§ И. ЭЛЕКТРОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

При электрической сварке плавлением приме­няются: сварочная проволока, неплавящиеся и плавящи­еся электродные стержни, покрытые электроды, флюсы, защитные газы и др.

Стальная сварочная проволока, предназначенная для сварки и наплавки, регламентируется ГОСТ 2246—70, где она классифицируется по группам и маркам стали. ГОСТ предусматривает три группы проволок: низкоугле­родистую — 6 марок, легированную — 30 марок и высо­колегированную — 39 марок.

Обозначение марок проволоки состоит из сочетания букв и цифр. Первые две буквы Св обозначают сварочную проволоку, а следующие за ними первые две цифры пока­зывают содержание углерода в сотых долях процента; в остальном маркировка сварочной проволоки подобна маркировке сталей. Наличие на конце марки буквы А или АА свидетельствует, что эта проволока изготовлена из более высококачественной стали и содержание в ней вредных примесей серы и фосфора уменьшено. Например, проволока диаметром 4 мм из легированной стали, содер­жащей 1 0,06—0,10 % С; 0,45—0,70 % Si; 1,15—1,45% Мп; 0,85—1,15 % Сг, не более 0,3 % Ni; 0,40—0,60 % Мо; не более 0,025 % S; не более 0,025 % Р, обозначается: 4Св-08ХГСМА (ГОСТ 2246—70).

Примеры обозначения и состав сварочной проволоки по группам приведены в табл. 5.

ГОСТ предусматривает выпуск стальной сварочной проволоки диаметром от 0,3 до 12 мм с чистой гладкой по­верхностью в катушках, пригодных для использования при механизированных способах сварки без перемотки.

Проволока с омедненной поверхностью обозначается после марки проволоки буквой О, а проволока, предназна­ченная для изготовления электродов, обозначается бук­вой Э. Буквы Ш, ВД или ВИ означают, что проволока изготовлена из стали, выплавленной электрошлаковым или вакуумнодуговым переплавом или же в вакуумноинду­кционных печах.

1 Здесь и далее под содержанием элементов следует понимать мас­совую долю в процентах.

' /

К каждому мотку проволоки должна быть прикреплена бирка, в которой наряду с наименованием предприятия - поставщика указывается наименование проволоки, марка стали, диаметр проволоки, номер ГОСТа. Кроме того, к каждой партии проволоки прилагается документ, удо­стоверяющий соответствие проволоки требованиям стан­дарта (сертификат).

Регламентированная ГОСТом стальная сварочная про­волока применяется для изготовления покрытых элект-

родов разного назначения, для сварки под флюсом и в среде защитных газов.

Название марок проволоки по группам и подгруппам в определенной мере характеризует и назначение. Так, проволока, легированная кремнием и марганцем, приме­няется для сварки в углекислом газе углеродистых кон­струкционных и низколегированных сталей. Проволока других марок находит применение для сварки сталей исходного состава и для наплавочных работ. Группа вы - соколегироваиной аустенитной и ферритной сварочной проволоки применяется для сварки коррозионно-стойких, жаростойких сталей и для сварки специальных сталей различного назначения.

Обычно поставляемая сварочная проволока покрыта жировым слоем, который при длительном хранении и особенно повышенной влажности не всегда защищает поверхность проволоки от коррозии. Подготовка такой про­волоки к сварке вызывает значительные затраты, поэтому для сварки в углекислом газе целесообразно применять проволоку с омедненной поверхностью. Омедненная прово-

лока хорошо защищена от воздействия внешней среды и не требует дополнительной обработки перед сваркой, а так­же создает хороший контакт с токоведущим мундштуком.

Проволоку марок Св-15ГСТЮЦА и СВ-20ГСТЮА при­меняют для дуговой сварки без дополнительной защиты.

В ряде случаев для выполнения сварочных работ те­стированная сварочная проволока не может обеспечить требуемого химического состава наплавленного металла. Тогда применяют порошковую проволоку, представляю­щую собой низкоуглеродистую стальную оболочку, вну­три которой запрессовывается порошок, состоящий из ферросплавов, за счет которых и осуществляется легиро­вание металла, железного порошка, увеличивающего производительность процесса и являющегося заполни­телем, и других материалов. Получается порошковая проволока сворачиванием ленты в трубку при волочении ее через фильер, изготовленный из твердого сплава (рис. 41). После первого прохода для уплотнения и за­прессовки порошка проволока протягивается последо-

вательно через несколько фильер с разницей в диаметре 0,3—0,5 мм, до получения нужного диаметра.

