ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯ РУЧНОЙ СВАРКИ
Общие сведения о компонентах электродных покрытий
Для обеспечения технологичности изготовления и применения электродов, достижения требуемых служебных характеристик выполняемых электродами сварных соединений на металлический стержень электрода наносят покрытие, состоящее из порошков различных компонентов.
Современные электродные покрытия являются сложными многокомпонентными системами. Входящие в них материалы выполняют разнообразные металлургические и технологические функции. Только рациональное сочетание этих функций позволяет обеспечить заданные свойства как металла шва, так и собственно электродов. Часто одни и те же компоненты одновременно выполняют несколько функций. Поэтому принятое их деление по назначению. приводимое ниже, достаточно условно. По функциям в покрытии материалы подразделяют на шлакообразующие, газообразующие, легирующие, раскислители, пластификаторы, стабилизаторы, связующие.
Шлакообразующие компоненты, составляющие основу большинства видов электродных покрытий, при расплавлении образуют шлак, который защищает капли электродного металла и саму сварочную ванну от непосредственного контакта с окружающей средой. Кроме того, шлаки участвуют в металлургических процес - сах при сварке, а также обеспечивают получение швов правильной формы.
Газообразующие компоненты присутствуют в электродных покрытиях или в виде органических веществ, или в виде материалов, образующих газы при прохождении химических реакций во время плавления покрытий.
В ходе металлургических сварочных процессов происходит окисление расплавленного металла, отрицательное действие которого компенсируют введением в покрытие компонентов-раскисли - телей. Как правило, раскислители вводят в покрытие в виде ферросплавов, реже применяют графит или алюминий. Раскислители восстанавливают оксиды, находящиеся в расплаве, и удаляют из металла растворенный в нем кислород.
Вводя расчетное количество легирующих компонентов в покрытие, обеспечивают требуемые специальные свойства металла шва: ударную вязкость при различных температурах, коррозионную стойкость, жаростойкость, жаропрочность, стойкость против различного вида трещин, твердость, износостойкость.
Стабилизаторы применяют для стабилизации горения дуги, в первую очередь, при сварке на переменном токе. Пластификаторы обеспечивают требуемые пластические свойства обмазочных масс в процессе изготовления электродов. Связующие вещества, вводимые, как правило, в виде растворов, необходимы для изготовления электродов при любых способах их производства.
В качестве материалов электродных покрытий применяют порошки различных веществ: минералов, руд и концентратов, ферросплавов и лигатур, чистых металлов, химикатов, силикатов и пр. Сведения об основных компонентах электродных покрытий приведены в табл. 22 и 23.
В наименовании ряда материалов прямо указано их назначение для электродного производства. Часто это связано с необходимостью использования только чистых по вредным для металла сварных швов примесям материалов, что иногда достигают специальной их обработкой на месте добычи или селекций. Следует учесть, что на сварочно-технологические свойства электродов может оказать влияние минералогическое происхождение материала. Поэтому к часто встречающемуся на практике вопросу о замене того или иного материала близким ему нужно подходить весьма осторожно, допуская такую замену только после проведения комплексных исследований.
