Техника сварки как приемы манипулирования электродом, выбор режимов сварки, приспособлений и способы их применения для получения качественного шва. Знакомство с основной классификацией покрытых металлических сварочных электродов по ГОСТ 9466-75.
Аннотация к работе
Под техникой сварки обычно понимают приемы манипулирования электродом, выбор режимов сварки, приспособлений и способы их применения для получения качественного шва и т.п. Качество швов зависит не только от техники сварки, но и от других факторов, таких как состав и качество применяемых сварочных материалов, состояние свариваемой поверхности, качество подготовки и сборки кромок под сварку и т.д. Джонсу был выдан британский патент на метод получения электрода, покрытие которого наносилось методом опрессовки. В соответствии с ГОСТ 9466-75 электроды, покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки классифицируются по назначению, механическим свойствам и химическому составу наплавленного металла (типам), видам и толщине покрытий, а также некоторым сварочно-технологическим характеристикам. более низкая устойчивость горения дуги изза фтора, имеющего высокий потенциал ионизации, в связи с чем сварку электродами с основным покрытием обычно выполняют короткой дугой на постоянном токе обратной полярности.В электродном производстве имеется три потока обработки металлов: обработка стержней, сыпучих материалов и силикатной глыбы, а также поток обработки электродов с нанесенным на стержень покрытием.
Введение
Под техникой сварки обычно понимают приемы манипулирования электродом, выбор режимов сварки, приспособлений и способы их применения для получения качественного шва и т.п. Качество швов зависит не только от техники сварки, но и от других факторов, таких как состав и качество применяемых сварочных материалов, состояние свариваемой поверхности, качество подготовки и сборки кромок под сварку и т.д.
В зависимости от формы и размеров изделия швы можно сваривать в различных пространственных положениях. Условно их разделяют нижние, вертикальные, потолочные и горизонтальные.
Дуговая сварка металлическими электродами с покрытием в настоящее время остается одним из самых распространенных методов, используемых при изготовлении сварных конструкций. Это объясняется простотой и мобильностью применяемого оборудования, возможностью выполнения сварки в различных пространственных положениях и в местах, труднодоступных для механизированных способов сварки. Существенный недостаток ручной дуговой сварки металлическим электродом, так же как и других способов ручной сварки, - малая производительность процесса и зависимость качества сварного шва от практических навыков сварщика. В первые - годы применения дуговой сварки использовались металлические электроды с тонким ионизирующим покрытием, повышающим стабильность дуги. Однако свойства металла шва при этом были низкими. Поэтому в настоящее время подобные электроды для сварки практически не применяют.
1.История
История сварочных электродов неразрывно связана с историей развития сварки и сварочных технологий. Впервые электрод был использован в экспериментах, связанных с исследованием свойств электрической дуги (в 1802 профессором В.В. Петровым).
Рис. Василий Владимирович Петров
В 1882 году русский изобретатель Николай Николаевич Бенардос предложил использовать электрическую дугу, горящую между угольным электродом и металлической деталью, с целью соединения металлических кромок.
Рис. Николай Николаевич Бенардос
Почти одновременно с Н. Н. Бенардосом работал другой крупнейший российский изобретатель - Николай Гавриилович Славянов , много сделавший для развития дуговой сварки. Он критически оценил изобретение Бенардоса и внес в него существенные усовершенствования, касающиеся в первую очередь металлургии сварки. Николай Гавриилович заменил неплавящийся угольный электрод металлическим плавящимся электродом-стержнем, сходным по химическому составу со свариваемым металлом. Другим важным достижением Славянова считается использование расплавленного металлургического флюса, защищающего сварочную ванну от окисления , выгорания металла и накопления в сварном соединении вредных примесей серы и фосфора.
Рис. Николай Гаврилович Славянов
В 1904 году швед Оскар Кьельберг основал в Гетеборге фирму «ESAB ». Деятельность предприятия была связана с применением сварки в судостроении. В результате собственных исследований и наблюдений О. Кьельберг изобрел технологию сварки покрытыми плавящимися электродами.
Покрытие стабилизировало горение электрической дуги и защищало зону дуговой сварки. В 1906 году им был получен патент «Процесс электрической сварки и электроды для этих целей». Именно использование покрытых плавящихся электродов дало повод к развитию и использованию сварочных технологий в различных отраслях производства.
