В целях удаления в покрытиях влаги электроды должны пройти подвяливание, просушивание и прокалку.

Подвяливание электродов необходимо для постепенного удале­ния влаги с покрытий (при температурах до 80°).

Под сушкой электродов понимается более интенсивное удаление влаги при температурах 80—160° в среде с относительно невысокой влажностью и, следовательно, обязательно со сменой увлажненного воздуха.

При прокалке электродов происходит удаление остатков раство­ренной и части кристаллизационной влаги при температурах до 380°. Для электродов, содержащих в покрытии органические веще­ства, в связи с их обугливанием и потерей составляющих, нужных для образования газовой защиты при сварке, температура про­калки не должна превышать 220°.

Сушка и прокалка электродов требуют обеспечения постепен­ной отдачи влаги электродным покрытием при одновременной и равномерной сушке по всей его длине.

Правильно подобранные для каждой марки электродов и диа­метров режимы сушки и прокалки обеспечивают отсутствие сквоз­ных трещин и тончайшей сетки трещин.

Электродные покрытия после подвяливания, сушки и прокалки должны быть прочными, плотными и не должны разрушаться при пробном бросании их на металлическую плиту с высоты 1 м для электродов диаметром до 4 мм включительно и с высоты 0,5 м для электродов диаметром свыше 4 мм.

В виде исключения допускаются следующие наружные дефекты на поверхности электродных покрытий:

а) оголенность от покрытия: для электродов диаметром до 6 мм на расстоянии не более 0,5 диаметра стержня, а диаметром свыше 6 мм — не более 3 мм от торца;

б) шероховатость поверхности, продольные риски и отдельные задиры глубиной не более *Д толщины покрытия;

в) не более двух местных вмятин, причем длина каждой вмя­тины не должна превышать 12 мм, а глубина 0,5 толщины покрытия ’.

Электродные покрытия, имеющие трещины или шероховатую поверхность, быстрее набирают влагу по сравнению с электродами без трещин, с гладкой поверхностью.

Уменьшение влаги в электродных покрытиях достигается путем естественной длительной сушки при нормальной температуре (под-

1 Изменение № 1 ГОСТ 2523-51 согласно' приказу Управления по стандар­тизации при Госплане СССР № 60J.

вяливание) или путем принудительной сушки при температуре 25—80° и прокалки при более высоких температурах. В обоих про­цессах в зависимости от толщины покрытия и его состава должен быть выдержан определенный, заранее установленный режим.

Если поместить электроды, содержащие в покрытии значитель­ный процент влаги (свыше 5%), сразу в прокалочную печь, то ин­тенсивное выделение влаги за счет быстрого парообразования мо­жет привести к разрыву покрытия (по длине) или к разрушению покрытия вследствие большой скорости усадки (кольцевые тре­щины).

В процессе сушки электродов влагоотдача с концевых участков происходит быстрее, чем в средней части электродов.

Следовательно, при интенсивной сушке концевые участки покры­тия быстрее закрепляются на электродном стержне и препятствуют перемещению покрытия в результате продольной усадки, что может вызывать появление поперечных усадочных трещин.

В большинстве случаев трещины располагаются вдоль покры­тия и затрагивают значительную часть или всю его толщину.

При естественной и принудительной сушке электродов, при не­высоких температурах, относительная влажность воздушной среды не должна быть ниже 50%. При этом во избежание быстрой влаго­отдачи поверхностью электродов скорость воздушного потока, омы­вающего их, должна быть незначительной. В противном случае может образоваться наружная корочка, приводящая под влиянием создавшегося внутри покрытия давления паров к его растрески­ванию. В лучшем случае влияние давления паров внутри покрытия приводит к образованию мельчайшей сетки поверхностных волос­ных трещинок.

Скорость удаления влаги с глубинных слоев покрытия к наруж­ному не должна существенно отставать от скорости удаления ее с поверхностных слоев.

По практическим данным относительная влажность воздушной среды при подвяливании электродов должна находиться в преде­лах 50—60%.

