Только сварщики, имеющие недавнюю квалификацию для использования специально целлюлозных электродов, должны иметь право выполнять какие-либо сварочные работы с ними.

Использование целлюлозного электрода должно быть ограничено корневым швом перед заполнением шва электродами с рутиловым покрытием. Горячий проход следует наносить максимум через десять минут после завершения корневого прохода.

Предварительный подогрев следует выбирать в соответствии с BSI BS EN 1011-2, принимая во внимание марку материала и прочность сварного шва.

ASME B31.3 A106 класс B.

AWS A5.1/A5.1M, 2012: «Технические условия на электроды из углеродистой стали для дуговой сварки в защитных газах».

Boniszewski T, 1979: «Ручная дуговая сварка металлическим электродом – старый процесс, новые разработки, Часть II: Понимание электродов ММА, металлург и технолог». Том. 11. № 11.

Босвард I, 1980: «Руководство по выбору электрода, сварщик». Том. 41, № 210, стр. 10-13.

BSI BS EN 1011-2: «Сварка. Рекомендации по сварке металлических материалов. Часть 2. Дуговая сварка ферритных сталей», 2004 г.

Clyne A J, 1984: «Оценка электродов с низким содержанием водорода для кольцевой сварки трубопроводов». Газовые НИОКР.

Folkhard, H, Schabereiter H, Rabendteiner G, Rettenbacher H, 1973: «Новые данные о содержании водорода в сварных соединениях как основа сварки без трещин высокопрочной трубопроводной стали целлюлозными электродами». Международная конференция по сварке, стр 39/44.

Кихара Х., Тераи К., Ямада С., Нагано Т., 1970: «Исследование температуры предварительного нагрева сварных швов высокопрочной стальной конструкции». Trans Jap. Сварочное общество, 1, стр. 119/129.

Сварка и резка: «Выбор стержневых электродов (часть 1) для сварки и резки». 123, № 4, 2013.

Spiller K R, 1991: «Варианты процесса и ручные методы сварки трубных конструкций, Технологическая сварка труб и труб». Изд.: В. Лукас. Издательство: Abington, Cambridge, CB1 6AH, UK, Abington Publishing; ISBN 1-85573-012-X. Глава 1, стр. 1-20.

Маркировка рутиловых электродов. Неизолированные плавящиеся электроды

При выборе электродов для сварки особое внимание следует уделять маркировке. Дело в том, что в нем содержится самая важная информация о приобретаемых электродах, включая производителя, состав и другие характеристики. Если ориентироваться на эту информацию, то упрощается задача выбора наиболее подходящего материала, который обеспечит качественный результат при работе в определенных условиях с планируемыми к соединению металлами и сплавами. Для этого перед принятием решения необходимо внимательно изучить обозначения, которые расположены на упаковке.

Сварка электродами

В качестве основного расходного материала для ручной дуговой сварки используются электроды, которыми сегодня чаще всего сваривают металлы. По вашему исполнению они выглядят как металлический стержень или изделие из другого материала, которое может иметь или не иметь покрытие. Один конец стержня должен быть покрыт. Именно этой стороной он помещается в электродержатель.

При сварке электрическая дуга образуется в зоне, образованной концом электрода и обрабатываемой поверхностью. Процесс соединения поверхностей с помощью сварочного оборудования происходит при повышенных температурах, при этом вещества, с которыми производится оплавление, подвергаются слишком интенсивному взаимодействию по отношению друг к другу.

Преимущества электродов

Электроды являются наиболее предпочтительными сварочными материалами по следующим причинам:

• их применение позволяет создать ровный шов, который не имеет пор и лишен несваренных участков.
• Зажигание дуги не требует больших усилий. Также нет проблем с его обслуживанием.
• Использование электродов позволяет создать однородное покрытие на основе шлака, которое можно удалить без особых усилий после завершения сварки.

Основное назначение и состав сварочных электродов

По своей конструкции электрод имеет вид стержня из металла или другого материала, благодаря которому ток достигает свариваемой детали. По этой причине обрабатываемый материал должен иметь высокую электропроводность. Чаще всего такие конструкции изготавливаются на основе проволоки и сплавов с разным уровнем легирования.

Для придания изделию необходимых характеристик на него наносится специальное покрытие. Благодаря ему электрод прекрасно переносит воздействие газов , в первую очередь, азота и кислорода, а также способствует поддержанию стабильности дуги, борьбе с вредными примесями, содержащимися в расплавленном металле. Польза покрытия заключается в том, что используемый для сварки металл или сплав обогащаются необходимыми легирующими элементами.

В целом можно отметить, что в составе покрытия должны присутствовать определенные компоненты для придания электроду необходимых свойств.

Важная роль отводится шлакообразующим веществам, например мелу, мрамору, обеспечивающим высокую защиту от негативного воздействия азота и кислорода, вред которых заключается в воздействии окислительных процессов. Освободить расплавленный металл от кислорода можно с помощью таких веществ, как ферросплавы титана, марганца, алюминия и кремния. Последние представляют собой группу раскисляющих веществ, за счет которых обеспечивается желаемый результат.

Для создания защитной газовой среды используют специальные газообразующие компоненты , наиболее яркими представителями которых являются древесная мука и декстрин. Задача придания шву исключительных характеристик по износостойкости, неподверженности коррозии решается введением в состав специальных легирующих добавок.

Перечень этих компонентов достаточно велик, поэтому приведем лишь некоторые из них: хром, титан, никель, ванадий и др. Группу стабилизирующих веществ образуют калий, натрий и кальций. Основное их действие заключается в обеспечении ионизации сварочной дуги. Для создания надежной связи между каждым компонентом покрытия и стержнем электрода необходимо использовать специальные связующие , в качестве которых чаще всего используется силикатный клей.

Маркировка электродов для сварки и требования к ним

Классификация электродов предполагает их разделение на два вида:

• плавящиеся;
• неплавкий.

К первой группе относятся изделия, изготовленные на основе таких материалов, как сталь, медь, чугун и бронза. Отличительной особенностью является наличие дополнительного покрытия. Особую группу образуют сплавы непокрытых элементов, однако они наиболее широко используются в качестве проволоки для сварки конструкций , осуществляемой в среде защитных газов. К категории неплавящихся разновидностей электродов для сварки следует отнести изделия, созданные на основе таких материалов, как вольфрам, торий и лантан.

Еще одним признаком классификации электродов для сварки может быть тип покрытия. Изделия, имеющие в маркировке букву А, относятся к классу изделий с кислотным покрытием. Похожие электроды нежелательна для сварки , проводимой для соединения сталей, характеризующихся повышенным содержанием углерода и серы. Если говорить о пространственном положении, то ограничений нет. Исключением здесь является вертикальное размещение, когда электрод подводят сверху вниз. Наиболее часто выявляемые дефекты – это появление сильных брызг и опасность растрескивания шва.

Буква B используется для обозначения базового покрытия. Сварочные электроды с такой маркировкой нельзя использовать для сварки в вертикальном положении. То же касается и тех изделий, которые имеют рутиловое покрытие, что обозначается буквой П. Если в маркировке присутствует буква С, то это намек на использование целлюлозного покрытия. Такие электроды сохраняют свои рабочие характеристики в любом положении.

Если говорить об их недостатках, то сюда следует отнести сильное разбрызгивание и опасность перегрева , из-за чего требуют особого внимания при эксплуатации. Последнюю группу электродов образуют изделия с маркировкой АС и РБ. Они представляют собой комбинированный вариант, который используется для соединения трубопроводов и конструкций различного назначения. При работе с ними следует помнить, что их недопустимо размещать в потолочном положении.

Ознакомившись с особенностями этих элементов и их конструкцией, можно переходить к требованиям, которым они должны соответствовать. Допустим, для любого электрода для сварки важно создать благоприятные условия , при которых дуга будет гореть стабильно, что в свою очередь обеспечит равномерное проплавление металла. Кроме того, создаваемый шов должен удовлетворять требованию по своему химическому составу. Последний может включать в себя различные компоненты, что определяется условиями эксплуатации детали и составом металлических изделий, которые необходимо соединить.

Расшифровка маркировки электродов для сварки

Настало время более подробно ознакомиться с тем, какую информацию скрывает маркировка электродов для сварки. Он всегда начинается с символов, соответствующих типу, содержащему опрокидывающую нагрузку. Допустим, Е46 говорит о том, что для сварных деталей максимальная нагрузка 46 кг/мм 2 . За ней уже идет клеймо с указанием производителя, а после него дается информация о толщине и назначении:

• наличие буквы У в маркировке указано, что рассматриваемый электрод подходит для сварки изделий, изготовленных на основе низколегированных и углеродистых сталей;
• маркировка, в которой присутствует буква Л, свидетельствует о том, что данные электроды можно использовать для соединения легированных конструкционных сплавов;
• если ставится задача соединения конструкций, изготовленных на основе жаропрочных или высоколегированных сталей, электрод, применяемый для сварки, должен иметь обозначения Т и Б;
• выполнить качественную наплавку слоя, который должен быть исключительным , возможно при условии маркировки применяемого электрода в виде буквы Н.

Толщина, диаметр, ток

Маркировка также дает подсказку о толщине покрытия, для чего даются следующие обозначения:

• М — означает тонкое покрытие;
• С — среднее покрытие;
• D — соответствует толстому покрытию;
• G – указывает на наличие покрытия максимальной толщины.

Далее в маркировке дается информация о диаметре. Иногда он может не содержать цифровых обозначений, эта информация может быть дана только в виде пиктограммы. В этом случае необходимо сделать вывод, что необходимые данные напечатаны. Следующие символы – это индекс и его значение, по которым можно понять характеристики металла. Это такие свойства, как удлинение, ударная вязкость и сопротивление разрыву. Более точную информацию об этих параметрах можно найти в ГОСТ 9.467–75.

В самом конце содержится информация о типе покрытия, о котором шла речь выше. По последним двум цифрам можно понять, какое пространственное положение предусмотрено для электрода той или иной марки и какой рекомендуемый показатель должен иметь рабочий ток.

Если там присутствует цифра 1, то выбранный электрод подходит для работы в любом положении. 2 указывает на отсутствие ограничений, кроме положения сверху вниз.

Иногда предпоследняя цифра 3, что позволяет сказать, что этот электрод нельзя размещать в потолочной ориентации. Наличие цифры 4 указывает на то, что изделие предназначено для выполнения нижних швов , а так же нижних в «лодочке».

• 1, 4, 7 — указывает на отсутствие ограничений;
• 2, 5, 8 — распространяется на токи с прямой и другими видами полярности;
• 3, 6, 9 — предусматривает, что ток должен иметь обратную полярность.

Заключение

Сварка невозможна без использования такого важного расходного материала, как электроды. Однако его важность нельзя недооценивать, так как от правильного выбора зависит качество соединения обрабатываемых поверхностей . Наличие разной маркировки электродов уже позволяет говорить о том, что они имеют разное назначение. По этой причине важно иметь представление о том, что означает та или иная маркировка. Зная о таких обозначениях, можно легко понять, какой электрод подходит для сварки и сделать правильный выбор.

Ручная дуговая сварка выполняется электродами. Именно этот металлический стержень со специальным покрытием (или без него) обеспечивает плавление дуги и формирует сварной шов с определенными параметрами.