Рис. Оскар Кьельберг
В 1911 году англичанин А. Строменгер существенно улучшил электродное покрытие. Предложенное им покрытие состояло из асбестового шнура, пропитанного силикатом натрия . Этот шнур наматывался на металлический стержень. Поверх этого поктытия еще наматывалась тонкая алюминиевая проволока. Такая структура электродного покрытия обеспечивала защиту сварочной ванны и металла сварного шва от атмосферного воздуха за счет образования шлака. Алюминий использовался в качестве раскислителя и обеспечивал удаление кислорода. Под названием «Квази-арк» эти электроды распространились по Европе и Америке.
В октябре 1914 года С. Джонсу был выдан британский патент на метод получения электрода, покрытие которого наносилось методом опрессовки. Металлический стержень проталкивался через фильеру одновременно с шихтой , ложившейся на стержень.
В 1917 году американские ученые О. Андрус и Д. Стреса разработали новый тип покрытия электродов. Стальной стержень был обернут бумагой, приклеенной силикатом натрия . В процессе сварки такое покрытие выделяло дым, защищая сварочную ванну от воздействия воздуха. Также было отмечено, что бумажное покрытие обеспечивало моментальное зажигание электрической дуги с первого касания и стабилизировало ее горение.
В 1925 году англичанин А. О. Смит использовал для улучшения качества электродного покрытия порошкообразные защитные и легирующие компоненты. В то же время французские изобретатели О. Саразен и О. Монейрон разработали покрытие электродов, в составе которого были использованы соединения щелочных и щелочноземельных металлов : полевой шпат , мел , мрамор , сода . Благодаря низкому потенциалу ионизации таких элементов, как натрий , калий , кальций , обеспечивалось легкое возбуждение дуги и поддержание ее горения.
Таким образом, за первую четверть XX века были разработаны конструкции плавящихся электродов для ручной дуговой сварки, методы их изготовления, обоснован состав покрытия. Электродные покрытия содержали специальные компоненты: газообразующие - оттесняющие воздух из зоны сварки; легирующие - улучшающие состав и структуру металла шва; шлакообразующие - защищающие расплавленный и кристаллизующийся металл от взаимодействия с газовой фазой; стабилизирующие - вещества с низким потенциалом ионизации. Дальнейшие разработки в области производства сварочных электродов были сконцентрированы на компонентах, входящих в состав покрытия и электродной проволоки, на промышленных методах производства.
2.Классификация сварочных электродов
Большое разнообразие электродов, а также принципов их классификации затрудняет разработку единой общепринятой системы классификации электродов. Марки электродов стандартами не регламентируются. Подразделение электродов на марки производится по техническим условиям и паспортам. Каждому типу электродов может соответствовать одна или несколько марок, возможно - то, что электрод не относится к маркам. Все сварочные электроды можно разделить на две группы, которые в свою очередь подразделяются на подгруппы.
3.Классификация покрытых металлических сварочных электродов по ГОСТ 9466-75
В соответствии с ГОСТ 9466-75 электроды, покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки классифицируются по назначению, механическим свойствам и химическому составу наплавленного металла (типам), видам и толщине покрытий, а также некоторым сварочно-технологическим характеристикам.
Виды электродов по назначению: · для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 60 кгс/мм? (600 МПА). Обозначаются буквой У (ГОСТ 9467-75);
· для сварки легированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву свыше 60 кгс/мм? (600 МПА). Обозначаются буквой Л (ГОСТ 9467-75);
· для сварки легированных теплоустойчивых сталей. Обозначаются буквой T (ГОСТ 9467-75);
· для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами. Обозначаются буквой В (ГОСТ 10052-75);
· для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами. Обозначаются буквой H (ГОСТ 10051-75).
Вышеуказанными стандартами предусмотрено разделение электродов на типы, в соответствии с механическими свойствами и химическим составом наплавленного металла. Цифры, обозначающие каждый тип электрода - Э42, Э42А, Э50 и т. д., характеризуют гарантированное минимальное временное сопротивление разрыву в кгс/мм?, а буква А - повышенные пластические свойства, вязкость и ограничения по химическому составу.
Виды электродов по толщине покрытия.
