6. Электроды для электродуговой сварки.

Плавящиеся электроды для электродуговой сварки изготавливают из сварочной проволки, которая согласно ГОСТ 2246-75 разделяется на углеродистую, легированную и высоколегированную. Используется проволка диаметром от 1.6 мм до 12 мм.

Электроды для сварки изготавливают четырех классов

1) Для сварки конструкционных углеродистых и низколегированных сталей.

2) Для сварки теплоустойчивых сталей.

3) Для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами.

4) Для наплавки поверхностых слоев с особыми свойствами.

Электроды, изготовленные по ГОСТу, обеспечивают устойчивое горение дуги и спокойное равномерное плавление покрытия.

Для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей ГОСТом предусмотрено 9 типов электродов (Э38, Э42, Э42А, Э46, Э46А, Э50, Э50А, Э55, Э60). Тип электрода обозначается буквой Э и цифрой указывающей гарантируемый предел прочности металла шва в кгс/мм . БукваА в обозначении указывает, что металл шва, наплавленный этим электродом, имеет повышенные пластические свойства. Такие электроды применяют при сварке наиболее ответственных швов.

Каждому типу электрода соответсвует своя марка электрода. Марка электрода - это его промышленное обозначение, как правило, характеризующее стержень и покрытие.

Для получения сварного шва с высокими механическими свойствами электродное покрытие должно выполнять следующие функции: обеспечить устойчивое горение дуги, защищать расплавленный металл шва от воздействия кислорода и азота воздуха, раскислять образующиеся в металле шва окислы и удалять невостанавливаемые окислы в шлак, изменять состав наплавляемого металла вводом в него лигирующих примесей, удалять серу и фосфор из расплавленного металла, образовывать шлаковую корку над металлом шва, замедляя его охлаждение и тем самым способствывать выходу газов и неметаллических включений на поверхность металла шва.

Для выполнения перечисленных функций электродное покрытие должно содержать следующие компоненты:

1) Ионизирующие вещества для снижения эффеткивного потенциала ионизации.

2) Газообразующие вещества, которые при сварке разлагаются или сгорают , выделяя большое количество газов, создающих в зоне дуги газовую оболочку.

3) Раскисляющие вещества, которые обладают большим сродством к кислороду и поэтому восстанавливают металл шва.

4) Шлакообразующие вещества, которые создают шлаковую защиту расплавленного металла шва, а также капель электродного металла, проходящих через дуговой промежуток.

5) Легирующие вещества, которые в процессе сварки переходятиз покрытия в металл шва и легируют его для придания тех или иных физико-механических качеств.

6) Связующие вещества, предназначены для замеса всех компонентов покрытия в виде пасты, а также для связывания пасты на сердечнике электрода и придания определенной прочности после высыхания покрытия.

ГОСТом установлены следующие виды покрытий.

Кислое покрытие, содержащее руды в виде окислов железа и марганца, при плавлении они выделяют кислород, способный окислить металл ванны и легирующие примесы. 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. К этому виду покрытий относятся покрытия ОММ-5, ЦМ-7 и др. Этот вид покрытия по ГОСТу обозначается буквой А.

Рутиловое покрытие, основным компонентом которого является рутил (двуокись титана). Шлакообразующими компонентами служат рутил, а также полевой шпат, магнезит и др. В качестве раскислителя и легирующего компонента применяют ферромарганец. В практике примеряют покрытия ЦМ-9, МР-3 и др. Рутиловые покрытия обозначаются буквой Р.

Органическое покрытие, содержащееглавным образом органические компоненты в качестве газообразующих и связующих веществ. В состав покрытия в качестве раскислителей введены ферромарганец, ферросилиций. К этой группе относятся покрытия ОМА-2, НЦ-1 и др. Обозначают этот вид покрытия буквой Ц.

Основное покрытие, составленное на основе плавикого шпата и мрамора. Отсутствие в составе этого покрытия окислов железа и марганца позволяет широко легировать наплаленный металл. При сварке можно получить металл шва заранее заданного химического состава с хорошими механическими свойствами. В качестве раскислителей покрытиесодержит ферротитан, ферромарганец и ферросилиций. В эту группу входят покрытия типа УОНИ-13. Эти покрытия обозначаются буквой Б.

