Основные типы электродных покрытий. Виды электродных покрытий
Виды электродных покрытий
Раскисление наплавленного металла раскислителями снижает содержание кислорода в жидком металле перед его кристаллизацией. Для обеспечения высоких пластических свойств металла шва необходимо снизить концентрацию остаточного кислорода и полнее уменьшить количество продуктов раскисления, остающихся в сварочных швах. Это осуществляется подбором состава покрытия, обеспечивающего физико-химические свойства шлака. Чтобы шлак при температуре жидкого металла обладал низкой вязкостью, хорошо смачивал жидкий металл, не препятствовал правильному формированию шва. Омывая капли жидкого металла и сварочную ванну, шлак должен растворять и связывать продукты раскисления металла.
Жидкий металл в капле и сварочной ванне находится в состоянии конвективного перемешивания. Рафинирование металла шва может быть осуществлено при подборе рецептуры покрытия электродов.
Сварочные электроды с кислым покрытием. Покрытие состоит из большого количества оксидов железа, марганца и различных силикатов с высоким содержанием SiO2, обладает высоким окислительным потенциалом. В покрытии может присутствовать также ильменит или титановый концентрат. Раскислителем обычно является ферромарганец. Для газовой защиты вводят электродную целлюлозу.
Шлак при плавлении электрода содержит большое количество оксидов железа. Окисление металла при высокой температуре осуществляется за счет атмосферы дуги и кислорода, переходящего из шлака.
Применяемый марганец начинает окисляться в плавящемся покрытии при взаимодействии с оксидами железа и кислорода атмосферы дуги. В жидкий металл марганец переходит в весьма умеренном количестве.
В хвостовой части ванны кремний и марганец, перешедший из покрытия, вступают в реакцию с кислородом, растворенным в жидком металле. В результате образуются мелкодисперсные включения, которые частично могут образовывать между собой химическое соединение MnO•SiO2 с температурой плавления 13000С. Такие соединения могут укрупняться, наплавленный металл оказывается значительно загрязненным как крупными, так и мелкодисперсными включениями.
Крупные включения могут иметь экзогенное происхождение и заносятся в жидкий металл из шлака. Наличие включений, особенно мелкодисперсных, существенно снижает характеристики швов, в первую очередь, значения ударной вязкости при низких температурах. Кроме того, металл шва склонен к образованию кристаллизационных трещин.
Технологически электроды при сварке характеризуются мелкокапельным переносом и формированием плоских и гладких сварных швов.
Сварочные электроды с рутиловым покрытием. Покрытие состоит из большого количества рутила (с содержанием TiO2 примерно 95%), алюмосиликатов (калиевая слюда, каолин, полевой шпат), карбонатов (мрамор, магнезит). Раскислителем служит ферромарганец. Газовая защита осуществляется целлюлозой, вводимой в покрытие электродов (до 4-5%). В качестве связующего применяют калиево-натриевое и натриево-калиевое жидкое стекло. Атмосфера дуги является сравнительно слабо окислительной за счет кислорода, образующегося при диссоциации карбонатов и разложении целлюлозы.
Помимо окисления жидкого металла кислородом окисление происходит в результате кремневосстановительного процесса. Восстановление кремния протекает при высоких температурах за счет марганца, находящегося в покрытии, а также за счет восстановления его железом. Оксиды железа частично переходят в шлак, частично растворяются в жидком металле.
При высоких температурах перешедший из покрытия марганец и восстановленный кремний не вступают в реакцию с кислородом, растворенным в жидком металле; возможна лишь реакция окисления углерода. По мере понижения температуры такие реакции начинаются. При высокой концентрации восстановленного кремния и пониженном содержании марганца в швах будут находиться, главным образом, мелкодисперсные включения оксидов кремния.
В связи с пониженным содержанием кислорода в наплавленном металле и меньшим количеством оксидных включений электроды с рутиловым покрытием обеспечивают более высокие характеристики сварных швов по сравнению с электродами с кислым покрытием.
Электроды с рутиловым покрытием обладают высокими сварочно-технологическими свойствами. Они позволяют легко выполнять сварку не только на постоянном, но и на переменном токе, во всех пространственных положениях, обеспечивают хорошее формирование сварных швов, легкое отделение шлака. Важной характеристикой является их низкая токсичность при сварке.
Особенности рутиловых электродов сделали их незаменимыми для сварки ответственных конструкций из углеродистых и низколегированных конструкционных сталей прочностью до 490 МПа. Рутиловые покрытия используют и в высоколегированных электродах.
На базе электродов с рутиловым покрытием разработаны высокопроизводительные электроды. Для этой цели в покрытие вводят железный порошок, который, являясь присадочным материалом, повышает коэффициент наплавки электродов.
Сварочные электроды с целлюлозным покрытием. Покрытие электродов содержит значительное количество электродной целлюлозы, доходящее до 40-45%. В качестве шлакообразующих используют рутил, тальк, марганцевую руду, гематит. Для раскисления металла применяют ферромарганец, связующим служит натриевое или натриево-калиевое жидкое стекло. Высокое содержание целлюлозы в покрытии электродов обеспечивает газовую защиту наплавляемого металла даже при малом значении коэффициента массы покрытия, не превышающего 20-25%.
