2.3. Вибір і характеристика зварювальних матеріалів.

В якості зварювальних матеріалів для ручного дугового та газового зварювання використовують штучні електроди, сталевий зварювальний дріт та флюс.

Електрод для ручного дугового зварювання – це металевий стрижень з нанесеним на нього покриттям. В якості металевого стриженя застосовують зварювальний дріт по ГОСТ 2246-60. Електроди, згідно ГОСТу, класифікуються:

- для зварювання вуглецевих і низко легованих сталей;

- для зварювання легованих сталей;

- для зварювання легованих теплостійких сталей;

- для зварювання високолегованих сталей;

- для наплавлення.

По товщині покриття залежно від Dел_./d_ст бувають:

- з тонким Dел_./d_ст≥ 1,20;

- з середнім 1,20≥ Dел_./dс_т ≤1,45;

- з товстим 1,45≥ Dел_./d_ст≤1,80;

- з особливо товстим Dел_./d_ст >1,80.

По виду покриття бувають: кислі, рутилові, целюлозні, основні, змішані,та інші.

Для виготовлення корпусу , з сталі 09Г2 застосовуємо електроди із стрижнем - св08Г2С, з фтористо-кальцієвим покриттям, типу Э42А, марки УОНИ 13/45.

Фтористо-кальцієве покриття не містить окислів заліза і марганцю. Електроди марки УОНИ 13/45 складаються з мармуру, плавикового шпату, кварцового піску, ферросіліція, ферромарганця, ферротитана, рідкого скла. Електроди типу Э42А мають тимчасовий опір розриву:

Gв · 10⁷ = 50Па;

відносне подовження:

δ₅ = 22%;

ударну в'язкість:

σ_н · 10⁵ = 15 Дж/м².

Функції покриття:

- забезпечує стабільне горіння дуги;

- не дає сильне розбризкування розплавленого металу;

- захищає розплавлений метал від кисню і азоту повітря;

- легує метал.

На кресленнях і в технічній документації електроди позначаються таким чином:

де: Э42А – тип; УОНИ13/45 – марка; 4,0 – діаметр електроду; Л– для легованих сталей; З – з середнім покриттям; 2 – другої групи; Е43 2(5) – група індексів указуюча характеристики наплавленого металу і металу шва; Б – основне покриття; 1 – у всіх просторових положеннях; 1 – на змінному струмі.

Для зварювання корпусу з сталі 09Г2 обираємо електрод типу Э42А, марки

УОНИ 13/45, з фтористо-кальцієвим покриттям, середньої товщини.

Для газового зварювання в якості зварювальних матеріалів застосовують присаджувальний дріт, кисень, ацетилен,гази-замінники ацетилену, карбід кальцію, флюси.

Зварювальний дріт призначений для заповнення зазору між кромками зварюваних деталей і утворення валика шва.

Дріт виготовляється по ГОСТ2246-74 різного діаметру й хімічного складу. Дріт поставляється у вигляді мотків різної ваги. Вага котушок від 5 до 80 кг.

Існує 6 марок дроту з вуглецевої сталі, 30 марок з легованої сталі, 41 марка з високолегованої сталі. Марку дроту обирають, залежно від хімічного складу сталі, з якої виготовляється вузол. Хімічний склад дроту робить великий вплив на якість зварного з'єднання. Згідно теми дипломної роботи корпус виготовляється з сталі 09Г2, до складу цієї сталі входять вуглець, марганець, тому до складу дроту також повинні війти ці елементи з більшим процентом, так як в процесі зварювання вони вигорають та випаровуються.

Для газового зварювання, в якості присаджувального матеріалу обираємо дріт марки св08Г2С, який містить С=0,08%, Mn до 2%, Si до 1%.

Хімічний склад дроту св08Г2С (%)

Марка	С	Mn	Si	Cr	Ni	S	P
св08Г2С	0,005-0,11	1,8-2,1	0,7-0,95	≥0,2	≥0,3	≥0,025	≥0,03

Для газового зварювання корпусу застосовуємо дріт 3 мм. Кожний моток, або бухту дроту забезпечують металевою біркою, на якій вказано найменування заводу-виробника, умовне позначення дроту, № партії, клеймо технічного контролю.

Кожна партія дроту супроводжується сертифікатом, що містить її основні технічні дані.

Зварювальний дріт св..08Г2С розшифровується наступним чином:

св – дріт зварювальний;

08 – середній вміст вуглецю в сотих частках (С=0,08%);

Г – вміст марганцю до 2%.