Для получения качественного, прочного и эстетически красивого соединения необходимо правильно подобрать расходные материалы. Критерии выбора электродов для сварки:

1. Тип свариваемого материала. Сталь с различной степенью легирования, чугун, алюминий, медь и др.;
2. По используемому сварочному аппарату. Переменный ток, постоянный ток выбранной полярности;
3. Вид сварочных работ — соединение, сварка;
4. Способ сварки, положение шва;
5. Условия сварки — в атмосфере, в определенной газовой среде, в воде.

Все электроды делятся на два основных типа. Неметаллические (уголь, графит) и проволочные. Соответственно металлические электроды бывают неплавящимися или плавящимися. Последний может быть без покрытия или с ним.

Штучные непокрытые электроды применялись на заре развития сварки. Сегодня они практически не используются. Этот тип превратился в сварочную проволоку, которая непрерывно подается в зону дугообразования в полуавтоматических сварочных аппаратах. Благодаря работе, проводимой в среде инертного газа, прилипание электрода не происходит.

Покрытие (покрытие) стержневых электродов предназначено для формирования правильной дуги, создания необходимой химической среды в месте сварки, придания шву требуемых характеристик.
Производители предлагают различные виды и марки.

Ассортимент включает сотни наименований. Опытный мастер сразу может сказать, какой расходный материал нужен для определенного вида работ. Однако нужно точно знать, что такое электроды и уметь расшифровывать обозначение на упаковке.

Маркировочные электроды для ручной дуговой сварки

Символы, маркировка и даже краткие инструкции по хранению, подготовке и использованию обычно наносятся на упаковку или предлагаются в виде вкладыша на отдельном листе бумаги.

Такая информация может быть выполнена в любой форме, даже в виде картинок в стиле комиксов. Однако официальной (за что, в том числе, можно предъявить претензии в Роспотребнадзор) является маркировка по ГОСТу.

Производство продукции регулируется стандартами. Самый распространенный сегмент покрывается ГОСТ 9№ 466-75, определяющий порядок производства, испытаний и маркировки упаковки штучных электродов.

В соответствии с этим стандартом к каждой упаковке должна быть приложена информация в следующей форме.

Все сварочные электроды маркированы и предназначены. В нем содержится вся информация о самом электроде, например, его состав, а иногда даже производитель. Понимая все эти обозначения, вы всегда сможете самостоятельно подобрать требуемые материалы для соединения.

В первую очередь всегда стоит проверить, соответствует ли выбранный электрод ГОСТам. Для этого на упаковке должна быть надпись «ГОСТ» и несколько цифр после нее.

При наличии всего этого можно смело продолжать выбор сварочных электродов, подбирая их по другим показателям, не опасаясь подделок и некачественного товара.

Электрод выполнен в виде стержня, может быть как металлическим, так и из других материалов в зависимости от назначения. И вобще его назначение — это подача тока к месту сварки. Поэтому опытный сварщик всегда будет обращать внимание на электропроводность материала. Для производства электродов принято использовать проволоку, в состав которой входят сплавы с разной степенью легирования.

Стоит обратить внимание на внешнее покрытие. Применяется для защиты от внешних раздражителей, таких как азот или кислород. К другим преимуществам покрытия относятся сохранение стабильности сварочной дуги и удаление возможных примесей — они могут находиться в расплавленном металле.

Рассмотрим несколько компонентов, обеспечивающих качество покрытия электродов:

1. марганцевая руда.
2. титановый концентрат.
3. Кварцевый песок.
4. Каолин.
5. Мрамор.

К компонентам, создающим газообразующую среду, относятся декстрин и мука. Целью любой сварки является получение качественного шва, обладающего коррозионной стойкостью и высокой прочностью. Для этого в состав электрода должны входить следующие легирующие примеси:

• ванадий;
марганец
• ;
никель
• ;
• хром;
титан
• .

Их может быть еще много, это только основные и самые распространенные.

Маркировка

Все электроды глобально делятся на два типа: плавящиеся и неплавящиеся. К первым относятся материалы из меди, бронзы, стали и меди. Иногда встречаются изделия без покрытия, их принято использовать в качестве провода для соединений с использованием защитного газа. А неплавящимися являются лантан-вольфрамовые или торированные электроды.

По типу покрытия

Если продукт имеет маркировку «А» — это указывает на то, что его покрытие является кислотным, его следует использовать на стальных конструкциях при высоком уровне углерода и серы в соединяемом металле.

Буква «Б» будет указывать на то, что с такими изделиями запрещено работать в вертикальном положении — кстати, как и в случае с буквами «А» и «П». Буква «С» означает, что нет запрета на любые нестандартные положения и эти электроды позволяют производить качественную работу в любом положении. Но был замечен один недостаток — в виде чрезмерного разбрызгивания и постоянного контроля за температурой продукта.

Еще одной разновидностью является смешанная маркировка электродов для сварки, она может выглядеть так: «АС», «РБ». Они нашли свое основное применение при сварке разного рода конструкций или трубопроводов.

Мелкая маркировка деталей

Естественно, это не все обозначения. Есть много нюансов. Первые цифры и буквы обычно указывают максимальный предел нагрузки. Если присутствует такая маркировка: «Е41» — это означает, что сваренные детали смогут выдержать нагрузку в 41 килограмм на 1 квадратный мм. Возможны и другие варианты характеристики свариваемого изделия:

1. «У» — показывает, что можно безопасно работать с низколегированными и углеродистыми сталями;
2. «Т» и «Б» — возможно соединение высоколегированной и жаропрочной стали;
3. «Л» — работа с легированными конструкционными сплавами;
4. «Н» — пригодится в случае наплавки слоя с любыми свойствами.

Обозначение толщины слоя покрытия:

• «М» — тонкий;
• «Д» — толстый;
• «С» — средний;
• «Г» — максимальная.

Цифры в конце маркировки написаны для понимания пространственного положения изделий и текущего значения, которое рекомендуется использовать в данном случае.

Подробнее:

• «1» — детали можно сваривать в любом положении;
• «2» — кроме положения сверху вниз;
• «3» — во второй вариант добавлены ограничения по потолочной ориентации;
• «4» — только для нижних швов.

Дополнительно на коробке с продукцией может быть маркировка хрупкого товара внутри, не подлежащего испытаниям на влажность. Все эти маркировки легко расшифровать даже на интуитивном уровне, имея общие знания о сварке. Это значительно облегчит поиск необходимого материала для сварки.

Маркировка сварочных электродов содержит всю необходимую информацию о них — от производителя до состава. Выбрать идеальный материал для работы в определенных условиях с конкретными металлами и сплавами можно, просто изучив обозначения, нанесенные на упаковку, даже не открывая ее.

1 Основное назначение и состав электродов

Электрод представляет собой металлический или неметаллический стержень, подающий ток на изделие. Поэтому обязательным требованием к материалу, из которого состоят эти элементы, является хорошая электропроводность. Для их изготовления в основном применяют проволоки из сплавов различной степени легирования.

Кроме того, желаемые свойства достигаются за счет покрытия. Он обеспечивает надежную защиту от таких газов, как азот и кислород, способствует стабильному горению дуги и даже удаляет все вредные примеси, находящиеся в расплавленном металле. Также именно благодаря покрытию этот металл или сплав насыщается необходимыми легирующими элементами.

В целом для достижения всех вышеперечисленных свойств покрытие должно включать следующие компоненты. Шлакообразующие вещества (каолин, марганцевая руда, мел, титановый концентрат, мрамор, кварцевый песок и др.) обеспечивают надежную защиту от негативного воздействия азота и кислорода, что может привести к окислению. А для удаления кислорода из уже расплавленного металла нужны ферросплавы титана, марганца, алюминия и кремния, которые относятся к группе раскисляющих веществ.

Защитную газовую среду создают специальные газообразующие компоненты, к ним относятся древесная мука и декстрин. Чтобы шов имел достойные характеристики (износостойкость, не подвержен коррозии и т.д.), потребуются и специальные легирующие добавки. Их очень много, перечислим только основные: хром, титан, никель, опять же марганец и ванадий. Калий с натрием и кальцием относятся к стабилизирующей группе, что способствует ионизации сварочной дуги. Для того, чтобы все компоненты покрытия, а также электродный стержень были надежно соединены между собой, необходимы связующие вещества, соответственно в основном эту роль выполняет силикатный клей.

2 Маркировка электродов и требования к ним

Итак, электроды делятся на плавящиеся и неплавящиеся. К первому типу относятся стальные, медные, чугунные и бронзовые изделия с дополнительным покрытием. Существуют также расходуемые элементы без покрытия, но они в основном используются только в качестве проволоки для использования защитных газов. Нерасходуемые – вольфрам, торий и лантан.

Кроме того, они делятся по типу покрытия. Если в маркировке электродов для сварки присутствует буква А, значит, покрытие кислотное, и такой продукт не рекомендуется использовать со сталями, имеющими повышенное содержание углерода и серы. Что касается пространственного положения, то оно допускается любое, кроме вертикального, когда электрод подводят сверху вниз. К дефектам относятся чрезмерное разбрызгивание и возможность растрескивания шва.

Основные покрытия обозначаются буквой Б, их, как и предыдущие, нельзя варить в вертикальном положении. Аналогичный запрет на способ сварки имеют рутиловые покрытия (Р). Букве С соответствует целлюлоза, такие электроды прекрасно ведут себя абсолютно в любом положении, но к их недостаткам можно отнести разбрызгивание и необходимость следить за тем, чтобы не было перегрева. Последний тип АС, РБ – это смешанные, которые нашли свое применение для сварки трубопроводов и различных конструкций. Запрещенным для них является положение потолка.

Разобравшись с тем, что это за элементы и из чего они состоят, стоит уделить немного внимания предъявляемым к ним требованиям. Итак, сварочный электрод обязательно должен обеспечивать стабильное горение дуги, чтобы металл плавился равномерно. Также полученный шов должен иметь заданный химический состав, который определяется в зависимости от условий эксплуатации детали и состава металла свариваемых изделий.

Производительность должна быть максимальной, а разбрызгивание, выброс угарного газа и ядовитых веществ, наоборот, минимальными. Необходимо, чтобы шлаковая корка легко отделялась от шва. Кроме того, должны быть достигнуты требуемые механические свойства, а также износостойкость и стойкость к такой вредной коррозии. Теперь давайте рассмотрим другие особенности маркировки.

3 Расшифровка маркировки электродов для сварки — получаем больше информации

Теперь рассмотрим более конкретно, как осуществляется расшифровка маркировки электродов для сварки. Так, первые символы всегда обозначают тип с указанием максимально допустимой нагрузки. Например, Е46 означает, что соединяемые элементы смогут выдержать нагрузку 46 кг на 1 мм 2 . Далее следует непосредственно марка с указанием производителя, далее толщина и назначение:

• если вы видите букву У, это означает, что данный электрод подходит для сварки низколегированных и углеродистых сталей;
• Л — обработка легированных конструкционных сплавов;
• если необходимо работать с жаропрочными или высоколегированными сталями, то электроды должны иметь буквенные обозначения — Т и Б соответственно;
• , когда требуется слой с особыми свойствами, этому материалу соответствует буква H.

