Сварочные электроды

Электроды изготавливаются из электропроводного материала и предназначены для подвода электрического тока к месту сварки. Виды электродов:

• металлические – стальные, чугунные, медные, латунные, вольфрамовые, бронзовые и др.;
• неметаллические (неплавящиеся) – угольные и графитовые электроды.
  • плавящиеся металлические электроды – покрытые и комбинированные электроды, сварочные пластины и ленты сплошного сечения;
  • неплавящиеся металлические электроды – электродные стержни из вольфрама, электроды для контактной сварки;

Покрытые электроды для ручной дуговой сварки

Покрытые электроды для ручной сварки представляют собой стержни длиной, как правило, от 250 до 700 мм, изготовленные из сварочной проволоки с нанесенным на нее слоем покрытия. Один из концов электрода длиной 20–30 мм не имеет покрытия для его крепления в электрододержателе.

 

 

 

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.

 

Сварочные электроды должны обеспечивать:

• устойчивое горение дуги, равномерное плавление металла и стабильный перенос его в сварочную ванну;
• достаточную защиту расплавленного электродного металла и металла сварочной ванны от воздуха;
• получение металла шва требуемого химического состава и механических свойств;
• хорошее формирование шва, минимальные потери на угар и разбрызгивание;
• возможно высокую производительность процесса сварки;
• хорошую отделимость и легкую удаляемость шлака с поверхности шва;
• достаточную стойкость покрытий против механических повреждений (осыпание, откалывание при относительно легких ударах, в процессе нагрева электрода при сварке и др. ) и недопустимость резкого ухудшения свойств в процессе хранения;
• минимальную токсичность газов, выделяющихся при сварке, соблюдение санитарно-гигиенических норм.

Данные требования обеспечиваются благодаря подбору компонентов покрытия электрода. Вещества, из которых состоит покрытие, можно разделить на следующие группы.

Газообразующие компоненты

 обеспечивают газовую защиту зоны сварки от воздуха. При нагревании они разлагаются с выделением газов, вытесняющих воздух. В качестве газообразующих компонентов обычно выступают вводимые в покрытие минералы (мрамор, магнезит) или органические вещества (мука, крахмал, декстрин).

Шлакообразующие компоненты обеспечивают шлаковую защиту расплавленного и кристаллизующегося металла от воздуха. При расплавлении они образуют шлак, который всплывает на поверхность сварочной ванны. Шлаком также покрыты капли электродного металла. Шлакообразующие компоненты (кислые окислы SiO₂, TiO₂, Al₂O₃; основные окислы CaO, MnO, MgO; галогены CaF₂) содержатся в мраморе, граните, гематите, кварцевом песке, рудах, ильменитовом и рутиловом концентрате.

Раскисляющие компоненты позволяют восстановить часть металла, находящегося в сварочной ванне в виде оксидов. К ним относятся железосодержащие соединения – ферромарганец, ферротитан и ферросилиций.

Стабилизирующие компоненты обеспечивают стабильное горение дуги за счет присутствия в них элементов с низким потенциалом ионизации – натрия, калия, кальция и др. Последние содержатся в мраморе, меле, полевом шпате, кальцинированной соде, поташе и других веществах.

Легирующие компоненты придают металлу шва дополнительные свойства, например, повышенную прочность, коррозионную стойкость и др. Добавляются в покрытие в виде железосодержащих сплавов – феррохрома, ферротитана, феррованадия. Основным способом легирования металла шва является легирование через стержень электрода, дополнительным – через покрытие.

Связующие компоненты связывают порошковые материалы покрытия в однородную массу.

Чаще всего в качестве связующих используется натриевое (Na₂Si0₂) или калиевое (K₂Si0₂) жидкое стекло. После высыхания оно цементирует покрытие. Для улучшения формовочных свойств покрытия в его состав вводятся пластификаторы – бентонит, каолин, декстрин, слюда.

Добавление в покрытие железного порошка (до 60% от массы покрытия) позволяет повысить производительность сварки.

Некоторые материалы покрытия выполняют несколько функций. Например, мрамор является газообразующим, шлакообразующим и стабилизирующим минералом.

Покрытия сварочных электродов

Электродные покрытия могут создаваться по-разному. В одних возможно преобладание газообразующих компонентов, в других – шлакообразующих. В качестве газообразующих компонентов могут применяться минералы или органические соединения. Выведение из металла шва водорода может осуществляться с помощью фтора или кислорода. В различной степени может выполняться очистка металла шва от нежелательных включений, в том числе от фосфора и серы.

В зависимости от используемого подхода выделяют четыре базовых типа покрытия.

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 из-за 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:

CaF₂ + H₂O → CaO + 2HF
2CaF₂ + 3SiO₂ → 2CaSiO₃ + SiF₄
SiF₄ + 3H → SiF + 3HF

Из-за 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 из-за 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.

 

 

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 пластичноcть и ударная вязкость металла шва из-за 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%) из-за 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. Обозначение покрытий сварочных электродов

Тип покрытия	Обозначение по ГОСТ 9466-75	Международное обозначение ISO	Старое обозначение по ГОСТ 9467-60
кислое	А	A	Р – руднокислое
основное	Б	B	Ф – фтористокальциевое
рутиловое	Р	R	Т – рутиловое (титановое)
целлюлозное	Ц	C	О – органическое
смешанные покрытия
кислорутиловое	АР	AR
рутилово-основное	РБ	RB
рутилово-целлюлозное	РЦ	RC
прочие (смешанные)	П	S
рутиловые с железным порошком	РЖ	RR

Тип сварочного электрода характеризует свойства металла шва. Для конструкционных сталей – это механические свойства (временное сопротивление разрыву, ударная вязкость, относительное удлинение, угол загиба), для легированных сталей со специальными свойствами (теплоустойчивые, жаропрочные, коррозионно-стойкие и др.) – химический состав (содержание углерода, кремния, хрома, марганца, никеля и других элементов). Обозначение типа электрода (регламентируется ГОСТ 9467-75 и ГОСТ 10052-75) содержит букву «Э», после которой ставится временное сопротивление на разрыв δ_В(кг/мм²). Например, «Э46А» означает, что металл, наплавленный этими электродами, имеет прочность 46 кг/мм² (460 МПа) и улучшенные пластические свойства. Для сварки легированных конструкционных сталей повышенной и высокой прочности тип электрода может быть Э70, Э85, Э100, Э125, Э150.

Примеры обозначений типа электрода для сварки сталей со специальными свойствами:

• «Э09Х2М» – в металле шва содержится примерно 0,09% углерода, 2% хрома, 1% молибдена;
• «Э10Х25Н13Г2Б» – в металле шва содержится примерно 0,1% углерода, 25% хрома, 13% никеля, 2% марганца, 1% ниобия.

Электроды покрытые

Электроды рекомендуют использовать при сварке, ремонте стальных конструкций из металла толщиной до 20 мм. Они позволяют выполнять сварку стыковых соединений с повышением зазором, а также при наличии на свариваемых кромках ржавчины, окалины и других поверхностных загрязнений.

Электроды АНО-36 отличаются легким начальным и повторным зажиганием, мягким и стабильныма горением дуги, обеспечивают малые потери металла от разбрызгивания, равномерное плавление покрытия, отличное формирование металла шва, легкую отделимость шлаковой корки. Электроды малочувствительны к качеству подготовки кромок, наличию ржавчины и других поверхностных т тзагрязнений. Электроды имеют герметическую трехслойную (полиэтилен-картон-полтэтилен) упаковку.

Транспортная тара – деревянные поддоны, обернутые стрейч-пленкой и затянутые полипроопиленовой лентой.

Электродное производство специализируется на изготовлении электродов для ручной дуговой сварки, используемых при сварке конструкций из углеродистых, низколегированных и высоколегированных сталей, а также для сварки чугуна и наплавки поверхностей с особыми свойствами.

Для изготовления электродов применяется проволока сварочная по ГОСТ 2246-70 следующих марок: Св-08, Св-08А, Св-08АА, Св-ЗОХ25Н16Г7, Св-01Х19Н9, Св-04Х19Н9 Св-07Х19Н10Б, Св-04х19Н11МЗ, Св-07Х25Н13, Св-06Х19Н10МЗТ. Технические требования к электродам приведены в таблице 1,2.

Упаковка электродов

Электроды упаковываются в коробки из картона для потребительской тары или равноценного ему по характеристикам и по согласованию с потребителем с последующей упаковкой каждой коробки в термоусадочную полиэтиленовую пленку.

Коробки с электродами укладываются или в ящики из гофрированого картона или в крупногабаритные деревянные ящики массой не более 1 100 кг.

Ящики из гофрированного картона пакетируются па деревянных поддонах размером 800×1200 мм с помощью металлической ленты.

Качество электродов

Качество электродов марок УОНИ-13/45, УОНИИ-13/45А, УОНИ-13/45СМ УОНИ-13/55, АНО-ТМ, УОНИ- 13/55М,УОНИ-13/55СМ подтверждено сертификате ом Морского Регистра Судоходства России, а марок УОНИ-13/55, УОНИИ- 13/45А и АНО-ТМ сертификатом Морского Регистра Ллойда (Англия).

Покрытые электроды для дуговой сварки и наплавки

S 3. СВАРОЧНЫЕ ПОКРЫТЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ и НАПЛАВКИ  [c.92]

ПОКРЫТЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ И НАПЛАВКИ  [c.24]

Стальной электрод для дуговой сварки и наплавки состоит из проволочного стержня, покрытого специальной обмазкой. Различают тонкие или стабилизирующие покрытия (обмазки) и толстые или качественные.  [c.190]

Электроды с толстым покрытием для дуговой сварки и наплавки конструкционной и легированной стали  [c.182]

Стальные электроды применяются при дуговой электрической сварке конструкционных, легированных сталей, сталей с особыми свойствами, при сварке чугунов и при наплавке. Металлические электроды для дуговой сварки черных металлов разделяются по свойствам покрытий на электроды с ионизирующим покрытием (тонкопокрытые) и электроды с защитным покрытием (толстопокрытые), которые способны наряду с защитой значительно легировать металл шва, меняя химический состав и механические свойства наплавленного металла.  [c.31]

Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки и наплавки. В соответствии с ГОСТ 9466—75 электроды подразделяют по назначению (буквами дано условное обозначение)  [c.330]

Электроды для ручной дуговой сварки и наплавки представляют собой металлические стержни из сварочной проволоки по ГОСТ 2246—70, покрытые обмазками различного назначения. При восстановлении деталей автомобилей чаще всего используют проволоку из малоуглеродистой стали марок Св-08 и Св-08А.  [c.93]

Наиболее распространенные компоненты покрытий электродов для ручной дуговой сварки и наплавки  [c. 93]

Ручную дуговую сварку и наплавку применяют для устранения небольших повреждений и восстановления деталей сложной формы. Электродом при ручной сварке и наплавке служит стальной стержень с покрытием (обмазкой).  [c.119]

Покрытые электроды для ручной дуговой сварки и наплавки  [c.66]

Электроды для дуговой сварки. Электроды должны иметь паспорт, в котором указываются его марка, тип и назначение, марки свариваемой стали и электродной проволоки, состав или группа покрытия, род тока, рекомендуемые режимы сварки, механические свойства металла шва, коэффициент наплавки, режимы сушки и Термообработки.  [c.346]

Металлические электроды для дуговой сварки изготовляют Б соответствии с ГОСТ 9466—75 Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки. Классификация, размеры и общие технические требования . Установленные этим ГОСТом размеры электродов следующие  [c.141]

Покрытые металлические электроды для сварки и наплавки являются важнейшим и наиболее используемым видом сварочных материалов. Несмотря на интенсивное развитие механизированных и автоматических видов сварки, преобладающим способом изготовления сварных конструкций, как в нашей стране, так и за рубежом является дуговая сварка покрытыми металлическими электродами. В общем объеме производства сварных конструкций около 60 % изготовляется с применением ручной дуговой сварки.  [c.98]

ГОСТ на электроды. Общие требования ко всем металлическим плавящимся электродам для сварки стали и наплавки определяются ГОСТ 9466—60 Электроды металлические плавящиеся для дуговой сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей . Длина электродов устанавливается в зависимости от диаметра металлического стержня и состава проволоки. Установлены следующие длины электродов (в мм) 225—250 350 400—450, Предусмотрены два типа электродов закрепляемые в электрододержателе, имеющие конец длиной 30 мм, очищенный от покрытия привариваемые к электроде-держателю, имеющие покрытие по всей длине стержня. Отклонения по длине допускаются при ручной обмазке 7 мм, при машинной 3 мл1 Покрытие располагается строго концентрично стержню. Допускаемые разности толщин установлены для диаметров электродов соответственно (в мм) 1,6—0,05 2,0—0,08 2,5—0,10 3,0—0,15 4,0—0,20 5,0—0,25 6,0 и более —0,30.  [c.61]

