Состав покрытия сварочных электродов
Многим людям интересно, из чего сделано покрытие электродов. Одни недоумевают, почему при сваривании выделяется едкий дым или зачем вообще нужно покрытие на электродах? Ответы на эти и другие вопросы Вы получите после прочтения этой статьи. Покрытие электродов наносится специально для возможности сваривания металлических частей. Вещество, которым покрыты все электроды, не дает нагреваться и плавиться одновременно всему электроду.
В основном электроды покрыты газообразующими элементами. Также в качестве покрытия могут выступать такие элементы: мука, декстрин или крахмал. Также в состав покрытия электродов могут входить и такие неорганические компоненты как мрамор и магнезит. Еще частенько сварочные электроды покрывают ферросплавами. Ферросплавы – это сплавы железа из марганцем, титаном и кремнием. Также еще есть электроды, которые содержат всевозможные соединения с невысоким потенциалом ионизации. Еще в основу покрытия для электродов могут входить шлакообразующие элементы. К шлакообразующим элементам относятся такие руды: марганцовая или титановая. В состав шлакообразующих покрытий может также входить плавиковый и рутиловый концентрат.
Те электроды, которые имеют в своем составе ионизующие компоненты, содержат разные соединения с невысоким потенциалом ионизации. Также как бы это странно не звучало, но иногда электроды могут быть покрыты жидким стеклом. Жидким стеклом могут быть каолин, различные водные растворы силикатов натрия и слюда.
Однако более половины покрытия всех электродов составляет железная стружка или железный порошок. Практически все материалы, входящие в состав покрытия могут быть как шлаковой, так и газовой защитой при сваривании. Также есть и виды электродов с кислотным покрытием. Кислотное покрытие отличается от других средним уровнем образования пор во время сваривания. Такие электроды способны обеспечить Вам надежное сваривание, потому что при реакции окисления выделяется большое количество теплоты.
Однако кислотные электроды имеют и свои недостатки. Пониженная вязкость и пластичность шва являются основными недостатками этого вида покрытий электрода. Этот недостаток означает то, что возникает огромная вероятность трещины шва. В наше время кислотные электроды уже практически не используются. Их можно использовать при сваривании не очень ответственных объектов, но лучше всего воздержаться от их употребления вообще.
Многие опытные сварщики со стажем поняли, что нужно покупать электроды с обычным шлаковым покрытием. Такие электроды предоставляют много удобств при сваривании металлических частей, в частности они дают газовую и шлаковую защиту. Также многие опытные сварщики знают и то, что заказать качественные электроды можно только через страницу на этом сайте «Контакты». Оформив заказ электродов, Вы сможете получить через несколько дней по-настоящему качественные электроды для сваривания.
Химический состав сварочных электродов
Для изготовления сварочных электродов используются только современные и улучшенные компоненты. По сути, сварочный электрод – это сварочная проволока, на которую нанесена обмазка или покрытие. Такое покрытие позволяет сделать сварочный шов более прочным и долговечным, а также благодаря этому появляется возможность производить сваривание.
Без наличия специального покрытия сварочных электродов, сваривание не может быть успешным, потому что при попытке начать производить сварочную дугу весь сварочный электрод раскалится и, сваривание не сможет быть возможным.
Поэтому наличие специального покрытия сварочного электрода – это обязательное требования для комфортного проведения сварочных работ.
При изготовлении сварочных электродов используется сварочная проволока диаметром от 1 до 12 миллиметров. Таким образом, проволока, которая используется для этих целей, должна быть прочной и не иметь повреждений и недостатков в химическом отношении, то есть все пропорции содержания химических элементов должны четко подчиняться жесткому регламенту. В результате производства сварочных электродов получается большое количество марок электродов и целей их применения. Электроды в основном отличаются по содержанию в составе фосфора, кремния и углерода.
Для проведения сварочных работ с использованием ручной дуговой сварки используются электроды, покрытые обмазкой. Такая обмазка препятствует поглощению кислорода и азота из окружающей среды. Однако при увеличении содержания азота и кислорода в составе металла шва делает металл более хрупким, понижая его пластичность. Поэтому при создании покрытия для сварочных электродов соблюдаются все требования, позволяющие уменьшить содержание в составе наплавленного металла кислорода и азота.
Также стоит обратить внимание на свойства сварочных электродов с разной толщиной покрытия. Например, сварочные электроды с тонким покрытием позволяют производить сваривание с более устойчивой сварочной дугой, однако такая особенность электродов с тонким покрытием влияет на качество сварочного шва, полученного в результате. При сваривании электродами такого типа сварочный шов получается менее прочным, поэтому их используют не так часто, особенно при сваривании ответственных конструкций.
Противоположностью сварочных электродов с тонким покрытием являются электроды с толстым покрытием, позволяющим производить сваривание более высокого качества, а также сделать его более комфортным. Это происходит потому, что в состав толстого покрытия сварочного электрода входят раскислители и шлакообразующие вещества.
Появление большого количества шлаков позволяет обезопасить сварочный шов от воздействия факторов окружающей среды, поэтому такие электроды являются прекрасным выбором для сваривания ответственных конструкций. Чаще всего, в состав наплавленного металла входят такие вещества как силиций, марганец, сера, фосфор и углерод или карбон. Используя сварочные электроды с толстым покрытием, Вы сможете производить сваривание ответственных металлических конструкций без ущерба качеству.
Сварочные электроды | Электроды от Электродгруп | Производство электродов МР, УОНИ, ОЗС, АНО,
Качество наплавленного металла шва, получаемого в результате сварки, и прочность конструкции обеспечиваются при помощи оптимального соотношения химического состава сварочного электрода с характеристиками основного металла покрытия рабочей поверхности. По своей структуре электрод для сварки представляет собой металлический стержень с обмазкой.
Химический состав электродовСтержнем электрода для сварки является сварочная проволока. Существуют различные марки проволоки для сварки. Они отличаются по назначению и химическому составу. Одной из самых распространенных является проволока ГОСТ 2246-70 марка СВ08А. Это проволока с пониженным содержанием углерода, которая применяется как самостоятельно, так и используется при производстве электродов различных марок, например, МР, УОНИ, АНО, ОЗС и других. Химический состав покрытий широко распространенных марок электродов раскрыт в статье «Покрытие электродов».
Состав сварочных электродовКак правило, процентное соотношение структурных элементов электрода для эффективного выполнения работ, следующее: проволока ГОСТ 2246-70 марка СВ08А – 80 % веса, и обмазка 20 % веса электродов. Обмазка – это специальное покрытие, которое наносится на сварочный электрод для эффективной свариваемости металлов и предотвращения проникновения в расплавленный металл кислорода и азота из окружающего воздуха. Это делается для того, чтобы в результате внешнего воздействия пластические свойства металла не ухудшались.
Состав обмазки электродовСостав обмазки электродов для сварки варьируется в зависимости от их назначения и эксплуатационных характеристик. К примеру, состав обмазки электродов УОНИ 13/45 включает в себя соединения фтора. Это придает шву пластичность, термоустойчивость и прочность. В обмазке
Состав покрытия электродов для сварки чугуна
Изобретение может быть использовано при холодной сварке чугуна, а также при ремонте чугунных деталей. Состав покрытия электродов для сварки чугуна содержит следующие компоненты, мас.%: бертолетова соль 59-61; карбонат кальция 9-11 и титаномагнетитовая руда Куранахского месторождения 28-32. Данное покрытие обеспечивает при низких значениях сварочного тока получение наплавленного металла или металла шва в виде мягкой стали с высокой степенью обрабатываемости. 2 табл.
Изобретение относится к области сварки, а именно к электродным покрытиям для холодной сварки чугуна, и может быть использовано при ремонте чугунных деталей.
Известно электродное покрытие, содержащее 50% мрамора и 50% гематита, разработанное для электродов на основе проволоки СВ-08 (патент СССР 2785, кл. B 23 K 35/365, 1927). Наиболее близким покрытием к предложенному является покрытие электродов для сварки чугуна, содержащее 7-15 мас.% мела (CaCO3) и 85-93 мас.% бертолетовой соли (Иванов В.Г. Сварка и резка чугуна. М., 1977, с. 65). К недостаткам известных покрытий можно отнести высокую гигроскопичность покрытия и недостаточную шлаковую защиту ванны. Кроме того, известные покрытия не обеспечивают при низких значениях сварочного тока получение наплавленного металла или металла шва в виде мягкой стали с высокой степенью обрабатываемости. Задачей изобретения является разработка покрытия электродов для сварки и наплавки чугуна, обеспечивающего при низких значениях сварочного тока (как постоянного, так и переменного) получение наплавленного металла шва в виде мягкой стали с высокой степенью обрабатываемости. Поставленная задача решается тем, что состав покрытия содержит следующие компоненты, мас. %: бертолетова соль (KClOФормула изобретения
Состав покрытия электродов для сварки чугуна, содержащий карбонат кальция и бертолетову соль, отличающийся тем, что он дополнительно содержит титаномагнетитовую руду Куранахского месторождения при следующем соотношении компонентов, мас.%: Бертолетова соль – 59 – 61 Карбонат кальция – 9 – 11Титаномагнетитовая руда – 28 – 32о
РИСУНКИ
Рисунок 1Покрытия электродов для сварки алюминия
В качестве покрытия электродов для сварки алюминия применяют легкоплавкие смеси хлористых солей щелочных и щелочно-земельных элементов с добавкой небольшого количества фтористых соединений. В покрытия включают хлористые литий, калий, маг- [c.143]Флюсы и покрытия электродов для сварки алюминия и его сплавов построены однотипно. Основу флюсов составляют легкоплавкие смеси хлористых солей щелочных и щелочноземельных металлов, к которым добавляют небольшое количество фтористых соединений, активирующих действие флюсов. [c.235]
Ручная дуговая сварка алюминиевых сплавов выполняется электродами с покрытиями на основе хлористых и фтористых солей щелочных и щелочноземельных металлов. Существует несколько марок покрытых электродов для сварки алюминия и его сплавов. Например, электроды марок ОЗА-1 и ОЗА-2 диаметром 4 5 и 6 мм. [c.49]
Металлические стержни электродов для сварки алюминия и его сплавов получают из сварочной проволоки в соответствии с ГОСТ 7871—75. Основой покрытия служат галоидные соли щелочных и щелочноземельных металлов, а также криолит. Сухую шихту замешивают на воде или водном растворе поваренной соли, так как при использовании жидкого стекла, химически взаимодействующего с компонентами шихты, замес быстро твердеет. Кроме того, кремний, восстанавливаясь из жидкого стекла и проникая в металл шва, ухудшает его свойства. [c.87]
Состав, толщина покрытий и режимы прокалки электродов для сварки алюминия и его сплавов [c.226]
В последние годы разработан способ нанесения покрытий на электроды для сварки алюминия и его сплавов опрессовкой. [c.435]
Характеристика некоторых электродов для сварки алюминия приведена в табл. 11.2. Толщину покрытия устанавливают в зависимости от диаметра стержня. [c.144]
Технология изготовления электродов для сварки алюминия имеет свои специфические особенности. Не применяют в качестве связующего вещества жидкое стекло, так как оно вступает во взаимодействие с компонентами покрытия и алюминием. Также не применяют в качестве связующего вещества и ряд органических соединений, которые являются источником поступления в металл шва водорода, а следовательно, и причиной образования в металле шва пор. Шихту покрытия разводят на воде или на насыщенном растворе хлористого натрия (поваренной соли), который не входит в расчет состава шихты. [c.106]
Классификация электродов. Покрытые электроды для ручной сварки классифицируют по назначению (для сварки стали, алюминия, чугуна, наплавочных работ и т. п.), типу покрытия (рутиловые, основные, целлюлозные, смешанные и прочие), механическим свойствам металла щва, способу нанесения покрытия (опрессовка, окунание), толщине покрытия (с тонким — условное обозначение — М, средним — С, толстым — Д, особо толстым — Г), допустимым пространственным положениям сварки и наплавки для всех положений (условное обозначение—/), для всех, кроме вертикального сверху вниз (2), нижнего, горизонтального на вертикальной плоскости и вертикального снизу вверх (3), нижнего и нижнего в лодочку 4). Подразделяют электроды также по роду тока (постоянный, переменный), его полярности (прямая, обратная, любая) и номинальному напряжению холостого хода используемого источника сварочной дуги переменного тока частотой 50 Гц. [c.54]
Материалы для сварки алюминия. Ручную дуговую сварку осуществляют покрытыми электродами, стержни которых изготовлены из алюминиевой проволоки, прово- [c.63]
Дуговая сварка алюминия металлическими электродами (ВАМИ АФ1 , МАТИ и др.) дает хорошие результаты только с применением хлористых и фтористых соединений лития, калия или натрия. Поэтому основой покрытия всех марок электродов, применяемых для сварки алюминия (табл. 74—76) является криолит, хорошо растворяющий тугоплавкие окислы алюминия. [c.224]
При сварке металл может окисляться за счет кислорода компонентов покрытия, а также за счет кислорода, содержащегося в виде окислов и влаги на свариваемых кромках. Поэтому в покрытие вводят раскислители — ферромарганец, ферросилиций, алюминий и т. д. Кроме того, в покрытие иногда вводят легирующие элементы, чтобы получить требуемый химический состав и механические свойства металла шва. В качестве связующего вещества добавляют жидкое стекло, которое связывает порошкообразные компоненты в обмазочную массу. Эту массу наносят окунанием или опрессовкой на стержень электрода. Затем электроды просушивают и прокаливают. Электроды с такими покрытиями применяют для сварки ответственных изделий. [c.613]
В связи с большой склонностью металла швов и сварных соединений к образованию кристаллизационных и холодных трещин электроды для сварки высоколегированных сталей имеют фтористо-кальциевое покрытие. Они обеспечивают легирование наплавленного металла хромом или хромом с никелем. С целью раскисления сварочной ванны, а также для снижения окисления хрома в покрытие вводят активные раскислители — ферросилиций, ферротитан или алюминий. Кроме того, для дополнительного легирования металла шва в состав покрытия вводят различные ферросплавы или металлические порошки, например хром, марганец, алюминий, молибден. Чтобы воспрепятствовать окислению примесей из электродного стержня, в состав покрытия вводят небольшое количество легкоокисляющихся примесей, например алюминия или титана. [c.336]
Для сварки алюминия и его сплавов применяют почти все известные способы дуговой сварки плавлением с использованием флюсов — штучными покрытыми электродами, угольной дугой, автоматической полуоткрытой дугой (по флюсу) в инертных-газах неплавящимся (вольфрамовым) или плавящимся электродом. [c.35]
Электроды марки ОЗА-1 со стержнем из проволоки Св-А5 предназначены для сварки алюминия, а электроды марки ОЗА-2 со стержнем из проволоки Св-АК5 — для заварки брака литья из силуминов. Вследствие высокой гигроскопичности покрытия все электроды непосредственно перед сваркой необходимо просушивать при температуре 150…200°С в течение 1…2 ч. [c.49]
Дуговая сварка покрытым электродом используется лишь для двух видов цветных металлов алюминия и его сплавов, меди и ее сплавов. [c.132]
Сварка вольфрамовым электродом в инертных газах или их смесях выполняется при постоянном токе прямой полярности (за исключением сталей с большим содержанием алюминия, когда применяют переменный ток). Данный способ сварки используют при толщине металла до 5…7 мм для получения корневых швов на стыках повышенной толщины (остальные валики могут выполняться под флюсом, покрытыми электродами или плавящимся электродом в защитных газах). [c.250]
Ручную дуговую сварку покрытыми электродами применяют при толщине металла свыше 4 мм. Сварку осуществляют на постоянном токе обратной полярности, как правило, без поперечных колебаний. При сварке технически чистого алюминия и сплавов типа АМц металлический стержень электрода изготавливают из проволок, близких по составу к основному металлу. Для сплавов типа АМг следует применять проволоку с повышенным содержанием магния (1,5… 2 %) с целью компенсации его угара при сварке. Основу покрытия электродов составляют криолит, хлористые и фтористые соли натрия и калия. [c.261]
Ручная дуговая сварка покрытыми электродами выполняется для изделий из технического алюминия, алюминиево-марганцевых и алюми-ниево-магниевых (с содержанием магния до 5 %) сплавов, силуминов при толщине металла более 4 мм. Можно сваривать металл толщиной до 20 мм без разделки кромок, но рекомендуется производить разделку с толщин 10 мм. [c.448]
Обычно сварку выполняют вольфрамовым электродом в аргоне и по слою флюса. Для улучшения процесса сварки на медь после ее очистки необходимо наносить слой покрытия, который активирует поверхность более тугоплавкого металла, улучшает смачиваемость поверхности меди алюминием. Наилучшим является цинковое покрытие толщиной 50. .. 60 мкм, наносимое гальваническим методом. Технология сварки алюминия с медью такая же, как и алюминия со сталью, т.е. дугу смещают на более теплопроводный металл, в данном случае на медь, на 0,5. .. 0,6 толщины свариваемого металла (табл. 13.4). [c.509]
Покрытые металлические электроды применяют для сварки изделий из всех распространенных цветных металлов — алюминия, меди, никеля и их сплавов (кроме титана). Титан и его сплавы ручной дуговой сваркой не свариваются из-за недостаточной защиты зоны сварного соединения от окисления. [c.170]
Состав покрытий медно-железных электродов для холодной сварки чугуна весьма разнообразен. Применяются, в частности, покрытия следующего состава (в вес. ч.) титановая руда — 5, ферросилиций — 35, алюминий в порошке — 15, графит — 20, мрамор — 15, плавиковый шпат — 10. [c.286]
Свариваемость хромистых сталей с содержанием 25—30% Сг вполне удовлетворительная. Однако металл сварного шва, вследствие сильного роста зерен при высоких температурах сварки и образования внутренних напряжений, приобретает низкие механические свойства. Для снятия внутренних напряжений после сварки применяют отжиг при 960—980° С. Для предотвращения роста зерен при сварке рекомендуется вводить в состав электродов или покрытий титан, ванадий и алюминий. [c.492]