Маркировка, показывающая толщину покрытия, обозначается следующим образом: М – тонкое, среднее – С, затем идет толстое – Д и максимально возможное характеризуется буквой Г. Далее указывается диаметр. В случае, когда числовых обозначений нет, а есть только значок, то размер указывается на оттиске. Затем идет индекс и его значение, указывающее на характеристики металла, а именно его относительное удлинение, ударную вязкость и сопротивление разрыву. Конкретнее эти значения можно уточнить в ГОСТ 9467–75.

Не все электроды допускают сварку в любой пространственной ориентации, и это тоже можно прочитать в шифре.

Пишется предпоследний тип покрытия, подробно описано выше. А последние две цифры – это возможное пространственное положение электрода и рекомендуемое значение силы тока. 1 — электроды для сварки в любом положении, 2 позволяет работать практически в любом месте, кроме «сверху вниз». Если предпоследняя цифра 3, то ограничения распространяются и на ориентацию потолка. Нижние швы, а также нижние в «лодочке» сваривают электродами с маркировкой 4.

Последняя цифра, соответствующая току, будет иметь следующие значения:

Эта цифра также выбирается в зависимости от полярности тока: 1, 4, 7 — любая, 2, 5, 8 — прямая, а остальные 3 , 6, 9 — реверс.

Кроме того, на упаковку также наносится дополнительная маркировка, свидетельствующая о том, что внутри находится достаточно хрупкий продукт, который боится сырости. Также обязательным дополнением является наличие соответствующего документа, свидетельствующего о том, что товар изготовлен строго в соответствии с государственным стандартом. На этом расшифровку считаем законченной, это поможет прочитать лаконичный код и выделить максимум информации.

Для каждого режима сварки необходимо выбрать соответствующий тип электрода. От этого зависит не только возможность сделать соединение или наплавку, но и качество. Поэтому была разработана определенная маркировка электродов для сварки. Любой специалист в ней сможет определить назначение, материал изготовления и оптимальные режимы работы.

Правила

Создание единых правил маркировки электродов необходимо для стандартизации продукции различных производителей. Для этого ГОСТ 9Разработан N 466-75, в котором помимо технических требований указаны порядок и правила обозначения отдельных видов электродов.

В первую очередь необходимо учитывать принятую форму заполнения некоторых характеристик. Представляет собой многоблочную структуру, каждый из разделов которой соответствует определенной категории.

1. Тип электрода. Первая буква «Э» обозначает наименование изделия, последующая цифра – значение предела прочности, кгс/мм².
2. Марка. Содержит информацию о производителе и непосредственно марке электродов.
3. Диаметр.
4. Область назначения.

1. Толщина верхнего слоя

1. Индекс, указывающий характеристики свариваемого металла. Он должен соответствовать данным ГОСТ 9467-75. В нем приводится подробная разбивка каждого из возможных обозначений.
2. Тип покрытия.

Для смешанных видов покрытий принято двойное обозначение, например, BR (БР) — рутилово-основное.

1. Допустимые положения направления сварки.

1. Указывает род тока, его полярность и номинальное значение напряжения.
2. Ссылка на ГОСТ 9466-75, по которому выполнена маркировка.
3. Ссылка на нормативный документ на изготовление электродов.

Кроме этих параметров указываются дополнительные характеристики. Они необходимы для обозначения внешнего вида и специфики оформления.

Зная все вышеперечисленные обозначения, вы сможете подобрать оптимальную марку электродов для конкретного вида работ.

РУТИЛОВЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ — MOAM.INFO

РУТИЛОВЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ: новое исследование забытой темы. Взаимосвязь между составом покрытия, свойствами цельносварного металла , эксплуатационными свойствами и . ..

РУТИЛОВЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ: новое исследование забытой темы

Взаимосвязь между составом покрытия, свойствами металла шва, эксплуатационными свойствами и диффундирующим водородом в металле шва электродов типов ANSI/AWS A5.1-91 Е6013 и Е7024.

Эстела С. Суриан (*) и Ноэми М. Рамини де Риссоне (*)

РЕЗЮМЕ Ручные рутиловые электроды типов ANSI/AWS A5.1-91 E6013 и E7024, которые представляют самый высокий процент в тоннах от общего объема производства ручных электродов, производятся уже много лет. Тем не менее, имеется мало публикаций о систематических исследованиях, посвященных составу покрытия, рабочим характеристикам, свойствам наплавленного металла и диффундирующему водороду в наплавке. Только недавно появилась информация такого рода (как, например, для электродов Э7018). Настоящая работа призвана обобщить и рассмотреть все исследования по ручным рутиловым электродам, представленные в Подкомиссии II-А Международного института сварки от 1994 до 1997. Цель состоит в том, чтобы способствовать лучшему пониманию металлургии металла шва, наплавленного сварочными электродами из стали C-Mn.

(*) Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional San Nicolás. Сан-Николас, провинция Буэнос-Айрес, Аргентина.

Введение

В течение последних двадцати-тридцати лет во всем мире наблюдалась тенденция к замене ручной сварки электродами с покрытием другими процессами, обеспечивающими более высокую скорость наплавки и/или допускающими автоматизацию (ссылка 1). Однако из-за некоторых особенностей ручного дугового процесса (ссылка 2) продолжает производиться большое количество электродов с покрытием для самых разных целей. Все указывает на то, что их использование стабилизируется на уровне около 30% металла шва, наплавляемого всеми процессами дуговой сварки (ссылка 1). Среди ассортимента ручных покрытых электродов рутиловые электроды типов ANSI/AWS A5.1-91 (Ссылка 3) E6013 и E7024 очень популярны для сварки C-Mn сталей благодаря следующим характеристикам: Стабильность и легкость зажигания дуги Простота в обращении Низкое выделение дыма Легкое удаление шлака Гладкий внешний вид валика Подходит для сварки во всех положениях Банка E7024 использовать для гравитационной сварки Низкая чувствительность к ветру при сварке на открытом воздухе Вышеуказанные характеристики способствуют тому, что электроды с рутиловым покрытием составляют значительный процент от общего объема продукции производителей сварочных материалов. В большинстве компаний продажи электродов с рутиловым покрытием превышают продажи электродов с основным покрытием (типы ANSI/AWS A5.1-9).1 E7015, E7016 и E7018), так что первый тип вносит существенный вклад в оборот. Кроме того, в настоящее время наблюдается заметный интерес к изучению поведения рутиловых электродов, поскольку они кажутся наиболее подходящими для мокрой сварки под водой (ссылки 4 и 5). Экономично использовать ручные электроды для получения базовых знаний о расходных материалах с тем же типом шлака. Затем эти данные могут быть переданы в другие процессы для получения расходных материалов, для которых в противном случае потребовался бы более дорогостоящий процесс разработки (например, порошковая проволока для дуговой сварки в среде защитных газов во всех положениях). Что касается механических свойств, то основные электроды предпочтительнее рутиловых. В последнее время было проведено множество исследований с целью улучшения механических свойств металла шва, наплавленного рутиловыми электродами Э6013 и Э7024. Эти исследования позволили получить новые данные о конкретных эффектах, которые изменения в составе покрытия оказывают на свойства металла сварного шва, эксплуатационные характеристики и диффундирующий водород (ссылка 6-21). Этот документ представляет собой обзор недавних исследований рутиловых электродов, представленных Подкомиссии II-A Международного института сварки. Эти знания могут быть применены для улучшения рутиловых электродов, а также расходных материалов для других сварочных процессов. 1. Электрод с ручным покрытием ANSI/AWS A5.1-91 E6013

1.1 Влияние химического состава покрытия 1.1.1. Влияние карбоната кальция Эффект добавления CaCO3 в покрытие электрода E6013 систематически изучался, показывая прямую и четкую зависимость между свойствами металла сварного шва и составом покрытия (ссылки 6 и 7). Влияние CaCO3 было впервые изучено (ссылка 6) при разработке трех электродов E6013 с 5, 10 и 15 % кальцита (природного CaCO3) за счет целлюлозы и материалов, содержащих кремний, в сухой смеси покрытия (таблица 1). Добавки порошка железа и марганца в смесь также регулировались для получения одинакового содержания Mn в металле сварного шва с каждым электродом, чтобы не вводить другую переменную в рассматриваемую систему. Содержание TiO2 (как и рутила, характерного компонента этого типа электрода) оставалось практически постоянным. Наблюдалось повышение основности шлака по мере увеличения количества кальцита в покрытии, при этом наблюдалось снижение содержания кремния (табл. 1) и кислорода в наплавленном металле. Содержание хрома, никеля, молибдена и титана не изменилось, но уровни ниобия и ванадия увеличились. В табл. 1 показано снижение значений текучести и предела прочности на разрыв для всего металла шва в результате уменьшения содержания кремния за счет увеличения содержания CaCO3. Результаты воздействия приведены в Таблице 1 и на Рис. 1, где показано улучшение ударной вязкости металла шва при добавлении CaCO3: по мере увеличения основности шлака и, как следствие, снижения содержания кислорода в металле шва, приращение ударов по Шарпи-V, что соответствует требованиям Классификационных обществ судов (в среднем 47 Дж при -20ºC и 33 Дж для каждого отдельного значения) (ссылка 22). Полученные значения также превысили минимум 27 Дж при -29ºC для основных электродов, требуемых ANSI/AWS A5.1-91 для E7016 и E7018 (ссылка 3). Микроструктура металла шва, наплавленного этими электродами, при добавлении CaCO3 изменялась незначительно (табл. 1), но объемная доля включений уменьшалась. Этот последний эффект мог способствовать повышению ударной вязкости. Бонишевский и др. также изучали эффект увеличения содержания CaCO3 в покрытии (ссылка 7) за счет состава рутиловых электродов E6013 с содержанием 5, 10, 15 и 18 % CaCO3 в покрытиях за счет целлюлозы и железного порошка без изменения содержания SiO2. (Таблица 2). Уровни марганца и углерода в наплавленном наплавленном металле были одинаковыми для всех электродов, использованных в этом исследовании. При этом добавка CaCO3 привела к снижению содержания кремния в металле шва с 0,35 до 0,13 %. Количество остаточных элементов также уменьшилось. При этом механические свойства (табл. 2) показали во всех случаях снижение предела текучести и предела прочности при растяжении и улучшение ударной вязкости наплавленного металла, особенно при -20°С. Предыдущая работа

