Сварочные материалы

Таблица 1 Показатели сварочных свойств сварочных материалов с балльной оценкой по дифференциальному методу

К основным характеристикам плавления покрытого электрода относятся: коэффициент расплавления αр; коэффициент наплавки αн. Коэффициент расплавления электрода показывает сколько электродного металла расплавляется

251

под действием электрического тока величиной в 1 А за единицу времени сварки в 1 час. Коэффициент расплавления электрода рассчитываем по формуле:

αр = mp / Jсв∙to; г/(А·ч),

где: mp – масса расплавленного за время горения дуги электродного стержня, г; Jсв – сила сварочного тока, А;

to – время горения дуги, ч.

Более важным показателем плавления электрода является коэффициент наплавки αн, который показывает сколько электродного металла наплавляется под действием электрического тока величиной в 1 А за единицу времени сварки в 1 час. Коэффициент наплавки электрода рассчитывается по формуле:

αн = mн / Jсв ∙to; г/(А·ч),

где: mн – масса наплавленного за время горения дуги металла, г;

Коэффициент наплавки αн обычно меньше коэффициента αр, т.к. не весь расплавленный электродный металл переходит в шов, часть его выгорает, часть разбрызгивается, за исключением тех случаев, когда в покрытие входит большое количество металлических составляющих. Коэффициент потерь рассчитывается по формулам:

ψ = ∙100% или ψ = ∙100%

Для электродов с тонким и средним покрытиями значение ψ всегда больше по сравнению с электродами, имеющих толстые и особо толстые покрытия, содержащие в большом количестве ферросплавы, железный порошок и др. металлические присадки, поступление которых в наплавленный металл в количествах, превосходящих потери электродного металла на угар и разбрызгивание, вызывают повышение коэффициента наплавки.

Следует отметить, что коэффициент наплавки электрода не всегда характеризует действительную производительность ручной дуговой сварки, которая в значительной степени зависит так же и от допускаемой для конкретной марки электрода силы сварочного тока. Более точным показателем эффективного процесса сварки с использованием того или иного электрода является производительность наплавки, которая рассчитывается по формуле:

Пн = αн ∙ Jсв / 1000, кг/ч.

252

2. Оборудование, инструмент, материалы.

1)Пост ручной дуговой сварки со стандартным источником питания постоянного (или переменного) тока, укомплектованный контрольно-измерительной аппаратурой.

2)Шаблон для конструктивных элементов швов.

3)Пластины из углеродистых и низколегированных сталей. (Размер

150х70х6).

4)Весы.

5)Секундомер.

6)Штангенциркуль.

7)Линейка.

8)Лупа с пятикратным увеличением.

9)Покрытые металлические электроды 3-х марок, например, для сварки углеродистых и низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей типа Э46, одного диаметра 3 и 4мм.

Электроды зашифровываются под порядковыми номерами 1, 2, 3. Расшифровка цифровых обозначений электродов дается только после завершения экспериментальной части работы и обработки полученных данных.

Лабораторная работа рассчитана на 4 учебных часа и состоит из двух частей.

I Исследование и сравнительны анализ сварочно-технологических свойств покрытых электродов

Последовательность выполнения работы:

1)Прокалить электроды в количестве 12 штук каждой марки на регламентируемых для данных электродов режимах.

2)Очистить перед сваркой пластины от ржавчины, масла и других загрязнений.

3)Подобрать рациональные режимы сварки для каждой марки электродов для наплавки валиков в нижнем, горизонтально-вертикальном, вертикальном положениях.

4)Наплавить на подобранных режимах с небольшими колебаниями по два-три валика, обращая внимание при этом на легкость возбуждения и характер горения дуги, степень разбрызгивания расплавленного металла, поведение жидкого металла, отделяемость шлаковой корки и формирование шва.

5)Сварить каждой маркой электродов по 2 угловых однопроходных шва с максимально возможным катетом шва, обращая внимание на степень разбрызгивания, поведение жидкого шлака и др..

6)Результаты субъективной оценки по 5-ти балльной системе особенностей сварочно-технологических свойств электродов, размеры швов, внести в таблицу 2.

7)На основании полученных данных сформулировать основные выводы с расшифровкой электродов.

253

254

255

II Определение коэффициентов расплавления, наплавки, потерь на угар и разбрызгивание и производительности наплавки при механизированной сварке в углекислом газе и в смеси углекислого газа с аргоном

Последовательность выполнения работы:

1)Подготовить пластины к наплавке валиков и к взвешиванию, поставить клейма на пластины.