При изготовлении электродов для сварки алюминия и его сплавов ввиду его большого сродства к кислороду применять покрытия из окислов нельзя, так как металл будет разрушать эти окислы и интенсивно окисляться, В этих случаях покрытия практически полностью состоят из бескислородных соединений, хлоридов и фторидов (КС1, Na l, KF и т. п.), которые наносятся па стержни многократным окунанием стерлшей в водные растворы указанных компонентов. [c.93]
Электроды для сварки алюминий и его сплавов. Ручную дуговую сварку чистого алюминия выполняют электродами марки ОЗА-1. Стержень изготавливается из алюминиевой проволоки марки АД-1 или АВ-2Т. Покрытие тгроскопично, поэтому перед сваркой электроды следует просушить при 160— 200°С в течение 2 ч. Коэффициент наплавки равен 6,25—6,5 т/А-ч. Для сварки литейных алюминиево-кремнистых сплавов АЛ- [c.97]
Электроды для сварки теплоустойчивых сталей обеспечивают легирование металла шва элементами, позволяющими получить необходимую жароопрочность, стойкость против коррозии и окалинообразования сварных соединений в паровой среде при высоких температурах путем введения соответствующих легирующих компонентов либо через электродный стержень, либо через покрытие. В настоящее время наиболее широко распространено легирование металла шва через покрытие. Покрытия электродов для сварки теплоустойчивых сталей — фтористокальциевые. Их основой являются карбонат кальция (СаСОз) и флюорит (СаРа). За счет содержания в покрытии ферромарганца, ферросилиция, ферротитана, алюминия обеспечивается хорошее раскисление металла шва. Низкое содержание в шве неметаллических включений и водорода [c.443]
В качестве покрытий электродов применяют смеси из хлористых и фтористых солей. Для сварки алюминия и его сплавов используют электроды Х)ЗА-1 и АФ4аКР. Для сварки дефектов алюминиевого литья применяют электрод ОЗА-2. [c.227]
Министерством здравоохранения XZP установлены следующие нормативы расчета общеобменной вентиляции для ручной электродуговой сварки покрытыми электродами от 2000 (тонкопокрытые, ОМА) до 6000 (фтористокальциевые УОНИ-13, ОЗС-2 и т. п.) и 8000 м (рудно-кислые и ильменитовые ОММ-5, ЦМ-7, СМ-5) на 1 кг израсходованных электродов, для сварки титана и его сплавов — 1000, алюминия и его сплавов — от 2000 (неплавящимся электродом) до 10 ООО (плавящимся электродом в среде аргона и гелия), меди и чугуна — 7000 м на 1 кг израсходованных электродов. [c.504]
Электроды для сварки цветных металлов и легких сплавов. Для сварки алюминия и его сплавов применяют ряд электродов, в состав которых входят криолит (NagAlFg), хлористые, фтористые соединения лития, натрия, калия, бария и других элементов. Например, покрытие АФ-4АКр состоит из 65% флюса для газовой сварки АФ-4а (50% КС1 14%L 1 8%NaF и 28% Na l) и 35% криолита. Характеристика некоторых марок электродов приведена в табл. 8. [c.55]
Для сварки высокохромистых ферритных сталей с получением такого же типа наплавленного металла применяют электроды с покрытиями фтористокальциевого тина с болыним количеством в покрытии ферротитана и алюминия (табл. 67). [c.275]
Способы сварки алюминия и его сплавов. Основными способами сварки алюминия и его термонеупрочняемых сплавов являются сварка в инертных газах, по флюсу и под флюсом, ручная покрытыми электродами, контактная. Используют также газовую сварку, электрошлаковую сварку угольным электродом. Для термически упрочняемых сплавов применяют преимущественно механизированные способы сварки в инертных газах, электронно-лучевую, плазменно-дуговую. [c.134]
Марганцевый концентрат (ГОСТ 4418—75) — для покрытия сварочных электродов для электродуговой сварки металлов с содержанием марганца не мепео 45% и двуокиси кремния не более 107о, окиси алюминия не более 3%, фосфора 0,2% и серы 0,1%. Размеры кусков не более 30 мм и мелочи до 0,05 мм (не более 30%). [c.412]
Для сварки низколегированных сталей применяют так называемые основные флюсы [17 и электродные покрытия [4, 5, 14 и др. ]. Не касаясь здесь металлургических характеристик шлаков, образующихся при сварке толстопокрытыми основными электродами (на этом вопросе мы остановимся в 3 этой главы), отметим, что так называемые основные сварочные флюсы лишь весьма условно можно назвать основными. Наличие в их составе довольно больших концентраций двуокиси кремния или алюминия сообщает шлакам скорее кислый, чем основной характер. Эти флюсы (шлаки) заметно уступают силикатным по технологическим свойствам, но обладают способностью снижать опасность появления горячих трещин они, как правило, исключают возможность развития кремневосстановительных процессов и засорения металла шва силикатными включениями. Некоторые из них обладают способностью обессеривать металл сварочной ванны. [c.58]
По результатам разработанных технологий, касающихся применения НП для повышения качества металлоизделий, получено 23 авторских свидетельства СССР и патентов РФ на изобретения. Большая часть работ была проведена с целью измельчения структуры алюминиевых литейных сплавов (фасонное литье и жидкая гитам-повка) и чугуна (фасонное литье), алюминия и деформируемых алюминиевых сплавов при литье слитков полунепрерывным способом. Кроме того, получены положительные результаты при сварке объемной конструкции из листов сплава Амгб сварочными электродами, содержащимися в объеме НП. Использование НП при электроискровом легировании обеспечило повыгиение твердости поверхности металлоизделий. В результате введения НП в противопригарные покрытия, применяющиеся для окраски разовых песчано-глинистых литейных форм и стержней, на поверхности стальных и чугунных отливок практически исчез трудноудалимый пригар, а также повысилась чистота их поверхности. Использование огнеупорных красок, содержащих НП, для окраски поверхности металлических литейных форм, повышает чистоту поверхности отливок и увеличивает съем отливок с одной покраски формы. [c.258]
Катод выточен из никеля, очищенного от марганца, и покрыт специальным составом из карбоната бария, выпускаемым промышленностью, который был разбавлен ацетоном до консистенции молока, а затем нанесен на внутреннюю поверхность катода чистой кисточкой. Поверхности, которые не должны эмиттиро-вать электронов, покрыты составом для изоляции катодов, что значительно уменьшало загрязнение окон парами никеля, исходящими из катода. Дополнительную защиту окон обеспечивает диафрагма из тантала, приваренная точечной сваркой к концу катода. Внутренние сетчатые электроды сделаны из платиновой сетки путем наложения ее на точно обработанные алюминиевые шаблоны и сваривания точечной сваркой. Интервал между сетками задается посредством трубочек из керамики на основе окиси алюминия. Запирающий импульс с временем нарастания 5- 10″ сек подается на сетку через коаксиальные стек-ло-металлические вводы, обеспечивающие минимальное отражение. [c.281]
Для сварки алюминированных металлов предложено несколько способов. Из них необходимо отметить дающий хорощие результаты способ сварки на распространенном в алектровакуумнюй промышленности оборудовании двумя равными по величине импульсами тока, из которых первый подготавливает даверхность, разрушая пленку окиси и расплавляя алюминий, а второй производит сварку в контакте освобожденного от покрытия железа или никеля (2 400 а при давлении на электродах 4 кг для сварки алюминированного железа 6=0,2 мм с алюминированным железом той же толщины и 2 600 а при том же давлении для сварки алюминированного никеля с алюминированным железом тех же толщин). [c.350]
Для сварки 1меди иапользуют электроды марки ЭТ, металличеаиий стержень которых изготавливается из бронзы БрК1Мц-3- 1. Процентное содержание покрытия составляет 17,5—марганцевой руды, 13 —плавикового шпата, 16 — графита серебристого, 32 — ферросилиция (75%-ного), 2,5—алюминия в порошке. Покрытие замешивается на жидком стекле и наносится на стержень [c.96]
Химический состав электродов – Справочник химика 21
Еще в процессе конструирования стараются исключать факторы, способствующие коррозии тепловые неоднородности в аппаратах (местные перегревы), контакт различных металлов, застойные зоны. Конструкции не должны иметь щелей, стимулирующих возникновение щелевой коррозии, развивающейся с тем большей интенсивностью, чем уже щель. Для сварных соединений необходимо, чтобы химический состав электродов соответствовал составу свариваемого металла. Штуцера и сливные патрубки должны изготовляться из такого же металла, что и корпус аппарата, и размещаться так, чтобы не создавалось застойных зон, зазоров, карманов, щелей и было обеспечено спокойное, плавное движение продукта. На рис. 84 показаны некоторые схемы неудачных и удачных решений при конструировании аппаратуры. [c.361]Для сварных соединений необходимо, чтобы химический состав электродов соответствовал составу свариваемого металла (во избежание неоднородностей). Кроме того, стыковая сварка листов предпочтительнее,. чем соединение их внахлестку или прерывистым точечным швом последние способствуют концентрации термических напряжений, возникающих при сварке и мо- [c.52]
Для сварных соединений необходимо, чтобы химический состав электродов соответствовал составу свариваемого металла (во избежание неоднородностей). Кроме того, стыковая сварка листов предпочтительнее, чем соединение их внахлестку или прерывистым точечным швом последние способствуют концентрации термических напряжений, возникающих при сварке и могут образовать неплотности, т. е. щели и зазоры. Если, нельзя избежать соединений внахлестку, то необходимо выполнить сплошной шов, исключающий попадание электролита в з азор. [c.52]
Обратимые гальванические элементы Якоби—Даниэля, Вестона и другие являются неполяризующимися, поскольку при работе их не происходит изменения химического состава электродов (например, на меди выделяется медь, на ртути — ртуть, цинковая пластинка растворяется, но химический состав электрода остается прежним). Э. д. с. таких элементов устойчива во времени. Примером поляризующихся гальванических элементов являются аккумуляторы, устройство и работа которых будут рассмотрены в дальнейшем. [c.278]
В пенях второго тина имеется два электрода, совпадающих по своим физическим свойствам, качественному химическому соста- [c.192]
Химический состав и механические свойства наплавленного металла в зависимости от марки и типа электродов и сварочной проволоки указаны в табл. У1-9. [c.230]
Для печей с экзотермическим источником теплоты определяется способ сжигания горючего исходного материала, топлива, количество, химический состав, химические и физические свойства, давления перед сжигательными устройствами и т. д. Для печей с электротермическим источником теплоты способ преобразования электрической энергии в тепловую, необходимая мощность, напряжение и сила тока, диаметр электродов, тип нагревателей, концентраторов, их количество и расположение и т. д. Для печей с гелиотермическим источником теплоты необходимая мощность, оптическая система концентрации энергии и т. д. Для печей со смешанным источником теплоты все вопросы, связанные с каждым видом источника теплоты в совокупности. [c.134]
ДЕПОЛЯРИЗАЦИЯ — снижение или устранение поляризации электродов при работе химических источников тока или при электролизе. Происходит под влиянием деполяризаторов, т. е. веществ, вводимых в электролит или в состав электродов. В качестве деполяризаторов катода используют окислители, анода — восстановители. Деполяризаторы или сами участвуют в электродном процессе, или, не меняя природы процесса, увеличивают его скорость и тем самым снижают поляризацию электрода. [c.85]
Химическая поляризация — связана с процессами, изменяющими химический состав поверхности электродов. Так, например, благодаря адсорбции или осаждению на них продуктов электролиза химическая природа поверхности электродов в той или иной степени изменяется. В электролизере возникает гальваническая цепь, так называемой поляризационной э. д. с., направленной противоположно рабочему току, вследствие чего сила последнего уменьшается, а следовательно, затрудняется и работа электролизера. Иногда продукты электролиза образуют на поверхности электрода пленку труднорастворимого вещества (пленочная поляризация). [c.179]
Таким образом, при горении дуги меняется не только химический состав паров, но также изменяется общее количество вещества в разряде и его температуре. В отличие от испарения металлических электродов здесь не наступает состояние равновесия. Условия испарения, время пребывания паров в разряде, зависящее от скорости испарения, и температуры возбуждения оказываются различными для разных элементов. Эти условия зависят от химического ссстава пробы и химического соединения, в виде которого анализируемый элемент находится в пробе. [c.249]
Полярографический анализ основан на использовании окислительно-восстановительных процессов, происходящих на ртутном электроде и на специальных твердых электродах. Предложен в 1922 г. чехословацким ученым Я. Гейровским. В полярографии нашли применение процессы поляризации на непрерывно обновляющемся ртутном катоде. Метод позволяет определять химический состав и концентрацию различных веществ, способных участвовать в окислительно-восстанови-тельных процессах. [c.509]ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ СТЕКЛА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕКЛЯННЫХ ЭЛЕКТРОДОВ [c.202]
Электроды с металлом в покрытии позволяют регулировать химический состав металла шва, долю основного уо и присадочного металлов нри этом улучшается технологичность электродов и условия гигиены труда [108, 109, 110, 111]. [c.306]
Стандартные образцы — эталоны для различных методов анализа С. о. представляют собой различные материалы, химический состав которых точно известен. Напр., эталоны сталей для спектрального анализа, содержащие небольшие количества примесей легирующих металлов никеля, марганца, хрома идр. С. о. применяют при контроле химического состава сырья (руд, огнеупоров, концентратов и др.), полупродуктов и продукции машиностроительной и металлургической промышленности на содержание тех или иных компонентов. Стандартные (титрованные) растворы — растворы с точно известной концентрацией реактива. С, р, представляют основные рабочие растворы во всех методах титриметрического анализа — количественного определения вещества, основанного на измерении объемов растворов, затраченных на реакцию (титрование). Стандартный электродный потенциал (нормальный электродный потенциал) — потенциал электрода в растворе, в котором ионы, определяющие электродны [c.126]
Гальванические (первичные) элементы. В гальванических элементах (ГЭ) происходит преобразование химической энергии в электрическую. Окислитель и восстановитель входят в состав электродов, которые расходуются в процессе работы элемента. В качестве примера можно привести следующую электрохимическую систему элементов [c.7]
Иногда из общего сдвига потенциала выделяют химическую поляризацию, которая определяется процессами, изменяющими химический состав поверхности электрода покрытие поверхности анода пленкой труднорастворимых окисей, образование сплавов и интерметаллических соединений на катоде и т. п. Если концентрационную поляризацию легко определить, сравнивая, например, величины сдвига потенциала при различной скорости перемешивания электролита, то разделение электрохимической и химической поляризации часто невозможно, так как одно и то же явление может быть причиной возникновения или увеличения поляризации обоих видов. Так, образование пленок окислов приводит как к закрытию части поверхности электрода, так и к повышению энергии активации отдельных стадий процесса. [c.265]
На результат кондуктометрического определения влажности существенное влияние оказывают строение материала ОК и его химический состав. Древесина, все волокнистые и некоторые другие материалы имеют ярко выраженную пространственную анизотропию структуры, следствием чего является анизотропия электрофизических свойств, в частности удельного электрического сопротивления. Это означает, что результат измерения электрического сопротивления ОК при контроле во многом будет определяться не только влагосодержанием, но и ориентацией ОК относительно электродов при измерении Д. Так, например, проводимость древесины по трем пространствен- [c.519]
Сварочные материалы – сварочную проволоку, флюсы, марки электродов – выбирают в зависимости от материалов свариваемых элементов, рабочих условий и способа сварки так, чтобы обеспечить механические свойства, химический состав и структуру металла в зоне сварного шва, аналогичные основному материалу конструкции. Выбор сварочных материалов следует производить в соответствии с требованиями нормативнотехнической документации. Например, выбор материалов для сварки элементов стальных аппаратов производят согласно ОСТ 26-291-94 [10]. [c.78]
В справочнике представлены основные сведения о сталях, наиболее широко используемых для сварных конструкций. Рассмотрены технологические особенности электродуговой сварки углеродистых, легированных и высоколегированных сталей под флюсом, в среде защитных газов и покрытыми электродами. Даны подробные рекомендации по сварке и характеристики сварочных материалов. Приведены структура, химический состав, механические и коррозионные свойства сварных швов и соединений описаны способы уменьшения и устранения напряжений и деформаций, возникающих при сварке. [c.923]
Химическая поляризация вызывается процессами, изменяющими химический состав поверхности электрода (покрытие анода пленкой малорастворимых окислов, образование на катоде сплавов и интер металлических соединений и т. п.). [c.496]
Поступление вещества в облако дугового разряда происходит путем испарения материала электродов. Характер испарения зависит от химического состава электродов и от степени летучести элементов, входящих в состав анализируемой пробы. [c.242]
Минимальные механические свойства (при нормальной температуре) металла шва или наплавленного металла электродами для сварки легированных теплоустойчивых сталей, а также химический состав наплавленного металла должны соответствовать нормам, установленным ГОСТ 9467—75 (табл. 3.22). [c.193]
Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами. Основные типы покрытых металлических электродов для ручной дуговой сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами установлены ГОСТ 10052—75. Химический состав наплавленного металла и механические свойства мета.чла шва и наплавленного металла при нормальной температуре должны соответствовать приведенным в табл. 3,26. [c.200]
Детали из алюминия и его сплавов сваривают в газовом пламени без избытка кислорода или же ручной электродуговой сваркой постоянным током обратной полярности. Химический состав электродов должен соответствовать составу основного металла. При сварке применяют флюс АФ-44 (28% хлорида натрия, 50% хлорида калия, 14% хлорида лития и 8% фторида натрия). ГОСТ 78711—75 предусматривает сварочную проволоку из алюминия н алюминиевых сплавов. ГОСТ 14806—80 указывает основные типы и конструктивные элементы соединений при электродуговой сварке алюминия и алюм иниевых сплавов. [c.266]