(Ref. 6) дал аналогичные результаты в отношении как свойств при растяжении, так и значений ударной вязкости. Эти изменения в химическом составе покрытия электрода E6013 способствовали достижению значений ударной вязкости, требуемых для рутиловых электродов класса 3 в соответствии с классификационными обществами судов (ссылка 22), а свойства напоминали свойства, получаемые с основными электродами. 1.1.2. Влияние волластонита Для того, чтобы простым и понятным способом изучить влияние увеличения основности шлака (ссылка 8), подход заключался в замене в покрытии электрода Э6013 0, 8 и 16 % кварца (100 % SiO2) на волластонит (50 % SiO2 / 50 % CaO), что равносильно замене 0, 4 и 8 % SiO2 на CaO (табл. 3). По мере увеличения СаО в покрытии, а также в шлаке содержание кремния и кислорода в наплавленном металле уменьшалось, а также наблюдались изменения в микроструктуре наплавленного «после сварки». Таблица 3 показывает увеличение игольчатого феррита как за счет первичного феррита, так и за счет феррита со второй фазой. Это микроструктурное изменение отразилось на ударных свойствах, которые улучшались с увеличением основности шлака (рис. 2). Таким образом, полученные результаты удовлетворяют минимальным требованиям 47 Дж при -20ºC для рутиловых электродов Grade 3 (ссылка 22). Увеличение содержания СаО в покрытии не оказало заметного влияния на твердость и прочностные свойства металла шва (табл. 3). 1.2. Влияние химического состава металла шва 1.2.1. Влияние уровня кремния При повышении уровня кремния в металле шва C-Mn сталей значения текучести и предела прочности при растяжении также увеличиваются, при этом наблюдается отрицательное влияние на ударную вязкость. Это происходит особенно при низких температурах, когда расщепление является доминирующим механизмом разрушения. Таблицы 1 и 2 (ссылки 6 и 7) показывают этот эффект, о чем сообщалось в обоих исследованиях рутиловых электродов с добавлением CaCO3. Подтверждающие данные показаны на рис. 3 (ссылка 10) из исследования, в котором электроды E6013 были разработаны так, чтобы содержать 15 % CaCO3 и около 50 % TiO2 с добавлением от 0 до 3 % ферросилиция (45 % Si). Чтобы сбалансировать влияние приращений кремния в наплавленном металле на значения предела прочности при растяжении, Бонишевски и Эванс уменьшили содержание порошка марганца в покрытии с 11 до 7% (ссылка 10). Таким образом, значения предела текучести и предела прочности при растяжении оставались постоянными, и можно было изучать только влияние кремния на сопротивление скалыванию. Раскисляющий эффект кремния был изучен Boniszewski и Evans (Ref. 11) путем добавления ферросилиция (45 % Si) в покрытие электродов E6013. Различные уровни этого элемента в наплавленном металле составляли

(табл. 4). В этом исследовании химический состав металла шва был следующим: марганец оставался почти постоянным, кремний составлял от 0,14 до 0,48 %, а содержание кислорода уменьшалось с 840 до 637 частей на миллион. Значения ударной вязкости были очень схожими для всех электродов, как показано на рис. 4. Эти результаты подтвердили, что вредное воздействие кремния уравновешивается снижением уровня кислорода в наплавленном металле. 1.2.2. Влияние уровня марганца Что касается ферритного цельносварного металла с содержанием кислорода до 500 ppm, обычно достигаемым с электродами с основным покрытием, хорошо известно, что 1,5 % Mn является оптимальным уровнем для получения наилучших ударных свойств в наплавленном металле, легированном углеродом. , марганец и кремний (ссылки 23, 24 и 25). Были предприняты попытки получить аналогичные результаты с рутиловыми электродами (ссылка 14) без ухудшения их рабочих свойств. В этом случае Boniszewski и Malsingh исследовали электрод E6013 с составом покрытия 48% TiO2, 17% CaCO3, 3% целлюлозы, раскисленной 2,5% титана и 2% магния (оба являются сильными раскисляющими элементами). Содержание металлического марганца в покрытии было изменено для получения содержания 1,1, 1,4 и 1,7 % Mn в металле сварного шва. При таком содержании марганца (более 1%) содержание игольчатого феррита в микроструктуре наплавленного металла составляет около 55% (ссылка 14). Этот уровень игольчатого феррита напоминает уровень, обнаруженный в наплавленном металле основных электродов с аналогичным содержанием марганца и кислорода (ссылка 23). Как и ожидалось, для этого типа стали предел текучести металла сварного шва и предел прочности при растяжении увеличиваются с увеличением содержания марганца. На рис. 5 показан этот эффект в результатах, полученных с различными сериями электродов, исследованных авторами этого исследования (ссылка 14). Повышение ударной вязкости с марганцем в металле шва, наплавленного рутиловыми электродами, не такое же, как у основного металла шва. В Таблице 5 представлены результаты испытаний на удар, показывающие постоянные значения поглощенной энергии для различных уровней Mn при -20°C, а также лучшие значения для самых низких уровней марганца при -30 и -40°C. Авторы предположили, что наличие остаточных элементов в наплавленном металле, таких как V и Nb (обычно связанные с рутилом), было причиной неудовлетворительных результатов, несмотря на высокие уровни Mn. Эта точка зрения была затем подтверждена Эльвандером в Ref. 18, где ударная вязкость была улучшена (таблица 7, испытания B7R и B8) за счет снижения содержания V и Nb, изготовления электродов с диоксидом Ti (свободным от этих остаточных элементов) вместо рутила. 1.2.3. Влияние содержания кислорода Содержание кислорода в металле сварного шва C-Mn тесно связано с количеством присутствующих включений. Это явление было тщательно изучено для основных электродных отложений (ссылки 26 и 27), где уровни кислорода не так высоки, как в рутиловых электродных отложениях. Химический состав, количество, размер

и распределение включений в сварочной ванне, а также в затвердевшем металле напрямую зависят от содержания кислорода и, следовательно, от элементов-раскислителей (ссылка 28). Принимая во внимание влияние включений на вторичную трансформацию сталей и результирующую микроструктуру (ссылка 29), ожидается, что кислород будет оказывать сильное влияние на свойства металла сварного шва. Бонишевский и другие исследователи сформулировали электроды, раскисленные магнием (ссылка 12), а также магний плюс титан (ссылка 13) в нескольких различных сериях рутиловых электродов. Это было сделано для того, чтобы изучить рутиловый металл шва с уровнями кислорода, подобными тем, которые обнаружены в основном металле шва. Энергия, поглощаемая на «нижней полке», изучалась в [1]. 12, а также его заметное увеличение за счет раскисляющего действия магния (таблица 6) и последующего снижения содержания кислорода. Этот результат был подтвержден в работе Ref. 13, где магний и титан использовались совместно в качестве раскисляющих элементов: в серии 1 уровень Mg варьировался от 0 до 3 % для 2,5 % Ti, в результате чего были достигнуты наилучшие значения ударной вязкости металла сварного шва при более низких уровнях кислорода при -20 и -30°С. Снижение содержания кислорода уменьшает количество крупных включений, которые в противном случае инициируют и распространяют трещины (ссылка 27). В результате повышается устойчивость к расщеплению, а также благоприятствуют образованию микроструктур, способствующих повышению ударной вязкости. В исх. 13, значения ударной вязкости были удивительно высокими при очень низких температурах (от 100 Дж до -40 °C) с электродом 1366, таблица 6, для которых наплавленный металл содержал около 600 частей на миллион кислорода, приближаясь к значениям от 300 до 500 частей на миллион, полученным с основными электродами E7016 и E7018. электроды с покрытием (ссылки 23–26). 1.3 Круговое испытание с электродом «1366» Результаты ударной вязкости, полученные с электродом «1366» (ссылка 13), которые необычно высоки для такой низкой температуры, потребовали проведения кругового испытания в Подкомиссии II-A Международного института сварки. Цель состояла в том, чтобы выяснить, можно ли получить одинаковые значения ударной вязкости, когда электроды изготавливаются из сырья разного происхождения и из разных лабораторий. Восемь лабораторий изготовили 12 испытательных электродов по оригинальной формуле «1366» и еще 12 с некоторыми вариациями (замена металлического титана ферротитаном, увеличение или уменьшение марганца, замена высокочистого белого диоксида титана рутилом и т. д.). Результаты, показывающие значительный разброс (Таблица 7), могут быть обобщены (ссылки 15-18) следующим образом: • не было возможности получить точно такие же значения ударной вязкости, как у электрода «1366». Однако к ним можно было приблизиться, если химический состав наплавленного металла был близок к составу исходного электрода. Это означало, что содержание Si должно было оставаться примерно на уровне 0,20% (таблица 6), что подтверждает ранее упомянутое в разделе 1.2.1, а содержание азота должно было составлять не более 110 частей на миллион. Таким образом, электрод должен был быть изготовлен из проволоки

с содержанием Si не более 0,015 % для контроля значений Si (таблица 7), как показано в Ref. 16. • Металлический титан можно заменить ферротитаном, не влияя на содержание титана и без изменения значений ударной вязкости. Этот результат является очень благоприятным, так как металлический титан очень дорог и опасен при транспортировке. Кроме того, было очень интересно обнаружить заметные различия в работоспособности различных электродов, изготовленных в лабораториях: даже когда все электроды сохраняли типичные характеристики рутилового типа, разбрызгивание, образование валиков и скорость отделения шлака были совершенно разными. Электроды, изготовленные лабораториями-участниками, были испытаны на Первом промежуточном совещании 1996/1997 Подкомиссии II-A Международного института сварки в Берлине, ноябрь 1996 г. Это подтверждает точку зрения, распространенную среди тех, кто разрабатывает сварочные материалы: вопреки тому, что обычно думают, полная формула электрода не только список количества компонентов сухой смеси покрытия, но также должен включать сырье, производственное оборудование и полные условия, необходимые для его обработки. Даже при учете этих факторов необходимо адаптировать производственный процесс к конкретным условиям места изготовления электрода (например, к климатическим факторам). Тем не менее, воспроизводимость электрода все еще не может быть гарантирована. 2. Электрод с ручным покрытием ANSI/AWS A5.1-91 E7024 2.1. Влияние химического состава покрытия Компания Surian (Ref. 20) провела систематические исследования рутиловых электродов E7024 с различным содержанием металлического магния в составе покрытия. Для этой цели были разработаны три электрода, содержащие 0, 2 и 4% Mg, уравновешивая добавки Mn и Si, чтобы поддерживать одинаковые значения этих элементов в металле шва (таблица 8). Добавки Mg в покрытие уменьшали содержание кислорода в наплавленном металле (из-за того, что Mg является сильным раскислителем, а образование MgO увеличивает основность шлака) и повышали ударную вязкость металла шва. Не было никаких существенных изменений в твердости, а также в значениях предела текучести и прочности на растяжение (таблица 8). Металлографический анализ показал 100% рекристаллизованные структуры в месте надреза Шарпи-V и более тонкую микроструктуру, а также меньшее количество неметаллических включений меньшего размера с увеличением содержания Mg в покрытии. Эти факторы способствовали бы повышению ударной вязкости (ссылка 30). 2.2. Влияние химического состава металла шва Для изучения влияния изменений содержания углерода на механические свойства металла шва E7024 с рутиловым покрытием Surian et al. (Ссылка 19) разработал четыре электрода