|
Продолжение табл. 22 |
||||
|
Наименование компонента |
ГОСТ (ТУ) на поставку |
Основные марки, классы |
Основные составляющие, % |
Основные функции в покрытии |
|
Руды и концентраты |
||||
|
Гематит (руда железная мартеновская) |
ТУ 14 9 359-89 |
- |
Fe>60(Fe203>92) |
ш, с |
|
Концентрат ильменитовый Малышевского месторождения |
ТУ У 14-10-005-98 |
Ti02>63; Al203<3 |
ш, с |
|
|
Концентрат марганцеворудный для покрытия электродов |
4418-75 |
- |
Mn>43; Si02<15; А1203<3 |
ш, с |
|
Концентрат рутиловый |
22938- 78, ТУ У14-10-016-98 |
- |
ТЮ2>94; Fe203<3 |
ш |
|
Концентрат плавиковошпатовый для сварочных материалов (флюорит) |
4421-73 |
ФФС-95.ФФС-97А, ФКС-95Б, ФКС-95А |
CaF2>95; Si02<2 (3) |
ш, г |
|
Слюдяной концентрат для сварочных электродов |
ТУ У 13425379-001-95 |
- |
SiO,<68; Al20,+Fe20,<40: “ Na20+K20>5 |
ш, с, п |
|
Металлы, ферросплавы, сплавы |
||||
|
Лигатура железо-хром-бор |
ТУ У 20200793-006-2000 |
ФХБ |
Cr 37,0-42,5; В 15,7-20,0 |
л |
|
Ферробор |
14848-69 |
ФБ-17 |
B>17; Si<3; Al<5 |
л |
|
Феррованадий |
27130- 94 |
ФВо40У0,75; ФВо40У0,5 |
V 35 -48; Mn, Si<2 |
л |
|
Ферровольфрам |
17293-93 |
ФВ 80 (а) |
W>80; Mo<6 |
л |
|
Ферромарганец |
4755-91, ДСТУ 3547-97 |
ФМн 88 |
Mn 85 -98; C<2; P<0,4 |
р, л |
|
ФМн 70, кл. А |
Mil 65-75; CS7; P<0,3 |
|||
|
Ферромолибден |
4759-91 |
ФМо 60. ФМо 58 |
Mo>60 |
л |
|
Феррониобий |
16773-2003 |
Фнб 60 |
Nb+Ta 55-70; Al<6; Ti<3 |
л, р |
|
Ферросиликомарганец |
9756-91 |
МттС 17, кл. А |
Mn>66; Si 15-20 |
Р, Л |
|
ДСТУ 3548- 97 |
FeMnSil8LP |
|
110 |
|
Продолжение табл. 22 |
||||
|
Наименование компонента |
ГОСТ (ТУ) на поставку |
Основные марки, классы |
Основные составляющие, % |
Основные функции в покрытии |
|
Ферросилиций |
1415-93, ДСТУ 4127:2002 |
ФС 45 |
Si 41-47 |
р, л |
|
Ферросилиций гранулиров. сварочи. |
ТУ 14-5-212 90 |
ФС 45 ГС 2 |
Si 41-47 |
р, л |
|
Ферротитан |
4761-91 |
ФТи 30 |
Ті 28-37; Al<8; Si<4 |
р |
|
ФТи 35С5 |
Ті 28- 40; A1S8; Si<5 |
|||
|
ФТи 35С8 |
Ті 28-40; A1<14; Si<8 |
|||
|
Феррохром |
4757-91 |
ФХ 800А |
Cr>65; C<8 |
р, л |
|
ФХН 600А |
Cr>60; Ni>6 |
|||
|
Порошок алюминиевый |
6058-73 |
ПА-2, ПА-3 |
Al>98 |
р |
|
Марганец металлический |
6008 90 |
Мн 997 |
Mn>99,7 |
л, р |
|
Ми 965 |
Mn>96,5 |
|||
|
Порошок вольфрамовый |
ТУ 48-19 101 -84 |
ПВ-0 |
W>99,4 |
л |
|
ПВЗК |
W>99,6 |
|||
|
Порошок железный |
9849-86 |
11ЖВ 1.160.26 |
Fe>98,8 |
с, повышение производительности |
|
ПЖВ 2.160.26, ПЖВ 3.160.26 |
Fe>98,5 |
|||
|
ІТЖР 3.200 |
||||
|
Порошок медный |
4960-75 |
ПМС-1, IIMC-A |
Cu>99,5 |
л |
|
Порошок молибденовый |
ТУ 48-19-316-80 |
- |
Mo>99,5 |
л |
|
Порошок никелевый |
9722-97 |
ПНК-ОТ2, ПІІК-УТ2 |
Ni>99,9 |