Форма подготовки кромок под сварку зависит от толщины свариваемиого металла. Обычно сварку металла толщиной до 6 мм ведут без разделки кромок, т.к. возможно проварить всю толщину металла.

Металл перед сваркой должен быть тщательно очищен от ржавчины, масла, влаги, окалины и различного рода неметаллических загрязнений (на ширину до 20 мм).

При выполнении сварного шва прежде всего определяют режим сварки, обеспечивающий хорошее качество сварного соединения, установленные размеры и форму при минимальных затратах материалов, электроэнергии и труда.

В процессе сварки электроду сообщается следующие движения:

1. По направлению от электрода - в зону дуги. Скорость движения должна соответствовать скорости плавления электрода, чтобы сохранить постоянство длины дуги.

2. Вдоль линии сварного шва. Скорость перемещения не должна быть большой, так как металл электрода не успевает сплавитьсяс основным металлом (непровар). При малой скоростиперемещения возможны перегрев и прожог металла. Шов получается широкий и толстый. Производительность сварки оказывается низкой.

3. Поперечные колебательные движения.

Техника выполнения сварных швов зависит от вида и пространственного положения шва. Нижние швы ниболее удобны для выполнения, так как расплавленный металл электрода под действием силы тяжести стекает в кратер и не вытекает из сварочной ванны, а газы и шлак выходят на поверхность металла. Поэтому по возможности следует вести сварку в нижнем положении. Стыковые швы без скока кромок выполняют наплавкой вдоль шва валика с небольшим уширением. Необходимохорошее проплавление свариваемых кромок. Шов делают с усилением (выпуклость шва до 2 мм). После проварки шва с одной стороны изделие переворачивают и тщательно очистив от подтеков и шлака заваривают шов с другой стороны. Сваркустыковых швов с V-образной разделкой кромок, при толщине металла до 9 мм, производят в один слой, а при большой толщине - в два слоя и более. Первый слой наплавляют высотой3-5 мм, электродом диаметром 3-4 мм. Последующие слои выполняют электродом диаметром 4-5 мм. Перед наплавкой очередного слоя необходимо тщательно очистить металлической щеткой разделку кромок шва от шлака и брызг металла. После заполнения всей разделки изделие переворачивают и выбирают небольшую канавку в корне шва, которую затем аккуратно заваривают.

Угловые швы угловых, тавровых и нахлесточных соединений лучше выполнять в положении лодочка. Если изделие не может быть так установлено, необходимо особенно тщательно обеспечить хороший провар корня шва и свариваемых кромок. Сварку следует начинать с поверхности нижней кромки и затемпереходить через разделку кромок шва на вертикальную кромку.Для швов с катетом до 10 мм применяют однослойную сварку. При положении многослойного шва первый валик выполняют ниточным швом электродом диаметром 3-4 мм. При этом необходимо обеспечить хороший провар корня шва. Затем, послезачистки разделки, наплавляют последующие слои.

Выбор способа и порядка выполнения сварных швов зависит главным образом от толщины металла и протяженности шва. При сварке тонолистовой стали необходимо строгое соблюдение техники выполнения сварных швов. Особую опасность представляют сквозные прожоги и проплавление металла. Сталь толщиной 0.5 - 1 мм следует сваривать внахлестку с проплавлением через верхний лист или встых с укладкой между свариваемыми кромками стальной полосы или с отботровкой кромок. Сварку производят на пониженных режимах.

Металл большой толщины сваривают в несколько проходов. Разделку кромок заполняют слоями или валиками.

Способы выполнения сварных швов по длине завсят от их протяженоости. Условно-принято различать короткие швы до 250 мм, средние швы 250-1000мм и длинные швы протяженностью более 1000 мм. Короткие швы выполняют сваркой напроход. Швы средней протяженности сваривают либо от середины к краям, либо так называемой олбратоступенчатойсваркой. Швы большой длины сваривают обратноступенчатой сваркой.

Обратноступенчатая сврка заключается в том, что весь шов разбивают на участи и сварку участка производят в направлении, обратном обему направлении сварки шва. Конец каждого участка совпадает с началом предыдущего участка. Длина участка выбирается в пределах 100-300 мм в зависимости от толщины металла и жесткости свариваемой конструкции.