E7024, систематически увеличивая количество графита в покрытии. В таблице 9 показаны изменения содержания углерода от 0,03 до 0,13% в металле сварного шва, в то время как содержание остальных основных элементов оставалось почти постоянным. Содержание кислорода уменьшалось с увеличением содержания углерода, поскольку углерод является раскислителем. В Таблице 9 также показаны результаты испытаний на растяжение и ударную вязкость по Шарпи-V, выполненных на четырех металлах сварного шва. Когда уровень углерода увеличился с 0,03 до 0,10%, выход и прочность на разрыв также увеличились. От 0,10% до 0,13% углерода скорость увеличения предела прочности при растяжении стала менее заметной. Самые высокие уровни ударной вязкости были обнаружены при более низком содержании углерода от 0,03 до 0,06 %. По мере увеличения содержания углерода с 0,10 до 0,13% ударная вязкость неуклонно снижалась. В этой статье показано, что можно достичь таких высоких значений прочности на растяжение, пластичности и ударной вязкости, как те, которые требуются для основных электродов E7018, с электродами E7024, наплавляющими наплавленный металл, содержащий от 0,06 до 0,10% C с 0,7% Mn и 0,25% Si (ссылка 3). . 3. Влияние изменений покрытия и/или металла шва на работоспособность рутиловых электродов. Различия в составе покрытия электродов Э6013 и Э7024 отразились на некоторых различиях в их эксплуатационных характеристиках. E6013: увеличение основности шлака, достигнутое за счет добавок либо кальцита (ссылка 6), либо волластонита (ссылка 8), оказало незначительное негативное влияние на внешний вид валика в нижнем положении и немного увеличило разбрызгивание. В вертикальном положении форма валика улучшилась за счет более быстрого затвердевания шлака. Кроме того, при использовании переменного тока (ссылка 9), стабильность дуги увеличилась при добавлении волластонита, но не было разницы с постоянным током обеих полярностей (FE1 существенно не изменился). Механизм переноса металла не подвергался воздействию переменного или постоянного тока (таблица 10). E7024: графит не повлиял на рабочие характеристики, но добавление Mg улучшило форму валика в горизонтальном положении, хотя наблюдалось небольшое увеличение разбрызгивания. Что касается стабильности дуги, Mg не влиял на перенос заряда (I/σ σI y U/σ σU ​​не изменились для постоянного тока, ни B* для переменного тока). Перенос металла заметно не изменился, особенно при переменном токе (ссылка 21), таблица 10. За исключением некоторых незначительных изменений, оба типа электродов сохранили превосходные эксплуатационные свойства ручных рутиловых электродов, что делает их такими ценными и полезными. 4. Влияние изменения покрытия на диффузионный водород. Хорошо известно, что, в отличие от основного металла шва, металл шва, наплавленный электродами с рутиловым флюсовым покрытием, содержит высокие уровни диффузионного водорода (DH) (ссылка 31). Ручные основные электроды сушат при очень высокой температуре (400-450°С), что позволяет устранить избыток воды (не связанной химически), которая является основным источником водорода. Рутиловым электродам для правильной работы необходима влажность, так как вода является одним из компонентов газовой защиты

, создаваемое покрытием для защиты расплавленного металла, проходящего через дугу, от загрязнения окружающей атмосферой, особенно азотом (ссылка 31). Высокое содержание диффузионного водорода в металле, наплавленном рутиловыми электродами, делает их непригодными для тех применений, где существует риск растрескивания, вызванного водородом. Поэтому желательно уменьшить содержание диффузионного водорода в рутиловых электродах без изменения их эксплуатационных свойств. E6013: Таблица 11 показывает снижение содержания диффузионного и остаточного водорода (ссылка 7) при увеличении основности шлака в результате увеличения содержания кальцита в покрытии. В этих электродах добавки кальцита были достигнуты за счет целлюлозы (мощный источник водорода) и железного порошка. Отсюда можно сделать вывод, что вышеуказанное снижение могло быть связано с уменьшением содержания целлюлозы в покрытии. При замене кремнезема на волластонит (ссылка 8), т.е. SiO2 на CaO, для повышения основности шлака влажность покрытий всех электродов была одинаковой (поскольку они были изготовлены из одного и того же сырья, кроме воллатонита и кварца). который имел примерно такие же потери при 1000°С, около 0,30 %). Как прямой результат этой замены, уровень DH, полученный с самым основным электродом (с самым высоким содержанием волластонита), был заметно ниже (таблица 11). Это показывает взаимосвязь между содержанием DH и основностью шлака. E7024: Добавление металлического Mg в покрытие не только снизило уровень кислорода в дуге (поскольку Mg является мощным раскисляющим элементом), но также увеличило индекс основности шлака Бонишевского (ссылка 32). Это связано с тем, что Mg окисляется, а затем переходит в шлак в виде оксида Mg. В результате увеличения содержания Mg в покрытии при одинаковых условиях сушки (таблица 11) также наблюдалось заметное снижение DH (ссылка 20). Как и ожидалось, повышение температуры сушки электродов E6013 и E7024, таблица 11, привело к постепенному снижению содержания DH в металле сварного шва (ссылка 31). Выводы 1. Содержание кислорода в металле рутилового сварного шва может быть уменьшено за счет модификации основности шлака или добавления сильных раскисляющих элементов, Ti и Mg. Следовательно, хотя рутиловые покрытия содержат высокий процент кислотных компонентов, можно снизить уровень кислорода в рутиловом металле сварного шва почти до уровня основного металла сварного шва. Это приводит к улучшению ударной вязкости без ухудшения хороших рабочих характеристик рутиловых электродов. 2. Снижение содержания кислорода в металле рутилового шва и связанное с этим повышение ударной вязкости связано с формированием более благоприятной микроструктуры и/или уменьшением количества и размера неметаллических включений, которые, как известно, являются инициаторами трещин отрыва.

3. Представленная информация расширяет спектр металлургических знаний о металле, наплавленном ручными электродами для сталей C-Mn. Это позволяет рассматривать свойства металла шва, наплавленного рутиловыми и основными электродами, как непрерывную систему, в которой изменения происходят в зависимости от содержания кислорода, среди прочих факторов. 4. Изменения покрытия электродов для повышения ударной вязкости не повлияли на их типичные эксплуатационные характеристики. 5. Взаимосвязь, существующая между основностью шлака и диффузионным водородом в металле шва, была четко продемонстрирована в рассмотренном исследовании. 6. Круговой тест, проведенный Подкомиссией II-A Международного института сварки, является еще одним наглядным примером важности командной работы для получения знаний на благо сообщества сварщиков экономичным и надежным способом. Благодарности Авторы выражают признательность г-ну Дэвиду Джордану за его помощь в редактировании этой статьи и д-ру Тэду Бонишевски за его постоянный и плодотворный технический вклад и дружескую поддержку. Они также благодарят г-жу Даниэлу Майораль за перевод этого документа с испанского на английский. Ссылки (1) MYAZAKI, T. «Порошковая проволока для роботов». Корпорация Хитачи Зосен. Ariabe Works, IIW-IIS Doc XII-1084-88. (2) ТЕЙЛОР, Д.С. «Роль сварки ММА в 1990″, Welding and Metal Fabrication, May 1990, 7-9. (3) ANSI/AWS A5.1-91 «Технические условия на электроды из углеродистой стали для дуговой сварки в защитных газах», Американское общество сварщиков, Майами, Флорида 33135, США. (4) IBARRA, S., OLSON, D.L. Y GRUBBS, C.E. «Подводная мокрая сварка высокопрочных морских сталей», OTC 5889, стр. 277-282, 21st OTC, Хьюстон, Техас, 1-4 мая 1989 г. (5) SANCHEZ -OSIO, A., LIU, S., OLSON D.L., IBARRA S. «Расходные материалы для мокрой подводной сварки для морских применений», 12-я Международная конференция по морской механике и арктическому инжинирингу Книга № G0679А-1993. (6) РАМИНИ ДЕ РИССОН, Н.М., КОРВАЛАН, П. и СУРИАН, Э. «Влияние изменения основности шлака электрода типа AWS A5.1-91 E6013» IIWIIS Doc. II-A-929-94 (II-1262-95) и опубликовано на испанском языке в «Revista de Soldadura», Madrid, 25(3), 1995:121-131.

(7) БОНИШЕВСКИЙ Т., ЭВАНС Г.М. и HART, P.H.M. «Исследования рутиловых электродов AWS E6013. Часть 1: Эффекты карбоната кальция» IIW-IIS Doc. IIA-931-94 (II-1263-95) (8) РАМИНИ ДЕ РИССОН, Н.М., БОТТ, И де С., ХОРХЕ, К.Ф.Дж., КОРВАЛАН, П. и СУРИАН, Э. «ANSI/AWS A5.1-91 Рутиловые электроды E6013: влияние волластонита», IIW-IIS Doc. II-А-951-95. Welding J. 1997 (76), 11, с 498-й по 507-ю. (9) ФАРИАС, Х. П., ПАУЛО СЕРДЖИО ДЕ С. БАЛЬСАМО и АМЕРИКО СКОТТИ. «Рутиловые электроды AWS E6013: эффект волластонита. Часть 2: об устойчивости дуги и экономических характеристиках». Док. II-А-953-95. (10) БОНИШЕВСКИЙ Т. и ЭВАНС Г.М. «Исследования рутиловых электродов AWS E6013. Часть 2: Изменения ударной вязкости при постоянной прочности» IIW-IIS Doc. II-1263-95 (11) БОНИШЕВСКИЙ Т. и ЭВАНС Г.М. «Исследования рутиловых электродов AWS E6013. Часть 3: Раскисление кремнием». Док. II-А-948-95 (12) БОНИШЕВСКИЙ Т. и КОЛВИН П. «Исследования рутиловых электродов AWS E6013. Часть 4: Раскисление магнием» IIW-IIS Doc. II-A-949-95 (13) БОНИШЕВСКИЙ Т. и МАЛЬСИНГ И. «Исследования рутиловых электродов AWS E6013. Часть 5: Раскисление титаном и магнием» IIW-IIS Doc. IIA-963-95 (14) БОНИШЕВСКИЙ Т. и МАЛЬСИНГ И. «Исследования рутиловых электродов AWS E6013. Часть 6: Генерация игольчатого феррита» IIW-IIS Doc. II-A-975-96 (15) Под редакцией Т. БОНИШЕВСКОГО. «Электрод кругового перебора 1366 от Doc. II-А-963-95” IIW-IIS Док. II-А-984-96. (16) Под редакцией Т. БОНИШЕВСКОГО. «Модификации электрода 1366 из Док. IIA-963-95 с использованием FeTi вместо Ti» IIW-IIS Doc. II-А-991-96. (17) ЭЛЬВАНДЕР, Дж. «Результаты тестирования электрода «1366»». Док. II-A978-96. (18) ЭЛЬВАНДЕР, Дж. «Результаты испытаний электрода «1366», часть вторая». Док. II-А-004-97. (19) SURIAN, E., MARANIELLO, E. И BONISZEWSKI, T. 1995. «Влияние углерода на электрод E7024 SMAW для всего сварного металла». Док. II-А-905-94. Сварочный журнал, 74, (8): 279с-288с. (20) SURIAN, E. 1997. «Электрод SMAW ANSI/AWS E7024: влияние добавок магния в покрытие. Часть 1: эксплуатационные характеристики, диффузионный водород, механические свойства и микроструктура цельносварного металла» IIW-IIS Doc. II-А-994-96. Сварочный журнал, 76 (10), с 404-й по 411-ю.