Металлические электроды, предназначенные для дуговой сварки, наплавки и резки металлов, как правило, имеют специальные покрытия (обмазки). Назначение покрытий—повышение устойчивости или стабилизации сварочной дуги п улучшение качества наплавленного металла.  [c.127]

В соответствии с действующими стандартами покрытые электроды для ручной дуговой сварки сталей и наплавки классифицируются по различных признакам.  [c.44]

Размеры и общие технические требования на покрытые металлические электроды для ручной дуговой сварки сталей и наплавки поверхностных слоев из сталей и сплавов приведены в ГОСТ 9466-75.  [c.24]

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами. Учитывая требования к свойствам сварного соединения, выбирается тип электрода, затем (см. гл. 2) по справочным данным или паспорту на электроды, где приводятся их технологические и другие показатели, с учетом условий выполнения сварки и имеющихся источников сварочного тока выбирается марка электрода. Часто выбор марки электродов производится сразу по их паспортным данным. В паспорте на электроды приводятся сведения о их назначении, типичные химический состав и механические свойства металла шва, технологические особенности сварки, рекомендуемые род и сила сварочного тока, производительность наплавки, расход электродов и др. Следует помнить, что химический состав металла шва по его длине изменяется. Это связано с нагревом электрода по мере его расплавления, а значит с изменением скорости его расплавления, т.е. изменяется уо. Геометрические размеры швов задаются по соответствующим ГОСТ или ТУ. Точность их исполнения зависит от квалификации сварщика и проверяется специальным шаблоном. При сварке многопроходных швов стыковых соединений первые проход (корневой) должен выполняться электродами диаметром 3. .. 4 мм для удобства провара корня шва. Следует иметь ввиду, что максимальная площадь поперечного сечения металла шва, наплавленного за один проход 30. .. 40 мм . При сварке угловых швов, за один проход, рекомендуется выполнять швы с катетом 8. .. 9 мм. При необходимости выполнения швов с большим катетом применяется сварка за два прохода и более.  [c.242]

Структура условного обозначения покрытых металлических электродов для ручной дуговой наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами установлена ГОСТ 9466-75 такой же, как и электродов для сварки сталей (рис. 4.5).  [c.174]

Стандарт DIN 8555 регламентирует обозначение электродов для наплавки одновременно для щести основных видов сварки плавлением, а не только покрытых металлических электродов для ручной дуговой наплавки, как по ГОСТ 10051-75, поэтому в обозначении не указывают вид покрытия, род и полярность тока. Для каждого вида сварки устанавливают свой буквенный индекс (табл. 4. 47).  [c.175]

Размеры и общие технические требования на покрытые металлические электроды для ручной дуговой сварки сталей и наплавки приведены в ГОСТ 9466—75.  [c.23]

Электроды покрытые металлические для ручной дуговой наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами 24 —для ручной дуговой сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей —= Назначение 25, 26 — Типы 23, 24  [c.557]

Эти металлы и сплавы приобретают все большее значение как конструкционные материалы. Вольфрам и молибден применяют для производства электро- и радиоламп, высоковольтных выпрямителей, рентгеновской, радио- и сварочной аппаратуры, электровакуумных приборов и пр. Из проволоки и прутков вольфрама изготовляют электроды горелок для аргоно-дуговой сварки, а из молибдена — электроды для плавки стекла, так как последний наиболее устойчив против жидкого стекла. Из лент и проволоки вольфрама и молибдена изготовляют нагревательные элементы для электропечей, способные работать при 1800—3000° С. Сплавы вольфрама и молибдена используют для рабочих частей контактов электроаппаратуры и термопар, а также для нанесения покрытий (наплавкой и напылением) на рабочие части изнашивающихся деталей машин, штампов и др. Чистый ванадий применяют в рентгеновских трубках, генераторных лампах.  [c.173]

Сварочная проволока и электроды. Качество наплавленного материала и производительность процесса сварки или наплавки во многом определяются материалом электродов и их покрытий. В зависимости от способа сварки применяют сварочную проволоку, плавящиеся и неплавящиеся электродные стержни, пластины и ленты. Наибольшее применение в качестве электродного материала находит выпускаемая промышленностью электродная сварочная проволока. При механизированных способах сварки ее используют без покрытия, а для ручной дуговой сварки проволоку рубят на стержни длиной 350…400 мм и на их поверхность наносят покрытие. Плавящийся стержень с нанесенным на его поверхность покрытием называют сварочным электродом.  [c.71]

ГОСТ 9466—75 на электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки устанавливает некоторые характеристики электродных покрытий. По толщине нанесенного покрытия электроды подразделяются с тонким покрытием М при отношении 0/(1) ],2 (Д —диаметр электрода с покрытием, ё — диаметр стержня) со средним покрытием С при (Д/с ) 1,45 с толстым покрытием Д при (/)/й()> (1,45—1,8) с особо толстым покрытием Г при ОМ) >1,8.  [c.134]

Наплавку меди или бронзы на стальные, медные и бронзовые детали осуществляют ручной дуговой сваркой покрытыми электродами, дуговой сваркой в инертных газах неплавящимися вольфрамовыми электродами и угольными электродами с применением защитного флюса, нанесенного на присадочный пруток. Для наплавки используют электроды со стержнем из меди или бронзы. Применяют электроды марки К-100 ( Комсомолец-100 ) со стержнем из меди М1 и покрытием, замешанным на жидком стекле и состоящим из ферромарганца (47,5%), полевого шпата (12,5 %), плавикового шпата (15 %) и кремнистой меди (20%). Этими электродами сваривают медные детали между собой или выполняют наплавку меди на сталь.  [c.262]

Классификация электродов. Классификацию и размеры электродов, технические требования к ним, правила приемки, методы испытаний, упаковку, транспортирование и хранение электродов для ручной дуговой сварки сталей и наплавки устанавливает ГОСТ 9466—75 ( Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки ).  [c.104]

Голландская фирма Филипс в 1946—1947 гг. начала изготовлять электроды с железным порошком в покрытии для сварки методом опирания. Такие же электроды, с содержанием 30—бО /о железного порошка, выпускаются в США, Англии, Франции, Бельгии и других странах. Они пользуются большим спросом, так как обладают повышенным коэффициентом наплавки и, следовательно, позволяют значительно повысить производительность ручной дуговой сварки (в некоторых случаях на 150— 180 /о) по сравнению со сваркой обычными электродами.  [c.90]

Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки.  [c.35]

ГОСТ 9466-75 в ред. 1997 г. распространяется на изготовленные способом опрессовки покрытые металлические электроды для ручной дуговой сварки сталей и наплавки поверхностных слоев из сталей и сплавов. Стандарт не распространяется на электроды для наплавки поверхностных слоев из цветных металлов и их сплавов.  [c.35]

Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки. Классификация, размеры и общие технические требования  [c.458]

Классификация стальн.ых покрытых элек-т р о д о в. Металлические электроды для дуговой сварки сталей и наплавки изготовляют в соответствии с ГОСТ 9466-75 Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки. Классификация, размеры и общие технические требования . Стальные покрытые электроды для ручной дуговой сварки и наплавки подразделяются по назначению (ГОСТ 9467-75)  [c. 50]

При сварке чугунных деталей применяют как газовую (для сложных деталей горячую с температурой нагрева 600—650° С), так и электродуговую (обычно холодную) сварку. Для растворения тугоплавких окислов при газовой сварке применяют флюсы. При холодной дуговой сварке используют специальные электроды и обмазки. С целью уменьшения отбела металла при сварке деталей из серого и ковкого чугуна применяют также газовую пайку присадочными прутками из цветных сплавов, имеющих температуру плавления ниже, чем у чугуна. Типы и марки электродов, сварочной проволоки и присадочных прутков, гзриме-няемых для сварки, наплавки и пайки автомобильных деталей из серого и ковкого чугуна, приведены в табл. 85. В табл. 86 дз1.ы составы покрытий специальных электродов для сварки чугуна, в табл. 87 указан химический состав чугунных присадочных прутков, а в табл. 88 — компоненты наиболее распространенных флюсов, применяемых для газовой сварки и наплавки чугунных деталей.  [c.107]

На металлические электроды для ручной дуговой сварки и наплавки в стране действует четыре стандарта. ГОСТ 9466—75 содержит классификацию, размеры, технические требования, правила приемки, методы испытаний, требования к упаковке, маркировке, транспортировке и хранению электродов, гарантии изготовителя и требования безопасности. ГОСТ 9467—75 устанавливает требования к механическим свойствам наплавленного металла и содержанию в нем серы и фосфора, к металлическим покрытым электродам для ручной дуговой сварки углеродистых, низколегированных, легированных конструкционных и легированных теплоустойчивых сталей. Большое разнообразие электродных покрытий не позволило взять их за основу классификации электродов. По указанному стандарту электроды классифицируют по типу, который обозначается буквой Э и цифрами, характеризующими минимально гарантируемое временное сопротивление наплавляемого металла электродами данного типа. Например, тип электродов Э46 и Э50А обозначает, что минимальное временное сопротивление соответственно равно 460 и 500 МПа. Буква А указывает, на то, что электрод данного типа обеспечивает более вы-  [c. 57]

Условное обозначение электродов для дуговой сварки сталей и наплавки состоит из обозначения марки и типа электрода, диаметра стержня и номера стандарта. В условном обозначении электродов для сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей указан также вид покрытия. Например, условное обозначение электрода АНО-7 Э50А-5,0-Ф ГОСТ 9467—60 расшифровывается следующим образом АНО-7 — марка электрода Э50А — тип электрода (Э — электрод для дуговой сварки, 50 — минимальное гарантируемое временное сопротивление металла шва в кгс/мм А — гарантирование получения повышенных пластических свойств металла шва) 5,0 — диаметр электродного стержня в мм Ф — фтористо-кальциевое покрытие ГОСТ 9467—60— номер стандарта на данный электрод.  [c.308]

Покрытые электроды. Для наплавки различных деталей применяют электроды, предназначенные для сварки различных сталей и сплавов, и специальные электроды. Общие технические требования к металлическим электродам для дуговой сварки сталей и наплавки регламентированы ГОСТ 9466—60. ГОСТ 10051—62 предусматривает 25 типов электродов, например ЭН-14Г2Х, ЭН-У30Х28С4Н4 и др. В основу деления электродов на типы положен конкретный химический состав наплавленного металла. Каждому типу может соответствовать несколько марок электродов, отличающихся составом стержня, покрытия и сварочно-технологическими свойствами.  [c.711]

Стальные покрытые электроды для ручной дуговой сварки также подразделяются по назначению. Для сварки низколегированных и конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 60 кгс/мм , имеют обозначение У. Для сварки легированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву свыше 60 кгс/мм , обозначаются — Л. Для сварки легированных теплоустойчивых сталей — Т. Сварка высоколегированных сталей с особыми сво 1ствами — В. Для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами — Н.  [c.152]

Для различных пар металлов применяют сварку плавлением и наплавку дуговую в среде заищгных газов неплавящимся и плавящимся электродом, плазменной струей, электродами с толстым покрытием (типа Д), под слоем флюса, электронно-лучевую, лазерную.  [c.485]

Электроды для сварки алюминий и его сплавов. Ручную дуговую сварку чистого алюминия выполняют электродами марки ОЗА-1. Стержень изготавливается из алюминиевой проволоки марки АД-1 или АВ-2Т. Покрытие тгроскопично, поэтому перед сваркой электроды следует просушить при 160— 200°С в течение 2 ч. Коэффициент наплавки равен 6,25—6,5 т/А-ч. Для сварки литейных алюминиево-кремнистых сплавов АЛ-  [c.97]