л |
|
Порошок титановый |
ТУ 14-22-57-92 |
IITC |
Ti>98,98 |
р |
|
Хром металлический |
5905-2004 |
Х98,5 |
Cr>98,5 |
л |
|
Продолжение табл. 22 |
||||
|
Наименование компонента |
ГОСТ (ТУ) ■ на поставку |
Основные марки, классы |
Основные составляющие, % |
Основные функции в покрытии |
|
Химикаты |
||||
|
Двуокись титана |
ТУ 301-10- 012-89 |
тем |
ТЮ2£98,0 |
ПІ |
|
Калий двухромовокислый технический |
2652-78 |
- |
К2Сг207>99,7 |
с |
|
Калий марганцевокислый технический |
5777-84 |
- |
КМп04 |
|
|
Калий углекислый технический (поташ) |
10690-73 |
Технический полутораводный, 1 сорт |
К2С031,5Н20 (К2С03>98) |
с, п |
|
Селитра калиевая техническая |
19790-74 |
- |
KN03>99,85 |
с |
|
Сода кальцинированная техническая |
5100-85 |
Б, 1 сорт |
Na2C03S99,2 |
п |
|
Силикаты |
||||
|
Стекло натриевое жидкое |
13078-81 |
Для электродов, модуль 2,7-2,9 |
Si02 24,8-34,3; Na20 9,0-12,9 |
СВ |
|
Силикат натрия растворимый |
13079-93 |
Содовый, модуль 2,75-2,95 |
Si02 70,8-73,4; Na20 25,3-27,9 |
СВ |
|
Р 50418-98 |
Модуль 2,7-2,9 |
Si02 71,7-73,1; Na20 26,0-27,4 |
||
|
Силикат калиево-натриевый растворимый |
ТУ 5921-002- 00287645-97 |
АСКН-1, модуль 2,85-3,25 |
Si02 66,0-69,0; K20 21,5-24,7; Na20 7,0-8,5 |
С, СВ |
|
ТУ 5921-001- 51478045-2002 |
СКН, модуль 2,85-3,25 |
Si02 67,2-69,2: K20 22-24,1; Na20 7,5-8,5 |
|
Продолжение табл. 22 |
||||
|
Наименование компонента |
ГОСТ (ТУ) на поставку |
Оснивные марки, классы |
Основные составляющие, % |
Основные функции в покрытии |
|
Силикат натриево-калиевый растворимый |
ТУ 5921-002- 00287645-97 |
АСНК-1, модуль 2,75-3,1 “ |
Si02 69,3-72,0; К20 7,5-9,2; Na20 18,4-20,7 |
с, св |
|
АС НК-2, модуль 3,1-3,35 |
Si02 71,5-73,5; К20 7,2-8,5; Na20 17-19 |
|||
|
ТУ 5921-001- 51478045-2002 |
СНК-1, модуль 2,75-3,1 |
Si02 70,5-72,3; К20 7,35-8,8; Na20 19,2-20,7 |
||
|
Силикат калия растворимый |
ОСТ 21-3-86 |
- |
Si02 71,9-65,6; K20 34,4-28,1 |
с, св |
|
ТУ 5921-001- 51478045-2002 |
СК, модуль 2,9-3,5 |
Si02 66,7-69,1; K20 30,9-34,5 |
||
|
Прочие материалы |
||||
|
Асбест хризотиловый |
12871-93 |
- |
3Mg02Si02-2H20 |
ш |
|
Натрий карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) очищенная |
ТУ 6-55-39-90 |
85/500 «0», 85/С «0» |
- |
п, св |
|
Целлюлоза электродная |
ТУ 13- 7308001-393-83 |
эц |
(СбНю05)п |
г, п |
|
Целлюлоза порошковая различного назначения |
ТУ 5411- 024-00235364-96 |
э |
||
|
Примечание: Условные обозначения: ш - ишакообразующий, г - газообразующий, л - легирующий, р - раскислитель, п - пластификатор, с - стабилизатор, св - связующий. |
|
Таблица 23. Основные физические характеристики компонентов |
|||||||||
|
Наименование материала |
Плотность, г/см3 |
