Вход в систему Поиск по сайтуОтправить сообщение по электронной почте

Дугове зварювання та різання металів

 
   


Електроди для дугового зварювання: Загальні відомості.

В контексте

плавиться, що застосовуються при електричного дугового зварювання, являють собою металеві стрижні певних розмірів і хімічного складу, службовці як провідником електричного струму, так і присадним металом; на них нанесено покриття з метою захисту зони зварювання від атмосферного повітря, розкислення і легування наплавленого металу, а також стабілізації дугового розряду.

У залежності від складу електродного стрижня і покриття наплавлений метал володіє різними механічними і фізико-хімічними властивостями.

Головними функціями електродних покриттів є захист зони зварювання від атмосферного повітря, розкислення і легування наплавленого металу, а також стабілізація дугового розряду.

Для виконання цих функцій до складу електродних покриттів повинні входити такі матеріали:

  1. Шлакоутворювальні матеріали, основним завданням яких є створення шлакового покриву, що захищає розплавлений метал від атмосферного повітря. Шлаки, що утворюються в результаті розплавлення цих матеріалів, є тим середовищем, у якій протікають металургійні процеси, і поряд з цим самі активно беруть участь в них. Найбільш часто вживаними шлакообразующим матеріалами служать: марганцева руда, гематит, граніт, мармур, кварц, рутил та ін

    Для додання шлаку жидкотекучести, рухливості в його состеве повинні знаходитися флюсующие речовини (плавні), що забезпечують оптимальне значення в'язкості шлаку в певному інтервалі температур. Короткі шлаки з необхідною температурою розм'якшення і інтервалом плавлення утворюються при введенні до складу електродного покриття плавикового шпату, титановмістних руд, польового шпату та ін

  2. газоутворюючі матеріали, службовці для створення газового захисту зони зварювання від атмосферного повітря. Такими є як різні органічні речовини (крохмаль, декстрин, целюлоза тощо), так і мінерали, які при нагрезаніі дисоціюють з утворенням газів (мармур, магнезит та ін.)
  3. раскисляющие матеріали, в якості яких при електричного дугового зварювання найчастіше використовуються феросплави елементів, які мають досить високою спорідненістю до кисню та іншими якостями. Такими матеріалами є: феросиліцій, феротитан, феромарганець, рідше - ферроалюміній. Для дифузійного розкислення складу покриття підбирається таким чином, щоб надходить в шлак закис заліза пов'язувалася в ньому в силікати або титаніту і тим самим сприяла безперервному переходу FeO з металу ванни в шлак.
  4. Легуючі матеріали, завданням яких є легування металу шва деякими елементами для додання необхідної технологічної та експлуатаційної міцності. Як легуючі, як правило, використовуються відповідні феросплави, іноді чисті метали.
  5. Стабілізуючі матеріали, тобто такі, які містять елементи з низьким потенціалом іонізації (кальцій, калій, натрій тощо) і знижують ефективний потенціал іонізації. Стабілізуючими матеріалами є крейда, мармур, поташ, польовий шпат та ін
  6. цементуючі матеріали, тобто такі, на яких робиться заміс шихти з тим, щоб після висихання ці речовини скріплювали покриття і надавали йому потрібну міцність. Як цементуючого матеріалу найчастіше використовується рідке скло.
  7. Формувальні добавки - речовини, що додають обмазувальної масі кращі криючі властивості. В якості формувальних добавок зазвичай застосовується бентоніт, іноді каолін, декстрин та ін

У ряді випадків одні і ті ж матеріали виконують ряд функцій: мармур є як шлакообразующим, так і газоутворюючих та стабілізуючим матеріалом, феросплави - раскислители є одночасно і легуючими матеріалами та т. д.

На основі хімічного складу покриття проведено класифікацію електродних покриттів:

  1. Руднокіслие електродні покриття містять оксиди заліза і марганцю (зазвичай у вигляді руд), кремнезем, велика кількість феромарганцю; для створення газового захисту зони зварювання в покриття вводять органічні речовини (целюлозу, деревне борошно, крохмаль і пр.), які при нагріванні розкладаються і згорають з утворенням суміші захисних газів.