На процессы подвяливания, сушки и прокалки электродов ока­зывают влияние состав электродного покрытия, диаметр электрод­ного стержня, толщина электродного покрытия (на сторону), газо­проницаемость покрытия, зависящая от степени измельчения отдель­ных составляющих, органические вещества, температура и относи­тельная влажность воздушной среды, скорость движения воздуха, химический состав жидкого стекла, применяющегося при изготовле­нии обмазочной массы, модуль стекла, количество жидкого стекла в покрытии (в зависимости от способа нанесения покрытия на стержни), взаимное расположение электродов и скорость образова­ния поверхностной пленки.

При подвяливании и сушке величина зазоров между электро­дами не должна быть менее 2—3 мм, в противном случае из-за неравномерной отдачи влаги с поверхности электрода будет не­равномерная сушка. В отдельных случаях может быть слипание 182

электродов по линии их соприкосновения или в результате за­держки в покрытии влаги, так как происходит химическая реакция с ферросплавами и одностороннее вздутие обмазки.

При любых режимах подвяливания и сушки при касании элек­тродов получаются долевые трещины.

Появление таких трещин объясняется неравномерностью влаго­отдачи. В результате прочность электродного покрытия на участке соприкосновения будет ниже прочности покрытия остальных участ­ков и в некоторый момент усадочные напряжения, возникающие в покрытии, превысят прочность покрытия на участке сопри­косновения электродов и тем самым вызовут долевые тре­щины.

Подвяливание и сушка электродов любой марки и диаметра может проходить нормально только при следующих условиях:

а) Температура проволоки перед нанесением на нее покрытия должна быть близка к температуре цеха (15—20°) и к темпера­туре обмазочной массы.

Нельзя наносить обмазку на замороженную или горячую прово­локу, так как в первом случае в процессе сушки будеї происходить отслоение покрытия от электродного стержня и во втором — быст­рое высыхание электродного покрытия у поверхности стержня, что повлечет за собой появление трещин в покрытии.

б) Сухая шихта должна быть нагрета до температуры цеха, иначе при изготовлении обмазочной массы потребуется увеличен­ное количество жидкого стекла, что повлечет за собой необходи­мость изменения режима подвяливания и сушки.

в) Температура раствора жидкого стекла должна быть равной 18—20°; при более низкой температуре увеличивается удельный расход жидкого стекла и создается опасность растрескивания элек­тродного покрытия вследствие повышенной усадки. В случае при­менения жидкого стекла с более еысокой температурой его клея­щие свойства уменьшаются и изменяются условия покрытия как на прессах, так и методом окунания, а это ведет к необходимости изменения режима подвяливания и сушки.

г) Должны быть соблюдены режимы тонкого помола материа­лов-компонентов, не допускающие переизмельчения компонентов.

Процесс подвяливания и сушки электродов после нанесения на них покрытия проводится медленно до полного затвердевания по­крытия. Затем при постепенном повышении температуры элек­троды прокаливаются.

Подвяливание электродов можно осуществлять путем длитель­ного хранения их в цехе или пропуская через сушильную печь, имеющую специальную зону для подвяливания, наряду с зонами для сушки и прокалки электродов.

Каждый из этих способов подвяливания электродов имеет свои преимущества и недостатки.

При подвяливании электродов в помещении цеха электродные покрытия, высыхая равномерно по всему сечению, допускают при последующих операциях — сушке и прокалке — более интенсивный

нагрев. При этом снижается расход электроэнергии и значительно упрощается конструкция прокалочных печей.

Подвяливание электродов естественным способом требует боль­ших производственных площадей и значительного увеличения про­изводственного цикла.

В свою очередь, совмещение подвяливания, сушки и прокалки электродов в сушильно-прокалочных печах имеет большие трудно­сти в случаях изготовления электродов различных марок и диаме­тров. Подвяливание электродов начинается сразу после нанесения покрытия на стержни.

При воздушном способе подвяливания электродов температура окружающего воздуха в цехе должна быть равна 18—25° при отно­сительной влажности воздуха 50—60%.

Соблюдая вышеуказанные режимы в условиях нормального воздухообмена, можно пользоваться данными продолжительности процесса подвяливания по табл. 52.