В ходе интеркаляции изменяется как химический состав электрода-матрицы, так и его электронный спектр. Схема процесса фотоинтеркаляции полупроводника р-типа представлена на рис. 63, а. Фото-электрохимическая ячейка содержит полупроводниковый фотокатод и металлический анод, электролитом служит соль металла анода А. При освещении фото катода ионы с участием генерированных светом электронов разряжаются на катоде с образованием атомов А. Вследствие взаимодействия между А и материалом электрода атомам А энергетически выгоднее внедриться в межплоскостные промежутки (в форме А ,), чем оставаться на поверхности катода . Уравнение реакции на фотокатоде [c.112]
При электроанализе определяют массу осадка, образовавшегося на электроде в результате протекания количества электричества, достаточного для полного, илн практически полного, выделения данного вещества. Образование осадка может происходить ири этом на катоде (разряд металлических ионов с выделением металла) илн на аноде (разряд анионов с образованием соответствующих солей или оксидов). Если химический состав осадка известен, нетрудно по его массе рассчитать содержание определяемого вещества в исходном растворе. Так как количество электричества, пошедшее на получение осадка, не входит в последующие расчеты, то при электроанализе выход по току определяемого вещества необязательно должен равняться 100%. Част(. тока может пойти на другие электродные реакции при том условии, что они пе изменят состава осадка и не нарушат его компактности и прочности сцепленит с электродом. С этой точки зрения можно допустить расход некоторой доли тока на выделение водорода или кислорода. Необходимо, однако, иметь в виду, что чем меньиге выход по току определяемого вещества, тем больше придется затратить времени на анализ. [c.284]
При отсутствии сертификатов материалы можно использовать для работы только после их предварительной проверки при этом проверяют химический состав сварочной проволоки и наплавленного металла, механические свойства сварного шва или наплавки, для аустенитных электродов, кроме того, — количество феррнтной фазы и, при наличии требований, — склонность к межкристаллитной коррозии. Проверку проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 9466—75. Результаты проверки должны отвечать требованиям ГОСТ 9467—75 10052—75 2246—70 или ТУ на сварочные материалы. [c.410]
PtlFeiIII)/Fe(II)i e(IV)/ e(III)[Pt в которых электроды имеют одинаковый химический состав, теория абсолютных электродных потенциалов оказалась практически неприемлемой из-за невозможности экспериментального измерения отдельного гальвани-потенциала. [c.126]
При проведении расчетов необходимо измерять плотность тока I = //. . Величину тока 1 легко измерить с большой точностью, но истинная величина поверхности твердого катода не поддается точному измерению из-за ее шероховатости. Видимая габаритная поверхность может отличаться от истинной в несколысо раз. Поэтому в полярографии используют в качестве электрода ртуть, которая, как и все жидкости, имеет практически идеально гладкую поверхность. Чтобы химический состав поверхности ртути в процессе электролиза не изменялся, конструкция полярографа предусматривает постоянное обновление ее поверхности. Катодом служит капля ртути, [c.356]
В качественном ато.мно-эмиссионмом спектральном анализе в отличие от химического ие требуется сложных операций по групповому разделению элементов. С помощью этого метода можно легко различить два металла с близкими химическими свойствами. Например, неодим и иразеодим при их совместном присутствии идентифицирую1ся с не меньшей простотой, чем алюминий и магний. Результаты анализа в любой момент могут быть проверены путем повторного изучения спектрограммы. Этот метод особенно ценен тогда, когда неизвестен общий химический состав анализируемого вещсства или необходимо обнаружить искомый элемент в пробе. Для выполнения анализа небольшая навеска или капля раствора, нанесенная на торец углеграфитового электрода, возбуждаются электрической дугой, а спектр снимается на фотопластинку или изучается визуально. Присутствие или отсутствие элемента в пробе безошибочно может быть установлено по двум-трем характерным спектральным линиям. Этим методом можно быстро определить один или несколько металлов. Спектральные линии благо-ролных газов, галогенов, серы и некоторых редких тяжелых металлов малочувствительны или для их определения требуются специальные приемы и соответствующая аппаратура, что делает выполнение анализа более сложным, чем химическими методами. [c.665]
Электроды — проводники, обладаюидие электронной проводимостью и контактирующие с раствором электролита. С помощью электродов осуществляют подвод (или отвод) электроэнергии от электрохимического устройства. В зависимости от проводимого процесса электроды имеют различное назначение. В химических источниках тока материал электрода, как правило, принимает участие в токообразующей реакции, растворяясь или изменяя свой химический состав. При получении химических продуктов в большинстве случаев электроды в реакции не участвуют, а служат только для подведения электричества к границе электрод-раствор, где протекает электрохимическая реакция. В гальванотехнике и гидроэлектрометаллургии на отрицательно заряженном электроде— катоде происходит выделение металла. В этих процессах, как правило, используются растворимые аноды, материал которых обогащает раствор ионами того металла, который выделяется на катоде, В том случае, когда необходимы нерастворимые электроды, кроме химической устойчивости в Данной среде они должны обладать и другими свойствами, например, каталитической активностью, которая позволяет с высокой селективностью проводить основную электрохимическую реакцию достаточной механической прочностью. Материал, из которого изготовляется электрод, должен быть дешев и доступен. Немаловажное значение имеет стабильность состояния поверхности электрода во времени. [c.10]
Сварку листов осуществляли встык с применением электродуговой ручной сварки и автоматической сварки под флюсом. Ручную электродуговую сварку выполняли качественными электродами с различным составом покрытия с фтористокальциевым покрытием (марки УОНИ 13/45 и АНО-7) и рутиловым покрытием (марки МР-3 и АНО-4). Химический состав металла сварных швов й основного металла приведен в табл. 8. Автоматическую сварку производили на сварочном тракторе ТС-17Р под слоем плавленого флюса АН-348А. Исследование влияния термической обработки на коррозионное поведение сварных соединений вели на образцах после двух видов отжига низкотемпературного (/ = 680 °С) и полного (i = 920 С), [c.237]
Слой нержавеющей стали обеспечивает коррозионную стойкость, слой углеродистой стали — механическую прочность. В качестве основного материала обычно используют спокойную сталь типа Ст. 3 или сталь 20, обладающие хорошей свариваемостью. В качестве нержавеющего слоя чаще всего используют сталь ЭИ496 типа 1X13) — сталь ферритного класса с коэффициентом линейного расширения, близким к коэффициентам линейного расширения перлитных сталей, служащих основным материалом. Соединение нержавеющей стали с углеродистой осуществляется в процессе прокатки. Сварка биметаллических листов и труб производится электродами, обеспечивающими химический состав металла шва типа нержавеющей стали. [c.79]
Кроме того, химический состав фонового электролита влияет на обратимость электродного процесса вязкость раствора и коэффициент диффузии ионов, адсорбцию ионов/молекул фона или комплекса MeLp на поверхности электрода, а, следовательно, на величину остаточного тока и полезного сигнала ширину рабочей области потенциалов рабочего электрода (рис. 6.39). [c.775]
Управляемыми параметрами, определяющими перечисленные факторы, являются подвод тепла, y Jювия теплопереноса, размеры и форма сварочных валиков, тип электрода, влажность, посторонние материалы, окисленный материал. Не менее важным фактором является наличие высокой квалификации сварщика. Неуправляемыми па-раметрами являются вид и локализация дефекта, а также химический состав основного материала. [c.616]
Этот электрод пригоден для непрерывных измерений pH и титрования в производственных условиях, если химический состав измеряемого раствора не подвергается изменениям в качественном отношении. Это единственный электрод, даюшип возможность проводить измерения в растворах, образующих плотные пленки на электродах. Сурьмяный электрод в этих случаях подвергают непрерывной механической очистке, что чаще всего трудно выполнимо (например, для стеклянного электрода). [c.131]
Для большинства используемых в сварных конструкциях материалов характерно такое решение вопроса о сочетании основного и присадочного металшов, когда химический состав металла шва, хотя и отличается от основного, но не настолько сильно, чтобы эти металлы принадлежали к разным структурным классам. В отдельных случаях используют соединения, в которых шов существенно отличается от основного металла. Например, при сварке ряда среднелегированных сталей используют аустенитные электроды. [c.20]
Химический состав наплавочных материалов, применяемых в химическом машиностроении, их физико-механические свойства и коррозионная стойкость приведены в табл. 87, 88, 90, а марки электродов для коррозионностойкой наплавки — в табл. 89 [139]. Наиболее производительным способом является наплавка под флюсом ленточным электродом. Разработана технология механизированной наплавки ленточными электродами на химическую аппаратуру, позволяющая полу 1ать наплавленный металл сталей типа 12Х18Н10Б и 10Х17Н13М2 [35]. [c.131]
Восстановление оксидов хрома до карбида происходит при более низкой температуре, чем до чистого хрома. Поэтому, восстанавливая хромовую руду коксом, получают высокоуглеродистый феррохром (ФХ800 и ФХ650). В табл. У-21 приведен химический состав хромовых руд Актюбинского месторождения. Действующие на ферросплавных заводах печи для выплавки углеродистого феррохрома имеют различную мощность. На Серовском заводе ферросплавов [13] применяют закрытые печи мощностью 14 МВ-А. Сила тока на электродах составляет 45—50 кА, напряжение 154,0—168,5 В. Диаметр ванны печи 5900 мм, глубина 2280 мм. Электроды — само-обжигающиеся, диаметр 1000 мм они снабжены пневматическим механизмом перепуска. Электродную массу загружают в кожухи крупными блоками. Диаметр окружности, проходящей через центр электродов (диаметр распада), равен 2700 мм. Шихта поступает в ванну через загрузочные воронки внутренним диаметром 1600 мм. [c.148]
Электродуговая сварка | Виды покрытия электродов
Электроды для дуговой сварки изобрел русский ученый Николай Николаевич Бенардос в 1811 году для соединения металлических кромок в научных целях. Разработки для улучшения сварочного процесса продолжил его соотечественник Николай Гаврилович Славянов. Он заменил угольный электрод стержнем из металла и применил флюс для защиты от выгорания и накопления вредных веществ (серы, фосфора).
Спустя некоторое время (начало XIX) английские и американские ученые усовершенствовали труды российских изобретателей и запатентовали основные технологии производства сварочных стержней с защитным покрытием (обмазкой). После получения патента началось активное внедрение дуговой сварки в производство для строения судов и машин.
От вида покрытия электрода, посредством которого проводится дуговая сварка, зависят качество и прочность сварочного шва. Покрытие подбирается с учетом физико-химических свойств обрабатываемых металлов и условий проведения сварки. В статье изложена информация о назначении покрытий стержней, их видах, особенностях изготовления и использования.
Для чего нужна обмазка электродов?
Специальный слой на электрических стержнях-электродах выполняет ряд важных функций:- Предохраняет рабочую зону от влияния атмосферных газов (азота с кислородом и водородом). Создается двухуровневая защита: рабочая зона и шлаковая корка на поверхности расплавленного материала обволакиваются углекислым газом и углеродными окисями.
- Обеспечивает затвердение шва, препятствует появлению трещин. При снижении скорости остывания металла из расплавленного участка выходят образующиеся в процессе газы, которые негативно влияют на прочность.
- Допускает бесперебойное поддержание горящей дуги в различных режимах обработки, значительно упрощает процесс розжига. Стабильное горение достигается за счет повышенного образования ионов в рабочем пространстве.
- Очищает металлический шов от примесей, насыщает легирующими добавками.
Перечисленные свойства обеспечивают компоненты, из которых состоят различные виды покрытия электродов.
Состав обмазки электродов
Создание рабочей среды для ручной дуговой сварки обеспечивают 6-12 компонентов, каждый из которых играет определенную роль:- Целлюлоза – создает газовое облако с восстанавливающим агентом
- Фторид кальция – повышает плавкость оксидов железа, а газ, который выделяется, стабилизирует процесс горения
- Карбонаты – обеспечивают образование шлаков
- Магний и кремний – раскисляют шов после сварки
- Диоксид титана – улучшает отвердевание
- Каолин – придает пластичность
Некоторые виды покрытия электродов содержат порошок железа, который улучшает качество наплавки, и дополнительные легирующие присадки.
Как покрывают защитным слоем металлические стержни?
Сначала все компоненты перетирают в порошок, просеивают через сита, чтобы они были однородными. Далее их смешивают, соблюдая пропорции, и добавляют связующее жидкое стекло. Наносят на поверхность металлического стержня способом окунания или опрессовки, используя специальное оборудование.
Толщина электродной обмазки
Толщина обмазки определяется по отношению диаметра электрода-стержня к его внутреннему диаметру (D/d). В зависимости от этого соотношения выделяют 4 разновидности сварочный расходных материалов, которые различаются буквами на маркировке:- Тонкие (М) – отношение не превышает 1,2
- Средние (С) – до 1,45
- Толстые (Д) – порядка 1,8
- Особо толстые (Г) – более 1,8
Расходники с тонким или средним слоем обеспечивают стабильную горящую дугу, но не оказывают влияния на качество наплавки. Для создания прочного шва потребуются расходные материалы с маркировкой Д и Г, вес которых составляет 40-50% от общей массы стержня.
Основные виды покрытия электродов
Для ручной сварки используются 4 вида покрытий поверхности электродов, которые определяются по маркировке (буквы А, Б, Р, Ц). Рассмотрим особенности их состава и применения.1. Кислые (А)
Состоят из окислов железа и марганца, кремнезема, ферромарганца, целлюлозы, крахмала. Они образуют стабильно горящую дугу и обеспечат ее быстрый розжиг при питании с невысоким напряжением. Электропитание осуществляется током переменного или постоянного типа. Малочувствительны к проржавевшим кромкам, которые сплавляются.
2. Основные или фтористо-кальциевые (Б)
В состав входят карбонаты кальция и магния, плавкого шпата, ферромарганец. Благодаря слабому окислению, они обеспечивают выход кислорода из расплавленного материала. Применение расходного материала способствует защите от образования трещинок на швах, максимальная эффективность достигается при электросварке жестких конструкций с несколькими слоями. Лучшими с таким покрытием считаются японские Kobelco LB-52U, отечественные УОНИ 13/55, ОЗЛ-8.
3. Рутиловые (Р)
Содержат добавку диоксида титана (рутила), карбонаты кальция и магния, ферромарганец, кремнезем. Из доступных вариантов можно рассмотреть Fubag FB 3. Расходники дают хорошие результаты при спайке ржавых участков, соединении загрунтованных элементов без образования пор. Ровный стойкий шов получается даже у сварщиков с небольшим опытом, предварительная шлифовка кромки не требуется. Допускается сплавка в любом положении конструкции. Брызги расплава практически отсутствуют.
4. Целлюлозные (Ц)
К органическим веществам (до 50% оксицеллюлозы, крахмала) добавляются шлакообразующие материалы и легирующие присадки (ферромарганец, силикаты, диоксид титана). Они дают хорошее горение дуги при постоянном токе питания, позволяют сварщикам развивать высокую производительность за счет легкости ведения шва.
Сварка может выполняться в любом положении. В процессе выделяется немного шлака, поэтому такие расходники удобно применять при вертикальном размещении конструкции. Они подходят также для труднодоступных мест. Из минусов – грубочешуйчатая поверхность швов, поэтому понадобится дополнительная шлифовка. При работе разбрызгивается до 15% расплавленного материала.
Как подобрать подходящие электроды?
Чтобы определиться, электроды с каким видом покрытия нужны, следует учитывать такие факторы:- Толщину и состав сварной конструкции (медь, чугун, нержавеющая, низкоуглеродистая или высоколегированная сталь). Например, для высоколегированной стали оптимально подойдут расходники марок ЛМЗ-1, АНВ-1.
- Требования по эксплуатации (предварительная прокалка, положение стержня при работе). Проще всего сварка проводится в горизонтальном положении, при вертикальном положении возможно стекание шлаков. Работу в труднодоступных местах под наклоном выполняют квалифицированные сварщики.
- Марку применяющегося сварочного аппарата. Нередко в названии сварочного оборудования встречаются вставки, указывающие на особенности применения расходных материалов. Ярким примером станет модель IN 226 CEL, в названии которой указана возможность эффективной работы электродами с целлюлозным покрытием.
* Для инверторных устройств, которые пользуются популярностью в быту, подойдут стержни с обмазкой любого типа (исключая специфические задачи).
Доверие российских сварщиков заслужили немецкие аппараты Fubag и адаптированные к ним расходные материалы этой же марки – благодаря высокому качеству и удобству в эксплуатации. Исходя из толщины конструкции и диаметра стержней, важно правильно настроить сварочный аппарат, поскольку при слабом токе не получится образовать дугу, а при очень сильном – можно прожечь насквозь металл.
Изложенная информация позволит избежать ошибок при выборе и эксплуатации различных электродов для ручной дуговой сварки начинающим или малоопытным специалистам.Получите 10 самых читаемых статей + подарок!
*
Подписаться
Сварочный электрод: таблица и выбор
Электрод – это металлическая проволока с покрытием.
Изготовлен из материалов, аналогичных по составу свариваемому металлу.
Существует множество факторов, влияющих на выбор правильного электрода для каждого проекта.
ЭлектродыSMAW или стержневые электроды являются расходуемыми, что означает, что они становятся частью сварного шва, в то время как электроды TIG не являются расходуемыми, поскольку они не плавятся и не становятся частью сварного шва, что требует использования сварочного стержня.
Сварочный электрод MIG – это проволока с непрерывной подачей, называемая проволокой MIG.
Выбор электрода имеет решающее значение для простоты очистки, прочности сварного шва, качества валика и сведения к минимуму разбрызгивания.