По толщине покрытия электроды разделяются в зависимости от отношения D/d (D - диаметр покрытого электрода; d - диаметр стержня): · с тонким покрытием (D/d < 1,2). Обозначаются буквой М;
· со средним покрытием (D/d < 1,45). Обозначаются буквой С;
· с толстым покрытием (D/d < 1,8). Обозначаются буквой Д;
· с особо толстым покрытием (D/d > 1,8). Обозначаются буквой Г.
ГОСТ 9466 - 75 предусматривает также три группы электродов - 1, 2, 3, характеризующиеся требованиями к качеству (точности) изготовления электродов, состоянием поверхности покрытия, а также содержанием серы и фосфора в наплавленном металле.
Виды электродов по типу покрытия: · с кислым покрытием (А);
· с основным покрытием (Б);
· с целлюлозным покрытием (Ц);
· с рутиловым покрытием (Р);
· с покрытием смешанного вида (с двойным буквенным обозначением);
· с прочими видами покрытий (П).
Кислое покрытие (обозначается по ГОСТ 9466-75 буквой «А») создается на основе материалов рудного происхождения. В качестве шлакообразующих компонентов используются оксиды, газообразующих - органические составляющие. При плавлении покрытия в расплавленном металле и в зоне горения дуги выделяется большое количество кислорода. Поэтому в покрытие добавляют много раскислителей - марганца и кремния.
Преимущества кислого покрытия электродов: низкая склонность к образованию пор при удлинении дуги и при сварке металла с окалиной и ржавыми кромками;
высокая производительность сварки за счет выделения теплоты при окислительных реакциях;
стабильное горение дуги при сварке на постоянном и переменном токе.
К недостаткам этого покрытия относятся пониженные пластичность и ударная вязкость металла шва, что связано с невозможностью легирования шва изза окисления легирующих добавок. Ввиду отсутствия в покрытии кальция в металле шва присутствуют сера и фосфор, повышающие вероятность образования кристаллизационных трещин. Одним из главных недостатков данного покрытия является выделение большого количества вредных примесей вследствие повышенного содержания в аэрозолях соединений марганца и кремния. Поэтому сварочные электроды с кислым покрытием используются в последнее время редко. Область применения электродов с кислым покрытием - сварка неответственных конструкций из низкоуглеродистых сталей. Основное покрытие (обозначается по ГОСТ 9466-75 буквой «Б») создается на основе фтористых соединений (плавиковый шпат CAF2), а также карбонатов кальция и магния (мрамор CACO3, магнезит MGCO3 и доломит CAMG (CO3)2). Газовая защита осуществляется за счет углекислого газа, который выделяется при разложении карбонатов: CACO3 > CAO CO2
С помощью кальция металл шва хорошо очищается от серы и фосфора. Фтор вводится в ограниченных количествах (чтобы сохранить стабильность горения дуги) и связывает водород и пары воды в термические стойкие соединения: сварка электрод металлический
CAF2 H2O > CAO 2HF
2CAF2 3SIO2 > 2CASIO3 SIF4
SIF4 3H > SIF 3HF
Изза низкого содержания водорода в металле шва сварочные электроды с основным покрытием также называют «низководородными».
Преимущества основного покрытия электродов: низкая вероятность образования кристаллизационных трещин, высокая пластичность и ударная вязкость металла шва, обусловленные малым содержанием в наплавленном металле кислорода и водорода, а также его хорошим рафинированием;
высокая стойкость против хладноломкости - появлению или возрастанию хрупкости с понижением температуры;
широкие возможности легирования ввиду низкой окислительной способности покрытий;
меньшая токсичность по сравнению с кислыми покрытиями;
повышенный коэффициент наплавки при введении железного порошка.
Недостатки основного покрытия: склонность к образованию пор при увеличении длины дуги, повышении влажности покрытия, наличии ржавчины и окалины на свариваемых кромках, что требует более высокой квалификации сварщика, а также необходимости в предварительной очистке кромок и прокалке электродов перед сваркой;
более низкая устойчивость горения дуги изза фтора, имеющего высокий потенциал ионизации, в связи с чем сварку электродами с основным покрытием обычно выполняют короткой дугой на постоянном токе обратной полярности.
Область применения электродов с основным покрытием: сварка ответственных конструкций из углеродистых сталей, работающих при знакопеременных нагрузках или отрицательных температурах до -70°C;
сварка конструкционных, жаропрочных, коррозионно-стойких, окалиностойких, а также других специальных сталей и сплавов;
сварка легированных сталей.