Таблица 52

Продолжительность воздушного подвяливания электродов Диаметры электродов в мм Тип покрытия 4 5 6 8 1 Іродолжительность подвяливания в час. Толстопокрытые электроды ти­па Э42.. 20 25 30-48 48-72 Электроды с покрытием средней 18-30 ТОЛЩИНЫ...................................................... 10 12-18 — Толстопокрытые электроды типа Э42А, Э50А (содержащие карбо­наты) ................ 48 48 48 —

При принудительном подвяливании электродов в сушильных печах можно использовать режимы времени, указанные в табл. 53.

В отдельных случаях в зависимости от марки и диаметра элек­тродов необходимо опытным путем уточнять режимы принудитель-

Таблица 53 Продолжительность принудительного подвяливания электродов в сушильных печах Диаметры электродов в мм Тип покрытия 4 5 6 8 Продолжительность подвяливания в час. Толстопокрытые электроды ти­па Э42..................................................................... 4 5 6 10 ' Электроды с покрытием средней 5 8 толщины....................... 3 4 Толстопокрытые электроды типа Э42А, Э50А (содержащие карбона­ты) .... 8 10 12 12

ного подвяливания электродов (по температуре, влажности воздуха и времени).

Для наиболее распространенных марок электродов можно поль­зоваться режимами подвяливания при относительной влажности воздуха 50—60% по табл. 54.

Таблица 54 Режимы подвяливания промышленных марок электродов при относительной влажности воздуха 50—60 и/0 Промышленная Естественное подвяливание Принудительное подвялива­ние марка электродов Температура воздуха в 1 С Выдержка в час. Температура воздуха в СС Выдержка в час. Аустенитные.... I УОНИ-13/45................ 18-25 20-24 О со 1 о со 1 СО УОНИ-13/55................ 1 ОММ-5............................ 18-25 24-36 40-60 4-6 ЦМ7.................................. 18-25 20-30 40-60 4—6 МЭЗ-04............................. 18-25 24-48 40-60 4-6 Целлюлозные.................. 18-25 IX)—12 40-60 2-4

Практически процесс подвяливания электродов считается закон­ченным при влажности покрытий менее 4,5%; при этой влажности надавливание ногтем пе оставляет вмятин на поверхности элек­трода.

При влажности покрытия выше 4,5% и последующей прокалке могут появляться массовые трещины.

Нижние рамки с электродами, как правило, находятся в менее благоприятных условиях для подвяливания. Поэтому для проверки влажности необходимо брать электроды из трех мест: сверху, из середины стопки и снизу.

В случае изготовления электродов способом окунания в набор­ных рамках электроды после нанесения на них покрытия выдержи­ваются для стекания с них избыточной обмазочной массы.

Искусственное подвяливание электродов, изготовленных спосо­бом окунания, производится в сушильных печах конвейерного типа при постепенном повышении температуры по мере продвижения рамок с электродами вдоль камеры.

Сушка и прокалка электродов после их подвяливания произво­дится в камерных или конвейерных прокалочных печах.

Сушка и прокалка производятся последовательно в прокалоч­ных печах за счет постепенного повышения в них температуры.

Прокалкой электродов достигается снижение влаги в электрод­ных покрытиях с 4,5—5,0 до 0,5%. Дальнейшее прокаливание электродов нецелесообразно, так как пересушивание покрытия мо­жет резко ухудшить технологические свойства электродов и по­влечь за собой снижение прочности покрытия.

Ввиду довольно узкого температурного интервала, при котором должна проходить прокалка электродов, необходимо обеспечивать

при помощи создания потока горячего воздуха высокую равномер­ность температур по зонам камер или конвейерных прокалочных печей. Прямое облучение электродов при прокалке от нагреватель­ных элементов не рекомендуется, так как нельзя гарантировать равномерность температур.

Для электродов, не содержащих органических составляющих, температура прокалки должна быть в пределах 275—300°, а для электродов, содержащих в своем составе СаСОя и плавиковый шпат (типа УОНИ, УП, аустенитные) температура прокалки должна находиться в пределах 350—400° с выдержкой электродов при этой температуре в течение получаса. Прокалка электродов типа УОНИ при более низких температурах приводит к появлению в сварных швах при сварке этими электродами внутренней пори­стости.

