Электродные покрытия
Сварочно-технологические особенности электродов в значительной мере определяются электродным покрытием.
Электродные покрытия в ходе сварки делают следующие серьёзные функции:
— повышают стабильность горения дуги, увеличивая степень ионизации дугового промежутка;
— снабжают газошлаковую защиту территории сварки (дуговой сварочная ванна и промежуток) от окружающей воздуха;
— раскисляют сварочную ванну, восстанавливая часть металла, превратившегося в окислы;
— легируют сварочную ванну, придавая металлу шва нужные особенности (прочность, износостойкость, стойкость против коррозии и др.);
— электродные шлаки на поверхности сварочной ванны содействуют обычному формированию шва.
Состав электродных покрытий. Покрытия изготовляют из солидного числа тонкоразмолотых и шепетильно перемешанных материалов, связанных клеящим составом. Используемые для изготовление электродных покрытий материалы классифицируют по назначению на следующие группы: стабилизирующие, шлакообразующие, газообразующие, раскисляющие, легирующие, связующие.
Стабилизирующие (ионизирующие) компоненты покрытий повышают стабильность горения дуги. При расплавлении покрытия они легко разлагаются (диссоциируют) с образованием свободных электрически заряженных частиц (электронов, ионов), повышая степень ионизации дугового промежутка. С целью этого применяют химические элементы щелочной и щелочно-земельной группы, имеющие низкий потенциал ионизации: калий, натрий, кальций, барий.
Эти элементы находятся в таких компонентах электродных покрытий, как мел, мрамор, известняк, слюда, полевой шпат, гранит, натриевое и калиевое жидкое стекло, поташ, хромпик, углекислый барий, марганцево-кислый калий, кальцинированная сода.
При расплавлении электродного покрытия образуется шлак, защищающий капли электродного металла и сварочную ванну от вредного действия окружающей атмосферы. Слой шлака на поверхности сварочной ванны сокращает скорость кристаллизации расплавленного металла и содействует выделению из него неметаллических включений, и снабжает обычное формирование шва. Шлакообразующие компоненты являются, в большинстве случаев главной массовой частью большинства электродных покрытий.
В качестве шлакообразующих компонентов употребляются рутил, плавиковый шпат, известняк, мрамор, магнезит, пиролюзит, кремнезем, кварцевый песок, магнетит, слюда, полевой шпат, титановый концентрат, доломит, каолин.
Газообразующие компоненты при сгорании электродного покрытия разлагаются с образованием громадного количества газов, каковые оттесняют окружающую воздух от территории сварки и тем самым снабжают защиту расплавленного металла. Газообразующие компоненты входят в состав покрытий в виде органических ir неорганических материалов. Органические газообразующие компоненты: крахмал, декстрин, целлюлоза, торф, древесная и пищевая мука, лигнин, хлопчатобумажная пряжа, древесный уголь.
Неорганические газообразующие компоненты: мел, мрамор, известняк, доломит, магнезит, сидерит.
Раскисляющие компоненты восстанавливают часть металла (железа), превратившегося в окислы в следствии реакций с кислородосодержащими веществами и кислородом окружающей атмосферы, шлака и дугового промежутка. Эти компоненты содержат в собственном составе элементы-раскислители, имеющие большее, чем железо, сродство с кислородом. Восстанавливая железо, эти элементы окисляются сами и в виде окислов удаляются в шлак.
В качестве раскисляющих компонентов в электродные покрытия вводят порошки алюминия, марганца и органические материалы (графит, древесный уголь), и ферросплавы марганца, титана, хрома. Раскисление сварочной ванны может происходить за счет легирующих компонентов, в этом случае они должны находиться в электродном покрытии в избытке.
Легирующие компоненты придают металлу шва необходимый состав, дабы обеспечить требуемые механические и особые особенности (жаропрочность, стойкость против коррозии и т. д.). С целью этого в электродные покрытия вводят ферросплавы либо чистые железные порошки марганца, хрома, никеля, титана, молибдена, кремния, ванадия и др.
Связующие (клеящие) компоненты связывают бессчётные порошкообразные компоненты электродных покрытий в однородную массу и цементируют ее на электродном стержне. Главным связующим компонентом помогает жидкое стекло (натриевое либо калиевое). В этом качестве смогут употребляться декстрин, бакелитовый клей.
Приведенная классификация компонентов электродных покрытий есть пара условной, т. к. кое-какие компоненты смогут в один момент делать пара функций, а одинаковые компоненты в разных видах покрытий смогут делать разные функции.
Классификация электродных покрытий. Электродные покрытия по металлургическому воздействию и химическому составу на металл сварочной ванны в соответствии с ГОСТ 9466—75 делятся на следующие виды: рутиловые покрытия (Р), главные (Б), целлюлозные (Ц), кислые (А).
Электродные покрытия смешанного вида имеют двойное соответствующее условное обозначение (к примеру, РА). Все другие виды покрытий, не предусмотренные ГОСТ 9466—75, имеют условное обозначение — П (другие). При наличии в составе покрытия металлического порошка числом более 20% от веса покрытия к обозначению вида покрытия добавляется буква Ж (к примеру, РЖ)
Рутиловые покрытия (Р). Содержат следующие компоненты: рутил, титановый концентрат, магнезит, мел, мрамор, полевой шпат, гранит, целлюлоза, декстрнн. В качестве раскисляющих и легирующих компонентов содержат ферросплавы кремния и марганца.