Электроды необходимо хранить в защищенной от влаги среде и осторожно извлекать из любой упаковки (во избежание повреждений следуйте инструкциям).
Покрытые сварочные электроды
Когда расплавленный металл подвергается воздействию воздуха, он поглощает кислород и азот и становится хрупким или подвергается иным неблагоприятным воздействиям.
Покрытие из шлака необходимо для защиты расплавленного металла шва или его затвердевания от атмосферы. Это покрытие может быть получено из электродного покрытия.
Состав покрытия сварочного электрода определяет его применимость, состав наплавленного металла шва и характеристики электрода.
Состав покрытий сварочных электродов основан на общепринятых принципах металлургии, химии и физики.
Покрытие защищает металл от повреждений, стабилизирует дугу и улучшает сварной шов другими способами, в том числе:
- Металлическая гладкая поверхность шва с ровными краями
- Минимальное разбрызгивание в зоне сварного шва
- Стабильная сварочная дуга
- Контроль проникновения
- Прочное, прочное покрытие
- Более легкое удаление шлака
- Повышенная производительность наплавки
Электроды для металлической дуги могут быть сгруппированы и классифицированы как электроды без покрытия или с тонким покрытием, а также электроды с экранированной дугой или электроды с толстым покрытием.
Покрытый электрод – самый популярный тип присадочного металла, используемый при дуговой сварке.
Состав покрытия электрода определяет пригодность электрода, состав наплавленного металла шва и характеристики электрода.
Тип используемого электрода зависит от конкретных свойств, требуемых для наплавленного сварного шва.
К ним относятся коррозионная стойкость, пластичность, высокая прочность на растяжение, тип свариваемого основного металла, положение сварного шва (плоское, горизонтальное, вертикальное или потолочное), а также требуемый тип тока и полярность.
Популярный сварочный электрод (E6010), используемый для производства общего назначения, строительства, сварки труб и судостроенияКлассификация
Сварочная промышленность приняла серию классификационных номеров Американского общества сварщиков для сварочных электродов.
Система идентификации электродов для стальной дуговой сварки настроена следующим образом:
- E – обозначает электрод для дуговой сварки.
- Первые две (или три) цифры – указывают предел прочности (сопротивление материала силам, пытающимся его разорвать) в тысячах фунтов на квадратный дюйм наплавленного металла.
- Третья (или четвертая) цифра – указывает положение сварного шва. 0 означает, что классификация не используется; 1 – для всех позиций; 2 – только для плоского и горизонтального положения; 3 предназначен только для плоского положения.
- Четвертая (или пятая) цифра – указывает тип покрытия электрода и тип используемого источника питания; переменного или постоянного тока, прямой или обратной полярности.
- Типы покрытия, сварочный ток и положение полярности, обозначенные четвертой (или пятой) идентификационной цифрой классификации электродов, перечислены в таблицах 5-4 ниже.
- Число E6010 – обозначает электрод для дуговой сварки с минимальным пределом прочности на разрыв 60 000 фунтов на квадратный дюйм; используется во всех положениях, требуется постоянный ток обратной полярности.
Типы покрытия, тока и полярности, обозначенные четвертой цифрой в классификационном номере электрода
Цифра | Покрытие | Сварочный ток |
---|---|---|
0 | * | * |
1 | Целлюлоза Калий | переменного тока, постоянного тока, постоянного тока |
2 | Титан натрия | переменного тока, постоянного тока |
3 | Титания калий | переменного тока, постоянного тока, постоянного тока |
4 | Железный порошок Titania | переменного тока, постоянного тока, постоянного тока |
5 | Натрий с низким содержанием водорода | DCRP |
6 | Калий с низким содержанием водорода | переменного тока, постоянного тока |
7 | Железный порошок оксид железа | переменного тока, постоянного тока |
8 | Железный порошок с низким содержанием водорода | переменного тока, постоянного тока, постоянного тока |
Когда четвертая (или последняя) цифра равна 0, тип покрытия и ток, которые будут использоваться, определяются третьей цифрой.
Таблица 5-4
Система идентификации сварочного электрода для дуговой сварки нержавеющей стали имеет следующий вид:
- E обозначает электрод для дуговой сварки.
- Первые три цифры указывают на нержавеющую сталь американского производства железа и стали.
- Последние две цифры указывают текущее положение и используемую позицию.
- Число E-308-16 в этой системе обозначает тип 308 Института нержавеющей стали; используется во всех позициях; с постоянным током переменной или обратной полярности.
Система классификации электродов для дуговой сварки под флюсом
Система определения твердой углеродистой стали без покрытия для дуговой сварки под флюсом выглядит следующим образом:
- Префиксная буква E используется для обозначения электрода. За ним следует буква, обозначающая уровень марганца, т. Е. L для низкого уровня, M для среднего и H для высокого уровня марганца. Далее следует число среднего количества углерода в точках или сотых долях процента. Состав некоторых из этих проволок почти идентичен составу некоторых из проволок, указанных в спецификации для дуговой сварки в газовой среде.
- Электродная проволока, используемая для дуговой сварки под флюсом, указана в спецификации Американского сварочного общества «Электроды из низкоуглеродистой стали и флюсы для дуговой сварки под флюсом». В этой спецификации указан как состав проволоки, так и химический состав наплавленного металла в зависимости от используемого флюса. В спецификации действительно указан состав электродных проводов. Эта информация представлена в таблице 8-1. Когда эти электроды используются с определенными флюсами под флюсом и свариваются с соблюдением надлежащих процедур, наплавленный металл шва будет соответствовать механическим свойствам, требуемым спецификацией.
- В красных присадках, используемых для газовой сварки, используется префикс R, за которым следует буква G, указывающая на то, что стержень используется специально для газовой сварки. За этими буквами следуют две цифры, которые будут 45, 60 или 65. Они обозначают приблизительную прочность на разрыв в 1000 фунтов на квадратный дюйм (6895 кПа).
- В цветных присадочных металлах используется префикс E, R или RB, за которым следует химический символ основных металлов в проволоке. Инициалы для одного или двух элементов будут следовать. Если имеется более одного сплава, содержащего одни и те же элементы, можно добавить букву или цифру суффикса.
- Спецификации Американского общества сварки наиболее широко используются для определения неизолированного сварочного стержня и электродной проволоки. Существуют также военные спецификации, такие как типы MIL-E или -R и федеральные спецификации, обычно тип QQ-R и спецификации AMS. Для определения присадочных металлов следует использовать конкретную спецификацию.
Наиболее важным аспектом проволоки и прутка сплошных сварочных электродов является их состав, указанный в спецификации. В спецификациях указаны пределы состава для различных проводов и требования к механическим свойствам.
Иногда на сплошных медных проводах медь может отслаиваться в механизме подающего ролика и создавать проблемы. Он может забивать вкладыши или контактные наконечники. Желательно легкое медное покрытие. Поверхность электродной проволоки должна быть в достаточной степени очищена от грязи и тянущих веществ. Это можно проверить, используя белую чистящую салфетку и протянув через нее кусок проволоки. Слишком большое количество грязи забивает гильзы, снижает ток в наконечнике и может привести к сбоям в сварочных операциях.
Температуру или прочность проволоки можно проверить на испытательной машине.Проволока более высокой прочности будет лучше проходить через пистолеты и кабели. Минимальная прочность на разрыв, рекомендованная спецификацией, составляет 140000 фунтов на квадратный дюйм (965 300 кПа).
Сплошная электродная проволока доступна во многих различных упаковках. Они варьируются от крошечных катушек, используемых в горелках для катушек, до катушек среднего размера для дуговой сварки тонкой проволокой в газовой среде. Доступны мотки электродной проволоки, которые можно размещать на барабанах, входящих в состав сварочного оборудования. Также есть огромные катушки весом в несколько сотен фунтов.Электродная проволока также доступна в барабанах или упаковках, где проволока укладывается в круглый контейнер и вытягивается из контейнера с помощью автоматического механизма подачи проволоки.
Покрытия
Покрытия сварочных электродов для сварки мягких и низколегированных сталей могут иметь от 6 до 12 ингредиентов, в том числе:
- Целлюлоза – для обеспечения газовой защиты с восстановителем, в котором распад целлюлозы создает газовую защиту, окружающую дугу
- Карбонаты металлов – для регулирования основности шлака и обеспечения восстановительной атмосферы
- Диоксид титана – для образования высокотекучего, но быстро замерзающего шлака и для ионизации дуги
- Ферромарганец и ферросилиций – для раскисления расплавленного металла сварного шва и увеличения содержания марганца и кремния в наплавленном металле сварного шва.
- Глины и камеди – для обеспечения эластичности при экструзии пластикового покрытия и для придания прочности покрытию
- Фторид кальция – для обеспечения защитного газа для защиты дуги, регулирования основности шлака и обеспечения текучести и растворимости оксидов металлов
- Минеральные силикаты – для образования шлака и прочности покрытия электрода
- Легирование металлов, включая никель, молибден и хром – для обеспечения содержания сплава в наплавленном металле сварного шва
- Оксид железа или марганца – для регулирования текучести и свойств шлака, а также для стабилизации дуги.
- Железный порошок – для повышения производительности за счет наплавки дополнительного металла в сварном шве.
Основные типы покрытий сварочных электродов для низкоуглеродистой стали описаны ниже.
- Натрий-целлюлоза (EXX10) : Электроды из целлюлозного материала этого типа в виде древесной муки или переработанные низколегированные электроды содержат до 30 процентов бумаги. Газовая защита содержит углекислый газ и водород, которые являются восстановителями.Эти газы имеют тенденцию вызывать дугу копания, обеспечивающую глубокое проникновение. Наплавленный металл несколько шероховат, а разбрызгивание больше, чем на других электродах. Он действительно обеспечивает отличные механические свойства, особенно после старения. Это один из первых типов электродов, которые были разработаны и широко используются для прокладки трубопроводов по пересеченной местности с использованием техники сварки под уклон. Обычно он используется с постоянным током с положительным электродом (обратная полярность).
- Целлюлозно-калиевый (EXX11) : Этот электрод очень похож на электрод целлюлозно-натриевый, за исключением того, что используется больше калия, чем натрия.Это обеспечивает ионизацию дуги и делает электрод пригодным для сварки на переменном токе. Действие дуги, проплавление и результаты сварки очень похожи. В электроды E6010 и E6011 можно добавлять небольшое количество порошка железа. Это способствует стабилизации дуги и немного увеличивает скорость наплавки.
- Рутил-натрий (EXX12) : Когда содержание рутила или диоксида титана относительно высокое по сравнению с другими компонентами, электрод будет особенно привлекательным для сварщика.Электроды с этим покрытием имеют тихую дугу, легко контролируемый шлак и низкий уровень разбрызгивания. Наплавленный слой будет иметь гладкую поверхность, а проплавление будет меньше, чем у целлюлозного электрода. Свойства металла сварного шва будут несколько ниже, чем у целлюлозных типов. Этот тип электрода обеспечивает довольно высокую скорость осаждения. Он имеет относительно низкое напряжение дуги и может использоваться с переменным или постоянным током с отрицательным электродом (прямая полярность).
- Рутил-калий (EXX13) : Это покрытие электрода очень похоже на покрытие рутилово-натриевого типа, за исключением того, что калий используется для ионизации дуги.Это делает его более подходящим для сварки на переменном токе. Его также можно использовать с постоянным током любой полярности. Он производит очень тихую плавную дугу.
- Порошок рутилового железа (EXXX4) : Это покрытие очень похоже на упомянутые выше покрытия из рутила, за исключением того, что добавлен порошок железа. Если содержание железа составляет от 25 до 40 процентов, электрод EXX14. Если содержание железа составляет 50 процентов или более, электрод EXX24. При более низком процентном содержании порошка железа электрод можно использовать во всех положениях.Более высокий процент бледного железа можно использовать только в плоском положении или для выполнения горизонтальных угловых швов. В обоих случаях скорость осаждения увеличивается в зависимости от количества порошка железа в покрытии.
- Низкое содержание водорода и натрия (EXXX5) : Покрытия, содержащие высокую долю карбоната кальция или фторида кальция, называются электродами с низким содержанием водорода, ферритной извести или электродами основного типа. В этом классе покрытий не используются целлюлоза, глины, асбест и другие минералы, содержащие комбинированную воду.Это необходимо для обеспечения минимально возможного содержания водорода в атмосфере дуги. Эти электродные покрытия спекаются при более высокой температуре. Электроды с низким содержанием водорода обладают превосходными свойствами металла сварного шва. Они обеспечивают самую высокую пластичность среди всех отложений. Эти электроды имеют среднюю дугу со средним или умеренным проваром. У них средняя скорость наплавки, но для достижения наилучших результатов требуются специальные методы сварки. Электроды с низким содержанием водорода должны храниться в контролируемых условиях.Этот тип обычно используется с постоянным током с положительным электродом (обратная полярность).
- Низкое содержание водорода и калия (EXXX6) : Этот тип покрытия аналогичен покрытию с низким содержанием водорода и натрия, за исключением замены натрия на калий для обеспечения ионизации дуги. Этот электрод используется с переменным током и может использоваться с постоянным током, с положительным электродом (обратная полярность). Действие дуги более плавное, но проплавление двух электродов одинаковое.
- Низкое содержание водорода и калия (EXXX6) : Покрытия в этом классе электродов аналогичны покрытиям с низким содержанием водорода, упомянутым выше.Однако к электроду добавляется железный порошок, и если его содержание превышает 35-40 процентов, электрод классифицируется как EXX18.
- Порошок железа и железа с низким содержанием водорода (EXX28) : Этот электрод аналогичен EXX18, но содержит 50 или более процентов порошка железа в покрытии. Его можно использовать только при сварке в горизонтальном положении или для выполнения горизонтальных угловых швов. Скорость наплавки выше, чем у EXX18. Покрытия с низким содержанием водорода используются для всех электродов из более высоких сплавов.За счет добавления определенных металлов в покрытия эти электроды становятся типами сплавов, в которых буквы суффикса используются для обозначения состава металла сварного шва. Электроды для сварки нержавеющей стали также относятся к низководородному типу.
- Оксид железа-натрий (EXX20) : Покрытия с высоким содержанием оксида железа образуют наплавленный слой с большим количеством шлака. Это может быть сложно контролировать. Этот тип покрытия обеспечивает высокоскоростное напыление и среднее проникновение с низким уровнем разбрызгивания.Полученный сварной шов имеет очень гладкую поверхность. Электрод можно использовать только при сварке в плоском положении и для выполнения горизонтальных угловых швов. Электрод можно использовать с переменным или постоянным током любой полярности.
- Электрод железа-оксид-железо (EXX27) : Электроды этого типа очень похожи на электроды типа оксид-железо-натрий, за исключением того, что он содержит 50% или более железа. Увеличенная мощность железа значительно увеличивает скорость наплавки. Его можно использовать с переменным постоянным током любой полярности.
Существует множество типов покрытий, помимо упомянутых здесь, большинство из которых обычно представляют собой комбинации этих типов, но для специальных применений, таких как наплавка твердым сплавом, сварка чугуна и цветных металлов.
Хранилище
Рисунок 5-32: Печь для сушки электродовЭлектроды должны быть сухими. Влага разрушает желаемые характеристики покрытия и может вызвать чрезмерное разбрызгивание и привести к пористости и трещинам в формировании зоны сварки.Электроды, находящиеся во влажном воздухе более двух или трех часов, следует высушить путем нагревания в подходящей печи (рис. 5-32) в течение двух часов при 500 ° F (260 ° C).
После высыхания их следует хранить во влагонепроницаемой таре. Изгиб электрода может привести к отрыву покрытия от сердечника проволоки. Электроды нельзя использовать, если сердцевина провода оголена.
Электроды с суффиксом «R» в классификации AWS имеют более высокую влагостойкость.
Типы электродов
Электроды без покрытия
Сварочные электроды без покрытия изготавливаются из проволоки, необходимой для конкретных применений.
Эти электроды не имеют других покрытий, кроме тех, которые требуются при волочении проволоки. Эти покрытия для волочения проволоки имеют некоторый небольшой стабилизирующий эффект на дугу, но в остальном не имеют никакого значения. Электроды без покрытия используются для сварки марганцевой стали и других целей, где электрод с покрытием не требуется или нежелателен. Схема переноса металла по дуге неизолированного электрода показана на рисунке 5-29.
Перенос расплавленного металла с помощью неизолированного электродаЭлектроды с легким покрытием
Сварочные электроды с легким покрытием имеют определенный состав.
На поверхность нанесено легкое покрытие путем мытья, погружения, чистки, распыления, опрокидывания или протирания. Покрытия улучшают характеристики дугового потока. Они перечислены под серией E45 в системе идентификации электродов.
Покрытие обычно выполняет следующие функции:
- Растворяет или восстанавливает примеси, такие как оксиды, сера и фосфор.
- Он изменяет поверхностное натяжение расплавленного металла, так что шарики металла, покидающие конец электрода, становятся меньше и чаще.Это помогает сделать поток расплавленного металла более равномерным.
- Повышает стабильность дуги за счет введения в поток дуги материалов, которые легко ионизируются (т. Е. Превращаются в мелкие частицы с электрическим зарядом).
- Некоторые легкие покрытия могут образовывать шлак. Шлак довольно тонкий и действует не так, как шлак экранированного электрода.
Экранированная дуга или электроды с толстым покрытием
Экранированная дуга или сварочные электроды с толстым покрытием имеют определенный состав, на который нанесено покрытие путем погружения или экструзии.
Электроды выпускаются трех основных типов:
- с целлюлозным покрытием
- с минеральными покрытиями
- те, покрытия которых представляют собой комбинации минерала и целлюлозы
Целлюлозные покрытия состоят из растворимого хлопка или других форм целлюлозы с небольшими количествами калия, натрия или титана и, в некоторых случаях, с добавлением минералов.