(21) МЕНДЕС ДА СИЛЬВА К.Л., Э. СУРИАН и ДЖ.П. ФАРИАС. «Efeito do magnésio metalico sobre o comportamento do arco de eletrodos AWS E7024». XXIII Encontro de Tecnologia da Soldagem, III Congresso do Mercosul. Сан-Паулу, Бразилия. 1997. (22) «Правила и положения по классификации судов», Регистр судоходства Ллойда, издание за январь 1994 г. (23) ЭВАНС, Г. 1980. «Влияние марганца на микроструктуру и свойства наплавленных металлов». Сварочный журнал, Vol. 59(3): 67с-75с. (24) ТЕЙЛОР, Д.С. «Влияние марганца на ударную вязкость металла сварного шва типа E7016», Welding and Metal Fabrication, ноябрь 1982 г., том 50, № 9, страницы 452–460. (25) СУРИАН,Э. И БОНИШЕВСКИЙ, Т. 1992. «Влияние марганца и типа тока на свойства и микроструктуру цельнометаллического наплавленного металла, наплавленного электродами E7016-1», Welding Journal, 71 (9).): 348с-363с. (26) АБСОН, Д.Дж. И ЭВАНС, Г.М. 1989. «Исследование системы марганец-кислород в цельносварных металлических отложениях ММА с низким содержанием водорода» IIW-IIS Doc. II-A770-89. (27) SURIAN, E.S., TROTTI, J.L., BONISZEWSKI, T. 1992. «Влияние содержания кислорода на ударную вязкость по Шарпи-V в металле сварного шва SMA с 3% никеля». Док. II-А-795-89. Сварочный журнал, 71 (7): 263–268. (28) ЛИУ, С. и ОЛСОН, Д.Л. 1986. «Роль включений в контроле микроструктуры сварного шва HSLA Steel» Welding Journal, 65 (6) 139. с до 149-с. (29) ФРОСТ Р.Х., ОЛСОН Д.С. и ЛИУ С. 1992. «Влияние затвердевания на образование включений в сварных швах» Тр. 3-й Международной конференции по тенденциям в исследованиях в области сварки. Гатлинбург. 1–5 июня, стр. 205–209. (30) ABSON, D.J. и ПАРГЕТЕР, Р.Дж. «Факторы, влияющие на прочность после наплавки, микроструктуру и ударную вязкость ручной дуговой сварки, подходящей для изготовления стали C-Mn». Док. II-1092-87. (31) БОНИШЕВСКИЙ, Т. «Ручная дуговая сварка металлическим электродом – старый процесс, новые разработки. Часть II: Понимание электродов для ММА». Металлург и технолог материалов, Vol. 11, 19 ноября79. (32) ТУЛИАНИ С.С., БОНИШЕВСКИЙ Т. И ИТОН Н.Ф. «Ударная вязкость промышленного металла, сваренного под флюсом» Welding Met. Фаб., август 1969 г., 37, стр. 327-339.

Электроды E5497 E5498 E5499 Dry Mixture (%) Tio2 Sio2+Al2O3 Caco3 Cellulose Mn+Fe K2O

52 21 5 6 15 1

52 19 10 3 15 1

55 13 15 0 16 1 0005

. МИКРОСОСТАВ (%) Игольчатый феррит

28

26

32

Первичный феррит

44

42

44

Ferrite with second phase

28

32

24

ALL-WELD METAL Si CONTENT (%) 0. 34

0.24

0.13

TENSILE PROPERTIES 22

26

24

Прочность доходности (N/мм2)

533

481

463

2

603

556

ELONGATION (%) Прочность на тенсиле (N/Mm)

9ply-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-VALATION РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ Поглощенная энергия (Дж) + 20 0 C

65

81

97

00 C

41

50

69

— 10 0 C

26

34

72

— 20 0 C

21

17

61

— 30 0 C

10

12

31

— 40 0 ​​C

8

8

16

Таблица 1: Состав завещания и микроэлемтная микроструктура, содержание Silicon и механическая механическая. свойства электродов, обработанных 5 % (испытание 5497), 10 % (проба 5498) и 15 % (проба 5498) кальцита, справ. 6.

R1

R2

ЭЛЕКТРОДЫ R3 R4

R5

ПОКРЫТИЕ СУХАЯ СМЕСЬ (%) Порошок Fe Электролитический Mn Fe-Si45 Рутил 60 меш TiO2 (белый пигмент) Кальцит Целлюлоза SoldOfe CMC Мусковит Слюда )

6 9 0 52 2 5 6 0 8 6 3 3

5 10 0 50 2 10 3 0 8 6 3 3

3,5 11 0 48 2 15 0 0,5 8 6 6 1

3 3

2,5 10,5 0,5 46 2 18 0 0,5 8 6 3 3

Все содержание SI SELD Metal SI (%) 0,35

0,25

0,14

0,15

0,13

Распечивание.

465

435

443

420

528

514

494

499

484

24.0

25.0

25.6

24.2

24.2

CHARPY-V TEST RESULTS Absorbed Energy (Дж) + 20 ºC 0 ºC — 20 ºC

91

105

108

119

114

76

90

103

110

102

31

35

71

64

81

Table 2. Состав покрытия, содержание кремния в наплавленном металле и механические свойства электродов, выработанных с кальцитом, варьировались от 5 % до 18 %, справочный материал. 7

0 — CaO

ЭЛЕКТРОДЫ 4 — CaO 8 — CaO

КОМПОНЕНТЫ ПОКРЫТИЯ (%) Рутил Кальцит Целлюлоза Mn порошок Fe порошок Кварц Волластонит

55.0 7.0 6.0 9.0 7.0 16.0 0

55.0 7.0 6.0 7.5 8.5 8.0 8.0

55.0 7.0 6.0 6.0 10.0 0.0 16.0

SLAG CHEMICAL COMPOSITION (%) TiO2 SiO2 ZrO2 Al2O3 MnO K2O FeO CaO BASICITY INDEX

48. 9 22.3 0.28 0.35 11.6 4.3 9.1 3.9 0.39

50.7 20.7 0.32 0.21 9.2 4.5 7.5 7.7 0.44

52.4 17.6 0.29 0.20 8.0 4.3 6.1 11.3 0.51

COLUMNAR ZONE MICROCONSTITUENTS (%) Acicular Ferrite

24

28

40

Первичный феррит

49

45

42

Феррит со второй фазой

27

27

18

465 528

450 533

Элнгация (%)

31,5

26,0

26,4

Чарпи-v Notch Microhardness (HV) Сторонняя зона Fine Recrystallized Coarse Recrystallized Zone

180 177 176

170 178 174

166 173 166

8.

R3

R7

R7A

ELECTRODES R8 R8A R9

R9A

R10

R10A

4.5 7.0 3.0 48.0 2.0 15.0 0.5 8.0 6.0 3.0 3.0

0 8.5 6.0 48.0 2.0 15.0 0.5 8.0 6.0 3,0 3,0

Компоненты покрытия (%) Порошок Fe 3.5 Электролитический MN 11,0 FESI-45 0 Рутил 60 МЕШ 48,0 TIO2 (Пигмент) 2,0 15,0 Кальцит 0,5 см. 8,0 Мика 6,0 Каолин 3,0 Фельдзпара 3,0 0,0 6,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0. 3,0 3.0

3,5 10,0 1,0 48,0 2,0 15,0 0,5 8,0 6,0 3,0 3,0

3,9 9,0 1,6 48,0 2,0 15,0 0,5 8,0 6,0 3,0 3,055

2,7 9,5 2,3 48,0 2,0 2,0 2,0,0 2,0.0.0.0.0 3,0 3,0 3,0 000 9,5 4,0 4.0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0. 8,0 6,0 3,0 3,0

1,99,0 3,6 48,0 2,0 15,0 0,5 8,0 6,0 3,0 3,0

ЦЕЛЬНОСВАРНЫЙ МЕТАЛЛ ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ C (%) Mn (%) Si (%) S (%) P (%) O (млн) N (млн)

0,055 0,63 0.14 0.008 0.010 840 104

0.058 0.052 0.053 0.056 0.052 0.054 0.053 0.046 0.64 0.62 0.57 0.61 0.50 0.61 0.46 0.65 0.23 0.21 0.24 0.25 0.24 0.33 0.27 0.48 0.008 0.007 0.008 0.007 0.008 0.007 0.007 0.006 0.010 0.006 0.010 0.006 0.009 0.007 0.009 0.007 767 707 711 672 839 658 835 637 103 96 105 98 108 101 118 106

10 (Р3, Р7, Р8, Р9и R10) и Ref. 11 (R3, R7, R7A, R8A, R9A и R10A).

1399

ELECTRODES 1450

1481

ALL-WELD-METAL Mn CONTENT (%) 1.7

1.4

1.1

CHARPY-V TESTS Absorbed Energy (J) -20ºC

78

78

104

-30ºC

57

46

85

-40ºC

47

38

61

Таблица 5. Содержание Mangene-Metal-Metal и Charpy-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-V-v Mg с увеличением содержания Mn. Ссылка 14.

ЭЛЕКТРОДЫ A*

B*

C*

Содержание All-Weld Metal O (PPM) 750

600

480

Результаты теста Charpy-V Поглощенная энергия (J) 50 0005

-20ºC

62

103

ЭЛЕКТРОДЫ 1230 **

1231 **

1232 **

1233 **

1366 ***

.

635

614

ИСПЫТАНИЯ ПО ШАРПИ-V Потребляемая энергия (Дж) -20ºC

34

21

70

66

115

-30ºC

21

16

53

63

116

-40ºC

18

23

19

11

101

Таблица 6. Содержание кислорода во всем металле сварного шва и результаты Шарпи-V для электродов, раскисленных Mg, из Ref. 12 (серия *) и с Mg + Ti из Ref. 13 (Серия 1** и Серия 4***)

Лаборатория

wire % Si

“1366” Conarco B XO NU Hobart C1 C2 C3 Zika D Smitweld Elga F Esab G1 A5 B7 C7 B7R B8 Lincoln X1 X2 X3 X4 X5 X6 Böhler Metrode

0.012 0.07

0.055 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.06 0.06 0.03 0.03 0.03 0.03 0.02 traces

C 0.069 0.05

0.071 0.070 0.056 0.063 0.064 0.064 0.056 0.056 0.064 0.07 0.072 0.070 0.074 0.058 0.078 0.069 0.069 0.067 0.072 0.081

All-weld metal chemical composition (%) (O and N в ppm) Mn S P O Si 0,54 0,013 0,012 614 0,214 0,56 0,0090.013 601 0.28 0.52 616 0.24 0.56 534 0.22 0.45 0.024 0.012 516 0.19 0.52 0.016 0.008 897 0.24 0.43 0.020 0.016 1000 0.20 0.67 0.010 0.012 599 0.327 0.53 520 0.22 0.67 0.004 0.008 993 0.37 0.53 0.009 0.007 599 0.36 0.59 0.007 0.008 622 0.36 0.62 0.010 0.008 386 0.34 0.61 0.011 0. 008 467 0.29 0.67 0.011 0.010 505 0.40 0.67 0.012 0.009 423 0.46 0.76 0.016 0.013 490 0.36 0.46 0.017 0.012 800 0.16 0.50 0.010 0.009 520 0.31 0.57 0.010 0.009 600 0.25 0.47 0.010 0.009 600 0.23 0.45 0.010 0.009 700 0.18 0.50 0.008 0.015 670 0,27 0,58 0,012 0,013 0,23

N 88 112 114 87 366 307 255 38 130 131 104 101 278 277 101 96 160 150 140 170 130 120 100

Шарпи-V -1°C -4°C -03 -20 Энергия поглощения (Дж) 116 101 92 61 42 94 88 64 116 87 77 25 6 14 30 30 19 11 18 23 8 13 13 9 21 27 и 22 27 и 22 74 60 47 108 42 80 45 45 77 85 101

11 18 и 12 18 и 12 40 30 64 61 19 65 34 43 53 58 57 77

16 и 9 16 и 9 34 21 45 52 14 57 15 39 24 45 46 22

«1366» электрод примечания исходная формула «6133»

5 900 » исходная формула «1366» исходная формула «1366» исходная формула «1366» исходная формула «1366» исходная формула «1366» исходная формула «1366» исходная формула «1366» исходная формула «1366» исходная формула «1366» меньше Mn FeTi ( 40 %) вместо Ti FeTi ( 26 %) вместо Ti рутил (TiO2), FeTi, без анатаза Ti, FeTi вместо Ti FeTi вместо Ti без FeTi, без Ti, только Mg меньше Mn без FeTi, без Mg ½ FeTi + Mg только Mg FeTi вместо Ti приваривается к CC(+) к электро де

Таблица 7. Результаты кругового теста, проведенного подкомиссией II-A IIW с электродом формулы 1366. исх. 15-18.

