4.3 Покрытые плавящиеся электроды

Электроды для ручной сварки представляют собой стержень из сварочной проволоки с покрытием (рис. 4.2). У различных марок электродов масса покрытия составляет З050% от массы стержня, толщина покрытия составляет 0,52,0 мм в зависимости от марки и диаметра электрода.

Рис. 4.2. Сварочный электрод с покрытием для ручной электродуговой сварки

Во время сварки покрытие имеет различные назначения:

1. Создание комбинированной газовой и шлаковой защиты расплавленного металла. Введенные в покрытие соединения в виде карбонатов или целлюлозы при высокой температуре выделяют СО₂, который под действием дуги распадается: СО₂ = СО + О. СО является защитным газом расплавленного металла шва и нArретой и плавящейся части электрода за чет вытеснения воздуха. Образование шлака в результате плавления введенных в покрытие окислов (CaO, MgO, MnO, FeO, Al₂O₃ и др. ) и солей (фторидов и хлоридов металлов). Кроме этого, для получения шлака и газа в покрытия вводятся соединения различных минералов.

2. Стабилизация горения сварочной дуги. Стабилизацию сварочной дуги можно обеспечить за счет введения в покрытие К и Na. Эти элементы ионизируются при малых значениях энергии.

3. Легирование и рафинирование жидкого металла сварочной ванны. Легирование сварочной ванны осуществляется введением в покрытие порошков лигатур (сплавов с железом некоторых металлов: ферромарганец, ферросилиций и т. д.). Связывание мелкоразмолотых порошков из вышеуказанных соединений после расчета и составления шихты производят путем специальных связывающих веществ, наиболее употребительным из которых является водный раствор натриевого жидкого стекла - силиката натрия или калия. Для улучшения покрывающей способности и получения высокого качества покрытия

4. Формирование усиления сварного шва обеспечивается шлаком, образующимся при плавлении электрода.

Стержни для электродов рубят из сварочной проволоки диаметром d =2 - 6 мм в размер 350 – 450 мм. Длина стержня диаметром 4 мм и более составляет 450 мм. Стержни меньшего диаметра имеют длину 350 - 200 мм. Такая же длина стержней из высоколегированной проволоки (с высоким электрическим сопротивлением).

соответствии с ГОСТ 9466-75).

Электроды пакуют в пачки 3 - 8 кг и снабжают паспортом с указанием условного обозначения электродов, рекомендуемых режимов сварки, требований к влажности покрытия, режима повторной прокалки и свойств наплавленного металла.

Классификация покрытых электродов регламентируется ГОСТ 9466-75 (рис.4.3).

Рис. 4. 3. Структура условного обозначения электродов по ГОСТ 9466-75

Назначение электродов определяют области их применения (табл. 4.3)

Таблица 4.3. Назначение и области применения покрытых электродов

№ п/п	Назначение или область применения	Условное обозначение
1	Сварка углеродистых и низколегированных сталей в600МПа	У
2	Сварка легированных конструкционных сталей в600МПа	Л
3	Сварка теплоустойчивых сталей	Т
4	Сварка высоколегированных с особыми свойствами сталей	В
5	Наплавка поверхностных слоев с особыми свойствами	Н

Тип электрода. Обозначение покрытых электродов серииУиЛначинается с буквыЭ, затем идут цифры, которые обозначают среднее значение временного сопротивления наплавленного металла вкг/мм²(Э38; Э42; Э50А … Э 150). Для электродов серииТ и В цифры означают химический состав наплавленного металла, например, Э-12ХМФ; Э-08Х18Н11М3).

Марку электродаопределяет разработчик, например, АНО-5; ОММ-5; УОНИ 13/45А.

Диаметр – это диаметр металлического стержня в мм.

Покрытие электродов по толщине подразделяются на группы. Электроды с тонким покрытием обозначаются индексом М, со средним – С, с толстым – Д, особо толстым – Г.

Группа качества определяет: точность изготовления, состояние поверхности покрытия и содержание серы и фосфора в наплавленном металле (всего групп три - 1, 2, 3).

Группа индексов (E-XYZZ') в зависимости от типа электродов информирует о параметрах механических характеристиках наплавленного металла (временное сопротивление разрыву, удлинение, температура перехода в хрупкое состояние или др.).

Вид покрытия зависит от его состава: Индекс А - кислое; Б - основное; Ц - целлюлозное; Р - рутиловое.