Минеральные покрытия состоят из силиката натрия, оксидов металлов, глины и других неорганических веществ или их комбинаций.
Электроды с целлюлозным покрытием защищают расплавленный металл за счет газовой зоны вокруг дуги и зоны сварки.
Электрод с минеральным покрытием образует шлак.
Экранированная дуга или электроды с толстым покрытием используются для сварки сталей, чугуна и твердой наплавки. См. Рисунок 5-31 ниже.
Рисунок 5-31: Действие дуги, достигаемое с помощью экранированного дугового электродаФункции экранированной дуги или электродов с толстым покрытием
Эти сварочные электроды создают защитную газовую защиту вокруг дуги.
Это предотвращает загрязнение металла шва кислородом или азотом воздуха.
Кислород легко соединяется с расплавленным металлом, удаляя легирующие элементы и вызывая пористость.
Азот вызывает хрупкость, низкую пластичность, а в некоторых случаях – низкую прочность и плохую коррозионную стойкость.
Они уменьшают содержание примесей, таких как оксиды, сера и фосфор, чтобы эти примеси не повредили наплавленный металл.
Они снабжают дугу веществами, повышающими ее стабильность.Это устраняет значительные колебания напряжения, так что дуга может поддерживаться без чрезмерного разбрызгивания.
За счет уменьшения силы притяжения между расплавленным металлом и концом электродов или за счет уменьшения поверхностного натяжения расплавленного металла испаренное и расплавленное покрытие заставляет расплавленный металл на конце электрода распадаться на мелкие, мелкие частицы. .
Покрытия содержат силикаты, которые образуют шлак над расплавленным сварным швом и основным металлом.Поскольку шлак затвердевает относительно медленно, он удерживает тепло и позволяет лежащему под ним металлу медленно остывать и затвердевать. Это медленное затвердевание металла исключает улавливание газов внутри сварного шва и позволяет твердым примесям всплывать на поверхность. Медленное охлаждение также оказывает отжигающий эффект на наплавленный металл.
Физические характеристики наплавленного металла изменяются за счет включения легирующих материалов в покрытие электрода. Флюсование шлака также приведет к получению металла шва более высокого качества и позволит выполнять сварку на более высоких скоростях.
Вольфрамовые электроды
Неплавящиеся сварочные электроды для газовой вольфрамо-дуговой сварки (TIG) бывают трех типов: чистый вольфрам, вольфрам, содержащий 1 или 2 процента тория, и вольфрам, содержащий от 0,3 до 0,5 процента циркония.
Вольфрамовые электроды можно идентифицировать по типу окрашенных концевых меток, как показано ниже.
- Зеленый – чистый вольфрам.
- Желтый – 1% тория.
- Красный – торий 2%.
- Коричневый – от 0,3 до 0.5 процентов циркония.
Электроды из чистого вольфрама (99,5% вольфрама) обычно используются для менее ответственных сварочных операций, чем вольфрам, который является легированным. Этот тип электрода имеет относительно низкую токовую нагрузку и низкую устойчивость к загрязнениям.
Торированные вольфрамовые электроды (1 или 2 процента тория) превосходят электроды из чистого вольфрама из-за их более высокого выхода электронов, лучшего зажигания дуги и стабильности дуги, высокой допустимой нагрузки по току, более длительного срока службы и большей устойчивости к загрязнениям.
Сварочные электроды из вольфрама, содержащие от 0,3 до 0,5 процента циркония, по своим характеристикам обычно находятся между электродами из чистого вольфрама и электродами из торированного вольфрама. Тем не менее, есть некоторые признаки улучшения характеристик некоторых типов сварки с использованием переменного тока.
Более точное управление дугой можно получить, если электрод из легированного вольфрамом заземлить до определенной точки (см. Рисунок 5-33). Когда электроды не заземлены, они должны работать при максимальной плотности тока, чтобы получить приемлемую стабильность дуги.Острия вольфрамовых электродов трудно обслуживать, если в качестве источника питания используется стандартное оборудование постоянного тока, а зажигание дуги касанием является стандартной практикой. Поддержание формы электрода и уменьшение включений вольфрама в сварном шве лучше всего достигается путем наложения высокочастотного тока на обычный сварочный ток. Вольфрамовые электроды, легированные торием и цирконием, дольше сохраняют форму при пуске от касания.
Рисунок 5-33: Правильный конус электрода в вольфрамовом электродеВылет сварочного электрода за пределы газового стакана определяется типом свариваемого соединения.Например, удлинение за пределы газового стакана на 3,2 мм (1/8 дюйма) может использоваться для стыковых соединений из легкого материала, в то время как удлинение составляет приблизительно от 1/4 до 1/2 дюйма (от 6,4 до 12,7 мм). может потребоваться на некоторых угловых швах. Вольфрамовый электрод горелки следует слегка наклонить, а присадочный металл следует добавлять осторожно, чтобы избежать контакта с вольфрамом. Это предотвратит загрязнение электрода. В случае загрязнения электрод необходимо снять, переточить и заменить в резаке.
Электроды для дуговой сварки постоянным током
При использовании сварочного электрода определенного типа следует соблюдать рекомендации производителя. Как правило, экранированные дуговые электроды постоянного тока предназначены либо для обратной полярности (положительный электрод), либо для прямой полярности (отрицательный электрод), либо для обеих сторон. Многие, но не все электроды постоянного тока могут использоваться с переменным током. Постоянный ток является предпочтительным для многих типов покрытых, цветных, неизолированных электродов и электродов из легированной стали.Рекомендации производителя также включают тип основного металла, для которого подходят данные электроды, поправки на плохую подгонку и другие особые условия.
В большинстве случаев электроды с прямой полярностью обеспечивают меньшее проплавление, чем электроды с обратной полярностью, и по этой причине обеспечивают большую скорость сварки. Хорошее проплавление можно получить от любого типа при правильных условиях сварки и манипулировании дугой.
Электроды для дуговой сварки переменным током
Доступны электроды с покрытием, которые можно использовать как с постоянным, так и с переменным током.Переменный ток более желателен при сварке на ограниченных участках или при использовании больших токов, необходимых для толстых секций, поскольку он снижает возникновение дуги. Удар дуги вызывает образование пузырей, шлаковых включений и отсутствие плавления в сварном шве.
Переменный ток используется при сварке атомарным водородом и в тех процессах, которые требуют использования двух угольных электродов. Это обеспечивает равномерную скорость сварки и расход электродов. В процессах с угольной дугой, где используется один угольный электрод, рекомендуется прямая полярность постоянного тока, потому что электрод будет потребляться с меньшей скоростью.
Дефекты электродов и их последствия
Если в покрытии электродов присутствуют определенные элементы или оксиды, это повлияет на стабильность дуги. В неизолированных электродах состав и однородность проволоки являются важным фактором для контроля стабильности дуги. Тонкие или толстые покрытия на электродах не могут полностью устранить последствия дефектной проволоки.
Алюминий или оксид алюминия (даже если присутствует в 0,01 процента), кремний, диоксид кремния и сульфат железа нестабильны.Оксид железа, оксид марганца, оксид кальция и стабилизируют дугу.
Когда содержание фосфора или серы в электроде превышает 0,04 процента, они ухудшают качество металла сварного шва, поскольку переносятся с электрода на расплавленный металл с очень небольшими потерями. Фосфор вызывает рост зерен, хрупкость и «хладноломкость» (то есть хрупкость при температуре ниже красного каления) в сварном шве. Эти дефекты возрастают по мере увеличения содержания углерода в стали. Сера действует как шлак, нарушает прочность металла сварного шва и вызывает «жаростойкость» (т.е.е., хрупкие при нагревании выше красного). Сера особенно опасна для неизолированных электродов из низкоуглеродистой стали с низким содержанием марганца. Марганец способствует образованию прочных сварных швов.
Если термическая обработка проволочного сердечника электрода неоднородна, электрод будет производить сварные швы хуже, чем сварные швы, полученные с помощью электрода того же состава, который прошел надлежащую термообработку.
Скорость осаждения
Различные типы электродов имеют разную скорость осаждения из-за состава покрытия.Электроды, содержащие железный порошок в покрытии, имеют самые высокие скорости осаждения. В Соединенных Штатах процент содержания железа в покрытии составляет от 10 до 50 процентов. Это основано на соотношении количества порошка железа в покрытии к весу покрытия. Это отображается в формуле:
Эти проценты соответствуют требованиям спецификаций Американского общества сварки (AWS). Европейский метод определения мощности железа основан на весе наплавленного металла шва по сравнению с весом израсходованной проволоки с неизолированным сердечником.Это отображается следующим образом:
Таким образом, если бы вес осаждения был вдвое больше веса сердечника проволоки, это указывало бы на 200-процентную эффективность осаждения, даже несмотря на то, что количество железного порошка в покрытии составляло только половину всего осаждения. Формула 30-процентной мощности железа, используемая в Соединенных Штатах, дает эффективность осаждения от 100 до 110 процентов с использованием европейской формулы. Электрод с 50-процентной мощностью железа, рассчитанный по стандартам Соединенных Штатов, обеспечил бы КПД примерно 150 процентов, используя европейскую формулу.
Неплавящиеся электроды
Типы
Есть два типа неплавких сварочных электродов.
- Угольный электрод – это не присадочный металлический электрод, используемый при дуговой сварке или резке, состоящий из стержня из угольного графита, который может быть покрыт или не иметь медного или другого покрытия.
- Вольфрамовый электрод – это не присадочный металлический электрод, используемый при дуговой сварке или резке, в основном изготовленный из вольфрама.
Угольные электроды
Американское сварочное общество не предоставляет спецификации для углеродных сварочных электродов, но есть военная спецификация, нет.MIL-E-17777C, озаглавленный «Электроды для резки и сварки углерод-графит без покрытия и с медным покрытием».
В данной спецификации представлена система классификации, основанная на трех классах: без покрытия, без покрытия и с медным покрытием. Он предоставляет информацию о диаметре, длине и требованиях к допускам по размеру, обеспечению качества, отбору образцов и различным испытаниям. Применения включают сварку угольной дугой, сварку двойной угольной дугой, резку углем, резку и строжку воздушной угольной дугой.
Электроды стержневые
Сварочные электроды для стержневой сварки различаются по:
- Размер : стандартные размеры: 1⁄16, 5⁄64, 3⁄32 (наиболее распространенные), 1⁄8, 3⁄16, 7⁄32, 1⁄4 и 5⁄16 дюйма.Проволока с сердечником, используемая с электродами, должна быть уже, чем свариваемые материалы.
- Материал : электроды для сварки штангой бывают из чугуна, высокоуглеродистой стали, мягкой стали, не содержащих железа (цветных металлов) и специальных сплавов.)
- Прочность : относится к пределу прочности при растяжении. Каждый сварной шов должен быть прочнее свариваемого металла. Это означает, что материалы электрода также должны быть более прочными.
- Положение при сварке (горизонтальное, плоское и т. Д.): для каждого положения сварки используются разные электроды.
- Смесь порошка железа (до 60% во флюсе): порошок железа во флюсе увеличивает количество расплавленного металла, доступного для сварки (тепло превращает порошок в сталь).
- Обозначение мягкой дуги : для более тонких металлов или металлов, которые не имеют идеального прилегания или зазора. Схема сварочного электрода
Как описано выше, существует много видов электродов. Вот самые популярные электроды для сварки штангой (SMAW):
- E6013 и E6012 : Для тонких металлов и соединений, которые трудно стыковать.
- E6011 : Подходит для работы на масляных, ржавых или грязных поверхностях. Универсальность в том, что он работает с полярностью постоянного или переменного тока. Создает немного шлака, еще один большой плюс. Обратите внимание, что этот электрод нельзя помещать в электродную печь.
- E6010 : Аналогичен E6011, но работает только с постоянным током (DC). Обратите внимание, что этот электрод нельзя помещать в электродную печь.
- E76018 и E7016 : изготовлены с использованием порошка железа во флюсе.Он создает прочные сварные швы, но имеет лужу, которая может создать некоторые проблемы с контролем для новичков.
Электродный состав и способ сварки для дуговой сварки стали
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ И СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯБыло предпринято множество попыток сделать сварку более эффективной, и в частности, для дуговой сварки толстых стальных листов с высоким тепловложением. Однако сварочные процедуры с использованием такого подводимого тепла обычно приводят к образованию крупных и крупных кристаллических зерен в металле сварного шва с соответствующей потерей пластичности.
Флюс, обычно производящий газообразный азот, обычно требуется для контроля окисления и для других целей, известных специалистам в данной области. Флюс может быть выполнен в виде сердечника, оболочки или порошка внутри электродного стержня или проволоки, на них или вокруг них, что дает «композитный сварочный электрод». В частности, широко предпочтительно, в том числе и в этом изобретении, использовать «электрод с флюсовой сердцевиной», который упрощает работу, снижает неблагоприятное воздействие ветра и позволяет выполнять сварку практически в любом положении.Однако до сих пор потоки в то же время вносили свои собственные трудности. Многие из них сделали сварной металл излишне грубым. Они также вызвали образование в условиях сварки большого количества газа, особенно азота, который попадал в металл сварного шва и приводил к образованию раковин. Это, в свою очередь, снижает пластичность свариваемого металла.
До некоторой степени этот недостаток можно было устранить, добавляя алюминий к электроду и тем самым превращая азот в нитрит алюминия.Однако сам алюминий вызвал грубость структуры сварного шва и привел к низкой пластичности, особенно когда алюминий был введен в металл сварного шва более чем на 0,75 процента.
Хорошо известно, что пластичность наплавленного металла можно улучшить, добавив никель. Однако этот металл слишком дорог для многих типичных применений.
Тем не менее, использовались и другие компоненты. В их состав входят магний, кремний и углерод. В то время как каждый поставщик электродных стержней или проволоки обычно имел свои собственные предпочтения, стало обычным предоставлять, помимо стали, такие дозировки, как: от 0.24 до примерно 0,14 процента кремния и от примерно 0,75 до примерно 0,89 процента магния. Результирующая пластичность с точки зрения ударной вязкости или ударной вязкости по Шарпи с V-образным надрезом колебалась только от значения удара vEo от 1,5 до 3,5 кг · м для металла, сваренного за один проход. Для многопроходного сварного металла она составляла около 4,4 кг · м. Эти значения были получены для сварочной проволоки диаметром 3,2 мм при 0 ° C.
Также были предприняты попытки улучшить металл сварного шва другими добавками, такими как колумбий или молибден.Они дают очень мелкозернистую структуру, но обычно, в конечном итоге, не улучшают пластичность свариваемого металла. Поскольку колумбий, молибден и т.п. также очень дороги, оказалось, что в целом в данной области техники должен быть принят компромисс между пластичностью продукта и затратами на него, а именно на продукты, которые были основаны на обычных добавках алюминия, магний и кремний с никелем или без него.
Некоторые недавние попытки были основаны на добавлении титана, ингредиента, который, как известно, обладает раскисляющими и денитродизирующими свойствами и обеспечивает мелкозернистую структуру и высокую пластичность.Однако тогда требовалось титан в таких количествах, как 0,15–0,25 процента, что сильно мешало свариваемости, добавляло проблем с отделением и удалением шлака, а также увеличивало стоимость. Были также предприняты попытки добавления циркония, обычно в сочетании с титаном. Таким образом, когда такие ингредиенты добавлялись в требуемых, относительно больших количествах, полученная ударная вязкость по Шарпи с V-образным надрезом была хорошей, но только тогда, когда сварка проводилась с малым тепловложением. Как указано, во многих случаях это принципиально нежелательно.Таким образом, даже самые высокие дозировки добавок к электродам для дуговой сварки до сих пор не позволяли реально достичь желаемых результатов.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с настоящим изобретением было обнаружено, что отличные значения ударной вязкости с V-образным надрезом могут быть получены в сварных швах, в которых используемый проволочный электрод содержит флюс, не содержащий никеля. В частности, было обнаружено, что количество циркония и титана может быть заметно уменьшено без ухудшения сварного шва и, по сути, его улучшения за счет использования проволочного электрода, имеющего металл, который должен быть нанесен на подложку, причем проволочный электрод содержит флюс, указанный флюс содержит:
1.Магниево-алюминиевый сплав с содержанием алюминия от 20 до 80 процентов, причем сплав присутствует во флюсе в количестве от 5 до 35 процентов по массе;
2. Фторид кальция, присутствующий во флюсе в количестве от 30 до 80 процентов от веса флюса;
3. Гематит присутствует во флюсе в количестве от 3 до 30 процентов по массе;
4. Кремнезем и / или марганец в количестве менее 10 процентов от веса флюса;
5. Титан в количестве менее 1.00 мас.% В расчете на массу флюса;
6. Цирконий, присутствующий во флюсе в количестве от 0,005 до 0,200% в пересчете на массу флюса; и
7. Бор в количестве менее 0,060 мас.% в расчете на массу флюса.
Настоящее изобретение является усовершенствованием состава флюса, описанного в патенте Японии No. № 29366/1970. В нем описан улучшенный флюс для проволочного электрода, содержащего магниево-алюминиевый сплав, фторид кальция, гематит, диоксид кремния и / или марганец и никель.Как указано выше, в данной области техники было признано, что улучшенная пластичность металла сварного шва обеспечивается включением никеля во флюс. Теперь было обнаружено, что этот никель может быть полностью исключен из состава флюса без какого-либо существенного ухудшения свойств пластичности, если флюс улучшен путем включения титана и / или циркония и бора в указанных количествах.
В особенно желательном варианте осуществления изобретения титан присутствует в количестве от 0.От 025 до 1,00 мас.% В расчете на массу флюса. Вообще говоря, титан присутствует в количестве от 0,010 до 0,100 процентов в зависимости от веса электрода, то есть флюса плюс металл, наносимый на подложку. Цирконий присутствует в количестве от 0,002 до 0,020 мас.% В расчете на массу электрода. Предпочтительно цирконий присутствует в количестве от 0,005 до 0,200 процентов от веса указанного флюса.