Подготовка к дуговой С. Дуговая. С., как и С. газовым пламенем, применяется для соединений стыковыми и галтельными швами и для наплавочных работ. Подготовка к сварке производится таким же путем, как и при газовой сварке, но для образования сварочнога угла достаточен скос каждой кромки в 30°. Только в случае применения покрытых электродов при С. более толстых листов делают скосы под ббльшими углами в целях более легкого удаления шлаков при С. потолочной с применением таких электродов доходят даже до общего угла в 120°. Для предупреждения перекоса листов при дуговой С. их предварительно сваривают по длине через определенные промежутки. Сначала сваривают листы в обоих концах шва, затем в середине, после чего С. производится каждый раз посредине между каждыми двумя последними сваренными точками так поступают до тех пор, пока расстояние между каждыми двумя соседними сваренными пунктами не составит всего 15 см. Если в целях прихватки листов производят С. точками подряд, начиная с одного конца шва, то-вследствие неравномерного нагрева листов может произойти разрыв шва. При С. галтель-ным швом и при наплавке (где дуговая С. является особенно пригодной) других каких-либо подготовительных мероприятий, кроме очистки сварочных поверхностей, не требуется.  [c.114]

---

Электроды Покрытые коды ТН ВЭД (2020): 8515391800, 8515399000, 8515310000

Аппараты для ручной сварки покрытыми электродами, инверторные,	8515391800
Машины и аппараты для дуговой сварки металлов, полуавтоматические; для ручной сварки покрытыми электродами, укомплектованные приспособлениями для сварки,	8515399000
Установка для автоматической наплавки твердосплавного покрытия при помощи газовой дуговой сварки металлическим электродом для промышленности, серийный номер E0429210.	8515310000
СВАРОЧНЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ДУГОВОЙ РУЧНОЙ СВАРКИ ПОКРЫТЫМИ ЭЛЕКТРОДАМИ	8515391300
Трансформатор для питания одного поста переменным током 50 Гц при ручной дуговой сварке (резке и наплавке) на переменном токе малоуглеродистых и низколегированных сталей покрытыми электродами типа АНО-4, АНО-6,АНО-24,МР-3	8504320002
Оборудование электросварочное: аппараты для ручной сварки покрытыми электродами, аппараты для аргонодуговой сварки, аппараты для полуавтоматической сварки,	8515391800
Оборудование для ручной сварки покрытым электродом: выпрямители инверторные, напряжение 230В «MOST»,	8515391800
Оборудование для сварки: аппарат для ручной дуговой сварки штучными электродами с покрытием	8515399000
Установка дозировки порошкообразных материалов покрытия электродов для дуговой сварки и наплавки	8423829000
Оборудование электросварочное промышленное: Аппарат для ручной электросварки металлов покрытыми электродами	8515391300
СВАРОЧНЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ДУГОВОЙ РУЧНОЙ СВАРКИ ПОКРЫТЫМИ ЭЛЕКТРОДАМИ, ПОСТАВЛЯЕМЫЕ С ТРАНСФОРМАТОРАМИ, В МЕТАЛЛИЧЕСКОМ КОРПУСЕ	8515391300
Аппаратура для нанесения гальванических покрытий: электрод-карандаш	8543300000
МАШИНА СВАРОЧНАЯ-ИНВЕРТОР РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ ПЛАВЯЩИМСЯ ПОКРЫТЫМ ЭЛЕКТРОДОМ	8515391800
Оборудование электросварочное промышленное: сварочные установки для ручной сварки покрытыми электродами,	8515391300
Оборудование для физико-механической обработки материалов: комплексы для опрессовки покрытых металлических электродов,	8479899708
Оборудование сварочное: аппарат плазменно-дуговой сварки покрытыми электродами, сварочный комплекс (трактор) для автоматической дуговой сварки,	8515391800
Оборудование сварочное: аппарат сварочный для ручной дуговой сварки металлов покрытыми плавящимися электродами, со встроенным трансформатором,	8515391300
машины и аппараты для дуговой сварки: АППАРАТЫ ДЛЯ РУЧНОЙ ИНВЕРТОРНОЙ АРГОННО-ДУГОВОЙ СВАРКИ НЕПЛАВЯЩИМСЯ(ВОЛЬФРАМОВЫМ) ПОКРЫТЫМ ЭЛЕКТРОДОМ,	8515391800

Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки

Наименование	Кол-во	Цена за ед.	Стоимость, ₽
Электроды ОЗЛ-6-4,0 ОКПД2 25.93.15.120   Электроды с покрытием	20 кг	563,33	11 266,60
Электроды ОЗЛ-6-3,0 ОКПД2 25. 93.15.120   Электроды с покрытием	40 кг	570,00	22 800,00
Электроды АНО-21-2,0 ОКПД2 25.93.15.120   Электроды с покрытием	12 кг	183,33	2 199,96
Электроды УОНИ 13/55-3,0 ОКПД2 25. 93.15.120   Электроды с покрытием	100 кг	118,67	11 867,00
Электроды ЦЛ-11-4,0 ОКПД2 25.93.15.120   Электроды с покрытием	15 кг	500,00	7 500,00
Электроды АНО-21-3,0 ОКПД2 25. 93.15.120   Электроды с покрытием	200 кг	120,67	24 134,00
Электроды ЦНИИН-4-4,0 ОКПД2 25.93.15.120   Электроды с покрытием	300 кг	550,00	165 000,00
Электроды Т-590-5,0 ОКПД2 25. 93.15.120   Электроды с покрытием	20 кг	183,33	3 666,60
Электроды ОЗЛ-25-4,0 ОКПД2 25.93.15.120   Электроды с покрытием	40 кг	3 250,00	130 000,00
Электроды АНО-4-3,0 ОКПД2 25. 93.15.120   Электроды с покрытием	200 кг	118,00	23 600,00
Электроды ОЗЛ-25Б-4,0 ОКПД2 25.93.15.120   Электроды с покрытием	40 кг	3 166,67	126 666,80
Электроды ОЗАНА-2-5,0 ОКПД2 25. 93.15.120   Электроды с покрытием	4 кг	1 386,67	5 546,68
Электроды ЦЛ-11-3,0 ОКПД2 25.93.15.120   Электроды с покрытием	30 кг	510,00	15 300,00
Электроды ОЗЛ-25Б-3,0 ОКПД2 25. 93.15.120   Электроды с покрытием	50 кг	3 166,67	158 333,50
Электроды УОНИ 13/45-4,0 ОКПД2 25.93.15.120   Электроды с покрытием	70 кг	118,00	8 260,00
Электроды ОЗЛ-25-3,0 ОКПД2 25. 93.15.120   Электроды с покрытием	10 кг	3 250,00	32 500,00
Электроды АНО-4-5,0 ОКПД2 25.93.15.120   Электроды с покрытием	100 кг	116,67	11 667,00
Электроды АНО-21-4,0 ОКПД2 25. 93.15.120   Электроды с покрытием	250 кг	119,33	29 832,50
Электроды АНО-4-4,0 ОКПД2 25.93.15.120   Электроды с покрытием	500 кг	116,67	58 335,00
Электроды УОНИ 13/55-4,0 ОКПД2 25. 93.15.120   Электроды с покрытием	150 кг	117,33	17 599,50

Электроды с покрытием — типы, назначение, сферы применения

Дуговая сварка с покрытыми металлическими электродами уже больше ста лет является самым эффективным и удобным способом получения соединений металлических деталей путем их сваривания. Роль электродов – в сварочной цепи выступать передатчиком электрического тока от аппарата к свариваемому изделию. Производятся электроды и- проволоки специального состава, которую маркируют СВ08Г2С или СВ08А.

Немного истории

Патент на первые покрытые электроды был получен шведским инженером Оскаром Кельбергом, который впервые стал покрывать электроды из металла не проводящим электрический ток материалом, к тому стойким к высоким температурам. Тем не менее, первые покрытые электроды в промышленности стали применяться только в 1928 году. Они были покрыты порошкообразным веществом на клеящем растворе. В нашей стране электроды с покрытием внедрял Ленинградский институт металлов и его руководитель А.Горячевым. Поэтому первые советские электроды выпускались под маркировкой ЛИМ.

Сегодня на рынке электродуговой сварки представлено более 500 марок электродов с самыми разными покрытиями, каждое из которых имеет свое назначение. Самые востребованные покрытия таких типов:

•    кислые;

•    основные;

•    ильментиновые;

•    рутиловые;

•    целлюлозные;

•    смешанные.

Кислые электроды (с кислым покрытием)

В покрытии присутствуют оксиды кремния или алюминия и ферромарганец, а для газовой защиты  в состав включены декстрин и крахмал. Преимущество этого типа электродов в том, что ими можно варить заржавленный и корродированный металл. Благодаря эффективной дегазации в ванне расплава в сварных швах отсутствует пористость и они получаются достаточно прочными. Недостаток электродов с кислым покрытием в том, что сварной шов насыщается кислородом и в него  попадают неметаллические включения. Это приводит к снижению ударной вязкости и  возможности появления «горячих» и кристаллизационных трещин, поэтому их не применяют на ответственных конструкциях. Еще один минус кислых электродов – высокая токсичность газов по причине высокого содержания соединений марганца.

Электроды с основным покрытием

Такое покрытие еще называется низководородным. В состав покрытия входят такие компоненты: карбонаты (мел, мрамор), фтористые соединения (плавиковый шпат), ферросплавы. Такие электроды применяют для сварки постоянным током с обратной полярностью. Чтобы применять их для сварки переменным током, то надо выбирать модели, в покрытии которых есть жидкое стекло или поташ. Для сварки применяется короткая дуга. Свариваемые поверхности надо тщательно подготовить – очистить от загрязнений, ржавчины и высушить. Шов отличается высокой устойчивостью нагрузкам, полным отсутствием кристаллизационных и «горячих» трещин. А еще эти швы не подвержены старению. Сами электроды очень чувствительны к влаге и перед применением их обязательно надо высушить. Применяют основные электроды для сваривания ответственных швов, в том числе на металлоконструкциях с толстым сечением, а также, сталей, содержащих повышенную концентрацию фосфора и серы.

Рутиловое покрытие электродов

Основа его – рутиловый концентрат (природный диоксид титана), а также, небольшие включения мрамора, магнезита, шпата, каолина и некоторых органических соединений. Сварка такими электродами дает самые стойкие к образованию трещин швы. Кроме того, такое покрытие обеспечивает очень стабильную сварку переменным током короткой и длинной дугой, низкое разбрызгивание металла, красивую форму шва. Рутиловые электродами можно сваривать окисленные, корродированные и неочищенные поверхности. Применение – сложные сварки, в том числе, угловые, пространственные, в конструкциях, подвергаемых большим нагрузкам.

Ильментиновые электроды

Это промежуточный вариант между кислыми и рутиловыми электродами. Основа – ильменитовый концентрат (природное соединение диоксидов титана и железа). При сварке выделяется мало газов, а качество шва достаточно высокое. Используются такие электроды для сварки низкоуглеродистых сталей во всех пространственных положениях.

Электроды с целлюлозным покрытием

В состав обмазки включают органические компоненты – почти 50%. Чаще всего – это целлюлоза. Из неорганических элементов применяют рутил, марганец, некоторые  другие. Шлака образуется мало, так как концентрация защитного газа достаточно высокая. Сфера применения достаточно широкая: сварка переменным током конструкций без предварительной подготовки. Этими электродами можно проваривать вертикальные швы сверху вниз и наоборот. Минус – из-за высокой концентрации кислорода в сварной ванне качество шва снижено в сравнении с рутиловыми электродами.

Электроды со смешанным покрытием

Покрытия смешанного типа – это сочетание основного рутилового компонента с различными добавками. Это позволяет улучшить характеристики рутиловых электродов в зависимости от сферы применения и повысить качество шва.

Поделитесь информацией

Покрытие электродов

— обзор

2.5 Ограничения на создание газовой защиты в самозащитных проводах

Ингредиенты минерального флюса, используемые для создания газовой защиты (например, CaCO ₃ ), находятся на внешней стороне сердечника проволоки флюса. покрытый электрод, но они находятся внутри оболочки трубчатого электрода. Как показано в Таблице 2.4, карбонаты, обычно используемые в покрытиях электродов (CaCO ₃ и MgCO ₃ ), разлагаются и выделяют CO2 при относительно низких температурах (в среднем около 600 ° C), и давление газа, создаваемое внутри трубки, имеет тенденцию к раздувать плавящуюся оболочку, вызывая разбрызгивание. Сообщалось (10, 17, 18, 21), что разбрызгивание увеличивается с увеличением зависимости от создания газовой защиты с помощью самозащитных проводов. Это накладывает серьезные ограничения на количество карбонатов, используемых в самозащитной проволоке (см. Приложение A), по сравнению с примерно 30% CaCO ₃ в покрытии электрода E7018 и до 50% CaCO ₃ в покрытии E7016. электрод.

