Сварочные работы: современное оборудование н техноло­гия работ

Сварочная проволока и электроды

Сварочная проволока

Сварочными называют материалы, которые обеспечивают возможность протекания сварочных процессов и получение качественных сварных соединений. К таким относят присадоч­ные, покрытые электроды, флюсы, защитные газы и некоторые другие материалы.

С применением присадочных материалов выполняются практически все сварочные швы. Роль данных материалов, по­мимо получения необходимой геометрии шва, заключается еще и в обеспечении высоких эксплуатационных характеристик при минимальной склонности к образованию дефектов. В большин­стве случаев состав присадочного материала мало отличается от химического состава свариваемого металла. Присадочные мате­риалы разрабатывают применительно к конкретным группам сва­риваемых металлов и сплавов, а также к их отдельным маркам. При этом учитывают и методы сварки, определяющие потери от­дельных элементов.

Присадочный материал должен содержать меньшие количе­ства газов и шлаковых включений, быть более чистым по приме­сям. Присадочные материалы используют в виде металлической проволоки сплошного сечения или порошковой проволоки (с порошковым сердечником). Применяют также прутки, плас­тины, ленты.

К сварочной проволоке предъявляют высокие требования по состоянию поверхности, предельным отклонениям по диаметру, овальности и другим показателям. Для заполнения разделки шва в зону дуги вводят присадочный металл в виде прутка или проволоки.

При ручной дуговой сварке применяют плавящиеся электро­ды в виде прутков или стержней с покрытием. При механизиро­ванной сварке используют электрод в виде проволоки, намотан­ной на кассету. Изготовляют стальную холоднотянутую проволоку круглого сечения диаметрами 0,3; 0,5; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0 и 12,0 мм и поставля­ют в мотках (бухтах) из одного отреза.

Проволока первых семи диаметров предназначена в основ­ном для полуавтоматической и автоматической сварки в за­щитном газе. Для автоматической и полуавтоматической свар­ки под флюсом применяют проволоку диаметром 2-6 мм. На из­готовление стержней электродов идет проволока диаметром 1,6-12,0 мм. Поверхность проволоки должна быть гладкой, чис­той, без окалины, ржавчины, грязи и масла..

По химическому составу стальная проволока делится на три основные группы:

- углеродистая (6 марок) — с содержанием углерода не бо­лее 0,12% — предназначена для сварки низкоуглёродис - тых, среднеуглеродистых и некоторых низколегированных сталей;

- легированная (30 марок) — для сварки низколегирован­ных, конструкционных, теплостойких сталей;

- высоколегированная (41 марка) — для сварки хромистых, хромоникелевых, нержавеющих и других специальных легированных сталей.

Проволока маркируется индексом Св (сварочная), буквами и цифрами. Обозначения легирующих примесей следующие:

Г — марганец,

С — кремний,

X — хром,

Н — никель,

М — молибден,

В — вольфрам,

Ф — ванадий и др.

Первые две цифры указывают содержание углерода в сотых долях процента, а цифры после буквы, указывающей легирую­щие примеси, — количество данного элемента в процентах. От­сутствие цифры после буквенного обозначения легирующего эле­мента означает, что этого элемента в материале проволоки менее одного процента. Буква А в конце марки указывает на понижен­ное содержание вредных примесей (серы и фосфора). Например, сварочная проволока марки Св^08ХГ2С содержит 0,08% углеро­да, до 1% хрома, до 2% марганца и до 1% кремния. Содержание углерода в сварочной проволоке не превышает 0,12-0,15%, что снижает склонность металла шва к газовой пористости и образо­ванию твердых закалочных структур.

Содержание кремния в углеродистой проволоке составляет менее 0,03%, так как наличие кремния способствует образованию при сварке пор в металле шва. Допустимое содержание серы и фосфора также ограниченно (0,04% каждого элемента), так как они даже при малой концентрации способствуют образованию трещин в сварном шве.

Медь и ее сплавы сваривают проволокой и прутками из меди и сплавов на медной основе.

Алюминий и алюминиевые сплавы сваривают сварочной проволокой из алюминия и его сплавов.

Для сварки других металлов и сплавов применяют свароч­ную проволоку или стержни, изготовленные либо по ГОСТу на свариваемый металл, либо по техническим условиям.