В связи с присутствием в аэрозолях фтористых соединений при сварке в закрытом помещении необходимо обеспечение качественной вентиляции воздуха, а сварщикам рекомендуется работать со средствами индивидуальной защиты дыхательных органов или с подачей чистого воздуха в зону дыхания. сварочные электроды ESAB OK 48.00 и УОНИ 13/55
Рутиловое покрытие (обозначается по ГОСТ 9466-75 буквой «Р») создается на базе рутилового концентрата TIO2, обеспечивающего шлаковую защиту, а также алюмосиликатов (полевой шпат, слюда, каолин) и карбонатов (мрамор, магнезит). Газовую защиту обеспечивают карбонаты и органические соединения (целлюлоза). В качестве легирующего компонента и раскислителя используется ферромарганец, в некоторые покрытия вводится железный порошок (обозначаются по ГОСТ 9466-75 буквами «РЖ»). С помощью кальция, присутствующего в карбонате CACO3, из металла шва удаляются сера и фосфор.
Преимущества сварочных электродов с рутиловым покрытием: более высокий коэффициент наплавки при введении железного порошка;
низкая токсичность;
по сравнению с электродами с основным покрытием - стабильность горения дуги при сварке на постоянном и переменном токе, более высокая стойкость против образования пор, лучшее формирование шва с плавным переходом к основному металлу, меньшая чувствительность к увеличению длины дуги, меньше коэффициент разбрызгивания металла, более удобная сварка в вертикальном и потолочном положениях (при отсутствии в них железного порошка или его содержании менее 20%).
Недостатки электродов с рутиловым покрытием: пониженные пластичность и ударная вязкость металла шва изза включений SIO2;
не используются для сварки конструкций, работающих при высоких температурах;
по сравнению с электродами с основным покрытием - меньшее сопротивление наплавленного металла сероводородному растрескиванию, приводящего к разрушению сварных трубопроводов в месторождениях с сероводородными соединениями; ниже стойкость против кристаллизационных трещин; сильнее окисляют легирующие элементы и железо и поэтому не используются для сварки средне- и высоколегированных сталей; повышенное содержание фосфора в наплавленном металле и склонность к хладноломкости.
Область применения сварочных электродов с рутиловым покрытием: сварка и наплавка ответственных конструкций из низкоуглеродистых и некоторых типов низколегированных сталей, за исключением конструкций, работающих при высоких температурах;
в ряде случаев для сварки среднеуглеродистых сталей, если в покрытии содержится большое количество железного порошка.
Целлюлозное покрытие (обозначается по ГОСТ 9466-75 буквой «Ц») создается на основе органических соединений (до 50%) - целлюлозы, муки, крахмала, обеспечивающих газовую защиту. Для шлаковой защиты в небольшом количестве применяются рутиловый концентрат, мрамор, карбонаты, алюмосиликаты и другие вещества. На сварном шве образуется тонкий слой шлака. Легирование наплавленного металла выполняется легирующими добавками стержня, а также за счет добавления в покрытие ферросплавов и металлических порошков. В качестве раскислителей используют ферросплавы марганца. Металл шва по химическому составу соответствует полуспокойной или спокойной стали.
Преимущества сварочных электродов с целлюлозным покрытием: качественный провар корня шва;
возможность сварки в труднодоступных местах в связи с малой толщиной покрытия;
сварка во всех пространственных положениях.
Недостатки целлюлозного покрытия: повышенное разбрызгивание (до 15%) изза небольшого количества шлакообразующих компонентов и высокого поверхностного натяжения расплавленного металла;
повышенное количество водорода в металле шва.
Область применения электродов с целлюлозным покрытием - сварка первого (труднодоступного) слоя неповоротных стыков трубопроводов.
Также используются и смешанные покрытия: кислорутиловое (обозначается по ГОСТ 9466-75 буквами «АР»), рутилово-основное (обозначается по ГОСТ 9466-75 буквами «РБ»), рутилово-целлюлозное (обозначается по ГОСТ 9466-75 буквами «РЦ»), а также прочие (обозначаются по ГОСТ 9466-75 буквой «П»).