    Електроди мають досить велику швидкість розплавлення, коефіцієнт наплавлення 8-11 м / А · год, придатні для зварювання у всіх просторових положеннях на постійному і змінному струмі; наплавлений метал відповідає типу електродів Е42 і містить <0,12% С; <0,10% Si; 0,6-0,9 Мn; <0,05% Р і <0,05% S.

    При плавленні електрода йде інтенсивна екзотермічна реакція марганцю і вуглецю киснем окислів, що розігріває зварювальну ванну і забезпечує гладку поверхню наплавленого металу з невеликою чешуйчатостью. При великому змісті марганцевої руди утворюється дим шкідливий для зварника і при недостатній вентиляції може поступово отруювати його сполуками марганцю.

    Електроди широко застосовуються у виробництві різноманітних виробів з низьковуглецевих і низьколегованих сталей, але на ряді підприємств застосування цих електродів обмежено або заборонено через їх токсичності.

  2. рутилові електродні покриття отримують значне застосування у зв'язку з розвитком видобутку мінералу рутилу, що складається в основному з двоокису титану TiO 2. У покриття, крім рутилу, введені кремнезем, феромарганець, карбонати кальцію або магнію.

    Рутилові покриття по технологічних якостей близькі до руднокіслим, дають кращу формування, менше розбризкування і виділення газів, вважаються менш шкідливими для зварника. Наплавлений метал відповідає електродів типу Е42 і Е46; електроди можуть застосовуватися для більш відповідальних конструкцій з низьковуглецевих і низьколегованих сталей.

  3. фтористо-кальцієві електродні покриття складаються з карбонатів кальцію і магнію, плавикового шпату та феросплавів. Фтористо-кальцієві покриття називаються також основними, тому що дають короткі шлаки основного характеру, а електроди з таким покриттям називаються також нізководородістимі, так як наплавлений метал містить водню менше, ніж при інших покриттях. Газова захист ванни забезпечується двоокисом і окисом вуглецю, утворюються при розкладанні карбонатів під дією високої температури.

    Електроди частіше використовуються на постійному струмі зворотної полярності (плюс на електроді).

    Наплавлений метал за складом відповідає спокійної сталі, відрізняється чистотою, малим вмістом кисню, азоту і водню; знижений вміст сірки та фосфору, підвищено - марганцю (0,5-1,5%) і кремнію (0,3-0, б%). Метал стійкий проти старіння, має високі показники механічних властивостей, у тому числі ударної в'язкості, і нерідко за механічними властивостями перевершує основний метал.

    Електроди з цим покриттям рекомендуються для найбільш відповідальних конструкцій з вуглецевих і легованих сталей. Електроди з фтористо-кальцієвим покриттям протягом багатьох років є найкращими за якістю наплавленого металу.

    Електроди з фтористо-кальцієвим покриттям чутливі до наявності окалини, іржі, масла на крайках основного металу і в цих випадках дають пори, як і при відсирівання електродів.

    Властивості наплавленого металу можна змінювати в широких межах, змінюючи кількість феросплавів в покритті. Широко відомий електрод цього типу, маркірується УОНИ-13; він має кілька різновидів; УОНІ-13/45, УОНИ-13/55 і т. д.; друге число вказує межа міцності наплавленого металу.

  4. Органічні електродні покриття складаються з органічних матеріалів, зазвичай з оксіцеллюлози, до якої додані шлакоутворювальні матеріали, двоокис титану, силікати і пр. і феромарганець в якості розкислювача і легуючої присадки.

    Електроди придатні для зварювання під всіх просторових положеннях на постійному і змінному струмі; малочутливі до якості збірки і станом поверхні металу, особливо придатні для роботи у монтажних і польових умовах. Дають задовільний наплавлений метал, відповідний електродів типів Е42-Е50. Широко застосовуються на монтажних роботах.

Всі матеріали, використовувані для виготовлення електродних покриттів, повинні відповідати певним умовам поставки, які регламентуються відповідними ГОСТ і ТУ.

