ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯ РУЧНОЙ СВАРКИ
Общие технические требования к электродам
Плавящиеся покрытые металлические электроды должны отвечать определенным техническим требованиям. На постсоветском пространстве действуют следующие государственные стандарты на сварочные и наплавочные электроды:
1. ГОСТ 9466-75 «Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и нанлавки. Классификация, размеры и общие технические требования».
2. ГОСТ 9467-75 «Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей. Типы».
3. ГОСТ 10051-75 «Электроды покрытые металлические для ручной дуговой наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами. Типы».
4. ГОСТ 10052-75 «Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами. Типы».
В Украине с 01.01.2006 г. введен в действие национальный стандарт ДСТУ ISO 2560:2004 «Покрытые электроды для ручной дуговой сварки нелегированных и мелкозернистых сталей». В последующем следует ожидать появления и других национальных стандартов, базирующихся на международно признанной документации.
Кроме указанных стандартов, на электроды конкретных марок должны иметься стандарты (отраслевые — ОСТы. предприятий — СТП) или технические условия (ТУ).
Электроды марок, не относящихся к типам по ГОСТ 9467-75, ГОСТ 10051 75 или ГОСТ 10052 75, должны быть изготовлены в соответствии с требованиями ГОСТ 9466 75 и стандартов или технических условий на электроды конкретной марки.
Основным стандартом является ГОСТ 9466-75, который и устанавливает общие технические условия на все применяемые электроды, кроме электродов для наплавки поверхностных слоев из цветных металлов и сплавов, сварки и наплавки чугуна, электродов для резки и строжки металлов, электродов для подводных работ.
Размеры электродов должны соответствовать указанным на рис. 5 и в табл. 2. Электроды диаметром 8,0; 10,0 и 12,0 мм в промышленности практически не применяют.
Стержни электродов должны быть из сварочной проволоки, предназначенной для изготовления электродов, по ГОСТ 2246-70 «Проволока стальная сварочная. Технические условия» или по техническим условиям, устанавливающим химический состав металла проволоки и предусматривающим остальные требования по ГОСТ 2246-70.
Покрытие электродов должно быть плотным, прочным, без вздугий, пор, наплывов, трещин и неровностей, за исключением поверхностных трещин, местных вмятин и задиров, допускаемых в пределах норм, указанных в табл. 3. С технической точки зрения наиболее опасными из поверхностных дефектов являются трещи-
|
Таблица 2. Размеры электродов, мм |
|||
|
Номинальный диаметр электрода d, определяемый диаметром стержня |
Номинальная длина, L, электрода со стержнем из сварочной проволоки (предельное отклонение ±3) |
Длина, 1, зачищенного от покрытия |
|
|
пизкоуглеродистой или легированной |
высоко легированной |
отклонение ±5) |
|
|
1,6 |
200, 250 |
150, 200 (250) |
20 |
|
2 |
250(300) |
200, 250 (300) |
|
|
2,5 |
250, 300 (350) |
250(300) |
|
|
3 |
300, 350 (450) |
300, 350 |
25 |
|
4 |
350,450 |
350 (450) |
|
|
5,0; 6,0; 8,0 |
450 |
350,450 |
|
|
10,0; 12,0 |
450 |
350,450 |
30 |
|
Примечания: 1. Размеры, указанные в скобках, не рекомендуются. 2. Допускается изготовлять электроды с номинальным диаметром 3,15; 3,25; 6J и 12,5 мм. 3. По соглашению между изготовителем и потребителем может быть установлена иная длина электродов. 4. Форма зачистки покрытия со стороны контактного торца электрода должна быть конусной, округлой или переходной между конусной и округлой. При этом угол конусности и радиус кривизны не регламентируются, однако в любом случае контактный торец электрода должен быть свободен от покрытия. 5. На отдельных электродах, суммарное число которых не должно превышать 10% общего числа контролируемых электродов, допускается: плоская зачистка покрытия на контактном торце электрода по всему периметру или на отдельных участках при условии отсутствия покрытия на поверхности контактного торца; увеличение предельных отклонений длины электрода до ±4 мм. 6. На контактный торец электрода может быть нанесен слой ионизирующего вещества, облегчающего возбуждение сварочной дуги. |
|
Рис. 6. Схема эксцентричного расположения покрытия |
ны и поперечные надрывы, превышение норм по которым может при сварке привести к нарушению процесса, вплоть до опадания кусочков покрытия, и дефектности сварного шва. Также опасна оголенность стержня у контактного торца, приводящая к пористости наплавленного металла в начальной момент сварки (так называемая «стартовая пористость»), для высоколегированных электродов — и к ло
кальной коррозии металла шва, а для электродов с легирующим покрытием — дополнительно к существенному изменению химического состава металла шва в локальных участках.
