ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯ РУЧНОЙ СВАРКИ

Электродная сварочная проволока

Основу электродов составляют металлические стержни, изго­товляемые, главным образом, из стальной сварочной проволоки, специально для этого предназначенной. Такую проволоку выпус­кают по ГОСТ 2246-70 «Проволока стальная сварочная» или по техническим условиям, устанавливающим отличный от стан­дартного химический состав металла проволоки и предусматрива­ющим остальные требования по указанному стандарту. Стандарт­ная проволока является холоднотянутой, ее изготавливают из низ­коуглеродистых, легированных и высоколегированных сталей. В электродном производстве применяют десятки марок проволок, которые отличаются, в первую очередь, химическим составом (табл. 20).

В условное обозначение каждой марки проволоки входит ин­декс Св (сварочная), за которым через дефис следует группа цифр и букв. Первые две цифры показывают среднее содержание углеро­да в сотых долях процента. Обозначение легирующих элементов, содержащихся в металле проволоки, и их количества аналогично обозначениям в типах наплавленного металла высоколегирован­ных электродов (см. гл. 2).

Подавляющее большинство объема выпускаемых электродов производят из низкоуглеродистой проволоки марок Св-08 и Св-08А. Буква А в конце обозначения указывает на повышенную чистоту металла по содержанию серы и фосфора. В проволоке мар­ки Св-08АА две буквы А указывают на пониженное содержание серы и фосфора по сравнению с проволокой марки Св-08А. Из такой проволоки производят электроды, обеспечивающие

В легированных сварочных проволоках содержится до шести легирующих элементов, а их общая концентрация не превышает 6%. При больших концентрациях проволоку относят к высоколеги­рованной.

Для изготовления электродов применяют проволоку диаметром 1,6-6,0 мм. Кроме норм по химическому составу, к сварочной про­волоке предъявляют требования но точности диаметра, временно­му сопротивлению разрыву (только для легированных и высоколе­гированных проволок), состоянию поверхности.

Допустимые отклонения диаметра проволоки от его номиналь­ного значения должны соответствовать следующим нормам:

Номинальный диаметр Предельные

проволоки, мм отклонения, мм

1,6........................................................................................................... -0,06

2,0........................................................................................................... -0,06

2,5............................................................................................................ 0,09

3. 0 0,09

4. 0 0,12

5. 0 0,12

6. 0 0,12

Отметим, что проволоку для изготовления электродов от просто сварочной проволоки отличают более жесткие предельные откло­нения по диаметру и меньшие значения временного сопротивле­ния. Использование неэлектродной проволоки приводит к техно­логическим затруднениям при ее переработке и к снижению каче­ственных показателей электродов. Поэтому назначение проволоки необходимо указывать при ее заказе.

Для высоколегированной проволоки, подвергаемой травлению после ее волочения, допускают увеличение размеров допусков до 50%. Овальность проволоки не должна превышать половины пре­дельного отклонения по диаметру. Применение проволоки с нор­мированными только отрицательными отклонениями по диаметру является одним из факторов, обеспечивающих ее беспрепятствен­ное прохождение по технологическому циклу изготовления элект­родов. Однако использование проволоки с недопустимо большими минусовыми отклонениями по диаметру может привести к ее от­клонению или искривлению в направляющих втулках электродо­обмазочного пресса при опрессовке, следствием чего явится экс­центричность покрытия, а также к недопустимому повышению ко­эффициента массы покрытия и как следствие — к изменению свойств электродов. Утолщенная проволока может просто застрять в направляющих втулках пресса.

На некоторые предприятия сварочная проволока поступает в виде заготовки — катанки диаметром 5,5-7,0 мм, из которой на спе­циальном оборудовании (волочильных станах) вырабатывают про­волоку нужного диаметра (см. гл. 5). По химическому составу ка­танка соответствует ГОСТ 2246-70. По способу охлаждения в про­цессе производства (при прокатке) катанку подвергают ускорен­ному охлаждению (одностадийному или двухстадийному) или охлаждению на воздухе в мотках. Масса окалины, образующейся на поверхности катанки, подвергнутой одностадийному охлажде­нию, не должна превышать 18 кг/т, двухстадийному — 10 кг/т; для катанки, охлажденной на воздухе, массу окалины на ее поверхнос­ти не нормируют.

