ГЛАВА II.
СВАРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Назад: 2.4. Обозначение электродов по
ГОСТ, европейскому (EN) и международному (ISO) стандартам
2.5.
Влияние вида покрытия на процесс сварки
При плавлении электродов с кислым покрытием (А)
большая часть введенных в них ферросплавов окисляется кислородом, выделяющимся
из таких руд, как MnO, TiO2.
Легирование металла кремнием и марганцем идет по схеме кремне-марганце
восстановительных процессов; покрытие не позволяет легировать металл элементами
с большим сродством к кислороду. Образующиеся шлаки, обычно кислые, не содержат
СаО и не очищают металл от серы и фосфора. В наплавленном металле много
растворенного кислорода и неметаллических включений.
В результате швы обладают пониженной стойкостью против
горячих трещин, ударная вязкость металла обычно не превышает 80 Дж/см2. В связи с высоким
содержанием в покрытии ферромарганца и окислов железа они более токсичны, так
как аэрозоли в зоне сварки и зоне дыхания сварщика содержат большое количество
вредных соединений марганца.
Основу рутиловых покрытий (Р) составляют
шлакообразующий компонент – рутиловый концентрат TiO2 (до 45 %), а также алюмосиликаты (слюда, полевой
шпат и др.) и карбонат - мрамор СаСО3; ферромарганца FeMn в покрытии 10…15%.
Газовая защита обеспечивается введением органических соединений (до 5%), а также разложением карбонатов.
Покрытие этого
вида обладает высокими сварочно-технологическими свойствами (сварка выполняется
на постоянном и переменном токе, в разных пространственных положениях с
минимальным разбрызгиванием, шлак хорошо отделяется, электроды малотоксичны),
однако швы содержат повышенное количество газов и неметаллических включений и
имеют низкие вязкопластические свойства, поэтому электроды применяются для
сварных конструкций с пределом прочности не более 50 кГс/мм2. Сварка
выполняется со скоростью 8-10 м/ч, на подъем.
Покрытие основного типа (Б) в качестве основы содержат
карбонаты (мрамор, магнезит) и плавиковый шпат CaF2; газовая
защита обеспечивается разложением карбонатов. Металл раскисляется марганцем,
кремнием и титаном, вводимыми в покрытие в виде ферросплавов, или алюминием,
вводимым в виде порошка.
Эти покрытия слабо окислительные, поэтому позволяют
легировать металл шва элементами с большим сродством к кислороду. Наличие
большого количества соединений кальция, хорошо связывающих серу и фосфор и
выводящих их в шлак, обеспечивает высокую чистоту наплавленного металла и
высокие пластические свойства, а легирование марганцем обеспечивает высокую
прочность. Швы, выполненные такими электродами, обладают высокой стойкостью
против образования горячих трещин и наиболее высокой (по сравнению с любыми
другими покрытиями) ударной вязкостью (величина KCU может достигать 250
Дж/см2).
При использовании этих электродов металл шва склонен к
образованию пор при загрязнении кромок маслом и ржавчиной, а также при
увеличении длины дуги и увлажнении покрытия. Сварка выполняется на постоянном
токе обратной полярности, со скоростью 6-10 м/ч на подъем.
На базе покрытий основного типа (Б) обычно составляют
композиции покрытий электродов для сварки ответственных конструкций из
углеродистых, низколегированных, закаливающихся и высоколегированных сталей.
В покрытие электродов (Ц) для сварки с глубоким
проплавлением вводят повышенное количество органических веществ - целлюлозы (до
50%), щлакообразующий компонент – рутил и раскислители – FeMn и FeSi.
При сварке на торце электрода образуется втулка из
нерасплавившегося покрытия, которая способствует формированию мощного
направленного потока газов, выделяющихся в большом количестве при разложении
органических веществ, а это обеспечивает оттеснение жидкого металла из-под дуги
и более глубокое проплавление основного металла с формированием обратного
валика.
Наличие малого количества шлака упрощает технику
сварки в разных пространственных положениях и в узкую и глубокую разделку.
Сварка выполняется постоянным током обратной или прямой полярности в
зависимости от марки электрода.
Для повышения качества сварного соединения (уменьшения
водорода в металле шва) после выполнения корневого слоя необходимо выполнить
горячий проход (с интервалом не более 5 мин.) на обратной полярности со
скоростью 18…20 м/ч. Электроды предназначены для сварки неповоротных стыков
трубопроводов из углеродистых и низколегированных сталей сверху-вниз.
Структура выпуска электродов по видам покрытия в нашей
стране представлена примерно следующим образом: электроды с рутиловым покрытием
– 75 %, с основным – 15 %, с кислым – 5 %, с целлюлозным и прочие – 5 %.
Состав покрытия разных видов приведен в табл. 8.
Таблица 8
|
Компоненты покрытия |
Вид электродного покрытия |
||
|
Ц |
Р |
Б |
|
|
Титановый концентрат |
36.5 |
|
|
|
Марганцевая руда |
3.5 |
|
|
|
Рутил |
|
50.0 |
|
|
Мрамор |
|
18.0 |
54.0 |
|
Селитра калиевая |
2.0 |
|
|
|
Ферромарганец среднеуглеродистый |
|
15.0 |
5.0 |
|
Ферромарганец углеродистый |
6.0 |
|
|
|
Ферросилиций 45-% |
5.0 |
|
5.0 |
|
Каолин |
|
5.0 |
|
|
Тальк |
|
10.0 |
|
|
Целлюлоза |
|
2.0 |
|
|
Мука пищевая (слюдяная) |
47.0 |
|
|
|
Плавиковый шпат |
|
|
15.0 |
|
Кварцевый песок |
|
|
9.0 |
|
Ферротитан |
|
|
12.0 |
|
Жидкое стекло |
25.0 |
30.0 |
30.0 |