Таблица 2.4. Температуры разложения, плавления и кипения / испарения некоторых ингредиентов флюсов, используемых в самозащитной порошковой проволоке, и некоторых продуктов реакции.

Al 9224 Примечания:

1.

Основной источник: СПРАВОЧНИК CRC по ХИМИИ и ФИЗИКЕ, 69-е изд., 1988–1989 гг., CRC Press, Inc., Бока-Ратон, Флорида.

2.

Некоторые карбонаты разлагаются в температурном диапазоне.

3.

Несколько разные значения взяты из разных источников.

Даже если проблему разбрызгивания можно было бы минимизировать за счет использования карбонатов с более высокими температурами разложения (BaCO ₃ и Li 2 CO ₃ — см. Таблицу 2.4), есть еще одна проблема, связанная с газовой защитой. Газовый поток, образующийся в активной зоне, отражается от поверхности ванны расплава, создавая подушку, на которой расплавленная капля может парить и даже подниматься по проволоке (рис. 2.7). Это препятствует отделению капель и увеличивает воздействие воздуха на расплавленный металл. Еще в 1968 году Смит и Йоханнес (17) опубликовали высокоскоростную фотографию, показывающую, как капли металла накапливаются и поднимаются по стенке оболочки. Это было подтверждено (10) высокоскоростными кинопленками, показывающими, что капли, подвешенные вне оси проволоки (как на рис.2.7) обычно не остаются в пределах газовой защиты. Следовательно, даже при одинаковых скоростях образования газовой защиты (см. Таблицу 2.3) капли от самозащитного провода могут стать более подверженными загрязнению воздуха, чем капли от покрытого флюсом электрода E7018.

Рис. 2.7. Препятствие отрыву капли газовой подушкой, которое заставляет каплю парить у стенки трубки, для проводов SS-FCAW с максимальной измеренной газовой защитой.

После Роберта Киллинга (1980). Авторское право © 1980

Данные (22) в Таблице 2.5 (позиции 1 и 2) показывают только очень незначительное (менее 10%) падение содержания азота в металле сварного шва при сравнении результатов для двух самозащитных проволок: (1) — без защиты от CO 2 и ( 2) — с содержанием 8% MgCO ₃ , количество, допустимое с точки зрения разбрызгивания. Поскольку отрыву капель препятствует нарастание газозащитной подушки, время зависания увеличивается, а размер капель увеличивается. На рис. 2.8 показан увеличивающийся размер капель с увеличением объема газовой защиты, создаваемой самозащитными проволоками (10).Таким образом, мера, которая должна защищать расплавленный металл от воздуха, сама по себе обречена на провал: образование CO 2 прямо на поверхности сварочной ванны не является ответом на загрязнение воздуха при сварке с самозащитой.

Таблица 2.5. Зависимость состава флюсов сердечника трех экспериментальных самозащитных проволок однотрубной конструкции от содержания азота и алюминия в полученных металлах шва.

ВЕЩЕСТВО	ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Карбонаты	Температура разложения, ° C
CaCO 3	520-825
35029 MgCO 3 00
BaCO 3	1450
Li 2 CO 3	1310
Фториды	Температура плавления, ° C	Температура кипения, ° C
CaF 2	1423	ca 2500
MgF 2	1261	2239
BaF 2	1355	2137
AlF 3 1 900	возгоны 760
NaF	993	1695
Na 3900 06 AlF 6	1000	сублимирует из 1200-1300
KF	858	1505
LiF	845	1676
Дезоксиданты / денитридеры
660	2056-2467
Mg	649	1090-1107-1110
Ti	1800	3287
Zr	1857	4377
Нитриды
AIN	—	сублиматы 2000-2200
TIN	2930	—
Al 2 S 3		возгонки 1500

Ингредиенты сердечника проволоки	Различные конструкции проволоки
	1	2	3
	Отсутствие газовой и незначительной паровой защиты	Low CO 2 Газовая защита	Mg- паровой экран
CaF 2	40%	40%	40%
Алюминиевый порошок	10%	10%	10%
Fe-порошок	45. 5%	41,5%	45,5%
Mg-порошок	0,5%	0,5%	4,5%
Минералы	4% MgO	8% MgCO 3	—
	Графит	Графит	Графит
СВАРНЫЙ МЕТАЛЛ:
N	650 ppm	590 ppm	500 ppm
Al.52%	1,72%	2,55%

ПРИМЕЧАНИЕ . Увеличивающееся извлечение A1 в результате повышенной степени защиты не оказало заметного влияния на извлечение C, Mn и Si, которое оставалось приблизительно на уровне:

C = 0,2%

Mn = 0,35%

Si = 0,11%.

(по Киллингу и Отто, 1979)

Copyright © 1979

Рис. 2.8. Взаимосвязь между объемом защитного газа, создаваемого проволоками SS-FCAW, и факторами размера их капель.

№ Размер капли = размерный фактор x диаметр проволоки.

Данные на графике взяты из работы Киллинга (1980). Авторское право © 1980

Некоторое вытеснение воздуха вокруг дуги может быть достигнуто с помощью пара металла, и добавление порошка магния и металла является предпочтительным выбором. Магний является сильным раскислителем (рис. 2.1) и используется для раскисления (23, 24) и других целей (25) в покрытиях электродов. Но кроме того, как показано в таблице 2.4, Mg имеет относительно низкую температуру кипения (около 1100 ° C), а давление паров Mg при этой температуре на несколько порядков выше, чем у Mn, Al, Fe, Si, Ti и Zr. (Инжир.2.9). Сравнение пунктов 1 и 3 в таблице 2.5 (22) показывает, что увеличение содержания порошка магния в сердечнике с 0,5 до 4,5% связано с падением содержания азота в металле шва с 650 до 500 частей на миллион. Являясь раскислителем, добавка Mg также увеличивала содержание Al, восстановленного в металле сварного шва, и, помимо эффекта вытеснения воздуха, это также могло способствовать снижению содержания N в соответствии с соотношением, показанным на рис. . 2.3.

Рис. 2.9. Связь между давлением пара и температурой некоторых металлических элементов, входящих в состав самозащитных проволок, используемых для сварки сталей C-Mn.

Исходные кривые взяты из: «РУКОВОДСТВО ПО ПРЕПАРАТУ», Американское общество сварщиков, 1976 г. Авторские права © 1976

Совместное рассмотрение рис. 2.7 и 2.8 и таблица 2.5 показывают, что некоторая возможная защита газом и паром, исключая разбрызгивание, может иметь лишь незначительное влияние на содержание азота в металле сварного шва. Трубчатая самозащитная проволока, в которой используется это крайнее экранирование, дает более низкое содержание азота в металле сварного шва по сравнению с проволокой сплошного сечения (рис. 2.2 и 2.5), но, тем не менее, это содержание азота намного выше, чем при использовании процессов и расходных материалов, в которых экранирование существенен.В самоэкранированном металле сварного шва из-за этого пограничного экранирования существует огромная потребность в сильном глушения, и в таблице 2. 5 показано содержание Al порядка 1-2%, необходимое в металле сварного шва для предотвращения пористости азота. и удаление азота из твердого раствора.

Как обсуждалось в РАЗДЕЛЕ 1, справочники и учебники неохотно признают, что при самозащитной сварке защита от дуги за счет вытеснения воздуха минимальна, и что устранение высокой степени неизбежного загрязнения является основным средством обеспечения прочности металла сварного шва и пластичность.Подчеркивается образование газа материалами активной зоны, а «дополнительное раскисление и денитрирование» рассматривается как «дополнительное» к защите. По правде говоря, ситуация противоположная: защита от воздуха минимальна, а устранение загрязнений имеет решающее значение при сварке с защитной оболочкой. Это дает некоторые большие преимущества, о которых мы поговорим позже.

Урок 3 — Электроды с покрытием для сварки низкоуглеродистой стали

В 1890-х годах дуговая сварка выполнялась неизолированными металлическими электродами. Произведено
сварных швов. пористая и хрупкая, поскольку сварочная ванна поглощает большое количество кислорода и азота
из атмосферы. Операторы заметили, что ржавый стержень дает лучший сварной шов, чем блестящий чистый стержень.
Наблюдения также показали, что улучшенный сварной шов можно добиться, обернув стержень газетой или
. сварка, прилегающая к сосновой доске, расположенной близко к выполняемому шву и параллельно ему. В этих случаях
некоторая степень защиты дуги от атмосферы была достигнута.Эти ранние наблюдения
привело к разработке электрода с покрытием.

3.1.0.1 Примерно в 1920 году A.O. Smith Corporation разработала электрод, обернутый по спирали бумагой,
. пропитывают силикатом натрия, а затем запекают. Это был первый электрод целлюлозного типа.
Это обеспечило эффективную газовую защиту в этой области и значительно улучшило пластичность наплавленного металла.

3.1.0.2 Из-за метода, используемого для производства этих покрытых бумагой электродов, это было сложно
для эффективного добавления в покрытие других ингредиентов. В 1924 г. Smith Corporation начала работу
на покрытиях, которые могут быть выдавлены поверх сердечника проволоки. Этот метод позволил добавить еще
ингредиенты флюса для дальнейшего улучшения или модификации металла шва, и к 1927 году эти электроды были
производятся серийно.

3.1.0.3 С 1927 года было внесено много улучшений, и многие электроды разных типов имеют
были разработаны и произведены. За счет вариаций состава покрытия и количества
Для покрытия проволоки с сердечником из низкоуглеродистой стали сегодня выпускается много электродов различных классификаций.

3.2 Производство покрытых электродов

Электроды с покрытием из мягкой стали, также обычно называемые электродами с покрытием, состоят только из двух основных элементов;
сердечник из проволоки или прутка и флюсовое покрытие. Сердечник из проволоки обычно изготавливается из низкоуглеродистой стали.
Он должен содержать лишь небольшое количество алюминия и меди, а уровни серы и фосфора —
должны быть очень низкими, поскольку они могут вызвать нежелательную хрупкость металла шва. Сырье
в качестве сердечника проволоки используется горячекатаный пруток (обычно называемый «горячим стержнем»). это

Единственные настоящие электроды с двойным покрытием

Электрод с двойным покрытием состоит из двух отдельных слоев:

1. «Наружный слой» с большей основностью.
2. «Внутренний слой» рутиловая кислота

Минералы, стабилизирующие дугу, и металлические порошки концентрируются во внутреннем покрытии, а минералы, обеспечивающие защиту от газа, концентрируются во внешнем покрытии.Эта комбинация обеспечивает уникальные характеристики свариваемости.

Наружное покрытие

CORE WIRE

Внутреннее покрытие

ПРЕИМУЩЕСТВА ДЛЯ ЗАКАЗЧИКА: Простота использования даже для новичков Сокращенное количество доработок после сварки Идеально для корневых проходов даже при плохой подготовке стыков и неровных зазорах Более глубокое проникновение Можно использовать более широкий спектр оборудования

---

Чрезвычайно гибкие области применения низкоуглеродистой стали (S (P) 235; S (P) 355; GP 240; GP 280; L 245 и L 260) от стальных конструкций до трубопроводов.

Состав двойного покрытия обеспечивает исключительную свариваемость. Особенно подходит для корневых проходов: высокостабильная и направленная дуга облегчает перекрытие больших зазоров и сварку неравномерных зазоров в вертикальном положении вверх.

Очень стабильная дуга, нечувствительная к воздействию дугового разряда Высокая глубина проплавления Превосходное обращение с операторами Исключительное смачивание даже при низких значениях тока Высокая гибкость для неравномерных зазоров Высокая чистота металлургических отложений

---

Сварочные электроды: возможные варианты

Сварка в настоящее время является одним из наиболее распространенных способов соединения металлов. Это потому, что это недорого и обеспечивает прочную связь. При сварке вам понадобится много всего. Один из них — сварочный электрод. Это провод, который может быть заряжен отрицательно или положительно и использоваться для создания электрической дуги, соединяющей основные металлы. Сварной шов создается, когда электрическая дуга на кончике электрода натягивается на заготовку.

Поставщики сварочной проволоки хранят на складе разные электроды. Выбирая электрод, вы должны выбрать тот, который подходит для вашего диапазона электрического тока и области применения.Вот ваши варианты сварочных электродов.

