Сварка - Евгений Банников

• с прочими видами покрытий – П.

Кислые покрытия (АНО–1, СМ–5) содержат руды в виде окислов железа и марганца. При плавлении они выделяют кислород, способный окислить металл ванны и легирующие примеси. Для ослабления действия кислорода в покрытие вводят раскислители в виде ферросплавов. Однако наплавленный металл имеет относительно малую вязкость и пластичность и пониженное содержание легирующих примесей.

Рутиловые покрытия (АНО–3, АНО–4, МР–3, ОЗС–4) имеют основным компонентом рутил (ТiOz – диоксид титана). Шлакообразующими служат рутил, а также полевой шпат, магнезит и др. В качестве раскислителя и легирующего компонента применяют ферромарганец.

Целлюлозные покрытия (ВСЦ–1, ВСЦ–2, ОМА–2) содержат главным образом органические компоненты в качестве газообразующих и связующих веществ. В качестве раскислителей введены ферромарганец, ферросилиций.

Основные покрытия (УОНИИ–13, ДСК–50) составлены на основе плавикового шпата (СаР) и мрамора (карбонат кальция СаСО3).

Широко легировать наплавляемый металл позволяет отсутствие в составе этого покрытия оксидов железа и марганца. При сварке можно получить металл шва заранее заданного химического состава с хорошими механическими свойствами. В качестве раскислителей покрытие содержит ферротитан, ферромарганец и ферросилиций.

Условное обозначение электродов включает марку электрода, диаметр стержня, группу по качеству и номер ГОСТа.

Широкое применение получили следующие электроды: электроды УОНИИ–13 дают высокое качество металла шва и применяются для сварки ответственных швов из конструкционных сталей, такие электроды выпускаются нескольких марок: УОНИИ–13/45, УОНИИ–13/55, УОНИИ–13/65 и УОНИИ–13/85. Цифры после черты означают получаемый предел прочности металла шва (кгс/мм2). При любом положении шва, но только на постоянном токе обратной полярности, можно производить сварку. Эти электроды применяют в заводских и монтажных условиях. Коэффициент наплавки электродов типа УОНИИ–13 достигает 9,5 г/(Ач).

Таблица 15

Классификация электродов по роду и полярности тока

Таблица 16

Области применения электродов для сварки

Таблица 17

Химический состав и механические свойства наплавленного металла зарубежных электродов (по данным каталогов)

Электрод СМ–11 (тип Э42А) получил широкое распространение в строительстве. Применяется при сварке ответственных конструкций во всех пространственных положениях. Наплавленный металл имеет высокие механические свойства. Коэффициент наплавки электрода СМ–11 достигает 10 г/(А×ч). Важным положительным качеством электрода СМ–11 является устойчивость сварки в условиях монтажа, когда необходимо поддерживать постоянство длины сварочной дуги.

Таким же качеством обладают электроды марки МР–3, имеющие коэффициент наплавки 9 г/(А×ч). Они предназначены для сварки постоянным и переменным током.

Электрод марки ОЗС–4 (тип Э46), коэффициент наплавки 8,5 г/(А×ч), для сварки ответственных металлоконструкций из низкоуглеродистой стали и электрод ОЗС–5, коэффициент наплавки 11 г/(А×ч), содержащий в покрытии железный порошок, получили широкое применение. Сварка выполняется переменным и постоянным токами любой полярности во всех пространственных положениях.

Для сварки ответственных конструкций из низкоуглеродистых сталей переменным или постоянным током во всех пространственных положениях хорошие результаты дают электроды марки АНО–5 (тип Э42), имеющие коэффициент наплавки 11 г/(А×ч), и марки АНО–6, с коэффициентом наплавки 8,5 г/(А×ч).

Для сварки деталей из низкоуглеродистой стали, работающих при динамических нагрузках, применяют электроды марок АНО–3 и АНО–4 (тип Э46), с коэффициентом наплавки 8 г/(А×ч).

Устойчивым горением дуги, незначительным разбрызгиванием металла, стойкостью против образования кристаллизационных трещин и легкостью отделения шлаковой корки характеризуются электроды типа АНО.