Пространственное положение отражает возможность применения той или иной марки электродов по группам:

1 – все пространственные положения;

2 – все пространственные положения, кроме вертикального сверху вниз;

3 – нижнее, горизонтальное на вертикальной плоскости и вертикальное снизу вверх;

4 – нижнее и нижнее в лодочку.

Род тока и полярность применяемого при сварке или наплавке тока, а также по номинальному напряжению холостого хода используемого источника питания сварочной дуги переменного тока частотой 50 Гц электроды подразделяются в соответствии с табл.4.4.

Таблица 4.4. Обозначение электродов по роду и полярности сварочного тока.

Рекомендуемая полярность постоянного тока	Напряжение холостого хода источника переменного тока, В		Обозначение
	Номин.	Пред. откл.
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
Примечание. Цифрой 0 обозначают электроды, предназначенные для сварки или наплавки только на постоянном токе обратной полярности.

В табл.4.5 приведены химический состав и свойства наплавленного металла наиболее распространенных покрытых электродов для сварки низколегированных конструкционных сталей. Для сварки корпусных и машиностроительных конструкций используются покрытые электрода приведенные в табл.4.6.

Таблица 4.5. Химический состав и механические свойства наплавленного металла при сварке некоторыми марками покрытых электродов

Марка электрода	Химический состав наплавленного металла, % по массе							Механические свойства наплавленного металла
	С	Si	Мn	Сr	Ni	S	Н	0/2, МПа	в, МПа	, %	KCV, Дж/см2 (+20оС)
						не более		неменее
АНО-5	До 0,1	0,1 -0,2	0,6 -0,9	До 0,15	До 0,30	0,04	0,04	345	460	25	135
ОММ-5	0,06-0,15	0,06 -0,1	0,5 -0,9	До 0,15	До 0,80	0,04	0,04	295	450	25	118
УОНИ 13/45 А	До 0,11	0,18 -0,35	0,35 -0,65	До 0,15	До 0,30	0,03	0,03	325	450	26	125
УОНИ 13/55	0,08 -0,13	0,2 -0,45	0,8 -1,2	До 0,15	До 0,80	0,03	0,03	390	490	25	195

Таблица 4.6. Основные типы и марки электродов для сварки сталей, применяемых в корпусных и машиностроительных судовых конструкциях

Назначение электродов	Полное обозначение электродов
Сварка конструкционных углеродистых сталей БСтЗ, ВСтЗсп, литых сталей 20Л, 25Л, низколегированных конструкционных 09Г, 10ХСНД, МС-1 и корневые проходы соединений и литья из стали 08ГДН и 08ГДНФ	Э42А-УОНИ-13/45--УД1 ГОСТ 9466-75 Е-412(3)-Б20 ГОСТ 9467-75
Сварка конструкций из углеродистых сталей ВСтЗ, ВСтЗсп	Э46-АН04С--УД1 ГОСТ 9466-75 Е-431(3)-322 ГОСТ 9467-75
Механизированная сварка конструкций из углеродистых и низколегированных сталей СтЗ,10ХСНД, 09Г2 в нижнем положении наклонным электродом. То же, ручная сварка	Э46 А-ИТС- 1 -5--У Д 1 ГОСТ 9466-75 Е-412(3)-Б20 ГОСТ 9467-75
Сварка углеродистых и низколегированных сталей СтЗ, 09Г2, 10ХСНД,10Г2СГД. Вертикальные швы сверху вниз.	Э50 А- АН09--У Д 1 ГОСТ 9466-75 Е-502-Б16 ГОСТ 9467-75
Сварка конструкций из стали СтЗ, Ст4, ВСтЗсп, 10ХСНД.10Г2С1Д-40И им подобных со стороны подверженных воздействию морской воды	Э50А-Э- 1 38/50Н--УД 1 ГОСТ 9466-75 Е-503-Б20 ГОСТ 9467-75
Сварка конструкций из легированных высокопрочных сталей 14ХГСНМФР	Э60-48н--ЛД1 ГОСТ 9466-75 Е-10ХН2М5-Б20 ГОСТ9467-75
Сварка конструкций из теплоустойчивых сталей Х5М.12Х5МА, 15Х5МФЛ	Э-10Х11НВМФ-КТН-10-62--ВД2 ГОСТ 9466-75 Е-033-Б20 ГОСТ 9467-75
Сварка конструкций из хромоникелевой аустенитной стали 12Х1810Н10Т при умеренной Arрессивности коррозионной среды	Э-08Х18Н11МЗ-ЭА400/10У--ВД 1 ГОСТ 9466-75 Е-000-Б20 ГОСТ 9467-75