Электроды без покрытия

Не имеют других покрытий, кроме тех, которые необходимы для волочения проволоки. Состав их проволоки является основным фактором, определяющим их пригодность для вашего применения. Покрытие для волочения проволоки каким-то образом стабилизирует сварочную дугу, но не окажет большого влияния на сварной шов. Неизолированные электроды часто используются для соединения марганцевой стали и других применений, где нанесение покрытия на другие провода нежелательно.

Электроды со световым покрытием

Они имеют легкое покрытие, которое наносится кистью, распылением, протиранием, переворачиванием, мытьем или окунанием.Коэффициент легкого покрытия этих электродов 1,25 улучшает различные свойства сварочной дуги. Большинство покрытий уменьшают или растворяют примеси в сварном шве и изменяют поверхностное натяжение расплавленных металлов, чтобы сделать их поток однородным. Покрытия также могут повысить стабильность вашей дуги.

Электроды с толстым покрытием или экранированные дуговые электроды

Коэффициент покрытия на этих электродах составляет 1,6-2,2, нанесенный экструзией или окунанием. Существует три типа электродов с толстым покрытием, включая электроды с минеральным, минерально-целлюлозным и целлюлозным покрытием.Электроды с толстым покрытием в основном используются для уменьшения газовой защиты вокруг сварочной дуги. Это предотвращает загрязнение сварочного металла азотом и кислородом воздуха. Покрытие экранированных дуговых электродов также снижает силы притяжения между проволокой и расплавленным металлом.

Электроды для сварки постоянным током

Это электроды для дуговой сварки, которые обычно используются для прямой или обратной полярности. Большинство дуговых электродов постоянного тока используются вместе с электродами переменного тока.Эти электроды предпочтительны для сварочных работ, связанных с неизолированной, легированной сталью, цветными металлами и металлами с покрытием. Электроды постоянного тока прямой полярности могут обеспечить меньшее проникновение по сравнению с электродами обратной полярности. Однако этот риск можно свести к минимуму за счет правильного управления дугой и оптимальных условий сварки.

Электроды для сварки переменным током

Обычно используются с электродами с покрытием или электродами постоянного тока. Дуговые электроды переменного тока — лучший вариант при использовании высоких сварочных токов для толстых металлов, поскольку они уменьшают возникновение дуги.Возникновение дуги может вызвать неплавление сварного шва, появление шлаковых включений и образование раковин. Электрод дуги переменного тока также используется в сварных швах, требующих двух угольных электродов. Это связано с тем, что он обеспечивает одинаковую скорость сварки и расход электродов.

При обращении с вышеуказанными электродами убедитесь, что они сухие. Это потому, что влага может разрушить их покрытия. Электроды также нельзя сгибать, так как это также испортит их покрытие.

Электроды с покрытием для низкоуглеродистой стали

Электрод во всех положениях. Этот универсальный высокоскоростной электрод отлично подходит для сварки внахлестку и угловых швов листового металла. Это также отличный выбор для сварки плохо подогнанных швов.

Общие приложения: Стальные оконные рамы, листовая сталь, металлическая мебель, железнодорожные грузовые вагоны, автомобили, корабли, трубы, отливки и резервуары.

Aufhauser E6010	Универсальный электрод для быстрой заморозки во всех положениях для стали Отличный выбор для сварки грязной, ржавой, жирной или окрашенной стали, особенно в вертикальном или потолочном исполнении.Этот универсальный электрод с быстрым замораживанием обеспечивает отличную стабильность дуги. Давний фаворит среди операторов, выполняющих сварку труб в условиях бездорожья и на производстве. Общие области применения: Полевое строительство, судостроительные верфи, водонапорные башни, сосуды под давлением, напорные трубы, стальные отливки, резервуары из простой и оцинкованной стали.
Aufhauser E6011	Универсальный глубоко проникающий универсальный электрод для стали Aufhauser E6011 — стальной электрод с превосходными механическими свойствами при сварке низкоуглеродистой, гальванизированной, гальванизированной, грязной, окрашенной или жирной стали.Это превосходный выбор для сварки труб на переменном токе, для применений, требующих глубокого проплавления, а также для работ, где требуются сварные швы рентгеновского качества в смещенном положении. Aufhauser E6011 работает от переменного или постоянного тока. Общие приложения: Конструкции, судостроение и ремонт, железнодорожные вагоны, трубопроводы, арматура сосудов высокого давления, котлы, оцинкованная сталь и общее производство.
Aufhauser E6012
Aufhauser E6013	Универсальный электрод общего назначения для низкоуглеродистой стали Aufhauser E6013 создает плавную, тихую дугу со средней проникающей способностью, которая легко поддерживается с минимальными потерями на разбрызгивание.Шлак легко поднимается, обнажая мелко волнистый контур валика. Этот быстро замерзающий шлак обеспечивает оптимальные характеристики при сварке вертикально вниз. Aufhauser E6013 идеально подходит для сварки общего назначения, даже с небольшими источниками переменного тока с низким напряжением холостого хода. Обычный Применения: Различные типы транспортных средств, судостроение и ремонт, листовой металл, наросты изношенных и подвергнутых механической обработке поверхностей из низкоуглеродистой стали, а также общие легкие конструкции.
Aufhauser E7010	Электрод с высоким содержанием целлюлозы, разработанный специально для сварки трубопроводов Aufhauser E7010 лучше всего подходит для сварки вертикально вверх или вниз. E7010 создает мощную дугу с глубоким проплавлением, образуя сварочную лужу, которая хорошо смачивается и распространяется с быстрым затвердеванием. Обычный Области применения: Углеродно-молибденовые трубопроводы, используемые для работы с паром высокого давления и высокой температуры, а также в конструкционных профилях, пластинах и отливках, которые имеют 0. Содержание Мо 5%.
Aufhauser E7014	Электрод для всех положений для мягких и низколегированных сталей Aufhauser E7014 имеет покрытие из порошкового железа. Содержание порошка железа обеспечивает высокую скорость осаждения во всех положениях. Сварные швы отражают гладкие валики с мелкой рябью. Aufhauser E7014 особенно удобен при плохой подгонке. Шлак удаляется легко, часто самоподъемный. Обычный Применения: Тяжелый листовой металл, рамы, стеллажи, общее обслуживание и изготовление.
Aufhauser E7016	Всепозиционный электрод с повышенной стойкостью к растрескиванию для тяжелых сталей Оптимальные характеристики для сварки труб вверх по API 5LX-65, особенно там, где требуется низкий уровень водородных отложений. Этот электрод обладает превосходными ударными свойствами при низких температурах. Также хороший выбор для тяжелых или жестких профилей из низкоуглеродистой стали. Обычный Применения: Корпуса судов, подвижной состав, оборудование, мосты, автоматная и среднеуглеродистая сталь.
Aufhauser E7018	Электрод для осаждения низко- и среднеуглеродистых сталей Aufhauser E7018 — это эффективный, универсальный, железный порошок с низким содержанием водорода, который демонстрирует превосходные механические свойства; трещиностойкость; и сварные швы рентгеновского качества.Этот электрод обеспечивает тихую, стабильную дугу с низким проплавлением и без брызг. Умеренно тяжелый шлак очень легко удаляется, оставляя валик с отчетливой рябью. Обычный Применения: Конструкции корпусов судов, сосуды высокого давления, котлы, трубопроводы, тяжелое оборудование, а также общее техническое обслуживание или изготовление продукции.

Разработка покрытых электродов для сварки стали Super Duplex

Heliyon.2020 Янв; 6 (1): e02907.

Департамент материаловедения и инженерии, Технион — Израильский технологический институт, Хайфа, Израиль

Поступила в редакцию 24 ноября 2018 г .; Пересмотрено 20 февраля 2019 г .; Принято 20 ноября 2019 г..

Это статья в открытом доступе по лицензии CC BY-NC-ND (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/).

Abstract

Были исследованы микроструктура, прочность на разрыв и ударная вязкость после сварки супер-дуплексной нержавеющей стали с использованием покрытых электродов.Было замечено, что чем ниже показатель основности покрытия, тем выше восстановление кислорода в сварочной ванне. Это можно объяснить вмешательством основных элементов в процесс восстановления кислорода кислотными элементами покрытия.

Изменение микроструктуры сварного шва указывает на различную скорость охлаждения в каждой зоне: Скорость охлаждения во время сварки, от максимальной до минимальной, следующая: Площадь стыка >>> Корневая область >>> Лицевая область.

В лицевой области наблюдалось самое высокое содержание аустенита и самое низкое содержание феррита, что указывает на то, что в этой области наблюдается самая низкая скорость охлаждения.

В межфазной зоне наблюдалось наименьшее содержание аустенита и наибольшее содержание феррита, что указывает на то, что в этой области наблюдается самая высокая скорость охлаждения.

Все сварные швы показали присутствие аустенита Видманштеттена, аустенита по границам зерен, сигма-фазы и крупных зерен феррита.

Можно сделать вывод, что сигма-фазы нельзя избежать в сварных швах; однако вторичного аустенита можно избежать, применяя соответствующую «политику низкого тепловложения».

Было обнаружено, что чем выше содержание вторичного аустенита и сигма-фаз в сварном шве, тем ниже предел текучести из-за хрупких характеристик этих фаз. Однако чем выше содержание аустенита в сварном шве, тем выше относительное удлинение.

Ключевые слова: Материаловедение, Металлургия, Супердуплексная сталь, Сварка

1.

Введение

Супер-дуплексная нержавеющая сталь содержит примерно равную объемную долю аустенита и феррита для обеспечения оптимальных свойств [1].Эта уникальная микроструктура характеризуется сочетанием высокой пластичности и вязкости в широком диапазоне температур в сочетании с превосходной стойкостью к коррозии и высокотемпературному окислению, что делает супердуплексную нержавеющую сталь лучшим выбором инженеров, ищущих превосходные механические свойства. в сочетании с отличной коррозионной стойкостью. Это приводит к постоянному интересу к супердуплексным нержавеющим сталям и особенно к сварным соединениям с хорошими механическими свойствами, которые определяются микроструктурой сварного шва [2, 3].

Покрытие электрода оказывает большое влияние на микроструктуру, а также на прочность на разрыв и ударную вязкость сварного шва. Однако относительно высокие уровни кислорода в металле сварного шва, используемом для рутиловых электродов (по сравнению с таковым у электрода с основным покрытием), очевидны из-за низких ударных свойств.

Легирующие элементы (происходящие из покрытия и стержня), такие как Cr, Ni, Mo и N, контролируют баланс феррит / аустенит и производные механические свойства.Помимо влияния состава покрытия на фазовый баланс и механические свойства, на него также влияют тепловложение и скорость охлаждения во время сварки. Превращение феррита в аустенит во время нагрева влияет на размер зерна аустенита, фазовую долю и однородность, что, в свою очередь, влияет на кинетику фазового перехода в феррите и рост его зерна при охлаждении [4]. Более того, при более низких температурах склонность к выделению интерметаллических фаз увеличивается, что приводит к образованию различных вторичных фаз, таких как σ, Cr2N и его производные, вторичный аустенит, χ, R и т. Д., в основном на границах феррит / аустенит. Самая важная из них — это σ, поскольку часто наблюдается большая доля и ее пагубное влияние на механические свойства. Следовательно, многопроходный сварной шов, который содержит повторно нагретые области, демонстрирует заметно иной фазовый баланс, разделение легирующих элементов и, следовательно, прочность по сравнению с однопроходным сварным швом в массивном материале. Атамерт и др., А также Нильссон и Чай доказали, что многопроходные сварные швы неоднородны как по микроструктуре, так и по свойствам [5, 6].

Характеристики процесса сварки оказывают значительное влияние на микроструктуру сварного шва, как подробно описано ниже:

Сварочные присадочные материалы для супердуплексной нержавеющей стали были выбраны для получения надлежащего фазового баланса в зоне сварного шва, обычно с более высоким содержанием никеля. чем основной металл, чтобы способствовать образованию аустенита во время быстрого охлаждения, связанного со сваркой, со свойствами, которые, по крайней мере, равны свойствам основного металла.

Покрытие электрода влияет на чистоту металла шва, его состав и, следовательно, микроструктуру.Покрытие из рутила содержит большое количество порошка оксида титана (TiO2) (до 50% масс.), А также природные силикаты и феррометаллы для уменьшения и улучшения качества сварного шва. Образующийся в процессе шлак относится к FeO – MnO – TiO2. Шлак имеет незначительную кислотную реакцию.