По способу защиты порошковые проволоки делятся на самозащнтные, когда защита зоны сварки осуществля­ется за счет составляющих сердечника проволоки. Они также используются с дополнительной защитой зоны сварки флюсом или газом, обычно углекислым, или сме­сью газов.

В практике находят применение трубчатые и более сложные конструкции порошковой проволоки, некоторые из них приведены на рис. 42.

Усложнение конструкции порошковой проволоки вы­звано тем, что сварка проволокой трубчатой конструкции

Рис. 42. Некоторые кон­струкции порошковой про­волоки: а — трубчатая; б — с одним загибом в оболочке; в — двухслойная

возможна только на умеренных режимах и обеспечивает неглубокое проплавление, что целесообразно при напла­вочных работах. При сварке открытой дугой они не обе­спечивают устойчивого и равномерного плавления серде­чника. Более сложные конструкции порошковой прово­локи приводят к увеличению глубины проплавления, уменьшению выгорания марганца и кремния, снижению содержания кислорода и азота в наплавленном металле, устойчивому и равномерному плавлению сердечника.

По составу сердечника порошковые проволоки деля­тся на пять типов: рутилорганические ПП-АН1; карбо - натнофлюоритные ПП-АН7; флюоритные ПП-2ДСК; ру­тиловые ПП-АН10 и рутил-флюоритпые ПП-АН9.

Проволоки первых трех типов применяют, как пра­вило, без дополнительной защиты. Проволоки рутило­вого и рутил-флюоритного типов используют для сварки в углекислом газе.

В настоящее время наряду с указанными типами порошковой проволоки промышленность выпускает боль­шое количество марок проволок для сварки и наплавки сталей, сварки с принудительным формированием металла шва, наплавки бронзы, меди и медно-никелевых сплавов на сталь и др.

В табл. 6 приведены ха­рактеристики некоторых ти­пов самозащитных порош­ковых проволок.

В качестве плавящихся электродов для автоматиче­ской наплавки под слоем флюса размеров и для получения небольшого провара основ­ного металла применяют элек­тродную ленту различного химического состава (в за­висимости от назначения) толщиной 0,2—1,0 мм и ши­риной 15—100 мм. В послед­нее время все большее при­менение находит порошковая лента (рис. 43). Порошковая лента сохраняет достоинства электродной ленты и увели­чивает диапазон возможнос­тей по легированию наплав­ленного металла. Разра­ботана порошковая лента, позволяющая получить на­плавку, содержащую до 50% легирующих элементов.

Неплавящиеся электрод­ные стержни служат для под­вода тока к зоне дуги. Они изготовляются из электро­технического угля или син­тетического графита и из вольфрама.

Угольные и графитовые электроды (ГОСТ 4425—72, ГОСТ 4426—71) имеют вы­сокую температуру плавле­ния и кипения при малой теплопроводности. Изготов­ляются они в виде цилинд­рических стержней диамет­ром 5—25 мм, длиной

200—300 мм. Конец электродов затачивается под конус.

Электропроводность графитовых электродов почти в 3 раза больше угольных, и они обладают большей стой­костью против окисления на воздухе при больших тем­пературах, что заметно снижает удельный расход графи­товых электродов и позволяет применять повышенные плотности тока.

Часто для обеспечения более устойчивого горения дуги центральная часть электродов (фитиль—канал) за­полняется порошкообразной массой, содержащей легко- ионизирующие вещества.

Вольфрамовые элек­троды находят широкое применение для сварки, что обусловлено высо­кими теплофизическими свойствами вольфрама: его температура плав­ления 4500 °С, а тем­пература кипения

5900 °С при хорошей тепло - и электропро­водности.

Вольфрамовые элек­троды изготавливают из чистого вольфрама марки ЭВЧ, с присадкой окиси лантала La203, электроды марок ЭВЛ-10 и ЭВЛ-20, с присадкой окиси иттрия Y303 и металли­ческого тантала Та электроды марки ЭВЙ-30. Цифры в обозначении марки вольфрамового электрода указывают количество активизирующей присадки в десятых долях процента.

Наличие этих добавок (2—3 %) обеспечивает зажига­ние дуги, улучшает устойчивость дугового разряда и по­вышает стойкость электрода, чго позволяет значительно увеличивать плотность тока.

Электроды из чистого вольфрама обычно применяют для сварки переменным током, а электроды из вольф­рама с активизирующими присадками — как для сварки переменным, так и постоянным током прямой и обрат­ной полярности.

Наилучшими сварочными характеристиками обладают вольфрамовые электроды с присадкой 3 %-ной окиси иттрия.

Итерированные электроды превосходят торированные и лантанироваиные и дают возможность работать на от­носительно больших плотностях тока при меньшем рас­ходе вольфрама.