Сварочные материалы, применяемые при сварке и резке металлов

Сварочные материалы, применяемые при сварке и резке металлов
Виды сварочных материалов и их основные характеристики
Для сварки используют специальные материалы — они обеспечивают стабильное
горение дуги, хорошее качество сварных швов. Виды и назначение материалов для
сварки различны.
Основные типы:





сварочные электроды с различными покрытиями (кислым, смешанным,
целлюлозным, рутиловым) и присадочные прутки;
проволока — активированная. порошковая, сплошная;
флюсы;
газы — защитные, горючие;
керамические подкладки для соединения разных видов швов — всепозиционные,
круглые и др.
Изделия делят на группы по типу свариваемых металлов: для соединения элементов
из углеродистых сталей, для нержавеющих и низколегированных сталей, а также для
меди, чугуна и т.д.
Электроды и проволока
Эти два вида сварочных материалов обеспечивают подачу питания в сварочную зону.
Плавящиеся электроды с покрытием, отдельные разновидности проволоки и защитный
флюс содержат компоненты, помогающие защитить металл от окисления. Они
поддерживают стабильную работу, помогают получить нужный химический состав шва.
Присадочный пруток вводится в шов непосредственно при сварке.
Плавящиеся проволоки используют под флюсом, в защитных газах и при
электрошлаковой сварке. Технологические стандарты предполагают использование
разных типов проволок из стали: легированных, высоколегированных и
низкоуглеродистых. Легированная и низкоуглеродистая сталь бывает омедненной и
неомедненной.
При выборе той или иной марки нужно учитывать, что от нее будет зависеть
химический состав шва. Обычно используют материал, по составу наиболее близкий к
обрабатываемому металлу. Он должен соответствовать требованиям ГОСТ — состав
указывают на упаковке изделия.
При выборе сварочного материала для сварки обращайте внимание на качество
изготовления. Поверхность изделия должна быть гладкой, без следов жира, окалины и
ржавчины. Показатель плавления не должен быть ниже, чем у соединяемых материалов.
Маркировка электродов и их расшифровка .
Стержни и пластины
Электрошлаковая сварка производится с использованием пластин, дуговая — с
применением металлических стержней с покрытием на основе электрода. Электроды
бывают тонкими, средней толщины и толстыми.
Изделия маркируют буквами в зависимости от типа покрытия:




А — с кислотными добавками;
Б — традиционный вариант;
Ц — с содержанием целлюлозы;
П — смешанные.
Газы
Для газовой сварки используют горючие газы и газы, поддерживающие горение, в
частности:





кислород;
водород;
ацетилен;
пропанобутановую смесь;
метилацетилен-алленовую фракцию.
Также применяют защитные газы для обеспечения защиты расплава от воздуха:
углекислый газ, гелий, аргон и различные смеси.
Помните о безопасности: сжатый кислород при взаимодействии со смазкой и маслами
может воспламениться или вызвать взрыв. Хранить сварочные материалы этого типа
нужно со строгим соблюдением норм пожарной безопасности. Ацетилен при ускоренном
нагревании до высоких температур также может привести к взрыву — важно строго
соблюдать технологию работы.
Прочие изделия
Флюс имеет разное назначение: в процессе сварочных работ благодаря ему можно
быстро и эффективно расстворить окислы на металлической поверхности, он образует
барьер для доступа кислорода. Кроме того, расплав флюса при сварке может выступать в
роли теплообменной среды — облегчать нагревание стыка.
По способу производства флюсы делят на плавленые и неплавленые. Состоят из
порошка или пасты, изготовленной на основе борной кислоты или прокаленной буры. Для
соединения легированных сталей данный вид сварочного материала не применяют.
Сравнительно недавно в сварке начали использовать керамические подкладки. Они
обеспечивают качественный шов и служат для создания обратного валика.
Универсальны, применять их можно для всех типов сварки, в любых положениях
материалов (например, удобны при изготовлении изогнутых швов).
Общие требования
К сварочным материалам предъявляют определенные технологические требования
Согласно принятым стандартам, все заводские изделия должны иметь сертификаты с
указанием основных характеристик:







товарный знак;
маркировка, указывающая на тип изделия;
заводской номер смены, номер партии;
показатель поверхностного состояния;
состав материала с указанием процентного соотношения компонентов;
механические особенности направленного шва;
вес нетто.
Одним из важнейших требований для электродов является хорошо сформированный
шов и дуга со стабильным горением. Металл полученной направки должен
соответствовать заданному химическому составу, стержень при сварке должен плавиться
равномерно, без образования брызг и выделения токсичных веществ.
Для получения хорошего качественного шва необходимо соблюдать все условия,
которых требует технология. Лучший вариант — приобрести сертифицированные изделия
у проверенных поставщиков с гарантией качества.
Флюсы для сварки меди угольной дугой
При электросварке меди угольным электродом в процессе горения дуги образуется защитная
атмосфера, состоящая из углекислого газа. Поэтому плавление и переход присадочного
металла в сварочную ванну происходит в газовой среде. Однако эта газовая защита является
недостаточной для предохранения в процессе сварки от окисления кислородом воздуха шва и
основного металла в зоне термического влияния. Это обстоятельство заставляет применять
специальные флюсы. Флюсы оказывают большое влияние на качество сварки. Во время сварки
флюсы, введенные в сварочную ванну, расплавляются, вступают в химическую реакцию с
окислами, восстанавливают их и образуют легкоплавкие жидкие шлаки, которые всплывают на
поверхность сварочной ванны, и покрывают ее и прилегающую зону основного металла тонким
слоем.
Электроды для сварки меди металлической дугой
Дуговая сварка меди может быть выполнена плавящимся металлическим электродом,
который одновременно служит и присадочным металлом, а также и неплавящимся угольным
или графитовым электродом; в последнем случае присадочный металл вводится
дополнительно. Металлический электрод состоит из двух частей: электродного стержня и
покрытия или обмазки. Диаметр электродного стержня принимается за диаметр электрода.
Электродные покрытия, в зависимости от функции, которую они выполняют в процессе сварки,
разделяются на стабилизирующие, газообразующие, шлакообразующие и легирующие...
Порошковая проволока
Порошковая проволока — это непрерывный электрод, который представляет собой
изготовленную из стальной ленты толщиной 0,2...0,5 мм металлическую оболочку,
заполненную порошком из газо- и шлакообразующих компонентов. Применяют ее для
механизированной дуговой сварки открытой дугой или в защитных газах. Сохраняя
технологические преимущества голой проволоки, порошковые проволоки позволяют создавать
надежную газовую и шлаковую защиту сварочной ванны от атмосферного воздуха при работе
на открытых площадках, обеспечивая при этом легирование и рафинирование металла шва...
Неплавящиеся электроды для дуговой сварки и резки
Для дуговой сварки и резки используют угольные, графитовые и вольфрамовые неплавящиеся
электроды. Они имеют высокую температуру плавления и служат только для поддержания
горения дуги, не участвуя в формировании металла шва. Угольные электроды изготовляют
прессованием из порошка кокса с последующим отжигом при температуре ≈1400°С. Различают
два вида этих электродов — омедненные и неомедненные. Применяют их для сварки
металлов, воздушно-дуговой резки, удаления прибылей отливок в других работ, Угольные
электроды выпускают трех марок: ВДК — воздушно-дуговые круглые; ВДП — воздушно-дуговые
плоские; СК — сварочные круглые...
Испарение элементов в сварочной ванне при сварке покрытыми
электродами
Окисление — не единственный путь потерь элементов из сварочной ванны. Дуговая сварка
характеризуется высокими значениями и значительно отличающимися градиентами
температуры расплавляемого дугой металла. На торце электрода и части поверхности
сварочной ванны располагаются анодное и катодное пятна, температура которых
приближается к температуре кипения металла. При сварке стали средняя температура капель
электродного металла в момент отрыва их от торца электрода достигает 2000—2100°С, а при
перелете через дуговой промежуток может повышаться до 2150—2900 °С. Средняя
температура сварочной ванны также находится в пределах 1750—1800°С. Все это
свидетельствует о том, что при дуговой сварке значительная часть поверхности металла
электродных капель и сварочной ванны находится в кипящем состоянии и выделяет в зону дуги
большое количество паров металла...
Окисление легирующих элементов при сварке (наплавке) покрытыми
электродами
При дуговой сварке большое значение имеет введение в сварочную ванну легирующих
добавок для получения шва требуемой композиции и свойств. В большинстве случаев даже при
использовании пассивных защитных сред приходится считаться с определенным окислением
металла в зоне сварки, связанным с несовершенством защиты сварочной ванны от
атмосферного воздуха и реакциями, протекающими в электродном покрытии при его нагреве,
а также с непосредственным окислительным воздействием покрытия на наплавляемый
металл...
Термообработка электродов
Термообработку электродов проводят с целью придания покрытию достаточной
механической прочности при содержании в нем влаги в пределах, способствующих
нормальному протеканию сварочного процесса, позволяющих обеспечить заданный
химический состав и свойства наплавленного металла и сварных соединений.
Характеристика электродов
Основные требования для всех видов электродов: обеспечение устойчивого горения дуги;
хорошее формирование шва; получение металла шва определенного химического состава и
свойств без дефектов; спокойное и равномерное плавление электродного стержня и покрытия
в процессе сварки; минимальные потери электродного металла на угар и разбрызгивание;
высокая производительность процесса сварки; легкая отделимость шлаковой корки с
поверхности шва; достаточная прочность покрытия; сохранение физико-химических и
сварочно-технологических свойств электродов в течение длительного хранения; минимальная
токсичность в процессе сварки и при изготовлении.
Самозащитные порошковые проволоки
Самозащитная порошковая проволока является одним из наиболее универсальных
присадочных материалов для механизированной и автоматизированной электродуговой
сварки. Простота выполнения процесса сварки, маневренность, обусловленные отсутствием
необходимости организации дополнительной защиты расплавленного металла, высокие
технико-экономические показатели и технологичность определили целесообразные области
применения этого процесса для сварки в полевых и монтажных условиях. Разработаны
самозашитные проволоки нескольких типов: рутил-органического, карбонатно-флюоритного и
флюоритного.
Порошковые проволоки специального назначения
Широкое распространение получила сварка порошковой проволокой швов с принудительным
формированием, горизонтальных швов с полупринудительным формированием, арматуры в
инвентарных формах. Имеется опыт сварки электрозаклепками, сварки кольцевых швов с
подформовкой и ряд других. Большинство этих технологических процессов выполняется с
помощью автоматизированного сварочного оборудования...
Электроды для рельефной сварки
При рельефной сварке применяют электроды с плоской рабочей поверхностью, размеры
которой обычно превышают размеры сварного соединения. Поэтому площадь
соприкосновения электродов с деталями при рельефной сварке несколько больше, а плотность
тока и давление в контакте — меньше, чем при точечной сварке. Это улучшает условия работы
электродов и приводит к тому, что при одинаковой интенсивности охлаждения их стойкость при
рельефной сварке выше, чем при точечной.