Катанку поставляют в мотках, состоящих из одного непрерыв­ного отрезка массой, как правило, не менее 160 кг. Технические требования к катанке устанавливают специальными техническими условиями.

Проволоку поставляют в мотках или намотанной на катушки. Размеры и масса стандартных мотков должны соответствовать ука­занным в табл. 21. Масса проволоки в большегрузных мотках составляет 900-1200 кг.

Проволока в мотках или катушках должна состоять из одного отрезка, свернутого неперепутанными рядами. Последнее особенно важно для обеспечения последующей качественной ее резки и правки на электродные стержни. Проволока должна быть плотно

увязана с целью исключения распушивания или разматывания мотка. Каждый моток перевязывают лентой или мягкой проволо­кой не менее чем в трех местах, равномерно по окружности. Концы проволоки располагают так, чтобы их можно было легко найти. Отдельные куски однородной проволоки могут быть соединены контактной стыковой сваркой с последующей зачисткой зоны свар­ки до норм стандарта.

Механические свойства легированной и высоколегированной проволоки задают нормами по временному сопротивлению разры­ву: для проволоки диаметром 1,6 и 2,0 мм — 690-980 МГІа, для больших диаметров — 640-930 МПа. При этом колебания по вре­менному сопротивлению разрыву в одном мотке не должны превы­шать 100 МПа. Это необходимо для обеспечения равномерной руб­ки проволоки на стержни. Следует учитывать, что высоколегиро­ванная проволока при волочении подвергается наклепу, что увели­чивает ее жесткость и затрудняет последующую правку. Дополни­тельная термообработка для уменьшения жесткости проволоки не всегда возможна. Поэтому для ряда марок проволоки допускают определенное повышение нормативного значения временного со­противления разрыву.

Поверхность проволоки должна быть чистой и гладкой, без тре­щин, расслоений, раковин, окалины, ржавчины, масла и других по­верхностных дефектов и загрязнений. Допустимы риски, царапи­ны, местная рябизна и отдельные вмятины, причем глубина указан­ных дефектов не должна превышать предельного отклонения по диаметру проволоки.

На поверхности низкоуглеродистой и легированной проволоки не допускается наличие технологических смазок, за исключением следов мыльной смазки без графита и серы. Последние, являясь вредными примесями для металла шва, могут снизить его свойства. Некоторые низколегированные марки проволоки разрешается для защиты при хранении от атмосферной коррозии покрывать слоем нейтральной смазки, хорошо растворимой в бензине.

Высоколегированная проволока должна поступать чистой, без всяких следов смазки; ее поверхность должна быть светлой, светло­матовой или серой. Такое состояние поверхности изготовители проволоки достигают травлением и отбеливанием или термичес­кой обработкой в инертной атмосфере.

Изготовителям электродов проволоку поставляют партиями. Каждая партия состоит из проволоки одной марки, одной плавки.

одного диаметра, одного назначения. Каждую партию проволоки должен сопровождать сертификат (документ о качестве), удостове­ряющий ее соответствие нормам. В сертификате должно быть ука­зано: наименование или товарный знак (условное графическое изо­бражение) предприятия-изготовителя, условное обозначение про­волоки, номер плавки и партии, химический состав в процентах, результаты испытаний проволоки на растяжение, ее масса нетто. На каждом мотке (катушке) проволоки должна быть прикреплена бирка, на которой указывают первые три позиции из данных серти­фиката. Проволоку без сертификатов или без бирок в производство не допускают.

Условное обозначение электродной сварочной проволоки вклю­чает букву Э (электродная). Например, для проволоки диаметром 4 мм марки Св-08 — проволока 4 Св-08-Э ГОСТ 2246-70; для проволоки диаметром 3 мм марки Св-02Х19Н9 из стали, вы­плавленной в вакуумноиндукционной печи — проволока 3 Св - 02Х19Н9-ВИ-Э ГОСТ 2246-70.

Сварочную проволоку поставляют в специальной упаковке или без нее. Хранить проволоку необходимо в сухих закрытых помеще­ниях, защищающих ее от воздействия атмосферных осадков и поч­венной влаги, при положительных температурах, в условиях, пре­дохраняющих проволоку от ржавления, загрязнения и механичес­ких повреждений. Требования к хранению высоколегированной проволоки менее жесткие, однако ее загрязнение и механические повреждения недопустимы.