Бор присутствует в количестве не более 0.006 процентов по массе в расчете на массу электрода. Обычно бор присутствует в количестве от 0,003 до 0,060 мас.% В расчете на массу флюса.
ОПИСАНИЕ КОНКРЕТНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Стальные пластины толщиной 28 мм были сварены вместе. Стыковая сварка выполнялась с V-образной канавкой 50 ° за один проход при 400 ампер, с использованием сначала (1) электрода предшествующего уровня техники, без титана, циркония и бора, а затем (2-4) отдельно с использованием электродов в соответствии с изобретением. .Во всех случаях значения ударной вязкости с надрезом, определенные в соответствии с хорошо известными стандартными процедурами, показали, что ударная вязкость с надрезом примерно в два-три раза выше, чем при сварке предшествующего уровня техники при других эквивалентных условиях. Электрод (1) предшествующего уровня техники состоял из стальной проволоки и флюса. Флюс имел следующий состав:
сплав Mg-Al, 60% Al 20%, гематит 4% по массе, CaF 2 65%, объединенный Si и Mn 5%, никель 6% по массе, весовой
Флюс составлял 25 процентов веса электрода.
Точно так же проволочные электроды по изобретению, которые включали титан, цирконий и бор, имели следующий состав флюса:
Состав электродного электрода 2 3 4 ______________________________________ Mg-Alloy (содержание Al 60%) 22 22 22 CaF 2 67 67 67 Гематит 6 6 6 Si и / или Mn 5 5 5 Титан 0,060 0,120 0,180 Цирконий 0,015 0,030 0,045 Бор 0,003 0,006 0,010 ______________________________________
Аналогичные испытания были проведены с более высоким тепловложением при 600 ампер и в которых использовались электродные сплавы более высокого качества. использовал.Эти сплавы содержали значительное количество никеля и обладали еще большей вязкостью. Четыре показанных здесь образца в целом соответствуют четырем электродам описанных выше испытаний, за исключением того, что помимо включения почти 1% никеля было использовано большее количество титана. Содержание титана было увеличено примерно до 0,04 процента. Составы образцов для испытаний, использованных в испытании, следующие:
Процентные доли в зависимости от веса образца для испытаний флюса 1 2 3 4 ______________________________________ Mg-Al (содержание Al 21 21 21 21 60% Никель 3 3 3 3 CaF 2 66 65.7 65,5 65,2 Гематит 5 5 5 5 Si и / или Mn 5 5 5 5 Ti – 0,200 0,400 0,600 Zr – 0,050 0,100 0,150 B – 0,010 0,020 0,030 ______________________________________
Сварные швы, полученные при использовании электродов из стальной проволоки с Приведенные выше составы флюсов обеспечивали сварные металлы следующего состава:
Образец для испытаний (1) (2) (3) (4) ______________________________________% Al. Sol. 0,63 0,67 0,69 0,70% Ni 0,93 0,87 0,85 0,89% N 0,033 0,032 0,031 0,033% Si 0,08 0.07 0,09 0,07% Mn 0,85 0,88 0,87 0,87% C 0,10 0,10 0,09 0,10 ______________________________________
от веса свариваемого металла.
В соответствии с обычными смесями, показанными в этой таблице, а также с учетом изменения подводимого тепла при сварке и других условий, становится необходимым изменить дозировки новых комбинированных добавок титана, циркония и бора для получения наилучших результатов. желаемая пластичность и зернистость. Однако последние модификации должны оставаться в пределах указанных значений или пределов, если необходимо получить адекватные результаты.Добавление более 0,200 мас.% Циркония в расчете на массу флюса приводит к образованию большего количества нитрида и оксида циркония, что снижает ударную вязкость. С другой стороны, добавление менее 0,005 мас.% Циркония в расчете на массу флюса не приведет к улучшению пластичности. Добавление более 1,00 мас.% Титана вызовет снижение пластичности. Было обнаружено, что при использовании бора в количестве, превышающем 0.Получено 060 процентов неблагоприятных воздействий.
Вообще говоря, отношение общего веса металлической проволоки к общему весу флюса составляет от 10 до 40 процентов, предпочтительно от 20 до 30 процентов.
Мы обнаружили, что без использования никеля добавление титана и / или циркония в сочетании с бором дает отличные результаты, но при добавлении небольших количеств никеля к этой дозировке достигаются несравненно более высокие значения ударной вязкости. , даже если сварка выполняется с большим погонным током.Например, результаты, полученные при использовании тока 600 ампер, представлены в таблице ниже для однопроходного сварного шва. Количество металлов зависит от количества металла сварного шва. 0,040 мас.% Титана в металле сварного шва соответствует 0,600% титана во флюсе. 0,006 мас.% Циркония в металле сварного шва соответствует 0,150% циркония во флюсе. 0,002% бора соответствует примерно 0,030% вес. Бора во флюсе.
______________________________________ Ti Zr B Ni vEo (кг.м) Средние значения возраста ______________________________________ 0 0 0 – – – 0,85 3,0 3,3 4,0 3,4 0 5,5 5,9 6,2 5,9 0,040% 0,006% 0,002% 0,35 7,0 7,0 7,5 7,2 0,85 9,1 9,4 9,5 9,3 ______________________________________
Из данных в таблице выше видно, что ударная вязкость с надрезом заметно улучшается за счет включения в состав флюса небольших количеств циркония, титана и бора. Обратите внимание, что средние значения значительно лучше, чем значения, полученные с использованием аналогичного электрода предшествующего уровня техники, содержащего никель, но не содержащего титана, циркония и бора.Кроме того, обратите внимание, что эти средние значения выше, даже если электрод, содержащий титан, цирконий и бор во флюсе, не содержит никель. Еще более высокие значения ударной вязкости достигаются, когда электрод также содержит количество никеля, обеспечивающее до 0,85 мас.% Никеля в металле сварного шва. Это соответствует концентрации никеля во флюсе 5 процентов.
Неожиданно было обнаружено, что, вопреки ожиданиям, нет необходимости регулировать уровень алюминия для компенсации генерируемого азота.Однако было обнаружено, что наряду с новой дозировкой бор-цирконий-титан, состав сварного шва допускает больше, чем обычное добавление алюминия, тем самым обеспечивая большую, чем обычная компенсация азота, без отрицательного воздействия на структуру зерна. . Общее улучшение показателя пластичности практически сохраняется без значительных изменений при изменении дозировки алюминия. Однако оптимальные результаты достигаются при использовании 1,4–2,5 мас.% Алюминия вместе с сердечником из флюса, генерирующего азот.
Добавки молибдена или колумбия предшествующего уровня техники не требуются для флюса по настоящему изобретению, а также для флюса по настоящему изобретению не требуется титан в больших количествах в сочетании с цирконием и бором. Раньше требовалось большое количество титана.
Наконец, чтобы определить относительные количества ингредиентов в металле сварного шва, производимом различными электродами, металлы сварного шва были проанализированы. В следующей таблице суммировано влияние различных доз алюминия на сварной шов, полученный с помощью электрода с сердечником из флюса из 3.Диаметр 2 мм. За один проход был выполнен сварной шов на стальных пластинах, используемых в строительной отрасли.
Как показано в этой таблице, для обеспечения надлежащей дозировки металла сварного шва требуются более высокие дозировки в электроде, поскольку относительно большие части добавок испаряются, смешиваются с атмосферой азота или теряются другими способами.
__________________________________________________________________________ Элементы в электроде *,% Элементы в сварном металле,% Горловины Al Ti Zr B N Al sol.Ti Zr B __________________________________________________________________________ 2,35 – – – 0,032 1,01 – – – Нет 2,15 – – – 0,035 0,82 – – – – 1,95 0,005 0,030 0,63 0,038 0,004 до примерно 1,65 0,075 0,020 0,003 0,038 0,45 0,040 0,004 0,002 Нет 1,50 0,037 0,37 0,035 0,003 __________________________________________________________________________ Флюс содержал 67% CaF 2 , 6% гематита и 5% марганца и кремния.
Ниже представлена таблица, в которой сравнивается ударная вязкость различных сварных швов, полученных путем формирования многослойных сварных швов.Цель этой таблицы – продемонстрировать, что превосходные многослойные сварные швы получаются при использовании электродов, включающих флюсы по настоящему изобретению, когда флюс не содержит никель. Данные также показывают, что включение никеля в такой флюс, который содержит титан, цирконий и бор, улучшает ударную вязкость.
(МНОГОСЛОЙНЫЕ СВАРОЧНЫЕ МЕТАЛЛЫ) ______________________________________ vEo (кг.м) Ni% в Ni% в проволоке Средние измеренные значения сварных швов Металл ______________________________________ Условие 1.70 1,5 5,8 5,9 7,9 6,4 Присутствует 0 0 7,9 8,2 10,1 8,7 Изобретено- 0,75 0,6 7,3 7,9 8,6 8,0 ция * 1,70 1,5 8,7 9,5 10,4 9,5 ______________________________________ * Ti = 0,060%, Zr = 0,009% и B = 0,003%. Сварочный ток: 600 А. Количество добавленных легирующих элементов в электродные проволоки дано в процентах от общего веса проволоки.
В приведенной выше таблице «обычный» электрод представлял собой стальной электрод, содержащий флюс, флюс которого содержал 18 процентов алюминиево-магниевого сплава, 65 процентов алюминия, 60 процентов фторида кальция, 3 процента гематита, 4 процента комбинированных кремния и марганца. добавка к никелю, который присутствовал во флюсе в количестве 15 процентов.Флюс составлял 23 процента веса электрода.
Электрод «настоящего» изобретения, как указано в этой таблице, содержал 23 процента по массе флюса. Флюс содержал 18 процентов по массе магниево-алюминиевого сплава с 65 процентами алюминия, 60 процентов фторида кальция, 3 процента гематита, 4 процента комбинированных марганца и кремния, 0,60 процента титана, 0,10 процента циркония и 0,03 процента бора. 0,75 мас.% Никеля в проволоке соответствует 6.Содержание никеля во флюсе составляет 5 процентов по массе, тогда как значение 1,70 процента по массе никеля в проволоке соответствует значению в 15 процентов по массе никеля во флюсе.
Данные таблицы показывают, что повышенная ударная вязкость достигается в случае многослойных сварных металлов. Обратите внимание, что за счет включения титана, циркония и бора в состав флюса, не содержащего никель, обеспечивается улучшенная ударная вязкость по сравнению с электродом, флюс которого содержит никель. Включение такого же количества никеля во флюс проволочного электрода по настоящему изобретению улучшает ударную вязкость более чем на 40 процентов.
Типичные электродные проволоки из композитного флюсового сердечника для использования при самозащитной дуговой сварке включают в себя, помимо основных количеств магниево-алюминиевого сплава, фторида кальция, гематита, марганца и / или кремния, количества циркония, титана. и бор в соответствии со следующей таблицей.
ОТЧЕТНЫЕ ПРОЦЕНТЫ ОТ ВЕСА ПОТОКА ______________________________________ Содержание титана, циркония, бора, содержания, содержания ______________________________________ 1.0,330% 0,055% 0,014% 2. 0,550% 0,088% 0,022% 3. 0,770% 0,121% 0,031% ______________________________________
Электроды, флюсы которых содержат указанные выше элементы в указанных количествах, содержат элементы в следующих количествах.
ОТЧЕТНЫЕ ПРОЦЕНТЫ ОТ ВЕСА ЭЛЕКТРОДА (ПРОВОД, ВКЛЮЧАЯ ПОТОК) ______________________________________ Содержание титан-циркония-бора Содержание ______________________________________ 0,030% 0,005% 0,001% 0,050% 0.008% 0,002% 0,070% 0,011% 0,003% ______________________________________
Хотя предпочтительные варианты осуществления изобретения были проиллюстрированы и описаны, многие их модификации будут очевидны специалистам в данной области техники. Соответственно, изобретение не должно быть ограничено, кроме как определено в следующей формуле изобретения.
Что такое сварочные электроды (и что вы должны знать)?
Независимо от того, являетесь ли вы профессиональным сварщиком или энтузиастом своими руками, вы должны знать, что такое сварочные электроды, и их относительные плюсы и минусы.
Так что же такое сварочные электроды? Сварочные электроды – это отрезки проволоки, которые соединяются со сварочным аппаратом для создания электрической дуги. Ток проходит через эту проволоку, образуя дугу, которая выделяет много тепла для плавления и плавления металла для сварки.
Основные типы:
- Расходные материалы
- Нерасходуемые
Эта статья поможет вам различать разные типы сварочных электродов и даст вам хорошее представление об их сильных и слабых сторонах, чтобы вы могли определить лучший выбор для вашей сварки Приложения.Читай дальше, чтобы узнать больше.
Электроды сварочные разные
Стержни, используемые для сварки MIG и стержневой сваркой, являются примерами плавящихся электродов. У них есть присадочный материал, который плавится, образуя сварные швы.
С другой стороны, при сваркеTIG используются неплавящиеся электроды. Эти электроды состоят в основном из вольфрама, который не плавится (в отличие от расходуемых электродов) из-за своей высокой температуры плавления. Он просто подает электрическую дугу для сварки. Наполнитель подается с помощью проволоки, подаваемой вручную.
Таким образом, основное различие между ними заключается в том, что расходуемые электроды плавятся, а неплавящиеся электроды – нет.
Эти две категории также имеют несколько типов электродов.
Электроды расходные
Расходуемые электроды – это ключ к сварке электродуговой сваркой, MIG и порошковой порошковой сваркой. Расходуемые электроды, используемые для сварки штучной сваркой, называются штучными электродами. К ним относятся электроды с толстым покрытием, экранированная дуга и электроды с легким покрытием.
Электроды с легким покрытием
Как следует из названия, электроды с легким покрытием имеют тонкое покрытие на своей поверхности, которое наносится такими методами, как распыление или нанесение кистью.
Эти электроды и их покрытия изготавливаются из нескольких различных материалов. Присадочный материал во многом похож на свариваемый основной металл.
Световое покрытие служит еще одной жизненно важной цели. Это покрытие уменьшает количество примесей, таких как сера и оксид, для обеспечения лучшего качества сварного шва.Это также обеспечивает более равномерное плавление присадочного материала, что позволяет создать гладкий и надежный сварной шов.
Поскольку покрытие тонкое, получаемый шлак не слишком толстый. Экранированные дуговые электроды имеют некоторое сходство с электродами с легким покрытием. Главное отличие в том, что у них более толстое покрытие. Эти сверхпрочные электроды подходят для более сложных сварочных работ, например, для сварки чугуна.
Электроды неизолированные
Использование неизолированных электродов может быть сложной задачей, поскольку дуга несколько нестабильна и ее трудно контролировать.Легкое покрытие увеличивает стабильность электрической дуги, облегчая вам управление ею. Применение неизолированных электродов ограничено. Например, они используются для сварки марганцевой стали.
Электроды дуговые экранированные
Экранированные дуговые электроды имеют три различных типа покрытия, которые служат разным целям. Один вид покрытия содержит целлюлозу и использует слой защитного газа для защиты области сварного шва. Второй тип покрытия содержит минералы, образующие шлак.Третий вид покрытия представляет собой сочетание минералов и целлюлозы.
Экранированные дуговые электроды создают слой защитного газа, который образует эффективный барьер для защиты зоны горячего шва от загрязнения и коррозии окружающим воздухом. Это приводит к более прочным и надежным сварным швам. Нагретая зона сварного шва должна быть защищена от атмосферных газов, таких как азот и кислород, которые вступают в реакцию с высокотемпературным металлом с образованием хрупких, пористых и слабых сварных швов.
Экранированные дуговые электроды сводят к минимуму содержание серы, оксидов и других примесей в основном металле, что обеспечивает регулярные, гладкие и чистые сварные швы.Эти электроды с покрытием также создают более стабильную электрическую дугу по сравнению с неизолированными электродами, что делает сварку более управляемой и снижает разбрызгивание.
Экранированные дуговые электроды также выделяют шлак из-за минерального покрытия. Этот шлак, кажется, сложно удалить, но он служит полезной цели. Он охлаждается намного медленнее, чем экранированные дуговые электроды. Этот процесс вытягивает загрязнения и отправляет их на поверхность. Следовательно, вы получите качественные, чистые, прочные и прочные сварные швы.
Нерасходуемые электроды
Неплавящиеся электроды проще понять не только потому, что они не плавятся, но и потому, что их всего два типа.
Электроды угольные
Первый вид – это угольный электрод, который используется как для резки, так и для сварки. Этот электрод изготовлен из угольного графита. Он может быть покрыт слоем меди или оставлен без покрытия.
Американское общество сварки не выпустило никаких спецификаций для этого типа электродов.Однако для угольных электродов существуют военные спецификации.
Электроды вольфрамовые и разные их виды
Второй вид неплавящегося электрода – это вольфрамовый электрод, который используется для сварки TIG. Эти электроды состоят из чистого вольфрама (с зеленой маркировкой), вольфрамсодержащего циркония от 0,3 до 0,5% (с коричневой маркировкой), вольфрама с 2-процентным содержанием тория (с красными маркировками) и 1-процентного вольфрамсодержащего тория (с желтой маркировкой). маркировка).
Неплавящиеся электроды из чистого вольфрама имеют ограниченное применение и подходят для легких сварочных работ. На это есть две причины. Во-первых, чистый вольфрам не обладает прочностью и прочностью вольфрамовых сплавов. Во-вторых, чистый вольфрам может иметь проблемы с большим током.
Вольфрамовые электроды с содержанием циркония от 0,3 до 0,5 процента обеспечивают отличные результаты при переменном токе. Они лучше чистого вольфрама, но не так хороши, как вольфрамовые электроды с содержанием тория.