Параметры сварки, такие как подвод тепла и конструкция сварного шва, напрямую влияют на микроструктуру сварного шва. Конструкция сварного шва соответствует требованиям AWS A 5.4 для обеспечения полного проплавления и сведения к минимуму риска прожога.Поскольку количество вредных интерметаллических фаз увеличивается по мере уменьшения скорости охлаждения, контроль подводимого тепла играет важную роль в конструкции сварки — минимизация подводимого тепла для уменьшения образования интерметаллической фазы. Подвод тепла можно контролировать путем правильного выбора следующих параметров сварки: более низкий уровень тока и напряжения, более высокая скорость сварки, более короткие сварочные швы и низкая температура между проходами (ниже 150 ° C).

Расположение проверяемой области также влияет на скорость охлаждения и микроструктуру.Верхняя поверхность ванны расплава охлаждается за счет теплопередачи в нижележащий горячий металл шва, тогда как область корня сварного шва, хотя и повторно нагревается много раз, более интенсивно охлаждается опорной пластиной под сварочным узлом. И наконец, что не менее важно, расплав вблизи границы раздела шов / ЗТВ является наиболее быстро охлаждаемой областью. Следовательно, можно ожидать наличия различной микроструктуры — феррита и аустенита, а также интерметаллидов. Термический цикл и особенно скорость охлаждения после сварки, а именно кинетика фазового превращения, играют важную роль в превращении аустенита в феррит.Это преобразование влияет на размер и ориентацию зерен, а также на соотношение фаз и морфологию микроструктуры сварного шва. Изменения микроструктуры могут повлиять на свойства, что более очевидно в металле сварного шва [7].

Взаимосвязь между покрытием электрода и скоростью охлаждения, а также микроструктурой, составом и механическими свойствами металла сварного шва обсуждается ниже с целью создания сварного изделия из супер-дуплексной нержавеющей стали с улучшенной прочностью и ударной вязкостью.

2. Экспериментальная

Были исследованы три электрода на основе рутила с одинаковым сердечником, соответствующим требованиям AWS A 5. 9 ER 2205 (см.).

Таблица 1

Состав сердечника исследуемых электродов.

[%

Элемент	C	Mn	Si	P	S	Cr	Ni	Mo	Co	N	Fe
0.018	1,55	0,48	0,014	0,001	22,40	8,73	3,19	0,047	0,14	Бал.

Были исследованы три электрода на основе рутила с одинаковым сердечником, соответствующим AWS A 5.9 ER 2205 (см.), Но с разными покрытиями, как указано в.

Таблица 2

Показатель основности покрытия.

	Типы электродов
	L100	L127	L208
Индекс основности	1.4	1,2	1,1

Сварочная сборка, использованная в этом исследовании, как показано в, была разработана в соответствии с требованиями AWS A5.4.

Экспериментальная установка. А — Сварочная сборка, Б — Расположение образцов.

Для каждого электрода были изготовлены отдельные сборки:

Каждая сборка была построена из двух пластин из нержавеющей стали 304L, соответствующих стандарту ASTM A 240. Пластины 304L, а не пластины из супердуплекса, были использованы из-за требований заказчика.

Где индекс основности определяется по формуле:

BI = CaO + CaF2 + MgO + K2O + Na2O + Li2O + BaO + SrO + 12 (MnO + FeO) SiO2 + 12 (Al2O3 + TiO2 + ZrO2)

(1 )

Покрытия с основностью выше 1,2 считаются базовыми покрытиями. Покрытия с основностью ниже 1,2 считаются кислотными (рутиловыми) покрытиями [8].

Сварочная сборка и расположение образцов представлены буквами a и b соответственно.

Параметры сварки указаны в.

Таблица 3

Параметры сварки для каждого электрода.

№ электрода	Диаметр [мм]	Ток [A]	Напряжение [В]	Скорость сварки [мм / мин]	Подвод тепла [кДж / мм]	Температура перехода [C °]
L100	3,25	110	26–28	160–200	0,84–1,07	107
L127	3,25	110	26–28 900	160–200	0. 84–1.07	107
L208	3,25	120	26–29	160–200	1.044–1.17	107

Сварочные работы проводились с использованием HOBART MEGA ARC 5 сварка Аппарат работал с полярностью DCEP (положительный электрод постоянного тока), когда сварочный электрод с покрытием подключается к положительному электрическому разъему. Положение при сварке: 1Г — приварка канавки в горизонтальном положении. Дуга была короткой, чтобы оптимизировать газовую защиту электрода и предотвратить пористость.Согласно AWS A5.4, температура между проходами электродов из нержавеющей стали должна поддерживаться ниже 150 ° C. Однако при разработке электрода было установлено, что поддержание температуры между проходами ниже 110 ° C дает лучшие результаты. Однако из-за нестабильности дуги в электроде L208 ток был увеличен до 120 А, и, соответственно, тепловложение также увеличилось.

Круглые стержни для испытания на растяжение (ɸ6,25 мм, длина 25 мм) обрабатывались от центра сварного шва, чтобы получить неразбавленный образец.Испытания проводились при комнатной температуре на Instron 1273 с отклонением ± 3 МПа.

Из каждой пластины были обработаны пять образцов Шарпи с V-образным надрезом размером 10 * 10 * 55 мм ³ в соответствии со стандартом DIN 50 122 –ISO V. Образцы были разрезаны перпендикулярно направлению сварки, так что надрез должен располагаться посередине зоны сварки. Испытания на ударную вязкость проводились при 25 ° C, 0 ° C, -30 ° C и -40 ° C на машине для испытаний на растяжение Schenck Trebel, тип RPSW 150/300.

Химический состав большинства легирующих элементов металла сварного шва (измеренный в середине дорожки сварного шва), сердечника проволоки и основной пластины был определен с помощью анализатора металла SPECTROMAXx. Измерения азота и кислорода проводились с помощью анализатора Galileo G8 ON / H.

Металлографические образцы были отполированы алмазной суспензией и коллоидной суспензией кремнезема, чтобы обнажить поперечное сечение сварного шва, и электролитически протравлены с помощью 33 см ³ HCl, 33 см ³ спирта и 33 см ³ дистиллированной воды, в результате чего образовалась аустенитная фаза. светлая, а ферритная фаза темная.Микроструктуры анализировали при более высоком увеличении с использованием сканирующего электронного микроскопа SUPRA 40 Carl Zeiss (SEM). Фазовую идентификацию металла шва проводили с использованием линий Кикучи с помощью EBSD-анализа. Анализатор энергодисперсионного рентгеновского излучения (EDS), подключенный к прибору SEM, использовали для количественных измерений состава каждой фазы. Химический состав электродного покрытия и шлака измерялся с помощью системы SPECTRO XRF XEPOS.

Стандарт ASTM E562-11 [9] определяет процедуру расчета для определения отношения аустенита к ферриту в различных сварных деталях и основном металле. Стандартное отклонение количества фаз составляет около 2,4%.

3. Результаты

Составы металла шва и шлака указаны в.

Таблица 4

Состав металла шва и шлака для различных электродов.

9008

Электрод	C	Si	Mn	P	S	Cr	Ni	Mo	Nb	Cu	N	O
0.042	0,72	0,68	0,0098	0,0098	25,26	9,12	3,52	0,0073	0,135	0,32	0,931
L127
0,06	0,032	0,013	25,21	9,96	3,98	0,037	0,72	0,35	0,0853
L208	0. 037	0,89	1,18	0,021	0,0093	27,39	9,57	3,46	0,0085	0,74	0,38	0,905

% Na05 ₂ O

K 2 O	MgO	Al 2 O 3	CaO	SiO 2	TiO 2	Cr 2 900	MnO	SrO
L100	—	4. 51	—	6,34	6,64	25,12	41,30	24,30	4,6	1,03
L127	—	4,52	—	6,6519 900 14619 9003 42,31	23,01	4,5	0,52
L208	—	4,52	—	3,20	6,21	14,12	41.2	24,28	4,45	0,32

Уровень примесей во всех сварочных электродах соответствует стандарту AWS A5. 4 E2594-16, согласно пункту 3.6.7.3, дифракционные картины EBSD были записаны для удлиненное зерно, расположенное в середине сварного шва L100. Дифракционный анализ показывает наличие γ-фазы ГЦК, как показано на а и б.

Дифракционный анализ зерна, расположенного в центре металла шва L100 — A.Полный анализ, (x) микроструктура (y) дифракция EBSD (z) дифракция EBSD с индексированием, B. Дифракция гамма-фазы.

представляет микроструктуру и дифракцию EBSD на границе зерен γ — ГЦК. Присутствие δ-ОЦК, видимого на нем, указывает на элементарную ячейку, близкую к структуре ОЦК, с параметрами решетки a = 2,87,2,87,2,88 Å. Параметры коррелируют с параметрами решетки феррита (δ). Однако можно увидеть небольшое искажение параметров решетки, близкое к элементарной ячейке BCT.Следует учитывать, что наблюдаемый высокий процент BCC трансформировался из BCC в BCT. Деформация или искажение решетки могут быть отнесены к деформации трансформации (от BCC к FCC), вызванной во время охлаждения. Изменения решетки можно описать как элементарную ячейку в исходной решетке, которая может быть деформирована деформацией трансформации, чтобы стать элементарной ячейкой. в окончательной микроструктуре. Деформация трансформации — это однородная деформация, приложенная в равной степени ко всем элементарным ячейкам в кристалле.Первоначально это предназначалось только для определенной точки в решетке, то есть для атомов в углах элементарной ячейки. Деформация трансформации идентична деформации в результате непрерывной деформации [10].

Различен дифракционный анализ на границе зерен γ — ГЦК металла шва L100 — периферия зерна δ-BCT / BCC-фаза. A — микроструктура, B — дифракция EBSD и C — дифракция EBSD с индексированием.

Присутствие σ-фазы на границе раздела феррит / аустенит (показано зеленым и желтым соответственно) показано на.

Цветовая карта EBSD для сварного шва L100. A — микроструктура, B — сигналы EBSD. Цветовой ключ: зеленый-γ-Fcc, красный-σ фаза, желтый — δ-BCT / BCC и белый — слабый сигнал.

EBSD-анализ металла шва в электроде L127 показывает наличие тех же трех фаз — γ-Fcc, σ-фазы и δ-BCT / BCC, демонстрирующих те же параметры решетки, что и в случае электрода L100. Дальнейший анализ показывает, что расположение сигма-фазы примыкает к границам зерен аустенита, как и в аналоге L100.

EBSD-анализ наплавленного металла электрода L208 показывает наличие тех же трех фаз — γ-Fcc, σ-фазы и δ-BCT / BCC, демонстрирующих те же параметры решетки, что и в случае электрода L100. Также здесь σ-фаза примыкала к границе раздела феррит / аустенит. Однако в этом случае были обнаружены Cr ₂ N и Cr ₂₃ C ₆ (отмечены красной стрелкой), как показано на рис. и, соответственно. Их присутствие может быть связано с быстрым охлаждением металла шва во время сварки, что приводит к перенасыщению феррита азотом, способствуя образованию межзеренного нитрида.

Дифракционный анализ наплавленного металла L208 на зерне феррита, Cr ₂ N представлен (красной стрелкой). A — микроструктура, B — дифракция EBSD и C — дифракция EBSD с индексированием.

Представлен дифракционный анализ наплавленного металла L208 на зерне феррита, Cr ₂₃ C ₆ (красная стрелка) и его дифрактограмма. А — микроструктура, Б — дифракция EBSD с индексацией.

Микроструктура в лицевой области (a), корневой области (b) и границе раздела (c) в металле сварного шва L100 состоит из различных фаз, а именно:

Микроструктура в поперечном сечении сварного шва L100 — А.Область лица, B. Корневая область и C. Интерфейс (их расположение см.).

В а — лицевой зоне — феррит проявляется в виде крупных зерен, составляющих 50 ± 5% об. Различают три типа аустенита — зернистый аллотриоморфный аустенит, видманштеттенский аустенит и межкристаллитный аустенит, которые выделяются в больших столбчатых зернах феррита.

Аллотриоморфный аустенит, наблюдаемый параллельно границе феррита, составляет 10 ± 1% об. сварного шва в этой области. Ширина зерен составляет около 4 мкм, а длина составляет 30-50 мкм.

Зерно аустенита Видманштеттена, наблюдаемое перпендикулярно и рядом с аллотриоморфным аустенитом в виде скоплений зерен, близких к ромбовидной, составляет 25 ± 3% об. площади. Размер зерна колеблется от 2 * 8 мкм ² до 6 * 10 мкм ² .

