Сварочные материалы

Основное назначение сварочных материалов: заполнение сварочного шва, защита расплавленного металла от вредного воздействия кислорода и азота воздкха, обеспечение хорошего формирования шва, соответствующего химического состава шва, высоких физико–химимческих его свойств (отсутствие пор, раковин, трещин) и устойчивость процесса сварки. сварочные материалы не должны выделять в окружающую среду большого количества вредных газов, обеспечивать лёгкую удаляемость шлаковой корки.

К сварочным материалам относятся:

• электродная или присадочная проволока;

• штучные электроды;

• защитные газы..

Электродная проволока

Сварочная проволока изготавливается из низкоуглеродистой стали различных марок диаметром от 0,3 до 12мм. В зависимости от назначения стальную сварочную проволоку подразделяют на проволоку длясварки (наплавки) и проволоку для изготовления электродов (СЭ) Маркируют проволоку как стали, но с добавлением букв Св.

Штучные электроды

Металлические электроды, предназначенные для дуговой сварки сталей различных марок, имеют специальные покрытия (обмазки). покрытия защищают расплавленные капли электродного металла и сварочной ванны от вождействия кислорода и азота содержащихся в воздухе, повышают стабильность горения дуги, обеспечивают раскисление металла ванны и легирование металла шва необходимымим элементами для сообщения ему специальных свойств. По химическому составу покрытия электроды классифицируются следующим образом:

• кислые покрытия (А) – содержат окислы железа, марганец, кремнезём, ферромарганец. Электроды имеют высокую производительность, пригодны для сварки во всех пространственных положениях, но являются токсичными;

• основные (Б) – состоят из карбонатов кальция и магния, плавикого шпата и ферросплавов. Газовая защита обеспечивается СО и СО₂, образующихся при разложении карбонатов. Электроды часто используются для сварки на постоянном токе и рекомендуются для ответственных конструкций;

• целлюлозные (Ц) – состоят из органических материалов, к которым добавлены шлакообразующие (TiO₂, силикаты). Электроды пригодны для сварки в любых пространственных положениях;

• рутиловые (Т) – содержат в основном рутил с добавками кремнезёма, ферромарганца, карбоната кальция и марганца. По технологическим качествам близки к кислым, дают лучшее формирование шва и менее вредны;

• органические (О) – состоят из органических составляющих с добавлением ферросплавов марганца, рутила, алюмосиликата и других;

• фторокальциевые (Ф) – состоят из фтористых и кальциевых соединений, обладают токсичностью.

Штучные электроды систематизируются и обозначаются по следующим признакам:

1. по назначению для сварки:

• углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву 60кгс/мм² – У;

• легированных конструкционных сталей >60кгс/мм² – Л;

• легированных теплоустойчивых сталей – Т;

• высоколегированных сталей с особыми свойствами – В;

• наплавки поверхностных слоёв с особыми свойствами – Н;

1. по толщине покрытия:

• тонкое (Д/d ≤ 1,2) – М;

• среднее (1,2 ≤ Д/d ≤1,45) – С;

• толстое (1,45 ≤ Д/d ≤1,8) – Д;

• особо толстое (Д/d >1,8) – Г,

где Д – диаметр электрода, d – диаметр стержня;

1. по качеству изготовления, состоянию поверхности покрытия, сплошности металла шва, содержанию серы и фосфора – на группы 1, 2, 3;

1. по видам покрытия:

• кислое – А;

• основное – Б;

• целлюлозное –Ц;

• рутиловое – Р;

• смешанное – соответствующее двойное обозначение;

• прочее – П;

1. по допустимым пространственным положениям сварки или наплавки:

• для всех положений;

• для всех положений, кроме вертикального сверху вниз;

• для нижнего, горизонтального на вертикальной плоскости и вертикального снизу вверх;

• для нижнего;

1. по роду тока, полярности постоянного тока и номинальному напряжению холостого хода источника питания сварочной дуги переменного тока частотой 50Гц в соответствии с классификацией электродов по полярности тока (табл.6).

Таблица 6.

Рекомендуемая полярность постоянного тока	Напряжение холостого хода источника переменного тока, В		Обозначение
	Номинальное	Предельное
обратная	-	-	0
Любая	50	5	1
Прямая			2
Обратная			3
Любая	70	10	4
Прямая			5
Обратная			6
Любая	90	5	7
Прямая			8
Обратная			9

Рис. 2. Условное обозначение электродов на этикетках: 1 – тип; 2 – марка; 3 – диаметр; 4 – обозначение назначения электродов; 5– обозначение толщины покрытия; 6 – группа электродов; 7 – группа индексов, указывающих характеристики наплавленного металла; 8 – обозначение вида покрытия; 9 – обозначение допустимых пространственных положений сварки или наплавки; 10 – обозначение рода тока применяемого при сварке или наплавке и номинального напряжения холостого хода источника питания переменного тока частотой 50Гц; 11 – обозначение настоящего стандарта; 12 – обозначение стандарта на типы электродов.

Например, .

Электроды типа Э46 марки УОНИ – 13/45, диаметром 3мм для сварки углеродистых и низколегированных сталей У, с толстым покрытием Д, второй группы, с установленной группой индексов, указывающих характеристики наплавленного металла и металла шва 43,2(5) с основным покрытием Б, для сварки во всех пространственных положениях 1 на постоянном токе обратной полярности.

В технической документации электроды обозначаются: Электроды УОНИ – 13/45-3,0-2 ГОСТ 9466-75.

Типы электродов для сварки конструкционных сталей, механические свойства металла шва и сварного соединения при их применении приведены в табл.7.

Подводя итог вышеизложенному, можно отметить, что ручная дуговая сварка предназначена для наложения швов различного вида и назначения во всех пространственных положениях. Основной объём работ выполняется штучными электродами диаметром 3 – 5мм при токе 150 – 200А и напряжении на дуге 18 – 25В. Глубина провара 2 – 3мм..

В табл.8 приводятся механические свойства углеродистых сталей обыкновенного качества (по ГОСТу 380-71)

Таблица 7.

Тип электрода	Металл шва или наплавленный металл			Сварное соединение		Основное назначение
	Временное сопротивление σВ, кг/мм2	Относительное удлинение σ5,%	αн	Временное сопротивление σВ, кг/мм2	α, град
Э34	34	-	-	34	30	Для сварки малоуглеродистых и низколегированныхсталей
Э42	42	18	8	42	120
Э42А	42	22	14	42	180
Э46	46	18	8	46	120
Э46А	46	22	14	46	150
Э50	50	16	6	50	90	Для сварки среднеуглеродистых низколегированных сталей
Э50А	50	20	13	50	150
Э55	55	20	12	55	140
Э60	60	16	6	-	-	Для сварки легированных сталей повышенной прочности
Э60А	60	18	10	-	-
Э70	70	12	6	-	-
Э85А	85	12	5	-	-
Э100	100	10	5	-	-
Э125	125	6	4	-	-
Э145	145	5	4	-	-

Таблица 8.

Марка стали	Временное сопротивление σВ, кг/мм2	Предел текучести σТ, кг/мм2, для толщин, мм				Относительное удлинение σ5,%, для толщин, мм
Ст 0	>31	-	-	-	-	23	22	20
Ст 1кп	31-40	-	-	-	-	35	34	32
Ст 1пс, Ст 1пс	32-42	-	-	-	-	34	33	31
Ст 2кп	33-42	22	21	20	19	33	32	30
Ст 2пс, Ст 2сп	34-44	23	22	21	20	32	31	29
Ст 3кп	37-47	24	23	22	20	27	26	24
Ст 3пс	38-49	25	24	23	21	26	25	23