Ими металла шва, наплавленного металла и сварного соединения

Примечания:

1. Для электродов типов Э38, Э42, Э46, Э50, Э42А, Э46А, Э50А, Э55 и Э60 приведенные значения механических свойств установлены в

состоянии после сварки, без ТО (термической обработки). После ТО механические свойства для электродов перечисленных типов должны соответствовать требованиям стандартов.

2. Для электродов типов Э70, Э85, Э100, Э125 и Э150 приведенные значения механических свойств установлены для металла шва и наплавленного металла после ТО по режимам, регламентированным стандартами или ТУ на электроды конкретных марок. Механические свойства металла шва и наплавленного металла в состоянии после сварки для электродов перечисленных типов должны соответствовать требованиям стандартов или ТУ на электроды конкретных марок.

Показатели механических свойств сварных соединений, выполненных электродами типов Э70, Э85, Э100, Э125 и Э150 с d 3 = 3 мм, должны соответствовать требованиям стандартов или ТУ на электроды конкретных марок.

Наряду с типами электроды различают по маркам, которые указаны в паспорте. Одному типу электродов могут соответствовать несколько марок, например: электродам типа Э-46 соответствуют марки АНО-4, МР- 3 и др.; для электродов типа Э-42А соответствуют марки УОНИ-13/45 и СМ-11 (табл. 22).

Таблица 22

Характеристики наиболее распространенных электродов для сварки углеродистых и низколегированных сталей

(—).

* ОП – обратная полярность, ток постоянный (=) или переменный

 

Покрытые электроды для ручной дуговой сварки и наплавки

подразделяются по назначению на группы: 1) для сварки углеродистых и низкоуглеродистых конструкционных сталей обозначаются буквой У;

2) для сварки легированных сталей – Л; 3) для сварки теплоустойчивых

сталей – Т; 4) для сварки высоколегированных сталей – В; 5) для наплавки поверхностных слоев – Н.

Электроды подразделяются по толщине покрытия с обозначением соответствующими буквами: М – с тонким покрытием, С – со средним покрытием, Д – с толстым покрытием, Г – с особо толстым покрытием.

В зависимости от состава покрытия электроды подразделяют по его виду: А (кислое покрытие), Б (основное покрытие), Ц (целлюлозное покрытие), Р (рутиловое) и П (покрытие прочих видов).

Составы покрытий приведены в табл. 23.

Таблица 23

Составы наиболее распространенных видов электродных покрытий

По допустимым пространственным положениям сварочные электроды подразделяют на группы: 1) для всех положений; 2) для всех положений, кроме сварки вертикальной «сверху вниз»; 3) для нижнего, горизонтального на вертикальной плоскости и вертикального «снизу вверх»; 4) для нижнего и нижнего «в лодочку».

На чертежах и в технологических картах (производственных документах) по соответствующим нормативным документам устанавливаются специальные обозначения, которые сварщик должен уметь читать, понимать и правильно реализовывать в процессе сварки.

Перед сваркой необходимо ознакомиться с надписью на этикетке пачки.

На этикетке упаковочной пачки для электродов должна быть аналогичная надпись, но с более подробными сведениями. Например:

Эта запись условного обозначения электродов означает следующее: тип электрода Э42А – прочностная характеристика?в = 420 МПа; марка электрода УОНИ-13/45; диаметр электрода 3 мм; назначение электрода У – для сварки углеродистых и низколегированных сталей; толщина покрытия Д – с толстым покрытием; Е432(5) – группа индексов, показывающих характеристики наплавленного металла и металла шва; вид покрытия Б – основное; допустимые пространственные положения при сварке 1 – для всех положений;род тока при сварке = – постоянный, ОП – обратная полярность.

Некоторые ориентировочные данные, характеризующие зависимость обозначения электродов от тока, полярности и номинального напряжения холостого хода источника питания, приведены в табл. 24.

Таблица 24

Обозначение электродов в зависимости от тока, полярности и номинального напряжения холостого хода источника питания

* Цифрой 0 обозначают электроды для сварки или наплавки только на постоянном токе обратной полярности.