Внутри зерен феррита также наблюдался межзеренный аустенит, имеющий округлую форму, составляющий не более 5% ± 1 об. площади обследованной территории. Размер этих зерен составляет от 6 мкм ² до 18 мкм ² .№

Сероватая сигма-фаза появилась между границами зерен феррита и аустенита в количестве менее 1% об. площади.

Кроме того, в сварном шве появились небольшие газовые поры размером от 6 до 36 мкм ² .

В области b — корневая поверхность — Феррит выглядит как крупные зерна, преобладающие 60 ± 5% об. Наблюдались два типа аустенита: аллотриоморфный аустенит и видманштеттенский аустенит; которые осаждаются в крупных столбчатых зернах феррита.

Аустенит аллотриоморф, наблюдаемый параллельно границе феррита, составляет 5 ± 1% об. сварного шва в этой области. Ширина зерен 3–4 мкм, длина 30-50 мкм.

Зерна аустенита Видманштеттена, наблюдаемые перпендикулярно и прилегающие к аллотриоморфному аустениту, составляют 25 ± 3% об. площади. Размер большей части зерна находился в диапазоне 1-2 мкм ² , а небольшое количество было размером 9 * 6 мкм ² .

Сигма-фаза не наблюдалась; однако наблюдались поры 3 мкм ² .

В c — зона сварного шва межфазной зоны — Феррит проявился в виде крупных реек, в которых преобладали 60–70% об.площади обследованной территории. Наблюдались два типа аустенита: аллотриоморфный аустенит и видманштеттенский аустенит, который выделялся около крупных столбчатых зерен феррита.

Аустенит аллотриоморф, наблюдаемый параллельно границе феррита, составлял 20 ± 3% об. сварного шва в этой области. Ширина зерен составляла около 4 мкм, а длина составляла от 20 до 30 мкм.

Зерна аустенита Видманштеттена оказались перпендикулярными и примыкающими к аллотриоморфному аустениту в относительно небольших количествах, составляющих 1-2% об. площади. Размер зерна был около 2 * 4 мкм ² .

Изменение микроструктуры отличается от двух других областей из-за направления теплового потока, скорости и его расположения в сварном шве. Размер зерна в ЗТВ — зона пластины в c — немного увеличился по сравнению с размером свариваемых пластин.

Фазы, составляющие лицевую и корневую области в L127 и L208, и результаты L100, которые представлены выше и суммированы в, были рассчитаны с использованием процедуры ручного точечного подсчета в соответствии с ASTM E 562–11 [11].

Таблица 5

Фазы, составляющие различные области сварного шва L100, L127 и L208 в% об.

9079 9079 9079 9001 9079 9079 9079 Корень 9007

Электрод	Феррит		Аустенит		Widmanstӓtten		Наличие сигмы		Наличие нитридов	Наличие карбидов 9001
	Корень
Корневая поверхность	Лицевая сторона	Корень
L100	50	60	15	5	25	25	Да	нет	нет	нет
	40	60	20	10	30	25	Да	нет	нет	нет
L208	30	40	55	45	15	да	да	да	да

Количество и размер Widemanstätten, аллотриоморфа, межкристаллитного и вторичного аустенита для сварных швов L100, L127 и L208 суммированы (с использованием ASTM E 562–11 [11]).

Таблица 6

Количество и размер различных типов аустенита в трех областях сварных швов L100, L127 и L208.

Электрод	Размер ∖	Widmanstӓtten			Аллотриоморф			Межгранулированный			Вторичный
		Лицевая поверхность	Промежуточная поверхность корня	Поверхность корня	Лицевая поверхность	Промежуточная поверхность корня	Промежуточная поверхность	Лицевая поверхность	корень	Промежуточная поверхность	Лицевая поверхность	корень	Промежуточная поверхность
L100	[% об. ]	25	25	1-2	10	5		5	—	—	—	—	—
	[мкм 3] 900 16–60	6–18	8	120–200	120–200	80–120	6–18	—	—	—	—	—
L127	[об. %]	30	25	10	10	10	15	10	—	2	5	—	—
	[мкм 2 ]	10–60	4–8	2–4	80–200	120–200	400–600	6–8	—	2–4	кластеров	—	—
L208	[% об. ]	15	10	5	10	15	5	30	2–3	—	15	25	—
	[мкм 02 2 ] 900	4–6	4–8	1–2	200–600	90–200	120–200	6–18	1–2	—	кластеры	кластеры	—

Три стержня для испытания на растяжение были испытаны при комнатной температуре. Средний предел текучести, UTS и удлинение представлены в.

Таблица 7

Механические свойства при комнатной температуре для сварных швов L100, L127 и L208.

№ электрода	Предел текучести [Н / мм 2 ]	Предельное напряжение [Н / мм 2 ]	Относительное удлинение [%] [d / l = 1: 4]
L100	673 ± 3	920 ± 3	28
L127	692 ± 3	897 ± 3	22.3
L208	616 ± 3	931 ± 3	23,2

Средние значения 5 испытаний на удар по Шарпи, проведенных при различных температурах, суммированы в.

Таблица 8

Энергия удара по Шарпи при различных температурах для сварных швов L100, L127 и L208.

№ электрода	Температура удара [C °]	Результаты [Дж] *
L100	25	40 ± 1
	0	38 ± 1
	-30	32 ± 1
	-40	28 ± 1
L127	25	44 ± 1
	0	48 ± 1
	-30	36 ± 1
	-40	36 ± 1
L208	25	47 ± 1
	0	44 ± 1
	-30	32 ± 1
	-40	33 ± 1

Механические свойства соответствуют требованиям AWS A5. 4 E2594-16.

4. Обсуждение

4.1. Состав металл / шлак

В составе металла сварного шва L100 самый низкий уровень примесей Si, S и P, тогда как самый высокий уровень O был обнаружен в расплаве, а SiO ₂ — в шлаке (). Это связано с наивысшим индексом основности покрытия L100 — основной шлак разрушает ковалентные связи кислых металлов Si, S и P в расплаве, что приводит к обогащению шлака за счет реакции с основными соединениями шлака.С другой стороны, основной шлак не эффективно удаляет кислород из расплава, что отражается в самом высоком уровне O в L100.

Рекомендуемое соотношение хромового эквивалента (Creq *) к никелевому эквиваленту (Nieq *), которое определяется как:

Cr _eq * = Cr + 1,5 Si + 1,4 Mo + Nb — 4,99

(2)

Ni _экв. * = Ni + 30C + 0,5 Mn + 26 (N — 0,02) + 2,77)

(3)

Должно быть в диапазоне 1,5–2 [9,12]; Однако чем выше это соотношение, тем выше склонность к горячему растрескиванию. Отношения Cr _eq / Ni _eq для указанного сварочного металла составляли 2,02, 2,00 и 2,11 для L100, L127 и L208, соответственно. Более высокая склонность к образованию горячих трещин у L208 может быть объяснена более высоким уровнем хрупких фаз / сигма, нитридных и карбидных соединений в этом сварном шве () [13].

4.2. Скорость охлаждения

Подвод тепла влияет на скорость охлаждения. Чем выше первое, тем ниже второе [7]. Соответственно, из-за более высокого подводимого тепла в L208 () он охлаждается с более медленной скоростью, что дает больше времени для выделения вторичной фазы и, следовательно, более высокий уровень вторичных / второстепенных фаз / соединений по сравнению с аналогами, как можно видеть на .Кроме того, на локальную скорость охлаждения в межфазной, корневой и лицевой областях (как определено в а) влияет тепловой поток из затвердевшей области в ее окружение — наиболее эффективным радиатором является сварная пластина из-за наибольшей массы. соотношение металл / затвердевшая область; В то время как лицевая поверхность охлаждается за счет излучения и теплопроводности к горячему сварному шву, что обеспечивает наименьший тепловой поток. Область корня охлаждается холодной тонкой спинкой, поэтому отвод тепла из области корня находится посередине между двумя вышеупомянутыми случаями.Следовательно, скорости охлаждения можно ранжировать следующим образом: Область интерфейса >>> Корневая область >>> Лицевая область [14].

4.3. Микроструктура

Эволюция твердой фазы при охлаждении из феррита выглядит следующим образом:

Зерновой аустенит зарождается на границах зерен феррита, затем аустенит Widemanstäntten растет перпендикулярно вновь образованному аустениту. Во время дальнейшего охлаждения выделяются вторичные / второстепенные фазы, такие как сигма, вторичный аустенит, нитрид и карбиды.Фазовое развитие зависит от скорости охлаждения — чем выше скорость охлаждения, тем ниже фазовый переход / образование / осаждение: Это объясняет экспериментальные результаты следующим образом:

• 1.

  Чем выше скорость охлаждения в корне, поскольку по сравнению с лицевой областью приводит к более высокому соотношению феррит / аустенит в корне.

• 2.

  Большой подвод тепла, используемый в L208 по сравнению с L100 и L127, приводит к более низкой скорости охлаждения в L208.Следовательно, в L208 аустенит Widemanstätten частично превращается во вторичный аустенит, чего не было в аналогах L100 и L127 ().

• 3.

  Одинаковое тепловложение в L100 и L127 привело к одинаковому количеству аустенита Widemansätten (25–30%), тогда как L208, в котором использовалось более высокое тепловложение, привело к разложению Widemanstätten на вторичный аустенит, содержащий только 10–15% аустенита Widemanstätten.

• 4.

  Небольшое количество межкристаллитного аустенита было заметно в лицевой области из-за типичной медленной скорости охлаждения в этой области. Однако в L208, в котором скорость охлаждения была ниже, количество межкристаллитного аустенита было намного выше (30% против 5–10%).

• 5.

  Сигма-фаза была обнаружена только в области поверхности медленного охлаждения в L100 и L127, тогда как она была распределена по всему поперечному сечению наплавленного металла L208 из-за более медленной скорости охлаждения. Следует отметить, что более высокое содержание Cr в L208 () также может способствовать более высокому уровню сигма и вторичного аустенита в этом сплаве.

• 6.

  В большинстве случаев микроструктура в лицевой области более грубая, чем в корневой и межфазной областях, из-за типичной более низкой скорости охлаждения в лицевой области.

4.4. Механические свойства

Предел текучести L208 ниже, чем у L100 и L127, из-за более высокого содержания хрупких фаз в сварном шве L208. Более низкое удлинение L127 по сравнению с L100 может быть коррелировано с более высоким уровнем примеси в L127 ().Меньшее удлинение в L208 можно объяснить наличием в этом сварном шве хрупких фаз.

Относительно низкая энергия удара всех металлов сварного шва, по-видимому, коррелирует с присутствием, даже в очень небольшом количестве, хрупкой сигма-фазы во всех металлах сварного шва. Более низкое воздействие L100 по сравнению с L127 было результатом более высокой доли O, растворенного в металле сварного шва L100, и газовой пористости, связанной с более высоким растворением O.

5. Выводы

Влияние подводимой теплоты и индекса основности электродного покрытия на химический состав и микроструктуру для различных участков и механические свойства металла шва было исследовано для трех недавно разработанных электродов: L100, L127 и L208.

Выводы:

• 1.

  По мере увеличения показателя основности покрытия уровень примесей снижается, однако содержание кислорода и газовая пористость в сварном шве увеличиваются из-за меньшего восстановления кислорода в сварном шве. бассейн.

• 2.

  Скорость охлаждения сварного шва зависит от двух факторов:

  • a

    Подвод тепла — чем выше подводимая теплота, тем ниже скорость охлаждения. Следовательно, скорость охлаждения металла шва можно оценить следующим образом: L100 = L127 >>> L208.

  • b

    Расположение в металле сварного шва влияет на скорость охлаждения — скорости охлаждения могут быть ранжированы следующим образом: Площадь стыка >>> Корневая область >>> Лицевая область.

• 3.

  Чем ниже скорость охлаждения, тем больше время разложения феррита до аустенита, а также время роста зерен видманштеттенского аустенита и время выдержки для межкристаллитного аустенита и вторичного аустенита. формировать. Это приводит к изменению микроструктуры по всему сварному шву.

  • a

    В лицевой области, где скорость охлаждения была самой низкой, доля аустенита была самой высокой, а доля феррита была самой низкой. Высокое тепловложение снижает скорость охлаждения и, таким образом, способствует образованию вторичной фазы и межкристаллитного аустенита.