Таблица соответствия маркировок электродов по типу покрытия:
Виды электродов по допустимым пространственным положениям сварки или наплавки: · для сварки во всех положениях с условным обозначением 1;
· для сварки во всех положениях, кроме вертикального сверху вниз, - 2;
· для положений нижнего, горизонтального на вертикальной плоскости и вертикального снизу вверх - 3;
· для нижнего и нижнего в лодочку - 4.
4.Строение
На самом деле, многие знают, что такое сварочный электрод. Это металлический или неметаллический стержень, который проводит ток, и предназначен для проведения сварочных работ. Однако, мало кто осведомлен о строении сварочного электрода. Тем не менее, именно этот факт является основополагающим при проведении строительных процессов. Рассмотрим подробнее устройство сварочного электрода. В его основе, как уже было сказано, находится некая основа, которая проводит ток. Чаще всего для этой роли выбирается металл, которому придали форму стержня. Однако сердцевина электрода может иметь и неметаллическое происхождение. Длина стержня в соответствии с ГОСТАМИ четко определена, и не может превышать 45 см. Минимальный порог длины для создания сварочного электрода составляет 25 см. Многие виды данного продукта имеют размеры 30 - 35 см (как правило, это касается электродов МР). Один конец электрода всегда закреплен специальным образом в электродержателе. Другой конец должен быть смазан специфическим защитным покрытием. Производится электрод одним из двух классических способов: опрессовкой или окунанием. Что же касается напыления на электроде, то оно может быть нескольких видов - магнитное, защитное либо стабилизирующее. Так, для самых популярных электродов марки «электроды МР » применяется магнитное покрытие, которое предупреждает напряжение до 46 единиц. Подобные рутиловые покрытия основаны на сложных оксидных соединениях железа и марганца, а также кальция, магния, кремнезема. Для того, чтобы применять такого рода электроды, нужно обратить внимание на сферу их использования. Их запрещено включать в сложные промышленные процессы с большим напряжением, мощной силой тока и сверхсопротивлением. Однако для строительных работа средних домов и небольших промышленных процессов они подходят идеально. Заметим, что в мире электродов наиболее мощными считаются те, для создания которых органические и неорганические соединения были объединены воедино. Так, целлюлозное и рутиловое основание становится намного крепче, если к нему прибавить оксиды железа и марганца. Электроды МР и ОНА, кстати, сделаны именно по этой технологии. Потому они и пользуются наибольшим спросом. Несмотря на то, что основа для их применения была создана еще в начале двадцатого века, они остаются современными и востребованными до сих пор.
Покрытые электроды для ручной дуговой сварки представляют собой стержни длиной, как правило, от 250 до 450 мм. Изготовленные из сварочной проволоки с нанесенным на нее слоем покрытия. Один из концов электрода длиной 20-30 мм зачищен от обмазки для его крепления в электрододержателе .
Рис.
Длина электрода зависит от его диаметра и химического состава стержня. Например, стержни малого диаметра, состоящие из высоколегированных сталей, делаются более короткими, чтобы уменьшить электрическое сопротивление (и нагрев) при сварке, а стержни малого диаметра из низкоуглеродистых сталей обладают высокой электропроводностью и, следовательно, могут быть длинными.
Основная классификация электродных покрытий: · Стабилизирующие покрытия представляют собой материалы, содержащие элементы, легко ионизирующие сварочную дугу . Наносятся тонким слоем на стержни электродов (тонкопокрытые электроды), предназначенных для ручной дуговой сварки.
· Защитные покрытия представляют собой механическую смесь различных материалов, предназначенных ограждать расплавленный металл от воздействия воздуха, стабилизировать горение дуги , легировать и рафинировать металл шва.
· Применяются также магнитные покрытия, которые наносятся на проволоку в процессе сварки за счет электромагнитных сил, возникающих между находящейся под током электродной проволокой и ферромагнитным порошком, находящемся в бункере, через который проходит электродная проволока при полуавтоматической или автоматической сварке.
Основные виды электродных покрытий: · Руднокислые электродные покрытия содержат окислы железа и марганца, кремнезем , большое количество ферромарганца ; для создания газовой защиты зоны сварки в покрытие вводят органические вещества (целлюлозу , древесную муку, крахмал и пр.).
· Рутиловые электродные покрытия получают значительное применение в связи с развитием добычи минерала рутила , состоящего в основном из двуокиси титана TIO2. В покрытия, помимо рутила , введены кремнезем , ферромарганец , карбонаты кальция или магния.