Разность толщины покрытия в диаметрально противоположных участках электродов е (e=5-5j, рис. 6) не должна превышать нормативных значений, указанных в табл. 4. На практике превышение
|
Таблица 3. Нормы поверхностных дефектов покрытий электродов |
|
|
Вид дефекта и контролируемые параметры |
Предельный допуск по нормам ГОСТ9466-75 |
|
Поры: |
|
|
количество |
Не допускаются (3) |
|
диаметр |
(1,5 мм — для <1эл < 4 мм); (2,0 мм — для d3JI > 4 мм)" |
|
Продольные и сетчатые трещины: |
|
|
длина участка |
заэл(х1,5) |
|
расстояние между трещинами |
Не менее трехкратной длины трещины |
|
Местные вмятины: |
|
|
количество |
4 |
|
суммарная протяженность |
25 мм (35 мм) |
|
глубина |
0,5 толщины покрытия |
|
Местные задиры: |
|
|
количество |
2(3) |
|
глубина |
0,25 толщины покрытия |
|
длина |
15 мм |
|
Оголенность стержня у контактного торца |
0,5 с1эл, но не более 1,6 мм для электродов с основным покрытием. 2/3 d3JI, но не более 2,4 мм для электродов с другими видами покрытий |
|
Отклонение длины зачищенного от покрытия конца |
Номинал ±5 мм (номинал ±7,5 мм) |
|
Поверхностные следы слипания |
Не допускаются (допустимы) |
|
Поперечные надрывы |
Не допускаются (2, размером не более 0,5 длины окружности покрытия) |
|
Примечания. В скобках приведены допуски по увеличенным параметрам дефектов на отдельных электродах, суммарное количество которых не должно превышать 10% от партии. |
|
Таблица 4. Нормированные значения е, мм |
||
|
Номинальный диаметр электрода d |
Значение е для электродов |
|
|
с тонким, средним и толстым покрытием |
с особо толстым покрытием для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами |
|
|
1,6 |
0,08(0,12) |
0,12(0,16) |
|
2 |
0,10(0,14) |
0,15 (0,20) |
|
2,5 |
0,12(0,16) |
0,18 (0,24) |
|
3,0; 3,15; 3,25 |
0,15 (0,20) |
0,23 (0,28) |
|
4 |
0,20 (0,26) |
0,28 (0,34) |
|
5 |
0,24 (0,32) |
0,32 (0,40) |
|
6,0; 6,3 |
0,28 (0,36) |
0,36 (0,45) |
|
>6,3 |
0,30 (0.40) |
0,40 (0,50) |
|
Примечания: 1. В скобках указаны значения е, допускаемые для 10% контролируемых электродов. 2. Для электродов со стержнями из высоколегированной проволоки, подвергнутой травлению, допускается увеличение значений е на 0,02 мм при диаметре электрода до 3,25 мм включительно и на 0,03 мм - при диаметре электрода свыше 3,25 мм. 3. Для электродов с особо толстым покрытием, предназначенных для сварки сталей, значение е уапанавливается в соответствии со стандартами или техническими условиями на электроды конкретной марки. |
|
|
норм по разнотолщинности электродного покрытия приводит к затруднению, а иногда и невозможности ведения нормального процесса сварки и получения качественного сварного соединения. Именно этот дефект электродов, проявляющийся в виде одностороннего чехла («козырька») на его плавятцемся торце, наиболее часто встречается в практике ручной дуговой сварки (рис. 7).