Вольфрамовые электроды с содержанием тория 1-2% являются одними из наиболее широко используемых неплавящихся электродов, поскольку они служат дольше и имеют более высокое сопротивление, чем другие виды вольфрамовых электродов. Их можно использовать для более высоких токов по сравнению с электродами из чистого вольфрама. Эти электроды также обеспечивают лучший контроль дуги и их легче запускать.
При использовании вольфрамовых электродов лучше использовать максимально допустимый ток, если они имеют гладкую цилиндрическую форму, иначе становится трудно контролировать дугу и поддерживать ее.
Для лучшего контроля дуги и стабильности кончики этих электродов следует заточить до точки, то есть сделать концы конусов. Если вы это сделаете, вам придется выбрать пуск от касания вместо аппаратов для сварки постоянным током. Помните, что вольфрамовые электроды с торием и цирконием будут иметь более высокую долговечность, чем электроды из чистого вольфрама, если вы выберете конические электроды с использованием сенсорного запуска.
Как читать код на стержневых электродах
Теперь, когда вы хорошо разбираетесь в основах, пора глубже изучить классификацию сварочных стержней.
Эта классификация стержневых электродов учитывает различные факторы, такие как процентное содержание порошка железа, наиболее подходящее положение сварки, предел прочности, материал покрытия и диаметр.
Не используйте плавящиеся электроды, толщина которых превышает толщину свариваемого металла. Наиболее часто используемый диаметр электрода составляет 3/32 дюйма. Однако для некоторых приложений требуются электроды с диаметром, который может быть в пять раз больше или всего 1/16 дюйма.
Предел прочности на разрыв – это максимальное усилие, которое может выдержать сварной шов.Чтобы сделать прочный и надежный сварной шов, вам необходимо использовать электрод с более прочным присадочным материалом, чем основной металл. Если присадочный материал слабее основного металла, сварное соединение станет слабым местом, которое может легко сломаться.
Процентное содержание порошка железа в электроде также имеет значение, поскольку при расплавлении под воздействием тепла сварки он превращается в сталь. Более высокий процент порошка железа означает, что каждый электрод может предоставить вам больше присадочного материала для сварки большего количества деталей. Однако следует учитывать, что процентное содержание железа вряд ли превысит 60 процентов.
Поняв эти свойства, вы можете теперь рассмотреть классификационный код для этих электродов.
Например, вы можете встретить E6010. Буква «E» указывает на то, что это электрод. Первые две цифры, следующие за “E”, указывают предел прочности на разрыв. «60» здесь означает, что предел прочности на разрыв составляет 60 000 фунтов на квадратный дюйм.
Таким образом, вам нужно добавить четыре нуля к этим двум цифрам, чтобы определить предел прочности электрода на разрыв. Таким образом, число 70 означает предел прочности на разрыв 70 000 фунтов на квадратный дюйм.
Если имеется пять цифр, то первые три цифры после «E» относятся к пределу прочности на разрыв.
Вторая последняя цифра указывает положение, в котором можно использовать электрод. «1» означает, что вы можете использовать электрод в любом положении – над головой, горизонтально, вертикально и горизонтально. «2» означает, что электрод подходит только для горизонтального и плоского положения.
Последняя цифра в сочетании с предпоследней цифрой говорит о покрытии.Эта информация поможет вам выбрать сварочный ток. Производитель электродов предоставит таблицу, в которой перечислены текущие настройки для различных покрытий в соответствии с двумя последними цифрами.
Связанные вопросы
Из чего сделаны сварочные электроды? Сварочный электрод состоит из двух компонентов: настоящего металла и флюсового покрытия. Сплав может отличаться от низкоуглеродистой стали, чугуна, нержавеющей стали, высокопрочной стали, бронзы, алюминия, алюминия или алюминия.
Что означают цифры на сварочном стержне 7018? В рамках этой процедуры классификации самые первые 2 или 3 числа указывают на вязкость при растяжении склеенного продукта, которая может быть измерена в kpi или килограммах на квадратный дюйм. В E7018 70 означает 70 000 фунтов на квадратный дюйм или 70 kpi. 1: 3-я цифра указывает положение сварки.
Для чего используется сварочный стержень 6012? Используйте сварочные стержни 6012 для соединения открытого соединения между двумя соединениями.Профессиональные сварщики используют электроды 6012 в плоском положении из-за собственных быстрых сильноточных угловых швов.
Подобные сообщения:
Факторы для выбора правильного электрода
Выбор сварочного стержня
Электродыдоступны в широком диапазоне типов, каждый из которых обеспечивает различные механические свойства и работает с определенным типом источника сварочного тока. При выборе сварочного стержня следует учитывать несколько факторов:
- Свойства основного металла
- Прочность на разрыв
- Сварочный ток
- Толщина основного металла, форма и подгонка стыков
- Положение при сварке
- Технические характеристики и условия эксплуатации
- Экологические условия труда
Прежде чем включить машину и забрать электрододержатель, узнайте больше о каждом из этих факторов.
Свойства основного металла
Первым шагом при выборе электрода является определение состава основного металла. Ваша цель – подобрать (или точно сопоставить) состав электрода с типом основного металла, что поможет обеспечить прочный сварной шов. Если вы сомневаетесь в составе основного металла, задайте себе следующие вопросы:
- Как выглядит металл? Если вы работаете с сломанной деталью или компонентом, проверьте наличие крупной и зернистой внутренней поверхности, что обычно означает, что основным материалом является литой металл.
- Металл магнитный? Если основной металл является магнитным, велика вероятность, что основным металлом является углеродистая или легированная сталь. Если основной металл немагнитен, материалом может быть марганцевая сталь, аустенитная нержавеющая сталь серии 300 или сплав цветных металлов, такой как алюминий, латунь, медь или титан.
- Какие искры испускает металл при прикосновении к шлифовальной машине? Как показывает практика, большее количество вспышек в искрах указывает на более высокое содержание углерода, например, в стали марки A-36.
- Долото «вгрызается» в основной металл или отскакивает? Долото вгрызается в более мягкий металл, такой как низкоуглеродистую сталь или алюминий, и отскакивает от более твердых металлов, таких как высокоуглеродистая сталь, хромомолибден или чугун.
Прочность на разрыв
Во избежание растрескивания или других нарушений сплошности сварного шва минимальный предел прочности на разрыв электрода должен соответствовать пределу прочности основного металла. Прочность стержневого электрода на разрыв можно определить по первым двум цифрам классификации AWS, напечатанной на боковой стороне электрода.Например, число «60» на электроде E6011 указывает на то, что присадочный металл образует сварной шов с минимальным пределом прочности на растяжение 60 000 фунтов на квадратный дюйм и, как результат, будет хорошо работать со сталью с таким же пределом прочности.
Сварочный ток
Некоторые электроды могут использоваться только с источниками питания переменного или постоянного тока, тогда как другие электроды совместимы с обоими источниками. Чтобы определить правильный тип тока для конкретного электрода, обратитесь к четвертой цифре классификации AWS, которая представляет тип покрытия и тип совместимого сварочного тока (см. Рисунок 1).
См. Четвертую цифру классификации AWS для определения совместимого сварочного тока. |
Тип используемого тока также влияет на профиль проплавления получаемого сварного шва. Например, электрод, совместимый с DCEP, такой как E6010, обеспечивает глубокое проплавление и создает чрезвычайно плотную дугу. Он также обладает способностью «прокапывать» ржавчину, масло, краску и грязь.Электрод, совместимый с DCEN, такой как E6012, обеспечивает мягкое проплавление и хорошо работает при соединении двух стыков или при сварке высокоскоростных сильноточных угловых швов в горизонтальном положении.
Электрод, совместимый с переменным током, например E6013, дает мягкую дугу со средним проваром и должен использоваться для сварки чистого нового листового металла.
Толщина основного металла, форма и подгонка стыков
Для толстых материалов требуется электрод с максимальной пластичностью и низким содержанием водорода для предотвращения растрескивания сварного шва.Электроды с классификационными номерами AWS, оканчивающимися на 15, 16 или 18, обладают отличными характеристиками с низким содержанием водорода и хорошей ударной вязкостью (высокими значениями ударной вязкости), чтобы выдерживать остаточное напряжение.
Для тонких материалов вам понадобится электрод, создающий мягкую дугу, такой как 6013. Кроме того, электроды меньшего диаметра обеспечат неглубокое проникновение, чтобы предотвратить прожог на более тонких материалах.
Вы также захотите оценить дизайн и подгонку стыка. Если вы работаете над стыком с плотной посадкой или стыком без фаски, используйте электрод, обеспечивающий дугу копания, чтобы обеспечить достаточное проникновение, например E6010 или E6011.Для материалов с широкими корневыми отверстиями выберите электрод, например E6012, который создает вогнутую поверхность сварного шва, подходящую для перекрытия зазоров и выполнения сварных швов с разделкой кромок.
Положение при сварке
Чтобы определить, для какой позиции (позиций) подходит конкретный электрод, обратитесь к третьей цифре в классификации AWS. Вот как можно определить квалифицированное положение электрода:
1 = плоский, горизонтальный, вертикальный и потолочный
2 = только плоский и горизонтальный
Например, электрод 7018 можно использовать в плоском, горизонтальном, вертикальном и потолочном положениях.
Технические характеристики и условия эксплуатации
Обязательно оцените условия, в которых сварная деталь будет находиться в течение всего срока службы. Если он будет использоваться в высокотемпературных или низкотемпературных средах, подверженных повторяющимся ударным нагрузкам, электрод с низким содержанием водорода и более высокой пластичностью снизит вероятность растрескивания сварного шва. Кроме того, не забудьте проверить характеристики сварки, если вы работаете с критически важными объектами, такими как изготовление сосудов высокого давления или котлов. В большинстве случаев эти технические требования к сварке потребуют от вас использования электродов определенного типа.
Экологические условия труда
Для достижения наилучших результатов всегда следует удалять излишки прокатной окалины, ржавчину, влагу, краску и жир. Чистые неблагородные металлы помогают предотвратить пористость и увеличить скорость движения. Если очистка основного металла невозможна, электроды E6010 или E6011 создают глубокую проникающую дугу, которая может прорезать загрязнения.
Выбор сварочных стержней
Учет вышеперечисленных факторов поможет вам решить проблемы выбора правильного стержневого электрода для вашего конкретного применения.Однако, учитывая широкий спектр доступных электродов, для одного применения может существовать несколько решений. Если вам нужна дополнительная помощь в выборе электрода, ваш местный дистрибьютор сварочного оборудования или представитель компании известного производителя присадочного металла может стать отличным помощником.
Предоставлено Hobart Brothers
Сравнение использования рутиловых и целлюлозных электродов
На рынке доступно множество типов ручных электродов для сварки металлической дугой (MMA).В зависимости от основного компонента флюса они делятся на три категории: целлюлозные, рутиловые и основные. Все электроды состоят из сердечника (обычно диаметром 2,5–6 мм), покрытого флюсом. Сердечник проволоки обычно изготавливается из низкокачественной стали с ободком, а флюсы содержат множество элементов, позволяющих улучшить микроструктуру сварного шва.
Состав флюса влияет на поведение электродов. Основные составляющие различных типов электродов и защитный газ, создаваемый для каждого из них, описаны в таблице 1 (Bowniszewski, 1979).
Таблица 1 Основная составляющая трех возможных типов электродов и защитный газ, создаваемый при их сгорании
Тип электрода | Основная составляющая | Создаваемый защитный газ |
---|---|---|
Рутил | Титания (TiO2) | В основном CO2 |
Базовый | Соединения кальция | В основном CO2 |
Целлюлозное | Целлюлоза | Водород + CO2 |
Основные характеристики электродов для ММА подробно описаны (Bosward, 1980).Следующие параграфы представляют собой обзор интересующих характеристик электродов общего назначения (рутиловых и целлюлозных).
Электрод рутиловый
Разница между электродами E6012 и E6013 заключается в том, что покрытие E6012 содержит натрий, а покрытие E6013 – калий. Оба они могут работать от постоянного тока (DC +), но только последний подходит для работы от переменного тока (AC). Рекомендуется работать с постоянным током, чтобы уравновесить неустойчивость руки сварщика.
Благодаря высокому содержанию диоксида титана (также называемого диоксидом титана) рутиловый электрод дает гладкую поверхность валика, легко удаляет шлак и гладкую дугу. Во время горения покрытие из флюса будет в основном выделять углекислый газ.
Этот флюс также содержит целлюлозу. Несмотря на то, что содержание целлюлозы намного ниже, чем в целлюлозном электроде (до 10% по Бонишевски), ее присутствие, наряду с влагой, означает, что эти электроды выделяют относительно высокий уровень водорода: до 25 мл / 100 г металла сварного шва. (Веб-сайт TWI).Это ограничивает их использование низкоуглеродистыми сталями толщиной менее 25 мм и тонкослойными низколегированными сталями типа C / Mo и 1Cr1 / 2Mo (веб-сайт TWI).
Рутиловые электроды можно использовать для сварки во всех положениях, кроме вертикального нижнего положения. Осаждение можно улучшить, добавив железный порошок, что приведет к осаждению большего количества металла при том же токе. Однако электроды с добавлением железного порошка можно использовать только в плоском положении.
Рутиловые электроды имеют среднюю глубину проплавления, тихую дугу и создают небольшое разбрызгивание (Bosward, 1980).Они образуют большое количество саморастворяющегося шлака, который после сварки требует минимальной очистки.
Это, вероятно, наиболее широко используемые электроды общего назначения (веб-сайт TWI). Однако эти электроды не следует использовать на конструкциях, где требуется высокая прочность (Bosward, 1980). В таблице 2 приведены их механические свойства.
Таблица 2 Типичные механические свойства, полученные с E6012 и E6013 AWS A5.1 / A5.1M, 2012
Требование к ударной вязкости (AWS после сварки) | Температура испытания | Требование предела текучести (МПа) | Типичное требование к растяжению (МПа) |
---|---|---|---|
E6012 | |||
Не указано | 0 ° С | 330 | 430 |
E6013 | |||
Не указано | 0 ° С | 330 | 430 |
Электрод целлюлозный
Подобно рутиловым электродам, целлюлозные электроды E6010 и E6011 отличаются электрическими параметрами, используемыми во время сварки, и типом покрытия.Покрытие E6010 содержит натрий; E6011 содержит калий. Оба они могут работать от постоянного тока (DC +), но только последний подходит для работы от переменного тока (AC). Процесс MMA можно использовать в DCEN, DCEP или AC, но снова рекомендуется постоянный ток, чтобы уравновесить неустойчивость руки сварщика.
Газовая защита, создаваемая сжиганием целлюлозы, содержит водород, монооксид углерода и диоксид углерода. В сварном шве можно найти от 30 до 45 мл водорода на 100 г (веб-сайт TWI).Это имеет два последствия: хорошая защита сварочной ванны и высокий уровень диффузионного водорода в металле шва и зоне термического влияния (HAZ). Высокий процент водорода является причиной высокой скорости осаждения и более глубокого проплавления за счет образования пробивной дуги (Clyne, 1984), для которой этот тип электродов хорошо известен.
Еще одним следствием содержания водорода в газовой защите является потребность в более высоком напряжении (около 70 В).
Однако основным недостатком этого электрода является высокое содержание водорода в защитном газе.Это вызывает высокий уровень диффузионного водорода в сварном шве, который является одним из параметров, влияющих на водородное растрескивание (также называемое холодным растрескиванием), если не соблюдаются надлежащие методы и не принимаются профилактические меры.
Высокий уровень водорода означает, что любая сталь, сваренная этими электродами, должна иметь очень высокую стойкость к водородному образованию холодных трещин (веб-сайт TWI). Эти электроды в основном используются для обработки низкоуглеродистой нелегированной стали. Их следует использовать только с учетом состава стали, ограничений и необходимости предварительного нагрева.
Еще одно преимущество целлюлозных электродов – их способность сваривать в положении трубопровода печи (или вертикально вниз). Электроды E6010 иногда называют «электродами для печной трубы». Это положение может улучшить сварной шов и помогает повысить эффективность и производительность благодаря быстрому охлаждению шлака.
Этот метод сварки должен выполняться опытным сварщиком, который может быстро наложить сварные швы для поддержания горячего состояния сварки и обеспечения выхода водорода.При работе с толстостенными трубами сварщик может испытывать трудности с контролем сварочной ванны из-за ее увеличения в размерах и риска выхода за пределы дуги и затопления стыка (Spiller, 1991). Следует отметить, что для любого типа целлюлозного электрода требуется высококвалифицированный сварщик, поэтому сварка печных труб не должна производиться без осторожности и подтверждения компетентности сварщика.
Количество образовавшихся брызг ограничит использование очень сильного тока (Bosward, 1980). Большое количество дыма вырабатывается целлюлозными электродами (Welding and Cutting, 2013), но количество шлака, которое нужно удалить после каждого сварного шва, невелико (веб-сайт TWI).
Механические свойства целлюлозных электродов представлены в таблице 3. Значения ударной вязкости доступны до -30 ° C в состоянии после сварки.
Таблица 3 Типичные механические свойства, полученные с E6010 и E6011, AWS A5.1 / A5.1M, 2012
Требуемая прочность на удар (AWS в состоянии сварки) | Температура испытания | Типичный предел текучести (МПа) | Типичный предел прочности (МПа) |
---|---|---|---|
E6010 | |||
27J | -30 ° С | 330 | 430 |
E6011 | |||
27J | -30 ° С | 330 | 430 |
Его характеристики глубокого проникновения, высокая скорость наплавки и возможность использования в вертикальном нижнем положении означают, что в основном эти электроды используются для прокладки трубопроводов по пересеченной местности, хотя они используются в более ограниченной степени для сварки резервуаров-хранилищ. (Веб-сайт TWI).