В настоящее время в практике работы сварщиков появляются импортные электроды для ручной дуговой сварки конструкционных сталей. Информация по некоторым маркам электродов приведена в табл. 25, 26, 27, 28, 29.

Таблица 25

Электроды с покрытием основного вида, выпускаемые в Европе, США, Японии

Таблица 26

Высокопроизводительные  электроды   с   покрытием основного вида, выпускаемые в Европе и Японии

Таблица 27

Электроды с рутиловым видом покрытия, выпускаемые в Европе, США и Японии

Таблица 28

Высокопроизводительные электроды с рутиловым видом покрытия, выпускаемые в Европе, США и Японии

Таблица 29 Типичные марки электродов с целлюлозным покрытием и свойства металла шва, которые они обеспечивают

Контрольные вопросы:

1. Перечислите сварочные материалы, применяемые при сварке.

2. Как маркируется стальная сварочная проволока?

3. Какие существуют виды сварочной проволоки?

4. Охарактеризуйте неплавящиеся электродные стержни.

5. Зачем нужны покрытия для ручных электродов?

6. Что такое тип электрода и марка электрода?

7. Как расшифровываются обозначения электродов марки УОНИ

13/45?

 

2. Флюсы для дуговой и электрошлаковой сварки

Флюсы, применяемые при электрической сварке плавлением, обеспечивают надежную защиту зоны сварки от атмосферных газов, создают условия устойчивого горения дуги, обеспечивают хорошее формирование шва. Швы получаются плотными и несклонными к кристаллизационным трещинам. После остывания шва шлаковая корка легко удаляется. Флюсы обеспечивают наименьшее выделение пыли и газов, вредных для здоровья сварщика.

Флюсы классифицируют по назначению, химическому составу, структуре, степени легирования шва, способу изготовления, зависимости вязкости шлака от температуры.

По назначению флюсы делят на три группы:

для сварки углеродистых и легированных сталей; для сварки высоколегированных сталей;

для сварки цветных металлов и сплавов.

По химическому составу различают флюсы оксидные, солевые и солеоксидные (смешанные). Оксидные флюсы состоят из оксидов металлов и могут содержать до 10 % фтористых соединений. Их применяют для сварки углеродистых и низколегированных сталей. Солевые флюсы состоят из фтористых и хлористых солей металлов и других, не содержащих кислород химических соединений. Они используются для сварки активных металлов и электрошлакового переплава. Солеоксидные флюсы состоят из фторидов и оксидов металлов, применяются для сварки легированных сталей.

По химическим свойствам оксидные флюсы подразделяют на кислые и основные, а также нейтральные. К кислым относятся SiO2 и TiO2; к основным – CaO, MgO. Фториды и хлориды относятся к химически нейтральным соединениям.

В зависимости от содержания SiО2 различают высококремнистые, низкокремнистые и бескремнистые флюсы, а в зависимости от содержания МnО различают марганцевые и безмарганцевые флюсы.

По степени легирования металла шва различают флюсы пассивные, т. е. не вступающие во взаимодействие с расплавленным металлом, активные – слабо легирующие металл шва и сильно легирующие, к которым относится большинство керамических флюсов.

По способу изготовления флюсы делят на плавленые и неплавленые (керамические).

По строению крупинок – стекловидные, пемзовидные и цементированные.

По характеру зависимости вязкости шлаков от температуры различают флюсы, образующие шлаки с различными физическими свойствами. Флюсы, у которых вязкость шлаков с понижением температуры возрастает медленно, называют длинными, а флюсы, у которых вязкость шлаков при аналогичных условиях возрастает быстро,

– короткими. Зависимость вязкости флюсов от температуры существенно влияет на качество формирования шва.

Преимущественно находят применение флюсы с короткими шлаками (основные флюсы) (табл. 30).