Складирование проволоки осуществляют раздельно по партиям и плавкам. Обычно вновь поступающей проволоке отдел техни­ческого контроля присваивает заводской порядковый номер, на­носимый на специальные бирки, с которым проволока проходит через все стадии технологического процесса изготовления элек­тродов.

Поступающая проволока подлежит приемке и контрольной про­верке. При приемке проволоки все мотки подвергают внешнему осмотру и обмеру. Качество упаковки, намотки, состояние поверх­ности проволоки контролируют визуально. Диаметр проволоки измеряют микрометром с точностью до 0,01 мм в двух взаимно перпендикулярных направлениях, не менее чем в двух сечениях, расстояние между которыми должно быть более 5 м.

Для проведения контрольного химического анализа от каждой партии отбирают не менее двух мотков (катушек). Образцы для анализа должны быть взяты от обоих концов каждого контролиру­емого мотка или из двух участков на расстоянии не менее 5 м друг от друга каждой контролируемой катушки.

Особое внимание следует уделять контролю высоколегирован­ной проволоки, перепутывание которой може т привести в последу­ющем у потребителя электродов к непредсказуемым последствиям. На практике известны случаи халатного навешивания бирок с не­правильным указанием марок проволоки, попадания отрезков по­сторонней проволоки, вваренных в большегрузные мотки основной проволоки. Поэтому при переработке высоколегированной прово­локи необходим ее дополнительный контроль как минимум по от­личительным элементам оперативными методами спектрального анализа.

Для анализа при рубке проволоки отбирают по одному прутку от каждого мотка или 8-10 прутков, взятых от каждого больше­грузного мотка равномерно по длине проволоки или по времени ее рубки. Качественный спектральный анализ производят сравнением с эталоном (стандартным образцом предприятия) из проволоки контролируемых марок, обычно на стационарном стилоскопе «Спектр».

Для точного количественного анализа используют спектромет­ры типа «Спектротест», Niton XLt 800, ARL 3460, Белек варио лаб-N и т. п.

При испытании проволоки на растяжение для определения временного сопротивления разрыву от партии проволоки отбирают не менее трех мотков (катушек). Из двух участков на расстоянии не менее 5 м друг от друга отбирают образцы длиной более 150 мм. При проведении испытаний на растяжение расстояние между захватами машины должно быть не менее 100 мм.

Проволоку из цветных металлов и сплавов в электродном про­изводстве используют в небольших объемах. Такая проволока тре­буется при изготовлении электродов для сварки технического алю­миния и его сплавов, никеля, меди и бронз, чугуна.

Алюминиевую проволоку поставляют по ГОСТ 7871-75. Ис­пользуют две марки проволоки: Св-А5 и Св-АК5. Химический со­став (масс. %): алюминий — не менее 99,5 и 93-95,4; кремний — 0,10-0,25 и 4,5-6,0; железо — 0,20-0,35 и 0; титан — 0 и 0,1-0,2; примеси — соответственно не более 0,06 и 0,4. Для изготовления электродов применяют проволоку диаметром 4-6 мм, имеющую допуск по диаметру — 0,096 мм.

В электродах для сварки меди, а в ряде марок и чугуна, исполь­зуют проволоку из технической меди марки Ml.

Химический состав проволоки по ГОСТ 859-2001: медь — бо­лее 99,9, контролируемые примеси не более 0,01, кислород — не бо­лее 0,005%. Состояние поставки проволоки регламентировано ГОСТ 16130-85, которым предусмотрена марка Т (твердая) с вре­менным сопротивлением разрыву > 350 МПа. Только такая прово­лока обладает достаточной жесткостью при переработке на элект­родные стержни. Для изготовления электродов применяют прово­локу диаметром 3-6 мм.

Также применяют твердую проволоку из технического никеля (оговаривается в заказе) — марка НП-2 по ГОСТ 7179-70 с хими­ческим составом по ГОСТ 492-73: никель — более 99,5, углерод — менее 0,01, сера и фосфор — каждого менее 0,001, масс. %.