Электроды марки ОМА–2 (тип Э42) – стержень из проволоки Св–08 диаметром до 3 мм, ток в пределах 35–65 А применяют для сварки конструкций из низкоуглеродистых и низколегированных сталей малых толщин (0,8–3,0 мм) во всех пространственных положениях.

Глава 10

Технология выполнения ручной дуговой сварки

Техника выполнения швов

Для выполнения сварного шва прежде всего определяют режим сварки, обеспечивающий хорошее качество сварного соединения, установленные размеры и форму при минимальных затратах материалов, электроэнергии и труда.

Режимом сварки называется совокупность параметров, определяющих процесс сварки: вид тока, диаметр электрода, напряжение и значение сварочного тока, скорость перемещения электрода вдоль шва и др. Основными параметрами режима ручной дуговой сварки являются диаметр электрода и сварочный ток. Остальные параметры выбирают в зависимости от марки электрода, положения свариваемого шва в пространстве, вида оборудования и др. Диаметр электрода устанавливают в зависимости от толщины свариваемых кромок, вида сварного соединения и размеров шва.

Для стыковых соединений приняты практические рекомендации по выбору диаметра электрода в зависимости от толщины свариваемых кромок. При выполнении угловых и тавровых соединений принимают во внимание размер катета шва. При катете шва 3–5 мм сварку производят электродом диаметром 3–4 мм. При катете 6–8 мм применяют электроды диаметром 4–5 мм.

При многопроходной сварке швов стыковых соединений первый проход выполняют электродом диаметром не более 4 мм. Это необходимо для хорошего провара корня шва в глубине разделки.

По выбранному диаметру электрода устанавливают значение сварочного тока. Обычно для каждой марки электродов значение тока указано на заводской этикетке, но можно также определить по следующим формулам:

I = (40–50)d,

при d = 4–6 мм;

I = (20+6d)d,

при d меньше 4 и больше 6 мм,

где I – значение сварочного тока (А);

d – диаметр электрода (мм).

Полученное значение сварочного тока корректируют, учитывая толщину металла и положение свариваемого шва. При толщине кромок менее 1,3–1,6 безрасчетное значение сварочного тока уменьшают на 10–15 %, при толщине кромок больше трех диаметров электрода увеличивают на 10–15 %. Сварку вертикальных и потолочных швов выполняют сварочным током, на 10–15 % уменьшенным против расчетного.

Сварочную дугу возбуждают двумя приемами:

1. Можно коснуться свариваемого изделия торцом электрода и затем отвести электрод от поверхности изделия на 3–4 мм, поддерживая горение образовавшейся дуги (рис. 60а).

2. Можно также быстрым боковым движением коснуться свариваемого изделия и затем отвести электрод от поверхности изделия на такое же расстояние (по методу зажигания спички) (рис. 60б).

Рис. 60.

Зажигание сварочной дуги:

а – кратковременным прикосновением электрода к поверхности изделия; б – чирканьем конца электрода о поверхность изделия

Прикосновение электрода к изделию должно быть кратковременным, так как иначе он приваривается к изделию, т. е. «примерзает». Отрывать «примерзший» электрод следует резким поворачиванием его вправо и влево. После отрыва дуга зажигается повторно (рис. 61).

Рис. 61.

Зажигание дуги после ее обрыва:

1 – место повторного зажигания дуги;

2 – кратер

Длина дуги значительно влияет на качество сварки.

Короткая дуга горит устойчиво и спокойно. Она обеспечивает получение шва высокого качества, так как расплавленный металл электрода быстро проходит дуговой промежуток и меньше подвергается окислению и азотированию. Но при этом слишком короткая дуга вызывает «примерзание» электрода, дуга прерывается, нарушается процесс сварки. Горение длинной дуги происходит неустойчиво, с характерным шипением. Глубина проплавления недостаточная, расплавленный металл электрода разбрызгивается и больше окисляется и азотируется. Шов получается бесформенным, а металл шва содержит большое количество окислов.

Для электродов с толстым покрытием длина дуги указывается в паспортах. В процессе сварки электроду сообщаются движения, показанные на рисунке 62.