Таблица 30

Состав некоторых марок плавленых флюсов для сварки углеродистых и легированных сталей

При сварке под флюсом состав флюса полностью определяет состав шлака и атмосферу дуги. Взаимодействие жидкого шлака с расплавленным металлом оказывает существенное влияние на химический состав, структуру и свойства наплавленного металла.

Применительно к углеродистым сталям качественный шов можно получить при следующем сочетании флюсов и сварочной проволоки: плавленый марганцевый, высококремнистый флюс и низкоуглеродистая или марганцовистая сварочная проволока; плавленый безмарганцевый, высококремнистый флюс и низкоуглеродистая марганцовистая сварочная проволока; керамический флюс и низкоуглеродистая сварочная проволока.

Для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей чаще всего используют углеродистую проволоку марок Св-08 и Св-08А в сочетании с высококремнистым марганцевым флюсом марок ОСЦ-45, АН-348А, ОСЦ-45М, АН-348АМ (мелкий).

Флюсы ОСЦ-45 и АН-348А с зерном 0,35—3,0 мм применяют для автоматической сварки сварочной проволокой диаметром 3 мм и более. Флюсы ОСЦ-45М и АН-348АМ с зерном 0,25—1,6 мм применяют для автоматической и

механизированной сварки сварочной проволокой диаметром менее

3,0 мм.

Флюс ОСЦ-45 малочувствителен к ржавчине, дает весьма плотные швы, стойкие против образования горячих трещин.

Существенным недостатком флюса является большое выделение вредных фтористых газов. Флюс АН-348А более

чувствителен к коррозии, чем ОСЦ-45, но выделяет значительно меньше вредных фтористых газов.

Для сварки низкоуглеродистых сталей проволокой Св-08 и Св-08А применяют и керамические флюсы КВС-19 и К-11.

В тех случаях, когда в металле шва необходимо сохранить элементы, имеющие большое сродство с кислородом,

следует применять бескислородные флюсы, химически инертные к металлу сварочной ванны.

Контрольные вопросы:

1. Расскажите о назначении флюсов.

2. Как разделяются флюсы по химическим свойствам?

3. Расскажите о классификации флюсов по степени легирования.

4. Почему требуется определенное сочетание флюсов и сварочной проволоки?

 

3. Газы, применяемые при электрической сварке плавлением

Для защиты дуги при электрической сварке плавлением применяют такие газы, как аргон, гелий, углекислый газ, азот, водород, кислород и их смеси.

Аргон и гелий являют одноатомными инертными газами. Они бесцветны, не имеют запаха. Аргон тяжелее воздуха, что обеспечивает хорошую защиту сварочной ванны. Аргон, предназначенный для сварки,

регламентируется нормативными документами и поставляется двух сортов в зависимости от процентного содержания аргона и его назначения. Аргон высшего качества предназначен для сварки ответственных изделий из цветных металлов. Аргон первого сорта предназначен для сварки сталей. Смеси аргона с другими газами в определенных отношениях поставляют по особым ТУ (техническим условиям).

Гелий значительно легче воздуха. Предусматривается два сорта газообразного гелия: гелий высокой чистоты и гелий технический.

Углекислый газ в нормальных условиях представляет собой бесцветный газ с едва ощутимым запахом. Углекислый газ, предназначенный для сварки, должен соответствовать существующим нормативным документам, в зависимости от содержания он выпускается трех марок: сварочный, пищевой и технический. Летом в стандартные баллоны емкостью 40 дм3 (литров) заливается 25 дм3 (литров) углекислоты, при испарении которой образуется 12 600 дм3 газа. Зимой заливается 30 дм3 (литров) углекислоты, при испарении которой образуется 15 120 дм3 газа. Сварочную углекислоту не разрешается заливать в баллоны из-под пищевой и технической углекислоты.

Водород в чистом виде представляет собой газ в 14,5 раза легче воздуха, не имеет запаха и цвета.

Предусматривается три марки технического водорода, водород применяют только в смесях.

Кислород применяется как добавка к аргону или углекислому газу.