Насыпная масса, г/см? |
Слежи- ваемостъ |
Сыпу честь |
Гигро скопич ность |
Абра зив ность |
Твердость по Моосу |
Угол естественного откоса (обрушения), град. |
Способность к сводооб - разованию |
|
Алюминиевый порошок |
2,7 |
>0,96 |
Есть |
Средняя |
Нет |
Нет |
- |
24 |
Есть |
|
Асбест хризотиловый |
2,5 |
0,4-0,6 |
Есть |
Плохая |
Нет |
Нет |
2-3 |
36 |
Есть |
|
Бентонит |
2 |
1Д |
Есть |
Плохая |
Нет |
Нет |
1,5- 2,5 |
40 |
Есть |
|
Гематит |
5,1 |
3 |
Есть |
Плохая |
Нет |
Есть |
5,5- 6,5 |
30 |
Есть |
|
Глинозем |
3,9 |
1,1 |
Есть |
Плохая |
Нет |
Нет |
- |
- |
Есть |
|
Графит |
2,25 |
0,45 |
Есть |
Плохая |
Нет |
Нет |
0,5-1 |
32 |
Есть |
|
Диоксид титана |
3,5 |
2,9 |
Нет |
Средняя |
Нет |
Есть |
6,0-6,5 |
- |
Нет |
|
Доломит |
2,9 |
1,7 |
Есть |
Плохая |
Нет |
Нет |
3,5-4,0 |
- |
Есть |
|
Железный порошок |
7,86 |
1,8-3,0 |
Есть |
Хорошая |
Есть |
Есть |
4-6 |
29 |
Есть |
|
Ильмепитовый концентрат |
4,7 |
2,4 |
Нет |
Хорошая |
Нет |
Есть |
5-6 |
28 |
Нет |
|
Известняк |
2,7 |
1,3 |
Есть |
Плохая |
Есть |
Нет |
3 |
30-40 |
Есть |
|
Каолин |
2,06 |
1,7 |
Есть |
Плохая |
Нет |
Нет |
1-2,5 |
30-38 |
Есть |
|
Кварцевый песок |
2,5- 2,8 |
1.15-1,45 |
Нет |
Хорошая |
Нет |
Есть |
7 |
32 |
Нет |
|
Криолит |
2,95-3,0 |
0,84-1,0 |
Есть |
Плохая |
Нет |
Нет |
2,5 |
46 |
Есть |
|
114 |
|
Продолжение табл. 23 |
|||||||||
|
Наименование материала |
Плотность, г/см3 |
Насыпная масса, г/см3 |
Слежи- ваемость |
Сыпу честь |
Гигро скопич ность |
Абра зив ность |
Твердость по Моосу |
Угол естественного откоса (обрушения), град. |
Способность ксводооб - разованию |
|
Карбоксимет ил- целлюлоза |
0,9 |
0,6 |
Есть |
Плохая |
Есть |
Нет- |
1 |
48 |
Есть |
|
Магнезит |
3 |
1,25 |
Есть |
Средняя |
Есть |
Нет |
4,0-4,5 |
34 |
Есть |
|
Марганцевая руда |
4,9 |
1,6 2,5 |
Есть |
Плохая |
Нет |
Нет |
2,0- 2,5 |
32 |
Есть |
|
Марганец металлический |
7,4 |
1,7-2,5 |
Нет |
Средняя |
Нет |
Есть |
6,0- 6,5 |
30 |
Нет |
|
Мел |
2,4-2,7 |
1,2 |
Есть |
Плохая |
Нет |
Нет |
1 |
40-50 |
Есть |
|
Молибден металлический |
4,8 |
3,5 |
Нет |
Хорошая |
Нет |
Есть |
- |
- |
Нет |
|
Мрамор |
2,7 |
1,5 |
Есть |
Плохая |
Нет |
Нет |
3,5-4,0 |
43 |
Есть |
|
Никель электролитический |
2,3-2,7 |
2,51-2,99 |
Нет |
Хорошая |
Пет |
Есть |
5,0- 5,5 |
- |
Нет |
|
Плавиковош патовый концентрат |
3,1 |
1,6 |
Есть |
Плохая |
Нет |
Нет |
4 |
48 |
Есть |
|
Полевой шпат |
2,52-2,76 |
1,1-1,8 |
Есть |
Средняя |
Пет |
Есть |
5,5- 6,5 |
30 |
Есть |
|
Поташ |
2,43 |
1Д |
Есть |
Плохая |
Есть |
Нет |
- |
||
|
Рутиловый концентрат |
4,2 |
3,0 |
Нет |
Хорошая |
Нет |
Есть |
6,5 |
21 |
Нет |
|
Селитра калиевая |
- |
1,1 |
Есть |
Плохая |
- |
- |
- |
- |
Есть |
