4. Характеристики кислого покрытия электродов

Марки электродов с кислым покрытием: ОММ-5, СМ-5, ЦМ-7, МЭЗ-4 и др.

По механическим свойствам наплавленного металла электроды с кислым покрытием, нанесенными на стержни из стальной низкоуглеродистой сварочной проволоки Св-08, Св-08А (ГОСТ 2246-70), соответствует типу электродов Э38 и Э42 по ГОСТ 9467-75.

Шлаковую основу кислых покрытий составляют руды, содержащие в основном окислы железа (гематит - Fe2O3) и марганца (марганцевая руда - MnO2), иногда титана, кремнезем.

Все кислые покрытия имеют окислительный характер, который обусловлен выделением в сварочную дугу при их плавлении свободного кислорода из руд, связывание которого происходит недостаточно. Это приводит к большим потерям легирующих элементов в процессе сварки, поэтому электроды с кислыми покрытиями не рекомендуются для сварки высоколегированных сталей.

В качестве газозащитного материала кислые покрытия содержат органические вещества (крахмал, декстрин, оксицеллюлозу и др.), которые при разложении в дуге вместе с образованием защитного газа — окиси углерода образуют также водород, растворяющийся в жидком металле.

Наводороживание металла шва, а вследствие диффузии и металла околошовной зоны является существенным недостатком кислых покрытий, что ограничивает возможность их использования для сварки закаливающихся углеродистых и легированных сталей, склонных к образованию холодных трещин вследствие охрупчивающего действия водорода.

Металл, наплавленный электродами с кислыми покрытиями, нанесенными на стержни из низкоуглеродистой сварочной проволоки Св-08 и Св-08А, по составу соответствует, как правило, кипящей стали и содержит до 0,1% кремния.

При увеличении раскисленности металла шва (повышении содержания в нем кремния более 0,1—0,2% и марганца более 0,8—0,9%) появляется склонность к образованию пор, основной причиной которых является выделение водорода в процессе кристаллизации сварочной ванны.

Металл шва, выполненный электродами с кислыми покрытиями, склонен к образованию горячих трещин при содержании в нем углерода более 0,15%, поэтому их не следует применять для ручной дуговой сварки углеродистых и низколегированных сталей, содержащих более 0,3% углерода.

Относительно высокое содержание кислорода в металле, наплавленном кислыми электродами, обусловливает умеренную величину его ударной вязкости (9-15 кгс·м/см2) и большую склонность к «механическому старению», которое снижает ударную вязкость примерно в два раза.

К недостаткам электродов с покрытиями этого вида следует отнести также повышенное разбрызгивание металла и токсичность вследствие выделения при сварке значительного количества марганцовистых соединений.

Вместе с тем электроды с кислыми покрытиями имеют ряд существенных преимуществ. Они малочувствительны к образованию пор в швах при наличии ржавчины и окалины на кромках свариваемого металла, что объясняется способностью их шлаков связывать закись железа в нерастворимые в металле комплексные соединения — силикаты и титанаты (FeO·Si02, FeO·Ti02). Это способствует интенсивному протеканию процессов диффузионного раскисления жидкого металла на границе металл-шлак и уменьшает насыщение металла шва кислородом.

Этим же обусловлена малая чувствительность электродов с кислыми покрытиями к пористости металла шва при сварке длинной дугой (при повышенном напряжении на дуге). Их достоинством является также хорошая стабильность горения дуги при сварке переменным током, легкое зажигание дуги при относительно небольшом напряжении холостого хода сварочного трансформатора (60—70В) и высокая производительность. Для ряда марок электродов (ЦМ-7 и др.) коэффициент наплавки достигает 11 —12 г/А·ч. При умеренной толщине покрытия (вес покрытия составляет не более 35% веса покрытой части стержня) кислые электроды пригодны для сварки во всех пространственных положениях швов (положения сварки плавлением - ГОСТ 11969-79).

Перечисленные особенности этих электродов определяют область их применения в основном для сварки малоуглеродистых и низколегированных сталей, применяемых в строительстве и машиностроении, но ввиду их токсичности, применение их ограничено.