  • b

    В зоне раздела, где скорость охлаждения была максимальной, наблюдалось самое низкое содержание аустенита и самое высокое содержание феррита.

• 4.

  Во всех сварных швах наблюдались аустенит Видманштеттена, аустенит по границам зерен, сигма-фаза и крупные зерна феррита. Осаждение нитридов обнаружено только в швах L208.

• 5.

  Исследование показывает, что в сварных швах нельзя избежать сигма-фазы. Однако вторичного аустенита можно избежать, применяя адекватную «политику низкого тепловложения»

• 6.

  Чем выше уровни аустенита в сварном шве, тем выше свойства удлинения сварного шва.Чем выше содержание вторичного аустенита и сигма-фаз в сварном шве, тем ниже предел текучести из-за хрупких характеристик фаз.

Заявления

Заявление автора о вкладе

Лираз Атия: задумал и спроектировал эксперименты; Проведены эксперименты; Проанализировал и интерпретировал данные; Предоставленные реагенты, материалы, инструменты анализа или данные.

Менахем С. Бамбергер: задумал и разработал эксперименты; Проведены эксперименты; Проанализировал и интерпретировал данные; Предоставленные реагенты, материалы, инструменты анализа или данные; Написал газету.

Отчет о финансировании

Это исследование не получало какого-либо специального гранта от финансирующих агентств в государственном, коммерческом или некоммерческом секторах.

Заявление о конкурирующих интересах

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Дополнительная информация

Дополнительная информация по данной статье недоступна.

Ссылки

1. Lo K.H., Shek C.H., Lai J.K. Последние разработки в области нержавеющих сталей. Матер. Sci. Англ. Р. 2009; 65 (4-6): 39–104.[Google Scholar] 2. Чарльз Дж. 1991. Супердуплексная нержавеющая сталь: структура и свойства, Конференция по DSS ‘91, Ле-Улис, Франция, Les Editions de Physique, 3; С. 3–48. [Google Scholar] 3. Издательство Ганна Р. Абингтона; Кембридж, Англия: 1997. Дуплексные нержавеющие стали — микроструктура, свойства и применение; С. 1–10. [Google Scholar] 4. Хеммер Х., Гронг Ø. Модель процесса эволюции микроструктуры зоны термического влияния в сварных деталях из дуплексной нержавеющей стали: Часть I. Металлы. Матер. Пер.А. 1999; 30: 2915–2929. [Google Scholar] 5. Атамерт С., Рид Р.С., король Ж.Э. Франции; 1991. Моделирование микроструктур наплавленного металла многопроходной дуплексной нержавеющей стали, Конференция 91 ’дуплексной нержавеющей стали; С. 393–402. [Google Scholar] 6. Nilsson J.O., Chai G. Porc. Дуплексные нержавеющие стали, 2010. 2011. Металлургия дуплексных нержавеющих сталей; С. 369–390. [Google Scholar] 7. Lippold J.C. John Wiley & Sons, Inc.; 2015. Сварка, металлургия и свариваемость, Университет штата Огайо, пара. 2.3; С. 13–32. [Google Scholar] 9. Гидеон Б., Уорд Л., Карр Д.Г. Школа гражданской окружающей среды и химической инженерии. RMIT; Мельбурн: 2009. Структурные характеристики, определение остаточных напряжений и степень сенсибилизации сварных швов дуплексной нержавеющей стали; С. 40–59. [Google Scholar] 10. Лаборатория Дамена У. Лоуренса в Беркли, Департамент материаловедения и разработки полезных ископаемых, Калифорнийский университет; Беркли, Калифорния 94720, США: 1981. Ориентационные отношения в системах осаждения, материалов и отдела молекулярных исследований.[Google Scholar] 11. Стандарт ASTM E562, Практика определения объемной доли с помощью систематического ручного точечного подсчета. ASTM International; Вест Коншохокен, Пенсильвания, США: 2002. [Google Scholar] 12. Вэнь С. Материаловедение и инженерия. Университет Теннесси; Knoxville: 2001. Металлургическая оценка литых дуплексных нержавеющих сталей и их сварных деталей; С. 47–48. [Google Scholar] 13. Да Круз Э.Дж., мл., Францини О.Д., Каллиари И., Вентрелла В.А. 2019. Влияние добавления никеля на микроструктуру дуплексной нержавеющей стали UNS S32750, полученной лазерной сваркой, Общество минералов, металлов и материалов и ASM International.[Google Scholar] 14. Лонлонг Л., Чамбли С. Общество минералов, металлов и материалов и ASM International. 2019. Влияние скорости охлаждения на диаграмму прогноза феррита отливок из дуплексной нержавеющей стали. [Google Scholar]

4 основных типа покрытий сварочных электродов Машиностроение Сайт

В этой статье мы рассмотрим 4 основных типа покрытий сварочных электродов. Прежде чем мы рассмотрим типы, давайте сначала разберемся с основами покрытия сварочных электродов.

Что такое покрытие сварочного электрода?

Покрытие электродов

покрывается относительно качественным покрытием, наносимым слоем толщиной от 1 до 3 мм.Вес такого покрытия составляет от 15 до 30% от веса электрода. Наибольшая сварка выполняется электродами с покрытием. Это ограничивает процесс медленной ручной операцией. Если покрытие из флюса размещается внутри длинной трубки, электрод может быть в виде оголенного провода в форме катушки.

Тогда процесс с экранированной дугой можно сделать непрерывным и автоматическим. Основная цель легкого покрытия — повысить стабильность дуги; покрытие также называют ионизирующим покрытием.Поскольку электродное покрытие является хрупким, можно использовать только прямые стержневые электроды.

Назначение электродных покрытий

• Повышение стабильности дуги за счет использования определенных химикатов, которые обладают этой способностью, за счет ионизации пути дуги
• Обеспечьте защитную газовую атмосферу для предотвращения поглощения кислорода, водорода и азота расплавленным металлом.
• Защитный шлак над чугуном
• Обеспечивает флюс, который помогает удалять оксиды и другие примеси из расплавленных металлов
• Уменьшает разбрызгивание металла шва — когда покрытие выгорает медленнее сердечника.
• Действует как раскислитель
• Уменьшите скорость охлаждения сварного шва (из-за защитного слоя шлака), чтобы предотвратить затвердевание.
• Покрытия обычно являются изоляторами электричества и поэтому предотвращают использование электродов в узких канавках и т. Д.,

Классификация электродных покрытий

Стандарты классификации сварочной продукции различают несколько типов электродов с покрытием в зависимости от типа покрытия. Покрытие электрода всегда состоит из множества компонентов, выполняющих различные функции.Их

Минерал

Минеральные продукты, влияющие на характеристики плавления, способствуют защите капель от окружающей атмосферы. Сварочная ванна распадается на газообразное излучение под действием тепла дуги и образует шлак. Физико-химические характеристики имеют большое влияние на рабочие характеристики электрода.

Металл

Металлические изделия, соединенные с металлом в результате плавления сердечника электрода.Это позволяет скорректировать анализ металла шва для получения свойств, эквивалентных свойствам стали, используемой в сварном соединении.

Органические материалы

Органические материалы, добавляемые в небольших количествах в основные покрытия в качестве экструзионного агента. Они будут разрушены при высокотемпературном нагреве этих электродов. В гораздо больших количествах они присутствуют в электродах, обожженных при низкой температуре (целлюлоза, рутил и т. Д.). Разложение этих продуктов в дуге вызывает выделение водорода.Выделяющийся водород благоприятно сказывается на эксплуатационных характеристиках сварки.

Связующие

Связующие, позволяющие получить прочное покрытие, которое прилипает к металлоконструкции. Обычно существуют простые или сложные силикаты натрия, калия или лития.

4 основных типа покрытий сварочных электродов

В промышленности наиболее часто используются следующие 4 основных типа покрытий сварочных электродов. Их

• Рутиловое покрытие
• Базовое или низкое h3 Покрытие
• Целлюлозное покрытие
• Покрытие из оксида железа

Рутиловый электрод

Электроды рутилового типа обладают лучшими характеристиками при использовании: очень хорошая стабильность дуги, перенос металла мелкими каплями, что обычно приводит к низкому уровню разбрызгивания и меньшему выделению дыма, чем у основных электродов, очень хорошее смачивание валика и очень легкое перезапуск с холода.
Однако по своей природе этот шлак влияет на содержание остаточных элементов в наплавленном металле. Элементы, которые обычно нежелательны с точки зрения оптимизации механических свойств. Их

а. Кислород

Содержание кислорода в наплавленном металле может варьироваться в зависимости от природы и количества раскисляющих элементов, присутствующих в покрытии. Содержание кислорода нельзя снизить до уровня, достигаемого с помощью основного электрода. Это приводит к наиболее значительному содержанию включений и, следовательно, к более низкой энергии вязкого разрушения во время испытаний на удар.

г. Титан

Содержание титана в наплавленном металле нельзя регулировать, как хотелось бы, для оптимизации механических свойств. Действительно, поскольку шлак состоит в основном из рутиловых элементов (оксида титана TiO2), некоторое количество титана неизбежно переносится в наплавленный металл в различных количествах. В соответствии с реакциями окисления и восстановлением и обменами металл-шлак, которые происходят в дуге и на границе раздела со сварочной ванной. Эти реакции зависят от всех присутствующих химических элементов, которые должны быть сбалансированы в соответствии с различными механическими характеристиками, которым должен соответствовать сварной шов (предел прочности на разрыв, предел текучести), и зависят от типа стали, которую мы должны сваривать.

г. Ниобий и ванадий

Содержание ниобия и ванадия в наплавленном металле нельзя снизить выше определенного предела. Потому что эти элементы существуют в виде примесей в природных рутилах, используемых при производстве сварочных изделий. Использование синтетических рутилов, которые поэтому очень чистые, возможно, но нечасто. Потому что его стоимость значительно выше, чем у натурального рутила.

г. Диффузионный водород

Содержание диффузионного водорода в сварных швах, выполненных рутиловыми электродами, всегда очень велико.Обычно это происходит из-за присутствия органических материалов, добавленных для облегчения экструзии и улучшения характеристик дуги. Однако это также является результатом низких температур обжига, что позволяет удалить лишь небольшую часть воды, включенной в силикат, и не разрушает экструзионные агенты.

Таким образом, рутиловые электроды ценятся за их удобство использования и создание сварного шва, тогда как основные электроды необходимы, когда выполняемые соединения должны соответствовать строгим металлургическим стандартам качества.

Покрытие электрода с основным или низким содержанием водорода

Основное покрытие электрода состоит из карбоната кальция и флюорита. Эти электроды с покрытием должны соответствовать требуемым механическим свойствам сталей, которые они предназначены для сварки (растяжение, ударная вязкость, CTOD, ползучесть и т. Д.). Многие аналитические комбинации позволяют получить искомые характеристики растяжения в наплавленном металле, но решения, которые удовлетворяют как характеристикам растяжения, так и вязкости, гораздо более ограничены.Это тем более верно, чем выше свойства при растяжении.

Кроме того, химический баланс, поддерживаемый для электрода, должен быть максимально устойчивым, то есть он должен удовлетворять различным требованиям, несмотря на вариации, присущие любому промышленному производству, в том числе в широком диапазоне условий сварки (термические циклы). Наконец, основной электрод должен быть спроектирован таким образом, чтобы содержание диффундирующего водорода в наплавленном металле было как можно более низким, чтобы избежать любого риска холодного растрескивания при минимизации или даже исключении предварительного нагрева и последующего нагрева.

Целлюлозное покрытие электрода

Целлюлозное покрытие электрода состоит из органических материалов, в основном целлюлозы. Целлюлозное покрытие электрода идентично рутиловому. Но основная разница в том, что процентное содержание диоксида титана (Tio2) в целлюлозном покрытии меньше. Когда горит целлюлоза, это приводит к выделению смеси водорода и окиси углерода. Эти газы служат защитным экраном для расплавленного основного металла.

По сравнению с такой же толщиной изделия целлюлозное покрытие дает более глубокое проникновение по сравнению с рутиловым покрытием.Поскольку скорость выделения газообразного водорода высока, существует опасность водородного охрупчивания основного металла.

Покрытие электрода из оксида железа

Электрод, покрытый оксидом железа, улучшает характеристики дуги, внешний вид валика; помогает увеличить скорость наплавки металла и скорость прохождения дуги. Во время сварки выделение газообразного водорода меньше по сравнению с электродом с целлюлозным покрытием.