· Фтористо-кальциевые электродные покрытия состоят из карбонатов кальция и магния, плавикового шпата и ферросплавов .
· Органические электродные покрытия состоят из органических материалов, обычно из оксицеллюлозы, к которой добавлены шлакообразующие материалы, двуокись титана , силикаты и пр. и ферромарганец в качестве раскислителя и легирующей присадки.
6.Производство
Покрытые сварочные электроды изготавливают двумя способами: опрессовкой и окунанием.
Использование современных технологий и контроль качества на всех этапах работы, позволяют гарантировать высокие сварочно-технологические характеристики, низкое содержание золы и шлаков в сварном шве, отсутствие поверхностных и внутренних пор, легкость удаления окалины и возбуждения искры.
На все выпускаемые марки электродов имеются сертификаты соответствия Госстандарта России, системы "Мосстройсертификация", а также Гигиенические сертификаты, выданные Минздравом РФ.
Существует огромное количество разнообразных типов и классов сварочных электродов, которые созданы специально для применения в тех или иных видах сварки, которые производятся в тех или иных условиях, а также при работе с теми или иными металлами и сплавами. Все существующие сварочные электроды можно разделить на плавящиеся и на неплавящиеся электроды. Их принципиальное различие заключается в том, что неплавящиеся сварочные электроды изготавливаются из сверхтугоплавкого материала (такими являются графитовые и вольфрамовые электроды) и, тем самым, плавят присадочный материал (проволоку, пластины), нежели плавятся сами. Плавящиеся же электроды сварочные, в свою очередь, имеют обратный принцип действия, который не предусматривает использование присадочных материалов, так как сам электрод, плавясь, выполняет данную функцию, и основа их сварочная проволока.
Электроды могут в той или иной степени разделяться по своему химическому составу. Другими словами, они состоят из соединений различных металлов и химических элементов. Это используется для того, чтобы сварочный электрод оптимально подходил для сварки конкретного металла или сплава.
К примеру, для сварки низколегированных сталей высокой прочности применяют электроды сварочные AS DA - 710, AS DA - 735, AS DA-737 и подобные, которые обеспечивают высокую надежность сварочного шва и его долговечность. Низкоуглеродистые стали свариваются электродами с разным покрытием (основным, рутиловым или целлюлозным) и применяются электроды сварочные - AS В-248, AS В-255, AS DT -165, AS R-143, AS S-6010 и другие.
Стали с высоким показателем теплоустойчивости и коррозионностойкости требуют при сварке сверхнадежных и особовязких сварочных швов. Для обеспечения этих качеств применяют сварочные электроды AS Р-307, AS Р-308 Мп, AS Р-310 R, AS Р-312 и многие другие.
Цветные металлы свариваются путем использования специальных сварочных электродов AS Bronz, Kobatek 213 и Kobatek 250.
Различные фирмы-производители сварочных электродов постоянно расширяют свой спектр продукции и, тем самым, предоставляют большой выбор и разнообразие данного расходного материала. Различные марки электродов сварочных имеют отечественные аналоги, которые обладают идентичным химическим составом и могут применяться для решения различного спектра задач.
Например, для сварки чугуна используются специальные электроды по чугуну. Сварка чугуна очень важна для реализации многих промышленных задач. И у сварки чугуна есть свои особенности. Ее называют "холодной", это значит, что электроды по чугуну должны работать в определенном режиме температур, при помощи которого исключается последующая деформация чугуна и не появляются микротрещины, это достигается добавлением никеля, который помогает обойтись без предварительного разогрева детали. Также в электроды по чугуну добавляются такие химические составляющие как медь и ванадий. Медь и ванадий взаимодействуют с чугуном на молекулярном уровне вступая в соединения с углеродом. За счет этого можно получить качественный сварочный шов. Еще сварочные электроды по чугуну могут содержать специальные покрытия, обеспечивающие защиту зоны сварки от воздействия атмосферных газов. Среди российских марок электродов по чугуну наиболее популярные ЦЧ-4, ОЗЧ-2. Еще одна из наиболее важных промышленных задач сварки, это наплавка. Для нее используются специальные электроды для наплавки. Они широко используются не только в промышленности, но и в других отраслях, например в ремонтных мастерских. Электроды для наплавки, как правило, бывают больших диаметров, для получения больших объемов расплавленного метала для наплавки при сгорании электрода. Электроды для наплавки также изготавливаются с определенным химическим составом наиболее оптимально подобранным для металла наплавляемых деталей.