Предусматривается три сорта кислорода: 1-й, 2-й и 3-й.

В последние годы все большее применение находят смеси таких газов, как CO2 (углекислый газ), Ar (аргон), O2 (кислород). При сварке в газовых смесях для точной дозировки газов применяют смесители. В настоящее время применяют смесители: УКП-1-71 для смеси (СО2++ O2); АКУП-1 для смеси (Ar + CO2 + O2); УКР-1-72 для смеси (CO2 + O2). Перед смесителем устанавливают осушители для отделения паров или конденсата влаги.

Контрольные вопросы:

1. Какие газы применяют для защиты дуги в процессе сварки?

2. Дайте краткую характеристику защитных газов: аргона, углекислого газа, кислорода.

3. Какие смеси защитных газов применяют при сварочных работах?

 

4. Условия хранения и транспортировки сварочных материалов

Сварочные материалы, к которым относятся электроды, флюсы, сварочная проволока, могут быть первопричиной брака при сварке, если их хранение не организовано. Поэтому к хранению сварочных материалов предъявляются определенные требования. Электроды, флюсы, сварочная проволока должны храниться в специальных сухих отапливаемых помещениях при температуре не ниже 18 °С и относительной влажности не более 50 %. Сварочные электроды и флюсы, как правило, на месте подвергаются прокалке или просушке по режимам, приведенным в паспортах или ТУ, разработанных заводомизготовителем, например: электроды марки МР-3 прокаливают при температуре 170 —200 °С в течение 1,5 ч; электроды марки УОНИ 13/45 – при температуре 350—400 °С в течение 1,5 ч; флюсы ОСЦ—45 и АН—348 прокаливают при температуре 300– 400 °С в течение 5 ч. После прокалки или просушки электроды должны быть использованы в течение ближайших 5 сут, а флюсы – в течение 15 сут. Прокалка электродов может быть произведена не более 2 раз, не считая прокалку при изготовлении. В противном случае электроды либо вновь отсыреют, либо в процессе третьей или четвертой прокалки обмазка будет отслаиваться или осыпаться. Сварочная проволока должна храниться в условиях, исключающих ее загрязнение и окисление. Не всегда это удается выполнять в производственных условиях, поэтому в цехах применяют специальные зачистные машины для подготовки сварочной проволоки перед сваркой. Сварочная проволока для сварки алюминиевых сплавов приходит к потребителю протравленной химическим способом, кассеты с проволокой упаковывают в герметически запаянные полиэтиленовые

пакеты, откуда предварительно откачивают воздух. Защитные газы хранят и транспортируют преимущественно в баллонах емкостью 40 —50 дм3 (литров) при давлении 15 МПа, а жидкую углекислоту – до 6 МПа. Для предохранения от коррозии и быстрого опознания баллоны, согласно требованиям существующих нормативных документов, окрашиваются в различные цвета и имеют соответствующие надписи (табл. 31).

Таблица 31

Окраска баллонов для газов и надписи на них

Наряду с баллонным снабжением сварочных постов защитными газами применяют танки-газификаторы для углекислого газа, аргона и кислорода. Газы перекачивают в специальные хранилища, откуда по магистралям газы поступают на рабочие места. Трубопроводы окрашивают в цвета, аналогичные цветам баллонов. Однако там, где не требуется большого расхода газов, применяется традиционная баллонная система питания сварочных постов и для рампового питания небольших цехов или участков. Транспортировка газов производится с соблюдением инструкций, регламентирующих квалификацию спецводителя: ограниченные по времени стоянки; поддержание определенного давления при вынужденных и аварийных остановках и

другие специальные условия, связанные с эксплуатацией специальных автоцистерн.

 

Контрольные вопросы:

1. Какие требования предъявляются к условиям хранения электродов, флюсов и электродной проволоки и почему?

2. Какие требования предъявляются к условиям хранения и перевозки защитных газов?

3. В какие цвета окрашиваются баллоны для хранения аргона, углекислоты и кислорода?

Глава 5