19

20 Электроды Mg-2

Mg-0

Mg-4

Компоненты покрытия (%) 13,6 12,5 7,5 7,5 57,4 0

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ШЛАКА, %0005

CAO AL2O3 FEO MNO TIO2 K2O SIO2 MGO

0,34 3,7 10,2 12,6 27,4 1,49 28,1 13,3

0,35 4,0 9,8 8,9 27,8 1,39 25,2 20,2

. AC

DC (-)

AC

Содержание All-Weld Metal O (PPM) 960

945

778

761

694

613

Тенсиловые власти. Прочность 2 (Н/мм) Удлинение (%)

383

428

399

435

400

422

473

498

498

511

501

492

23.6

26.0

30.7

25.2

25,0

29,1

Результаты испытаний charpy -v. 75 61 47

128 112 80 80 53

123 117 97 69 65

Ссылка 20

21

5458

ЭЛЕКТРОДЫ 5092 5093

5094

ЦЕЛЬНОСВАРНЫЙ МЕТАЛЛ ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ C (%) Mn (%) Si (%) 900 04 S (%) P (%) 9 O (%) 0,73 0,25 0,011 0,008 839

0,058 0,68 0,23 0,014 0,013 867

0,10 0,70 0,25 0,012 0,014 809

0,125 0,68 0,24 0,013 0,015 748

Распания.

513

475

518

569

576

20,5

25,2

26,8

21,7

. 30 ºC -40 ºC -50 ºC -60 ºC -70 ºC

91 88 80 67 48 44 26 14 8

93 83 81 71 48 43 34 26 20

82 77 72 57 51 30 22 16 14

72 75 56 49 39 30 21 13

Таблица 9. Все. — химический состав и механические свойства металла шва из электродов Э7024 с добавками покрытия С. Ссылка 19

Электроды

22 4 — CAO*

0 — CAO*

8 — CAO*

Тип тока DC (+)

DC ( -)

AC

DC (+)

DC. (-)

AC

DC(+)

DC(-)

AC

METAL TRANSFER f(Hz)

1.28

1.67

1.26

2.50

3.50

0.78

1.33

0.83

0,78

TCC (MS)

3,51

3,39

3,45

3,89

4,00

3,35

3,65

3,61

3,42

3,65

3,61

3,42

. 1

FE1 (W s )

1.79

1.92

—

1.81

2.02

—

2.30

1.67

—

RE1

1.03

0.97

—

1,09

1,06

—

1,09

1,08

—

—

—

2322

—

—

2540

—

2540

—

—

2540

—

2540 —

—

—

25409

—

25409 9000 40004 —

—

25409

—

—

2945

—

—

3,45

—

—

3,85

—

—

4,54

+

-1

-1

B (ω Ст).

C** : Mg 2%

ВИД ТОКА DC+ DC- AC DC+ DC- AC DC+ DC- AC DC+ DC- AC DC+ DC- AC ПЕРЕНОС НА МЕТАЛЛ f(Hz)

0,17 1,41 0,83 0,17 2,26 0,94

—

2.32 0.55

—

2.37 0.99

—

3. 44 0.41

tcc(ms)

2.38 3.19 1.95 2.77 3.08 2.13

—

2.37 2.08

— —

3.08 1.56

—

3.37 1.89

ELECTRIC CHARGE TRANSFER (without short-circuit occurrence) I/σ σI

1.94 2.09

—

1.95

2.8

—

1.95 2.8

—

1.94 2.06

—

1.95 2.09

—

U/σ σU ​​

5.02 4.86

—

5.00 4.99

—

5.00 4.79

—

5.28 5.12

—

4,90 4,61

—

Табл. 9* и 21** соответственно. f y tcc : частота и время короткого замыкания FE1 : обратная величина средней энергии повторного пробоя после возникновения короткого замыкания B+ : средняя скорость увеличения электропроводности межэлектродного пространства U/σ σU ​​y I/σ σI : обратная величина относительных среднеквадратических отклонений U и I соответственно.

23

E6013 ELECTRODES R1*

R2*

R3*

R4*

HYDROGEN RESULTS (mlh3/100g) DIFFUSIBLE H

42. 9

39.6

34.7

34.3

RESIDUAL H

9.7

7.4

5.6

5.5

TOTAL H

52.6

47.0

40.3

39.8

0-CaO**

E6013 ELECTRODES 4-CaO**

8-CaO**

РЕЗУЛЬТАТЫ ДЛЯ ДИФФУЗИОННОГО ВОДОРОДА (мл·ч3/100 г) T сушки (2 часа) 120 ºC

41.1

33.1

23.5

220 ºC

36.2

32.9

22.2

320 ºC

28.0

25.4

14.0

420 ºC

10.7

7.3

7.9

Mg-0***

E7024 ЭЛЕКТРОДЫ Mg-2***

Mg-4***

РЕЗУЛЬТАТЫ ДЛЯ ДИФФУЗИОННОГО ВОДОРОДА (мл·ч3/100 г) T сушки (2 часа) 150 ºC

69 0 0 4 9 0 0 4 9 0 0 0 4 5 39,5

350 °С

42,4

39,8

29,5

450 ºC

26,5

23,7

19,5

Таблица 11. Диффузируемые водородные результаты и Wollestoinite Electrodes с вариациями Calcite Coating (Ref. 7) и Wollstoniton. 8**) и электроды E7024 с добавками покрытия Mg (ссылка 20***).

Аспекты, которые следует учитывать при сварке ММА

Сварка ММА (ручная металлическая дуга) электродом с покрытием — это тип сварки, широко используемый благодаря своей универсальности и широкому спектру применения. Хотя он используется очень часто, все еще есть пользователи, которые сомневаются в выборе типа электрода или полярности для достижения оптимальной сварки. Поэтому на протяжении всей этой статьи я буду говорить о процессе и о том, какие существуют типы электродов, их части и аспекты, которые следует учитывать.

Ручная дуговая сварка металлическим электродом (MMA) электродом с покрытием — это процесс соединения металлических деталей. Благодаря теплу, выделяемому электрической дугой, образующейся между электродом с покрытием и соединяемой металлической основой, металлическая сердцевина электрода плавится, заполняя и соединяя детали.

Чтобы этот процесс работал успешно, важно выбрать определенные параметры, такие как: электрод, совместимый со свариваемым изделием, сила тока в зависимости от диаметра электрода и толщины изделия, а также правильное положение клемм (прямая полярность или обратная).

Рассмотрим каждый из этих пунктов.

Как видно на изображении выше, электрод имеет металлический стержень или сердечник и покрыт флюсом. На левом конце стержня находится электрододержатель (непокрытый участок металла, куда подключается зажим электрододержателя), в центре — флюсовая сердцевина, а на правом конце — наконечник, который расплавится при сварке (обе части покрыты ).

Расплавленное покрытие образует шлак, защищающий сварной шов.

«Как?» Предотвращая загрязнение расплавленного материала, улучшая и стабилизируя заправку дуги, отделку и механические характеристики, а также снижая скорость охлаждения и делая возможным выполнение сварного шва в различных положениях.

«Все ли электроды имеют одинаковые компоненты?»

Я вам скажу нет. В зависимости от материала, который вы собираетесь сваривать, и вида покрытия они имеют тот или иной тип.

По данным Американского общества сварщиков (AWS) и Американского общества инженеров-механиков (ASME) существуют: кислотные, рутиловые, целлюлозные и основные электроды. Давайте посмотрим, каковы их характеристики.

Кислотные электроды изготавливаются из оксидов железа, железо-магниевых сплавов и кремния.

Характеризуются стабильной дугой, высокой степенью раскисления и легким удалением шлака. Простота обслуживания и, несмотря на низкую стоимость, сварка имеет хорошую стойкость , но с риском растрескивания.

Эти электроды состоят в основном из рутила.

Имеют стабильную дугу и простое зажигание дуги. Сварной валик, который они оставляют, эстетически лучше других и хорошо сохраняется, и, кроме того, как и у кислотных электродов, сварной шов устойчив , но с риском растрескивания.

В состав целлюлозных электродов входит целлюлоза с магнием и кремнием.

Обладают высокой проникающей способностью, удобоукладываемостью и дают мало шлака . Однако верно то, что содержание водорода несколько велико.

Основные электроды состоят из оксидов железа и сплавов железа. Они имеют менее стабильную и более короткую дугу, а также очень низкое потребление водорода. Они должны храниться при температуре хранения от 30° до 150° , потому что если их покрытие воспринимает влажность, оно может стать пористым. Но сварные швы с этим типом электродов очень стойкие.

В общем, диаметр электродов зависит от силы тока сварочного оборудования, которое вы используете, и размера материала , который ты будешь сваривать. Для справки, вот рекомендация диапазона силы тока, в котором вы должны работать, в зависимости от диаметра вашего электрода.

• 25–50 А для электродов диаметром 1,6 мм.
• 40–80 А для электродов диаметром 2,0 мм.
• 60–110 А для электродов диаметром 2,5 мм.
• 80–140 А для электродов диаметром 3,25 мм.
• 115–160 А для электродов диаметром 4,0 мм.
• 160-210 А для электродов 5,0 мм.
• 190–260 А для электродов диаметром 6,0 мм.

Теперь, когда вы знаете, какие существуют типы электродов, у вас может возникнуть вопрос: «Для чего они используются?»

Электроды кислотные применяются в строительстве для горизонтальной сварки низкоуглеродистых сталей с небольшим содержанием примесей.

Однако рутиловые электроды используются, в частности, в котлостроении, судостроении и металлических конструкциях для сварки во всех положениях малоуглеродистой стали малой толщины с небольшим содержанием примесей.

С другой стороны, целлюлозные электроды обладают высоким проплавлением и поэтому подходят для сварки труб во всех положениях, в том числе вертикально вниз, или там, где валик на обратной стороне невозможен или доступ к электроду является критическим, низкой углеродистые стали с небольшим содержанием примесей.