В основном электроды для наплавки используются в двух целях: для восстановления изношенных деталей и для наплавки на режущие инструменты более твердого слоя металла. Согласитесь гораздо выгоднее использовать электроды для наплавки и восстановить изношенную деталь, чем менять всю деталь. И выгодно также использовать электроды для наплавки для нанесения на резак режущего слоя, чем изготавливать весь резак из дорогостоящего твердого сплава.
Среди отечественных электродов для наплавки наиболее популярные марки НР-70, ЛЭЗ-4, ЦНИИН-4, Т-590, Т-620, УОНИ-13/НЖ/СВ-20Х13, ЦН-6Л, ОЗН-6. Среди зарубежных электродов для наплавки существуют взаимозаменяемые аналоги. Чтобы произвести сварку алюминиевых изделий применяются электроды для сварки алюминия. В связи с тем, что разные виды алюминия содержат разный химический состав то и электроды для сварки алюминия изготавливаются с разным химическим содержанием. Специальные химические элементы добавляются в их сердечник и обмазку. Отличительной особенностью при использовании электродов для сварки алюминия является предварительный разогрев свариваемых деталей. При помощи него достигается большая глубина проварки деталей. Электроды для сварки алюминия обладают хорошими свойствами расплавления, поэтому их диаметр подбирается в зависимости от необходимой толщины металла шва. Также электроды для сварки алюминия широко используются для восстановления дефектов полученных после литья, восстановление брака на производстве, трещин и сколов. Из иностранных марок это Kobatek 213, Kobatek 250 из российских 03А-2.
Если нужно произвести сварку неплавящимися электродами, то для этих целей используются вольфрамовые электроды. В связи с тем, что вольфрам наиболее тугоплавкий метал, поэтому он не плавится под воздействием высоких температур. За счет этого качества вольфрамовые электроды остаются неизменными при плавлении металла. Наплавленный металл возникает из дополнительных присадочных материалов. Вольфрамовые электроды используются в среде защитного газа аргона, что позволяет защитить процесс сварки от вредного воздействия атмосферных газов. Наиболее часто вольфрамовые электроды применяют для сваривания цветных металлов, а также соединений, где необходима повышенная прочность, причем свариваемые детали могут быть разного химического состава. Для достижения более высоких показателей шва, в вольфрам добавляют некоторые дополнительные элементы. Для универсальности работ больше подходят торированные вольфрамовые электроды WELDO WT-20. Чтобы добиться высокой стабильности дуги во время сварки в вольфрамовые электроды добавляется цирконий WELDO WZ-8. Итрированные вольфрамовые электроды дают возможность их использовать в различных токовых средах WELDO WY-20.
Вывод
Производство электродов требует весьма, различных технологических операций, как по обработке материалов, так и электродов в целом. В электродном производстве имеется три потока обработки металлов: обработка стержней, сыпучих материалов и силикатной глыбы, а также поток обработки электродов с нанесенным на стержень покрытием. Все это требует специфического оборудования, которое становится целесообразным максимально механизировать, а автоматизировать только при достаточно большой программе производства электродов.
Список литературы
1. К.М. Лухский "Н. Н. Бенардос изобретатель электросварки", 2007.
2. П. В. Владимирович "Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона" , в 86 томах (82 т. и 4 доп.)1890-1907.
3. Г.А. Николаев "Справочные материалы для сварщиков".
4. И.П. Иванов "Справочник сварщика".
5. А.В. Гуревич "Сварочные материалы".
6. Сварка в СССР. Том 1. Развитие сварочной технологии и науки о сварке. Технологические процессы, сварочные материалы и оборудование, 1981.
7. Сварка в СССР. Том 2. Теоретические основы сварки, прочности и проектирования. Сварочное производство, 1981.
8. Чеканов А.А. Николай Николаевич Бенардос (1842-1905), 1983.
9. Славянов Н.Г. Труды и изобретения. - Пермь: Книжное издательство, 1988.
10. Патон Б.Е., Корниенко А.Н. Огонь сшивает металл, 1988.
11. Зорин Е.Е., Худолий Н.Г. Сварка. Введение в специальность, 2004.
12. Китаев А.М. Дуговая сварка. - М.: Машиностроение, 1974.