Порошковая электродная проволока (рис. 57, 58) при­меняется вместо дорогостоящей легированной сварочной про­волоки. Она состоит из таллической оболочки и сердечника. Ме­таллическая оболочка служит для подвода сварочного тока и удержания порошкового сердечника. Сердечник представляет собой смесь порошков минералов, руд, ферросплавов и метал­лических порошков. Участвуя в металлургическом процессе при сварке, смесь обеспечивает защиту металла сварочной ван­ны от кислорода и азота воздуха, раскисление и легирование металла шва, образование легко удаляемого шлака и получе­ние высококачественного шва. Сварку порошковой проволокой производят открытой дугой, под флюсом или в защитных га~ зах.

Порошковая лента применяется вместо порошковой прово­локи (рис. 59) для получения более широкого слоя наплавленно­го металла и увеличения производительности наплавки. Она сво­рачивается в рулоны, применяется для наплавки автоматами, снабженными специальными устройствами для подачи ленточ­ных электродов. Широкое применение получили проволоки, не требующие при сварке дополнительной защиты (самозащитные), и проволоки, используемые с газовой защитой зоны сварки (газо­защитные).

Сварка порошковой проволокой получает большое примене­ние при изготовлении и монтаже строительных конструкций на строительно-монтажной площадке благодаря высокой произво-

Рис. 59. Схема изготовления порошковой ленты: а - отбортовка нижней ленты; б - заполнение порошком и укладка верхней ленты; в - завальцовка кромок нижней ленты; г - выдавливание углублений для уплотнения порошка

и придания гибкости ленте

дительности и низкой чувствительности к внешним условиям. Наибольшее применение получили проволоки малого диаметра (1,6-2,4 мм) марок ПП-АН1, ПП-АНЗ, ПП-АН7, ПН-АНН, 1111-1ДСК, ПП-2 ДСК и др. Они позволяют получить сварные швы с высокими механическими свойствами.

Разработан и успешно применяется способ сварки самоза - щитной проволокой, т. е. сплошной легированной проволокой без защитной среды (открытой дугой). Металл специальных элект­родных проволок, применяемых для этого способа, содержит рас­кисляющие и стабилизирующие элементы. При сварке происхо­дит компенсация выгорания марганца и кремния за счет по­вышенного содержания их в металле проволоки. Имеющиеся в электродной проволоке алюминий, титан, цирконий и церий обес­печивают хорошее раскисление сварочной ванны, образуя соеди­нение, переходящее в шлак.

Эти элементы связывают азот, нейтрализуя его вредное действие на пластичность и вязкость металла. Введение церия и циркония повышает ударную вязкость и пластичность метал­ла шва. Они также способствует устойчивости процесса свар­ки и уменьшению разбрызгивания металла. Этим способом можно производить сварку в углекислом газе постоянным: то­ком прямой полярности, что позволяет значительно повысить коэффициент наплавки и производительности сварки. Для этого способа применяют проволоки марок Св-20ГСТЮА и С в-15ГСТЮЦА.

Для сварки используют электроды:

НИИ-48Г (Э-10Х20Н9Г6С) — для сварки ответственных конструкций из низколегированных и специальных сталей, вы-

Продолжение таблицы 12

Окончание таблицы 12

сокомарганцовистых сталей типа 110Г13Л, а также сварки таких сталей с хромоникелевыми аустенитными сталями;

03JI-19 (10Х23Н12Г) —для сварки и заварки дефектов ли­тья из высокомарганцовистой стали марки 110ПЗЛ, а также свар­ки этой стали с другими сталями, в том числе с легированными типа ЗОХГСА и углеродистыми типа сталь 35, сварки в нижнем, вертикальном й ограниченно потолочном положениях шва посто­янным током обратной полярности;

ЭА-112/15(10Х15Н25М6Г2АФ) — для сварки легирован­ных высокопрочных сталей типа АК и высокомарганцовистых сталей;

ЭА-395/9 (08ХГ6Н26М6АГ2) — для сварки ответственных конструкций из легированных сталей повышенной и высокой прочности в термически упрочненном состоянии без пос­ледующей после сварки термической обработки, в том числе ста­лей типа AJK, а также сварки углеродистых и низколегированных сталей с аустенитными сталями, например, типа 110Г12Л;

ЭА-981/15 (10Х15Н25М6Г2АФ) — для сварки легированных прочных сталей типа АК и высокомарганцовистых сталей типа 110Г13 разработанная институтом электросварки им. Е. О. Па - тона самозащитная порошковая проволока ПП АНВ - 2у.