2)Определить массу каждой пластины (M1п).

3)Установить требуемый режим сварки. Величина сварочного тока должна составлять 85 - 90% от максимально допустимого сварочного тока для данной марки электрода.

4)Определить массу металлического стержня электрода по формуле:

mст =

где: dст – диаметр электродного стержня, см;

–плотность стали 7,8 г/см3;

–длина электродного стержня, см; mст – масса металлического стержня, г.

5)Произвести без перерыва наплавку валиков длиной 150мм, на пластины в нижнем положении, снимая показания амперметра, вольтметра и секундомера.

6)Электродом одной марки наплавить 2-3 валика соответственно на 2-3 пластины.

7)По завершении сварки очистить поверхность пластины от шлака, брызг металла.

8)Определить массу каждой пластины с наплавленными валиками (M2п).

9)Определить коэффициенты расплавления, наплавки, потерь и производительность наплавки.

10)Данные всех измерений и результаты расчѐтов внести в таблицу 3.

11)Сделать выводы.

256

Вопросы для самопроверки

1.От каких факторов зависит производительность дуговой сварки плавящимся электродом.

2.Что характеризует коэффициенты расплавления, наплавки, потерь, их единицы измерений.

3.Почему коэффициент плавления в начале и в конце плавления электрода разный.

4.В каких случаях коэффициент наплавки может оказаться больше коэффициента плавления.

5.Сварочно - технологические функции сварочных материалов при дуговой сварке.

6.Металлургические функции сварочных материалов при дуговой сварке.

7.Виды покрытий электрода для ручной дуговой сварки. Общая характеристика.

8.Классификация электродов по назначению.

Лабораторная работа № 4

Определение характеристик покрытых металлических электродов для ручной дуговой сварки по показателям условных обозначений в соответствии с ГОСТ-ами и международными стандартами с экспериментальной проверкой значений отдельных показателей

Цель работы:

Ознакомление с классификацией и обозначениями покрытых электродов в соответствии с ГОСТ 9466 – 75 и международным стандартом СТБ ISO 25602009, провести экспериментальную проверку значений отдельных показателей.

1 Краткие теоретические сведения по теме Классификация покрытых металлических сварочных электродов по ГОСТ

9466-75

В соответствии с ГОСТ 9466-75 электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки классифицируются по назначению, механическим свойствам и химическому составу наплавленного металла (типам), видам и толщине покрытий, а также некоторым сварочнотехнологическим характеристикам.

Виды электродов по назначению

для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 60 кгс/мм² (600 МПа). Обозначаются буквой У (ГОСТ 9467-75);

для сварки легированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву свыше 60 кгс/мм² (600 МПа). Обозначаются буквой Л (ГОСТ 9467-75);

для сварки легированных теплоустойчивых сталей. Обозначаются буквой T (ГОСТ 9467-75);

для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами. Обозначаются буквой В (ГОСТ 10052-75);

для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами. Обозначаются буквой H (ГОСТ 10051-75).

Вышеуказанными стандартами предусмотрено разделение электродов на типы, в соответствии с механическими свойствами и химическим составом наплавленного металла. Цифры, обозначающие каждый тип электрода — Э42, Э42А, Э50 и т. д., характеризуют гарантированное минимальное временное сопротивление разрыву в кгс/мм², а буква А — повышенные пластические свойства, вязкость и ограничения по химическому составу.

259

Виды электродов по толщине покрытия

По толщине покрытия электроды разделяются в зависимости от отношения D/d (D — диаметр покрытого электрода; d — диаметр стержня):

с тонким покрытием (D/d < 1,2). Обозначаются буквой М;

со средним покрытием (D/d < 1,45). Обозначаются буквой С;

с толстым покрытием (D/d < 1,8). Обозначаются буквой Д;

с особо толстым покрытием (D/d > 1,8). Обозначаются буквой Г.

ГОСТ 9466 — 75 предусматривает также технические требования к качеству (точности) изготовления электродов, к состоянию поверхности покрытия, а также к содержанию серы и фосфора в наплавленном металле.

Виды электродов по типу покрытия

•с кислым покрытием (А);

•с основным покрытием (Б);

•с целлюлозным покрытием (Ц);

•с рутиловым покрытием (Р);

•с покрытием смешанного вида (с двойным буквенным обозначением);

•с прочими видами покрытий (П).

Соответствие маркировок электродов по типу покрытия представлено в таблице 1.

Таблица 1 – Соответствие маркировок электродов по типу покрытия:

260