С – вміст кремнію до 1%.

Зберігати й транспортувати дріт необхідно так, щоб він не іржавів, не забруднювався та не переплутувався. Для запобігання дроту від іржі його іноді обміднюють. Перед вживанням дріт повинен бути протравлений 20% розчином сірчаної кислоти з подальшою нейтралізацією в лузі та просушуванні.

Висока температура полум’я досягається спалюванням горючого газу або парів рідини в кисні.

Кисень – це прозорий газ без запаху, кольору і смаку. Одержують кисень при розкладенні води електричним струмом або при глибокому охолодженні атмосферного повітря. Існують такі сорти кисню:

кисень	Вміст кисню, %
Технічний: Сорт 1 Сорт 2 Сорт 3	99,7 99,5 99,2
медичний	99,5

Чистота кисню має велике значення. Зниження чистоти кисню погіршує процес зварювання і підвищує витрати.

Масла і жири при дотику із киснем з великою швидкістю окислюються, що призводить до само загорання або вибуху. Тому треба уникати забруднень кисневих балонів маслами.

Ацетилен при згоранні у кисні дає найбільшу температуру полум’я – 3050 – 3150⁰С.

Ацетилен (С₂Н₂) – газ без кольору з різким неприємним запахом, в 1,1 раза легший за повітря, розчиняється в рідинах.

Ацетилен – вибухонебезпечний: під тиском 0,15-0,20 МПа вибухає від електричної іскри або вогню. Ацетилено-киснева суміш здатна вибухати при наявності в ній ацетилену 2,8-93%. Тому необхідно дотримуватисьправил експлуатації газової апаратури. Самозагорання суміші ацетилену і кисню, що виходить з пальника, проходить при температурі 428⁰С.

Одержують ацетилен трьома способами:

• Розкладанням карбіду кальцію (СаС₂) водою;

• Термоокислювальним піролізом (розкладанням) нагрітого природного газу в суміші з киснем;

• Розкладанням рідких вуглеводів (нафти, гасу) електричною дугою.

При газовому зварюванні можливе застосовування флюсів.

Флюси використовують для видалення з металу шва неметалевих включень, для захисту від окиснення кромок металу і присаджувального дроту. Флюс розчиняє оксиди, неметалеві включення, утворюючи легкоплавку суміш, яка легко піднімається в шлак.

Флюси мають наступне призначення:

1. захищати розплавлений метал від шкідливого впливу кисню і азоту повітря;

2. легувати розплавлений метал;

3. забезпечувати стійке горіння дуги;

4. уповільнювати процес затвердіння рідкого металу, створювати умови для виходу газів з металу шва;

5. сприяти кращому формуванню шва;

6. зменшувати втрати тепла в зварювальній ванні;

7. зменшувати втрати електродного металу на чад і розбризкування;

8. утворювати шлаки, які легко відокремлюються від поверхні шва.

Флюс підбирають залежно від призначення, хімічного складу і способу виготовлення. За призначенням флюси бувають для вуглецевих, високолегованих сталей, для зварювання кольорових металів. По хімічному складу флюси поділяються на кременеві і марганцеві. Для зварювання легованих сталей застосовується високо крем’янистий, марганцевий флюс марки Ан-348А. Флюс виготовляють дрібний і крупної грануляції. Розміри гранул флюсу Ан-348А – 0,3ч3 мм.

Флюс упаковують в п'ятишарові паперові мішки або дерев'яну тару (ящики, бочки). Вага ящика 25 кг. На тару прикріплюють ярлик, в якому вказується завод-виготовлювача, номер партії, дата виготовлення, марка флюсу, вага нетто й номер ГОСТу. Сировиною для виготовлення флюсу служить кварцовий пісок, марганцева руда, плавиковий шпат, магнезит, мінерали та ін.. Флюс необхідно оберігати від зволоження й забруднення.

Висновок. Для виготовлення корпусу з сталі 09Г2, ручним дуговим зварюванням застосовуємо електрод типу Э42А, марки УОНІ 13/45 з фтористо-кальцієвим покриттям, середньої товщини, для газового зварювання застосовуємо зварювальний дріт марки Св.08Г2С, в якості горючого газу - ацетилен і флюс

Ан-348А. Ці матеріали дають кращі результати для отримання високоякісного зварного шва, та забезпечують підвищену пластичність металу шва та стійкість проти утворення тріщин.