Рутиловые покрытия снабжают устойчивое горение сварочной дуги на постоянном и переменном токе, допускают сварку во всех пространственных положениях, выделяют незначительное количество вредных соединений, снабжают хорошее формирование шва, малое разбрызгивание металла, легкую отделимость шлака, высокие механические особенности металла шва. Рутиловые покрытия малочувствительны к загрязнению длины и изменению дуги свариваемых кромок. Перед сваркой электроды с рутиловым покрытием рекомендуется просушивать при температуре 150—180 °С в течение 1—1,5 ч.
Электроды с рутиловым покрытием активно используются для сварки конструкций из малоуглеродистых сталей. Примеры некоторых марок электродов с рутиловым покрытием: MP-3, АНО-4, ОЗС-4. Электроды с рутиловым покрытием выпускаются в громадном количестве, это самые популярные электроды.
Главные покрытия (Б). Покрытия главного вида содержат следующие компоненты: плавиковый шпат, мел, мрамор, доломит, магнезит. Раскисляющими и легирующими компонентами являются ферросплавы марганца, кремния, хрома, титана, молибдена.
Главные покрытия снабжают устойчивое горение сварочной дуги на постоянном токе обратной полярности, допускают сварку во всех’ положениях, снабжают хорошее формирование шва, в ходе сварки требуют предельно тщательной зачистки и короткой дуги свариваемых кромок. Снабжают наплавленный металл (металл шва) высшего качества в сравнении с другими видами покрытий: он содержит предельное число газов (прекрасно раскислен), фосфора и серы, владеет повышенной стойкостью к образованию тёплых и холодных трещин, имеет ударную вязкость и высокую пластичность при низких и больших температурах.
Кое-какие марки электродов с главным покрытием допускают сварку и на переменном токе. В состав покрытий таких электродов вводят поташ и жидкое калиевое стекло.
Электроды с главным покрытием используются для сварки конструкций из углеродистых и легированных сталей, при сварке металла громадной ответственных конструкций и толщины, трудящихся в тяжелых условиях эксплуатации (низкие и большие температуры, динамические нагрузки). Перед сваркой электроды с главным покрытием требуют просушки при температуре 300— 400° в течение 2 часов.
Недочётом электродов с главным покрытием есть склонность к образованию пор в наплавленном металле в следующих случаях:
— при повышенной влажности покрытия (нехорошая просушка);
— при увеличенной длине дуги в ходе сварки;
— при загрязнении свариваемых кромок (сварка по незачи-щенным кромкам).
Главные покрытия при сгорании выделяют вредные фтористые соединения, исходя из этого при сварке в закрытых помещениях нужна хорошая вентиляция.
При всех перечисленных недочётах использование электродов с главным покрытием возрастает по следующим обстоятельствам:
— увеличиваются требования к надёжности и качеству сварных конструкций;
— при изготовлении сварных конструкции растет применение низколегированных и легированных сталей.
Поимеры некоторых марок электродов с главным покрытием: УОНИ-13/55, ТМУ-21, СМ-11
Целлюлозные покрытия (Ц). По большей части складываются из компонен-юв органического происхождения: целлюлоза, крахмал, декстрин, древесная мука, торф. В качестве шлакообразующих компонентов добавляются неорганические материалы: рутил, титановый концентрат, магнезит, пиролюзит. Раскисляющим компонентом помогает ферросплав марганца.
При плавлении таких покрытий в ходе сварки выделяется много газов, каковые создают интенсивную газовую защиту территории сварки; на шве образуется узкий слой легко отделимого хрупкого шлака.
Электроды с целлюлозным покрытием используются для сварки конструкций из углеродистых и низколегированных сталей на по-постоянном и переменном токе. Такие электроды используются для сварки стали маленькой толщины, т. к. владеют малой проплавляющей свойством. Электроды с целлюлозным покрытием прекрасно снабжают формирование корня и провар шва обратной стороны шва.
Такие электроды эргономичны при исполнении вертикальных, потолочных и труднодоступных швов; прекрасно зарекомендовали себя при монтажной сварке трубопроводов.
Целлюлозные покрытия имеют повышенную гигроскопичность и чувствительны к перегреву при сушке. Перед сваркой электроды с таким покрытием требуют просушки при температуре 100° в течение часа. Кое-какие марки электродов с целлюлозным покрытием: ОМА-2, ВСП-1, ВСЦ-2, ВСМ-1.
Кислые покрытия (А). Такие покрытия состоят преимущественно из окислов железа, марганца, кремния, титана в виде руды. Газовую защиту территории сварки снабжают органические компоненты: целлюлоза, декстрин, древесная мука.
Раскислителем помогает ферросплав марганца.
Кислые покрытия снабжают устойчивое горение дуги на постоянном и переменном токе, допускают сварку во всех пространственных положениях, малочувствительны к загрязнению свариваемых кромок. Электроды с кислым покрытием используются для сварки неответственных конструкций из малоуглеродистых сталей.
Электроды с кислым покрытием имеют значительные недочёты.
— ударная вязкость и малая пластичность наплавленного металла (металла шва) по обстоятельству недостаточной раскисленности металла (повышенное содержание водорода и кислорода);
— склонность наплавленного металла к образованию тёплых трещин, в особенности при сварке сталей с повышенным содержанием углерода;
— повышенное разбрызгивание металла в ходе сварки;
— большое выделение в ходе сварки вредных токсичных веществ (соединения марганца).
Из-за перечисленных недочётов на данный момент производство электродов с кислым покрытием прекращено. Вместо таких электродов созданы и обширно внедрены в производство электроды с рутиловым покрытием. Кислые покрытия применяются в комбинации с другими видами покрытий (покрытия смешанного вида).
Примеры некоторых марок электродов с кислым покрытием, использовавшихся ранее достаточно обширно: ОММ-5, СМ-5.