Рис. 7. Образование чехла (а) и «козырька» (б) на торце электрода при горении дуги: 1 — стержень; 2 — покрытие; 3 — слой расплавленного металла толщиной h; 4 — слой шлака; 5 — дуга; L — длина козырька
Стандартом нормированы требования по прочности электродного покрытия, соблюдение которых необходимо для обеспечения сохранности электродов при транспортировке и использовании. Покрытие не должно разрушаться при свободном падении электрода плашмя на гладкую стальную плиту с высоты 1 м для электродов диаметром менее 4,0 мм; 0,5 м — для электродов диаметром
4,0 мм и болсс. По соглашению между изготовителем и потребителем для электродов диаметром более 5,0 мм допускают снижение высоты падения до 0,3 м. Для электродов с толстым покрытием, содержащим более 35% металлических компонентов, и для электродов с особо толстым покрытием высоту падения устанавливает стандарт или технические условия на электроды конкретных марок. При проверке допускают частичные откалывания покрытия общей протяженностью до 5% длины покрытой части электрода, но не более 20 мм.
Сварочно-технологические свойства электродов при соблюдении режимов и условий сварки, установленных на электроды конкретной марки, и при отсутствии магнитного дутья должны удовлетворять следующим требованиям: дуга должна легко возбуждаться и стабильно гореть; покрытие должно плавиться равномерно, без чрезмерного разбрызгивания, отваливания кусков и образования чехла или «козырька», препятствующих нормальному плавлению электрода при сварке во всех пространственных положениях, рекомендованных для электродов данной марки соответствующего диаметра; образующийся при сварке шлак должен обеспечивать правильное формирование валиков (металла сварного шва, наплавленного за один проход) и легко удаляться после охлаждения; в металле шва, а также в металле, наплавленном предназначенными для сварки электродами, не должно быть трещин, надрывов и поверхностных пор; максимальные размеры и число внутренних пор и шлаковых включений в металле шва не должны превышать норм, указанных в табл. 5.
Химический состав наплавленного металла, механические и специальные свойства и характеристики наплавленного металла, металла шва или сварного соединения (содержание ферритной фазы, стойкость к межкристаллигной коррозии и др.) регламентированы соответствующими стандартами (ГОСТ 9467 75, ГОСТ 10051-75 или ГОСТ 10052-75) или техническими условиями на электроды конкретных марок. В документации на электроды конкретной марки должны быть также нормированы коэффициент наплавки,
|
Таблица 5. Нормы внутренних дефектов металла шва |
|
|
Номинальный диаметр электрода, мм |
Максимальный линейный размер поры или шлакового включения, мм |
|
1,6 |
0,3 |
|
2 |
0,4 |
|
2,5 |
0,6 |
|
3,0; 3,15; 3,25 |
0,8 |
|
4 |
1 |
|
5 |
1,2 |
|
6,0; 6,3 |
1,5 |
|
>6,3 |
2 |
|
Примечания: 1. Если стандартом или техническими условиями на электроды конкретной марки предусмотрено удаление кратеров, надрывы и трещины в кратерах браковочным признаком не являются. 2. Число внутренних пор и шлаковых включений в месте их наибольшего скопления на 100 мм длины шва не должно превышать в однопроходном шве 3, в многопроходном шве - 5. |
расход электродов на 1 кг наплавленного металла, коэффициент массы покрытия, содержание влаги в покрытии, валовые выделения наиболее вредных веществ при использовании электродов.
Все указанные свойства могут быть обеснечены только при правильном изготовлении электродов. Последнее подразумевает изготовление электродов строго в соответствии с заданной рецептурой, применение материалов (проволоки и компонентов покрытий), предусмотренных нормативной документацией, обеспечение норм по равномерности нанесения покрытия на стержень и его количества на электроде, выполнение требований к наружному виду электродов и прочности покрытия, безусловное соблюдение предписанной технологии на всех этапах производственного цикла. Рецептуру электрода задают технологическим регламентом, стандартом или техническими условиями на электроды конкретной марки или специальной документацией предприятия.
Следует иметь в виду, что сертификационными системами и конкретными потребителями могут быть правомерно установлены нормы, жестче стандартных, в том числе в части общих технических требований к электродам.
Срок годности электродов при хранении в сухих отапливаемых помещениях при температуре не ниже плюс 15°С в условиях, предохраняющих их от загрязнения, увлажнения (относительная
влажность не выше 60%) и механических повреждений и при должном транспортировании не ограничен. Повышение содержания влаги в покрытии электродов устраняют их прокалкой перед использованием. Следует избегать излишних дополнительных про - калок электродов, снижающих механическую прочность покрытия.