В более промышленных условиях использование этого типа электродов обычно ограничивается корневым проходом процедуры сварки. После корневого прохода в течение следующих десяти минут следует нанести горячий проход, чтобы ограничить охлаждение сварочного прохода и позволить водороду уйти. Это ограничение должно быть указано в спецификации процедуры сварки.
Опять же, эти электроды требуют квалифицированного сварщика. Это особенно актуально при работе с трубой с наружным диаметром менее восьми дюймов, поскольку положение сварки вертикально вниз может быть затруднено.
Заключение сравнения
В соответствии с европейским стандартом (EN 1011-2: 2004) необходимую температуру и продолжительность предварительного нагрева можно определить в зависимости от углеродного эквивалента стали и количества диффундирующего водорода, создаваемого электродом. Это определяет, где электроды классифицируются по пятибалльной шкале, от A до E.
Категория A соответствует электродам, создающим количество диффундирующего водорода более 15 мл / 100 г наплавленного металла.Категория E относится к электродам, создающим количество диффундирующего водорода менее 3 мл / 100 г наплавленного металла. Оба типа электродов относятся к категории А для определения предварительного нагрева.
Согласно Бонишевски (1979), несмотря на приемлемое качество и прочность сварного шва, полученного с помощью целлюлозных электродов (100 Дж Шарпи-V, полученного при -10 ° C), из-за требуемой высокой температуры предварительного нагрева их обычно избегают при высокотехнологичном производстве. такие как морские сооружения или сосуды под давлением
Электроды из целлюлозы сложнее использовать и, следовательно, требуют квалифицированного сварщика.Их большим преимуществом является повышенная скорость, которую они обеспечивают при сварке печных труб или сварке вертикально вниз, но не в качестве сварки. Они подходят в случаях, когда необходимо сваривать большое количество труб или требуется много вертикальной сварки вниз, а не для разовых работ. Скорость движения может достигать 300 мм / мин.
В любом случае использование целлюлозных электродов обычно ограничивается корневым запуском многопроходной процедуры. Использование горячего прохода жизненно важно в случае целлюлозных электродов.
В следующей таблице приведены результаты сравнения и сделанные ранее выводы.
Таблица 4 Сравнение характеристик электродов
Характеристика | Рутиловый электрод | Целлюлозный электрод |
---|---|---|
Ток (A) | Нижний | Высшее |
Напряжение (В) | Нижний | Высшее |
Проникновение | Нижний | Высшее |
Количество брызг | Нижний | Высшее |
Удаление шлака | Самовыпуск | Требуется чистка зубов |
Очистка | Очень мало требуется | Всегда нужен |
Позиция | Все, кроме вертикального вниз | Все, включая трубу печи / вертикально вниз |
Простота использования | Легко | Требуется квалифицированный сварщик |
Создание дыма | Меньшее количество дыма | Больше дыма |
Риск водородного растрескивания | Низкий риск при правильном предварительном нагреве | Высокий риск |
Одно- или многопроходная сварка | Однопроходный и многопроходный | Многопроходной |
Меры предосторожности при предварительном нагреве | Требуется предварительный нагрев в соответствии с BS EN ISO 1011-2: 2004 | Требуется предварительный нагрев в соответствии с BS EN ISO 1011-2: 2004 |
Термическая обработка после сварки | Обжиг водорода может быть использован для удаления диффундирующего водорода |
Рекомендации и передовая практика по предотвращению водородного растрескивания в случае использования целлюлозного электрода
Водородное растрескивание происходит при температуре, близкой к температуре окружающей среды, если соблюдены три условия: диффузионный водород в сварном шве, растягивающие напряжения и восприимчивая микроструктура (Kihara, 1970).
Напряжения растяжения невозможно избежать, но их можно уменьшить с помощью разумной конструкции. Микроструктуру можно до некоторой степени контролировать, выбирая материал, менее чувствительный к водородному растрескиванию (с низким углеродным эквивалентом [EN 1011-2: 2004]). Наконец, снижением содержания диффундирующего водорода в сварном шве можно управлять, выбирая расходный материал с низким содержанием водорода (чего нельзя сказать о целлюлозном электроде) или улучшая выделение водорода сварным швом.
Содержание водорода в металле шва зависит от скорости охлаждения от температуры сварки (Folkhard et al, 1973).Для сравнения: образцы, извлеченные после сварки целлюлозными электродами и охлажденные на неподвижном воздухе, имеют более низкое содержание диффундирующего водорода, чем образцы, закаленные в ледяной воде. Скорость охлаждения можно уменьшить, увеличив температуру предварительного нагрева и промежуточного прохода.
При увеличении толщины увеличивается время дегазации (и время сварки) сварного шва, и, следовательно, увеличивается количество дегазирующего водорода. Кроме того, дополнительное тепло следующего цикла приводит к дегазации ранее нанесенного валика и к более тонкой микроструктуре.Однако остаточные напряжения увеличиваются.
Условия охлаждения корневого шва имеют решающее значение для содержания водорода в сварном шве. Рафинирование или повторный нагрев второго прохода помогает высвободить диффундирующий водород.
Дополнительные рекомендации и передовой опыт использования целлюлозных электродов
Прежде всего, только сварщикам, имеющим недавнюю квалификацию, касающуюся использования целлюлозных электродов, должно быть разрешено выполнять с ними любые сварочные работы.
Предварительный нагрев, идентичный тому, который требуется для рутиловых электродов, следует применять перед сваркой, чтобы снизить скорость охлаждения сварного шва и обеспечить выделение водорода.
Использование целлюлозных электродов должно ограничиваться корневым проходом и всегда сопровождаться горячим проходом с другим электродом, чтобы обеспечить удаление большей части диффундирующего водорода и улучшение макроструктуры сварного шва. Кроме того, следует избегать однопроходных угловых швов, поскольку это может повысить чувствительность к водородному растрескиванию. Это связано с тем, что твердость HAZ и количество диффундирующего водорода, вероятно, будут выше без последующего повторного нагрева из последовательных проходов.
Электроды из целлюлозы нельзя сушить, поскольку они используют водород из атмосферы для защиты сварочной ванны. Их следует использовать прямо из упаковки производителя. Если электрод влажный, его можно сушить в духовке при 120 ° C. Если электроды намокли, их нужно выбросить. Руководство по расходуемому хранилищу можно найти в AWS A5.1 / A5.1M.
Из чего сделаны сварочные стержни?
Стержень, образующий металлический валик, называется сварочным электродом .«Используя электрический ток, сварочный электрод можно использовать для сварки металлических валиков. Сварочный электрод состоит из двух разных частей, а именно:
- Фактический металл
- Покрытие из флюса
Фактический металл, из которого сделан электрод, может быть любым из следующих: низкоуглеродистая сталь, нержавеющая сталь, чугун, высокопрочная сталь, бронза, медь или алюминий.
Настоящий металл покрыт флюсом для покрытия из смеси целлюлозы.Это покрытие придает металлическим стержням достаточную гибкость, водород и порошок. Он также содержит смесь титана, натрия и калия. Покрытие из флюса обеспечивает равномерное протекание электрических токов во время сварки.
Металлические материалы сварочного стержня
Сварочные прутки изготавливаются из различных сплавов из различных металлов. Для соединения различных стальных сплавов обычно используются три сварочных стержня. Это три сплава мягкой стали с медным покрытием, легированная сталь с 3% -ным содержанием никеля и сплав высокоуглеродистой стали.Тем не менее, существует множество материалов, используемых для создания стальных сварочных стержней. Кроме того, существуют специальные стержни, предназначенные для определенных металлов, таких как медь, алюминий и другие типы сплавов. Вот краткое описание трех наиболее распространенных типов сварочных стержней:
1) Низкоуглеродистый стальной сплав с медным покрытием
Сплав низкоуглеродистой стали с медным покрытием – самый популярный вид сварочных стержней на рынке сегодня. Обычно он используется для сварки низкоуглеродистой стали, мягкого железа и кованого железа.Он может быть самым распространенным, но менее дорогим. Его медное покрытие предотвращает ржавление и, таким образом, защищает низкоуглеродистую сталь сварочного прутка. Этот сварочный пруток имеет температуру плавления 2714 ° F . Кроме того, для сварки не требуется флюс. Флюс, конечно же, – это вещество, предотвращающее окисление и повышающее прочность сварного шва.
2) Высокоуглеродистая сталь, сплав
Сварочный стержень из сплава высокоуглеродистой стали является вторым по популярности сварочным стержнем в мире.Этот сварочный стержень требует использования флюса при сварке. Флюс – это, конечно, вещество, препятствующее окислению. Флюс играет важную роль во многих сварочных процессах. Вы можете использовать высокоуглеродистую сталь для ремонта и строительства вещей. Он также используется некоторыми компаниями-производителями велосипедов для изготовления рам из высокоуглеродистой стали. Этот стержень имеет температуру плавления , 2,462 ° F, .
3) 3% никелевый сплав стали
Пруток из легированного никеля и стали с 3 процентами объединяет в одном стержне углерод и железо.Эта комбинация вместе с оттенком легированных материалов идеально подходит для повышения твердости. Эти материалы сплава могут быть хромом, молибденом или никелем. Этот сварочный прут чаще всего используется при сварке распредвалов, шестерен и валов автомобилей. При сварке ему нужен флюс. Кроме того, он имеет температуру плавления 2642 ° F . Этот сварочный пруток, конечно, устойчив к коррозии и не требует покрытия медью.
Различные покрытия сварочных стержней
Покрытия сварочного электрода могут содержать различные химические смеси.Эти химические добавки могут содержать от шести до двенадцати химикатов. Эти ингредиенты включают следующее:
1. Целлюлоза – вещество, обеспечивающее газовую защиту сварного шва. Он также содержит восстановитель, который создает экран, окружающий дугу. Газовый экран образуется при распаде целлюлозы.
2. Карбонаты металлов – ингредиент, добавляемый для регулирования основности шлака и обеспечения необходимой восстановительной атмосферы.
3. Диоксид титана – способствует образованию быстрозамороженного, высокотекучего шлака. Он также обеспечивает необходимую ионизацию сварочной дуги.
4. Глины и камеди – способствует повышению уровня эластичности материалов пластиковых покрытий, которые подвергаются экструзии. Это также помогает обеспечить прочность покрытия.
5. Ферромарганец и ферросилиций – средство для раскисления расплавленного металла шва. Это также помогает увеличить содержание кремния и марганца в наплавленном металле сварного шва.
6. Фторид кальция – обеспечивает защитный газ для защиты дуги. Это также помогает регулировать основность шлака, а также обеспечивает растворимость и текучесть оксидов металлов.
7. Оксид марганца или железа – помогает регулировать текучесть шлака. Он также регулирует свойства шлака. Кроме того, он помогает стабилизировать дугу.
8. Минеральные силикаты – способствует образованию шлака, одновременно обеспечивая прочность покрытия электрода.Это также помогает в легировании металлов, включая молибден, хром и никель. Кроме того, он обеспечивает наплавленному металлу шва легируемость.
9. Железный порошок – помогает повысить производительность, выделяя дополнительный металл для наплавки в металлическом сварном шве.
Основные типы покрытий сварочных электродов
Существует множество видов электродных покрытий. Тем не менее, основные типы покрытий сварочного электрода, используемые для низкоуглеродистой стали, включают следующее:
1) EXX10 — Целлюлоза-натрий
Электроды этого типа изготовлены из целлюлозного материала из древесной муки или низколегированных электродов, прошедших повторную обработку.Эти низколегированные электроды на 30% состоят из бумаги. Его газовая защита содержит водород и углекислый газ в качестве восстановителей. Кроме того, дуга копания, которую он создает, обеспечивает глубокое проникновение. Его наплавка немного грубовата. Однако разбрызгивание имеет более высокий уровень по сравнению с другими электродами.
Являясь одним из первых типов электродов, он предлагает отличные механические свойства. Обычно он используется при сварке трубопроводов с использованием техники сварки, называемой сваркой на спуске .Вы можете использовать его с постоянным током, используя положительную или обратную полярность электрода.
2) EXXX11 – целлюлоза-калий
Целлюлозно-натриевый электрод и этот электрод очень похожи. Это сходство заключается в действии дуги, проплавлении и результатах сварки. Однако в нем больше натрия. Поскольку натрий способствует ионизации дуги, он делает электрод пригодным для работы с переменным током. При использовании электродов – E6011 и E6010 – вы можете добавить немного порошка железа для стабилизации дуги.Это также увеличит скорость осаждения.
3) EXX12 – рутил-натрий
Чем выше содержание диоксида титана или рутила в электроде, тем больше он ценится и нравится сварщикам. Преимущество этого типа электрода в том, что его покрытие дает тихую дугу. Это также приводит к получению легко контролируемого шлака. Кроме того, на нем меньше брызг. Кроме того, он обеспечивает более гладкую поверхность. Проникновение меньше по сравнению с целлюлозными типами. Он также предлагает довольно высокую скорость наплавки.Также приятно его низкое напряжение дуги. Кроме того, вы можете использовать его с постоянным или переменным током с прямой полярностью или отрицательным электродом.
4) EXX13 — Рутил-калий
Это покрытие очень похоже на покрытие рутилово-натриевого электрода. Тем не менее, его главное отличие состоит в том, что он использует калий для ионизации дуги. Он больше подходит для переменного тока. Тем не менее, вы можете использовать его с постоянным током. Его рабочая дуга плавная и тихая.
5) EXXX4 – Порошок рутилового железа
Хотя он очень похож на рутиловое покрытие, он отличается от первого, поскольку содержит добавленный железный порошок.Это электрод EXX24 , если он содержит от 25% до 40% железа. Но если в нем 50% железа , то это электрод EXX24 . Вы можете использовать тот, у которого более низкий процент железа, для всех положений, в то время как вы можете использовать только тот, у которого более высокий процент в плоском положении и для целей горизонтальной угловой сварки. Скорость осаждения, конечно, увеличивается в зависимости от количества порошка железа в покрытии.
6) EXXX5 – с низким содержанием водорода-натрия
Его покрытие содержит высокий уровень фторида кальция или карбоната кальция.Он обозначается как известь ферритная и с низким содержанием водорода . Его также называют , электроды основного типа . В этом типе электродного покрытия не используются глины, асбест, целлюлоза и другие минералы, которые сочетаются с водой. Это делается для того, чтобы в нем было как можно меньше водорода.
EXXX5 обладает превосходными сварочными свойствами. Это также обеспечивает высочайший уровень пластичности отложений. Его средняя дуга также обеспечивает умеренное проникновение.Кроме того, он обеспечивает среднюю скорость наплавки; тем не менее, для наилучшего использования этого электрода следует использовать специальные методы сварки. Кроме того, вы должны хранить этот электрод в строго контролируемом хранилище. Вы также должны использовать этот тип электрода с положительным электродом, работающим на постоянном токе.
7) EXXX6 – калий с низким содержанием водорода
Подобно электроду с низким содержанием водорода и натрия, за исключением того факта, что он содержит калий вместо натрия, этот электрод обеспечивает более плавное действие дуги.Однако его проницаемость аналогична проникновению водорода с низким содержанием натрия. Вы можете использовать этот электрод как с переменным, так и с постоянным током. Если покрытие содержит от 35% до 40% железного порошка, то оно группируется как EXX18 .
8) EXX28 – порошок железа с низким содержанием водорода
Этот электрод очень похож на электрод EXX28 , за исключением того факта, что он содержит 50% порошка железа или более в его покрытии. Вы можете использовать это только в плоском положении.Скорость осаждения, конечно, выше, чем у EXX18 . Этот тип электрода с низким содержанием водорода используется для сварки нержавеющей стали и различных типов сплавов.
9) EXX20 – оксид железа-натрий
Покрытие этого типа обеспечивает высокоскоростное напыление и среднее проникновение. Он также имеет низкий уровень разбрызгивания. Кроме того, он обеспечивает гладкую поверхность. Причем использовать этот электрод можно только при выполнении горизонтальных угловых швов или сварки в плоском положении.Вы можете использовать этот электрод с постоянным или переменным током.
10) EXX27 – железо-оксид-железо мощность
Этот почти такой же, как оксид железа-натрия. Тем не менее, в нем 50% железа или больше. Чем выше содержание порошка железа, тем выше скорость его осаждения. Вы можете использовать этот электрод с постоянным или переменным током любой полярности.
Влияют ли дефекты электродов на результаты сварки?
Как сварщик, вы заметите, что если есть элементы, которые случайно соединились с покрытием электрода, они могут повлиять на стабильность дуги.Таким образом, однородность и состав покрытий имеют решающее значение для контроля стабильности дуги. Одним из примеров является присутствие фосфора или серы в электроде, которое может превышать 0,04%. Такое присутствие ухудшит сварной шов, поскольку такое количество передается расплавленному металлу от электрода. Фосфор, например, вызывает рост зерен и ломкость. Сера нарушает прочность сварного шва. Это, в свою очередь, также вызывает жаропрочность и ломкость.
Также важно отметить, что скорость осаждения электродов различается в зависимости от состава покрытия.Например, с самыми высокими показателями наплавки являются электроды с мощностью железа.
Сварка – это искусство и наука. Совершенствовать различные техники сварки – это искусство. Это также наука, когда вы изучаете различные ингредиенты, включая элементы и соединения, используемые при сварке. Сварочный стержень, конечно же, является важным компонентом сварочного аппарата. Его основные ингредиенты – железо и целлюлоза. Наконец, покрытие электрода имеет решающее значение для определения результатов сварки.
Заключение
Помимо вышеупомянутых типов покрытий электродов, вы все равно найдете другие типы покрытий электродов, которые не включены в вышеупомянутый список. Многие из таких покрытий содержат комбинацию вышеупомянутых элементов. Эти другие типы покрытий используются для определенных применений, таких как сварка цветных металлов, наплавка твердых сплавов и сварка чугуна.