Покрытые электроды для сварки и наплавки
Современный сварочный электрод представляет собой металлический цилиндрический стержень с заданными длиной (250-450 мм) и диаметром (1,6-6 мм) (электроды других размеров применяют крайне редко) и равномерно нанесенным на его поверхность покрытием. Б зависимости от назначения электродов и требований к их свойствам для изготовления электродов применяют стержни из металлов различных составов, а покрытие готовят из разнообразных количеств и сочетаний порошков руд, минералов, металлов и сплавов, химикатов. Этим порошкам с помощью связующего придают необходимые свойства, покрытия наносят методом опрессовки под давлением на стержни.
Конструктивно электрод выглядит просто (рис. 5). Часть электрода оставляют свободной от покрытия, чтобы обеспечить электрический контакт между стержнем и электрододержателем и тем самым — возможность процесса сварки. Контактный торец электрода без по-
<(/+20)
|
Рис. 5. Схема электрода: 1 — стержень; 2 — участок перехода; 3 — покрытие; 4 — контактный торец; d — номинальный диаметр электрода; D — диаметр покрытия; I — длина зачищенною от покрытия конца
крытия обеспечивает электрический контакт электрода со свариваемым металлом в первичный момент сварки. Покрытые электроды именно такой конструкции выпускают и применяют во всем мире.
При внешней простоте конструкции современный электрод представляет собой сложную металлургическую и технологическую систему. Металлургические процессы при дуговой сварке покрытыми электродами протекают при высоких температурах, с малой массой и объемом реагирующих веществ и за кратчайшее время. Стабильность состава и свойств металла шва может быть обеспечена только при надлежащем качестве изготовления электродов.
Внешний вид электродов часто приводит к ошибочному представлению, что их качество определяется только маркой металла стержня и рецептурой покрытия. Однако многолетняя практика свидетельствует о другом. Известны примеры, когда одно предприятие выпускает электроды стабильно высокого качества, а другое, используя те же материалы и рецептуру, производят электроды той же марки со значительно пониженными показателями технологических и эксплуатационных свойств.
Технология изготовления электродов оказывает самое существенное, часто решающее влияние на их качество. Она должна стабильно обеспечивать легкую опрессовку электродов с получением бездефектного покрытия после их термообработки; возможность беспрепятственного выполнения сварки (наплавки) в положениях, регламентированных технической документацией на электроды; хорошее формирование сварных швов и достаточно легкую отделимость шлаковой корки; соответствие физико-химических характеристик металла шва (наплавленного металла) установленным нормам. Перечисленные требования могут быть выполнены только при жестком соблюдении технологической дисциплины по каждой операции.
Электроды для ручной дуговой сварки и наплавки условно подразделяют на две большие группы; электроды общего назначения и электроды специального назначения.
К электродам общего назначения относят марки, отвечающие требованиям ГОСТ 9467-75 к типам от Э38 до Э60 включительно, которые предназначены для сварки углеродистых и низколегированных сталей.
К электродам специального назначения относят:
• электроды типов от Э70 до Э150 по ГОСТ 9467-75, предназначенные для сварки легированных сталей повышенной и высокой прочности с временным сопротивлением разрыву свыше 590 МПа. а также электроды для сварки легированных теплоустойчивых сталей;
• электроды для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами, отвечающие требованиям ГОСТ 10052-75 или соответствующих технических условий;
• электроды для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами, отвечающие требованиям ГОСТ 10051-75 или соответствующих технических условий;
• электроды для сварки и наплавки цветных металлов и их сплавов, чугуна, отвечающие требованиям специальных технических условий;
• электроды для резки металла, отвечающие требованиям специальных технических условий;
• электроды для сварки и резки под водой, отвечающие требованиям специальных технических условий.
Обычно полагают, что электроды общего назначения более просты в производстве, чем специальные. Однако существуют марки, формально относящиеся к электродам общего назначения, которые требуют такого же особо тщательного и точного выполнения всех операций, как и большинство марок электродов специального назначения. Например, электроды УОНИ-13/55К по прочностным характеристикам металла шва относят к электродам общего назначения. Однако документацией на эту марку предписаны узкие пределы не только содержания кремния, марганца и углерода, но и значений прочностных характеристик металла шва и, одновременно — его повышенные пластические свойства. Очевидно, что изготовление подобных электродов предъявляет такие же высокие требования к техническому уровню производства, как и изготовление электродов специального назначения.