И, наконец, основные электроды подходят для сварки во всех положениях, даже при большой толщине.

«А все ли электроды пропускают один и тот же ток?» Ну нет. Я объясню это ниже.

В старом сварочном оборудовании на выходе использовался переменный ток, поэтому ток не был постоянным во времени. Однако современное сварочное оборудование, инвертор, использует двухполупериодный выпрямитель, который преобразует частоту 50-60 Гц из переменного тока (переменного тока) в постоянный (постоянный ток), так что они могут непрерывно сваривать длинные сварочные швы.

Но для этого необходимо убедиться, что электроды совместимы с током (постоянным или переменным) и полярностью (прямой или обратной). И четвертая цифра классификации AWS будет обозначать вас (в следующем разделе я покажу вам, что это такое).

По отношению к типам электродов, которые мы видели ранее, соединение, которое работает лучше всего:

• Рутиловый электрод: прямая полярность.
• Целлюлозный электрод: обратная полярность.
• Основной электрод: обратная полярность.
• Электрод из нержавеющей стали: обратная полярность.

Когда полярность прямая : зажим держателя электрода подключается к отрицательному полюсу, а зажим заземления к положительному полюсу. Когда полярность изменена на обратную : зажим держателя электрода подключается к положительному полюсу, а зажим заземления к отрицательному полюсу.

Электроды имеют стандартную номенклатуру, состоящую из буквы и четырех цифр, и от них будет зависеть их классификация.

Буква Е указывает на то, что электрод пригоден для ручной электросварки.

Следующие две цифры XX указывают минимальный предел прочности на разрыв без термической обработки после сварки наплавленного металла (измеряется в фунтах/дюйм2).

Буква Y показывает позиции, в которых можно выполнять сварку этим электродом. Если это 1, вы можете делать это в плоском, вертикальном, над головой и горизонтальном положении; если это 2 в плоском и горизонтальном; а если 4, то удобно использовать как в горизонтальном положении, так и вертикально вниз.

А буква Z будет обозначать тип тока и полярность, при которых электрод работает лучше всего, и тип покрытия.

1. Металлическая основа (свариваемый материал): ее толщина и форма. Он должен быть совместим с материалом электрода.
2. Род тока: постоянный или переменный.
3. Электроэнергия.
4. Положение, позволяющее электроду.
5. Сопротивление, поддерживающее сварку.
6. Технические условия, необходимые для работы.
7. Эффективность и скорость сварки.

Процесс ручной дуговой сварки металлическим электродом (РМАС)

Дуговая сварка металлическим электродом в среде защитного газа (РМАС), или ручная дуговая сварка металлическим электродом, была впервые изобретена в России в 1888 году. газовый щит. Электроды с покрытием появились только в начале 19 века.00-х годов, когда в Швеции был изобретен процесс Кьельберга, а в Великобритании внедрен квазидуговой метод.

Следует отметить, что электроды с покрытием медленно внедрялись из-за их высокой стоимости. Однако было неизбежно, что по мере роста спроса на качественные сварные швы ручная дуга по металлу стала синонимом электродов с покрытием.

Когда дуга зажигается между металлическим стержнем (электродом) и заготовкой, стержень и поверхность заготовки плавятся, образуя сварочную ванну. Одновременное расплавление флюсового покрытия на стержне приводит к образованию газа и шлака, которые защищают сварочную ванну от окружающей атмосферы.

Шлак затвердеет и остынет, и его необходимо срезать с валика сварного шва после завершения сварки (или перед наплавкой следующего прохода).

Этот процесс позволяет производить только короткие сварные швы до того, как в держатель потребуется вставить новый электрод. Проплавление при сварке низкое, а качество наплавленного металла во многом зависит от навыков сварщика.

Типы флюсов/электродов

Стабильность дуги, глубина проплавления, скорость осаждения металла и позиционные возможности сильно зависят от химического состава флюсового покрытия на электроде. Электроды можно разделить на три основные группы.

• Целлюлозный
• Рутил
• Базовый

Целлюлозные электроды содержат большое количество целлюлозы в покрытии и характеризуются глубоко проникающей дугой и высокой скоростью выгорания, что обеспечивает высокую скорость сварки. Сварочный нагар может быть грубым, а с жидким шлаком удаление шлака может быть затруднено. Эти электроды просты в использовании в любом положении и известны тем, что используются в технике сварки «дымоход».

Характеристики..

• глубокое проникновение во всех позах
• подходит для вертикальной сварки вниз
• достаточно хорошие механические свойства
• высокий уровень образования водорода — риск растрескивания в зоне термического влияния (ЗТВ)

Рутиловые электроды содержат большое количество оксида титана (рутила) в покрытии. Оксид титана способствует легкому зажиганию дуги, плавной работе дуги и малому разбрызгиванию. Эти электроды являются электродами общего назначения с хорошими сварочными свойствами. Их можно использовать с источниками переменного и постоянного тока и во всех положениях. Электроды особенно подходят для сварки угловых соединений в горизонтальном/вертикальном (Г/В) положении.

Характеристики..

• умеренные механические свойства металла сварного шва
• хороший профиль борта из вязкого шлака
• возможна позиционная сварка с жидким шлаком (содержащим фторид)
• легко удаляемый шлак

Основные электроды содержат большое количество карбоната кальция (известняк) и фторида кальция (плавиковый шпат) в покрытии. Это делает их шлаковое покрытие более текучим, чем рутиловое покрытие — оно также является быстрозастывающим, что облегчает сварку в вертикальном и потолочном положении. Эти электроды используются для сварки изделий среднего и большого сечения, где требуется более высокое качество сварного шва, хорошие механические свойства и устойчивость к растрескиванию (за счет высокой жесткости).

Особенности..

• Сварной металл с низким содержанием водорода
• требует высоких сварочных токов/скоростей
• плохой профиль борта (выпуклый и грубый профиль поверхности)
• удаление шлака затруднено

Металлические порошковые электроды содержат добавку металлического порошка к флюсовому покрытию для увеличения максимально допустимого уровня сварочного тока. Таким образом, для данного размера электрода скорость осаждения металла и эффективность (процент осажденного металла) увеличиваются по сравнению с электродом, не содержащим порошка железа в покрытии. Шлак обычно легко удаляется. Электроды из железного порошка в основном используются в плоском и вертикальном положениях, чтобы воспользоваться преимуществами более высокой скорости осаждения. Эффективность от 130 до 140% может быть достигнута для рутиловых и основных электродов без заметного ухудшения характеристик дуги, но дуга имеет тенденцию быть менее сильной, что снижает проникновение валика.

Источник питания

Электроды могут работать от источников переменного и постоянного тока. Не все электроды постоянного тока могут работать от источников переменного тока, однако электроды переменного тока обычно используются на постоянном токе.

Сварочный ток

Уровень сварочного тока определяется размером электрода – производители рекомендуют нормальный рабочий диапазон и силу тока. Типичные рабочие диапазоны для выбора размеров электродов показаны в таблице. Как правило, при выборе подходящего уровня тока электроду требуется около 40 А на миллиметр (диаметр). Таким образом, предпочтительный уровень тока для электрода диаметром 4 мм составляет 160 А, но допустимый рабочий диапазон составляет от 140 до 180 А.

типичный электрододержатель

Что нового..

Транзисторная (инверторная) технология в настоящее время позволяет производить очень маленькие и сравнительно легкие источники питания. Эти источники питания находят все более широкое применение для сварки на стройплощадке, где их можно легко транспортировать с работы на работу. Поскольку они имеют электронное управление, для сварки TIG и MIG доступны дополнительные устройства, которые повышают гибкость. Электроды теперь доступны в герметичных контейнерах. Эти вакуумные пакеты избавляют от необходимости запекать электроды непосредственно перед использованием. Однако, если контейнер был открыт или поврежден, важно, чтобы электроды были повторно высушены в соответствии с инструкциями производителя.

Ссылка(и)..
TWI Всемирный центр технологий соединения материалов
Для голландцев смотрите на . . НОЛЬ Nederlands Instituut voor Lastechniek

Изучение возможностей применения специальных рутиловых электродов для сварки микролегированных сталей

[1] М. Ракин, Н. Байич, М. Мрдак, Д. Велич, М. Арсич, Анализ механических и структурных свойств сварных соединений микролегированных сталей в зависимости от качества порошковой проволоки, Технический вестник 20, 4, 2013, стр. 635 -640.

DOI: 10.4028/www.scientific.net/amr.1029.170

[2] С. Цветковски, В. Грабулов, Д. Славков, Дж. Магдески: Влияние химического состава и скорости охлаждения на характеристики металла шва, сварные соединения пилой, УДК/УДК: 621. 791. 754. 051. 669. 14. , Сварка. Сварная конструкция. (2/2003), стр. 67-74.

[3] Ю. Босанский, Г.М. Эванс: Взаимосвязь между свойствами металлов сварного шва, микролегированных V и Nb, и их структурой и основой, IIW Doc II-A-844-91.

[4] Магудесваран Г., Баласубраманян В., Мадхусудхан Редди Г., Баласубрамаян Т.С. Влияние сварочных процессов и расходных материалов на растяжение и ударные свойства соединений высокопрочных закаленных и отпущенных сталей. Джей Айрон Стил Рез Интер 2008; 15(6): стр.87-94.

DOI: 10. 1016/s1006-706x(08)60273-3

[5] П.Т. Олдленд, К. В. Рэмси, Д. К. Мэтлок, Д.Л. Олсон, Существенные особенности микроструктуры металла сварного шва высокопрочной стали, Welding Journal, 1989, стр.158.

[6] С. Рагу Натан, В. Баласубраманян, С. Маларвижи, А.Г. Рао; Влияние сварочных процессов на механические и микроструктурные характеристики соединений высокопрочных низколегированных корабельных сталей. Оборонные технологии, том 11, выпуск 3, 2015 г., стр. 308.

DOI: 10.1016/j.dt.2015.06.001

[7] С. Лю, Дж. Э. Индакочеа, Контроль химического состава и микроструктуры сварных деталей из низкоуглеродистой микролегированной стали, IIW Doc II-A-886-93.

[8] Г.М. Эванс, Влияние подводимого тепла на микроструктуру и свойства всех наплавленных металлов, Welding Journal, 61, 4, 19.82, стр. 125-132.

[9] Г.М. Эванс, Влияние межпроходной температуры на микроструктуру и свойства всех наплавленных металлов, Welding Review, 1, 1982, стр. 14-20.

[10] API Spec 5CT, Спецификация для обсадных и насосно-компрессорных труб, Американский институт нефти, (2002 г. ).

[11] Г.Л.Ф. Пауэлл, Г. Херфурт, Свойства надреза по Шарпи и микроструктура ферритных сварных швов с узким зазором закаленного и отпущенного стального листа. Металл. Матер. Транс. А: Физ. Металл. Матер. наук, 29А, 11, 1998, с.2775 – 2784.

DOI: 10.1007/s11661-998-0318-4

[12] Т. Вегжин, Классификация металлических наплавок по количеству азота. В: Материалы 10-й Международной морской и полярной инженерной конференции, 4, 11, 2000 г., стр. 130–134.

[13] Дж.