (СаР) и мрамора (карбонат кальция СаСО3).
Широко легировать наплавляемый металл позволяет отсутствие в составе этого покрытия оксидов железа и марганца. При сварке можно получить металл шва заранее заданного химического состава с хорошими механическими свойствами. В качестве раскислителей покрытие содержит ферротитан, ферромарганец и ферросилиций.
Условное обозначение электродов включает марку электрода, диаметр стержня, группу по качеству и номер ГОСТа.
Широкое применение получили следующие электроды: электроды УОНИИ–13 дают высокое качество металла шва и применяются для сварки ответственных швов из конструкционных сталей, такие электроды выпускаются нескольких марок: УОНИИ–13/45, УОНИИ–13/55, УОНИИ–13/65 и УОНИИ–13/85. Цифры после черты означают получаемый предел прочности металла шва (кгс/мм2). При любом положении шва, но только на постоянном токе обратной полярности, можно производить сварку. Эти электроды применяют в заводских и монтажных условиях. Коэффициент наплавки электродов типа УОНИИ–13 достигает 9,5 г/(Ач).
Таблица 15