Прикладом електродів з рудно-кислими покриттями є електроди марок ОММ-5, ЦМ-7 і МЕЗ-04, що одержали широке поширення в промисловості. Ці електроди призначені для зварювання маловуглецевих конструкційних сталей і відносяться до типу Е-42. Як шлакообразующих використовуються руди і концентрати, як газоутворюючих - крохмаль. Основним розкислювачем і легирующим матеріалом є феромарганець. Деяка кількість кремнію (близько 0,1%), достатню для придушення (спільно з марганцем) реакції окислення вуглецю в кристаллизующейся частини зварювальної ванни, відновлюється з кремнезему, що входить до складу матеріалів покриття. Зварювання цими електродами може вироблятися як на постійному, так і на змінному струмі.

Прикладом електродів з покриттям на рутиловий основі є електроди марки ЦМ-9. Шлакообразующим в цих електродах є: рутил, польовий шпат і магнезит, газотвірними - декстрин та магнезит. Основним розкислювачем і легирующим матеріалом служить феромарганець, а також невелика кількість кремнію, відновлюваного з польового шпату. Електроди ЦМ-9, як і інші електроди на рутиловий основі, забезпечують одержання швів з гладкою поверхнею мелкочешуйчатая, що мають плавне сполучення з основним металом.

Як приклад електродів, покриття яких побудовано на фтористо-кальцієвої основі, наведені електроди марок УОНІ-13, УП2, а також ЦЛ-18 і ЦЛ-19. Електроди з покриттями цього виду призначаються для зварювання конструкцій з вуглецевих і низьколегованих сталей, а в разі вимог підвищеної пластичності і в'язкості - і для зварювання маловуглецевих сталей.Во всіх електродах з покриттями цього виду основними шлакоутворюючих компонентів служать мармур і плавиковий шпат, причому останній є флюсующие , а мармур одночасно стабілізуючим і газоутворюючих матеріалом.

Переважна більшість електродів з покриттями на фтористо-кальцієвої основі годиться тільки для зварювання на постійному струмі при зворотній полярності підключення через недостатню стабільності дуги при зварюванні на змінному струмі (внаслідок впливу фтору, що входить до складу покриття). Щоб використовувати електроди з покриттями цього виду для зварювання на змінному струмі, в них додатково вводять іонізуючі речовини, що знижують ефективний потенціал іонізації (поташ, кальциновану соду та ін.) Метал, наплавлений електродами з покриттям на фтористо-кальцієвої основі, володіє найкращими пластичними властивостями при необхідному межі міцності, а також високою стійкістю проти утворення гарячих тріщин.

Однак на відміну від електродів з покриттями на рудно-кислої і рутиловий основі, електроди з покриттям на фтористо-кальцієвої основі мають підвищену чутливість до пороутворення при зварюванні по окисленої і іржавої поверхні, а також при подовженні і обриві дуги. Проте при ретельному очищенню крайок і дотриманні технологічних рекомендацій при зварюванні електродами з покриттями цього виду виходять щільні, високоякісні шви.

Прикладом електродів з покриттями на органічній основі служать електроди марок ОМА-2 і ЦЦ-1. Компонентами покриття, створюють рясну газову захист зони зварювання, тут є органічні речовини, наприклад харчова борошно, целюлоза. Як розкислювачів використовуються феромарганець і феросиліцій (або тільки феромарганець); шлакообразующим є титановий концентрат, рутил, а іноді і невеликі добавки інших матеріалів. Відмінною технологічною особливістю є малий відносний вага покриття, що робить ці електроди зручними для зварювання в просторових положеннях, відмінних від нижнього, а також для зварювання тонколистових конструкцій.

Другие материалы:

Внимание! © X51.project 2007-2017гг.
Дозволяється копіювання та інше використання матеріалів сайту при умові встановлення гіперпосилання, не забороненої до індексації пошуковими системами, на матеріал або головну сторінку сайту Дугове зварювання та різання металів.
 
Вверх | Дугове зварювання та різання металів | Администрирование | Контакты | Поиск | Карта раздела