При прокалке электродов с содержанием органических соста­вляющих в количестве до 6—8% температура должна доходить до 220—250°.

Ниже, в табл. 55, приведены режимы прокалки различных ма­рок электродов.

Таблица 55

Режимы прокалки электродов (по данным паспортов ЦНИИТМАШ, Опытно-сварочного завода ЦНИИ МПС и Московского электродного завода) Промышленная марка электродов Темпера­тура в °С Бремя прогалки в мин. Промышленная марка электродов Темпера­тура в °С Время прокалки в мин. ОММ-5 200—220 60-90 ЦЛ-12, ЦЛ-13, 330-350 45 ОММ-5Ц 200 60 ЦЛ-17, ЦЛ-20 ОМА-2 100 20-30 ЦЛ -11, ЦЛ-8, 350-400 45 ЦМ7 220-250 60 ЦЛ-9, ЦЛ-10, ЦМ7С 230- 250 60 ЦТ-1 ЦМ-8 230-250 60 ЦИ-1М, ЦИ-1У, 280-300 180 ЦУ-1 330-350 45 ЦИ-1Л ЦУ-ІСХ и 330-350 45 Ц'Н-2 320—350 45 ЦУ-2СХ ЦН-3 330-350 60 ЦЛ-18 н 330-350 45 ОЗН-250, 280-350 120 ЦЛ-18-Мо 03 Н-300, ЦЛ-19 330-350 45 ОЗН-350, ЦЛ-6 230—250 60 ОЗН-400 ЦУ-2М и 320-350 45 МЭЗ-04 180-220 60 ЦУ-2ХМ ОМА-2 105—120 60 ЦЛ-14 220-250 60

Электродное покрытие сравнительно быстро поглощает влагу из окружающего его воздуха даже при условии хранения электродов в сухих складах.

В случаях увлажнения покрытий электродов до содержания влаги свыше 2% такие электроды перед использованием подвер­гаются вторичной прокалке,

Для электродов особо ответственных марок (типа Э42А или Э50А) верхний предел содержания ачаги в покрытии допускается около 1 % •

Электроды, не имеющие в своем составе целлюлозы, после про­калки проверяют по металлическому звуку, издаваемому электро­дами при встряхивании их в руках.

Электроды с целлюлозным покрытием подвергаются сушке при температуре 105—110°. Во избежание разложения целлюлозы про­калка таких электродов не производится.

Иногда подвяленные электроды во время их сушки и прокалки в прокалочных печах слипаются между собой или получают в ме­стах соприкосновения с рамками или с транспортирующими цепями местные вмятины.

При подвяливании, сушке и прокалке электродов в сушильно - прокалочных печах в случаях интенсивного испарения может образоваться наружная корочка, препятствующая дальнейшей вла­гоотдаче. Поэтому при сушке в ряде случаев применяется искус­ственное увлажнение электродов струей насыщенного пара, чтобы прогреть покрытие и избежать образования поверхностной корочки.

Режимы подвяливания, сушки и прокалки в начальный период производственного процесса должны быть мягкими, иначе скорость образования паров внутри покрытия будет выше, чем скорость диффундирования их наружу; в результате неизбежны отслаивание корочки, разрывы и трещины на электродном покрытии.

Из приведенных выше данных, касающихся условий подвяли­вания, сушки и прокалки электродов, следует, что на них оказы­вают влияние:

а) состав электродного покрытия;

б) диаметр электродного стержня;

в) толщина электродного покрытия (на сторону);

г) газопроницаемость покрытия, зависящая от степени измель­чения отдельных составляющих;

д) органические вещества, содержащиеся в покрытии;

е) температура и относительная влажность воздушной среды;

ж) скорость движения воздуха;

з) химический состав жидкого стекла, применявшегося при изготовлении обмазочной массы;

и) количество жидкого стекла в покрытии (в зависимости от способа нанесения покрытия на стержни);

к) взаимное расположение электродов и

л) физические свойства жидкого стекла — скорость образования поверхностной пленки.