Газы, выделяющиеся при разложении целлюлозы, содержат большое количество водорода, окиси углерода и умеренное количество кислорода. Атмосфера дуги является слабоокислительной.
В состав покрытия входит большое количество кислых оксидов, при сварке наблюдается существенное развитие кремневосстановительного процесса. Для его подавления в покрытие вводят марганцевую руду или гематит.
Содержание кислорода в металле швов сравнительно невелико. В металле швов присутствуют, главным образом, мелкодисперсные включения оксидов кремния. Поэтому пластические свойства наплавленного металла посредственны.
Особенностью сварочных электродов является возможность выполнения сварки во всех пространственных положениях с высокой скоростью и обеспечение проплавления основного металла с формированием с обратной стороны шва плавного валика. Электроды с целлюлозным покрытием нашли широкое применение для сварки корневых швов стыков магистральных трубопроводов. К недостаткам относят грубочешуйчатую поверхность швов, склонность к подрезам по свариваемым кромкам, повышенные потери на разбрызгивание, высокое содержание водорода в металле шва.
Сварочные электроды с основным покрытием.Покрытие состоит из карбонатов щелочно-земельных металлов: мрамора, плавикового шпата, кварца и рутила. Раскислителями являются ферротитан, ферросилиций, ферромарганец, ферроалюминий. В качестве связующего применяют натриевое, натриево-калиевое или калиево-натриевое жидкое стекло.
При высоких температурах кремний, титан и марганец сосуществуют с кислородом, растворенным в металле. По мере снижения температуры в зависимости от концентрации и вида раскислителей кислород вступает с ними в реакцию, образуя оксиды соответствующих элементов. Обычно это бывает наиболее активные элементы: титан и кремний.
Низкое содержание кислорода, а следовательно, малое количество оксидных включений, обеспечивает весьма высокие пластические свойства сварных швов как при положительных, так и при отрицательных температурах. Другим преимуществом электродов с основным покрытием является наибольшая среди покрытий всех видов стойкость металла шва против образования трещин. Это обеспечивается только при применении электродов с низким содержанием влаги в покрытии. Последнее достижимо при строгом соблюдении предписанной технологии изготовления электродов, особенно в части применяемых пластификаторов и режимом термообработки электродов.
Электроды с основным покрытием дают возможность выполнять сварку практически во всех пространственных положениях с использованием постоянного тока, главным образом, при обратной полярности.
Высокая чистота наплавленного металла по различным вредным включениям и газам позволяет применять эти электроды для сварки ответственных и особо ответственных конструкций из углеродистых и низколегированных сталей. Электроды с дополнительным легированием через покрытие применяют для сварки сталей повышенной и высокой прочности, легированных теплоустойчивых сталей, для наплавочных работ.
На базе основных покрытий разработаны многочисленные марки электродов для сварки высоколегированных сталей и сплавов.
Сварочные электроды с основным покрытием не лишены недостатков, к которым относят невысокую технологичность, особенно в условиях поточного производства; чувствительность к порообразованию при сварке, требующую особой тщательности при их хранении, транспортировке, подготовке к использованию, выполнения предписаний по чистоте и влажности свариваемых кромок; сложность при сварке на переменном токе.
Возникновение пористости связано с образованием газовых пузырьков в жидкой сварочной ванне и фиксацией их в металле при его кристаллизации. Причинами образования пористости могут явиться газы: водород, азот, оксид углерода.
Возникновение и развитие пор определяется совместным действием всех газов, присутствующих в металле. Однако чаще всего основное влияние принадлежит какому-либо одному из газов. Существенно также влияние физических свойств сварочных шлаков.
Вместе с ростом температуры жидкого металла количество растворенного газа возрастает. В области высоких температур количество растворенного газа может превысить его растворимость. В результате сварочная ванна в ее хвостовой, менее нагретой части окажется пересыщенной газом, особенно на границе с кристаллизующимся металлом.
Излишний газ будет выделяться из металла. При этом он способен создавать давление, превышающее атмосферное. Образование и развитие газового пузырька внутри металла затруднено и требует затрат энергии.
Образование зародыша газового пузырька происходит легче всего на границе между жидкой фазой и кристаллизующимся твердым металлом. Легко это происходит во время остановок кристаллизации, продолжительность которых для стали обычно не превышает 0,2 с. В процессе кристаллизации происходит повышение концентрации газа в слое жидкого металла на его границе с образующейся твердой фазой. Во время движения фронта кристаллизации содержание газов в твердом металле становится равным его исходному содержанию в жидком металле.
Дальнейшее развитие и рост зародыша будут происходить в том случае, если сумма давлений выделения всех газов, растворенных в металле, превышает атмосферное давление.
При введении в покрытие электродов сильных раскислителей: ферросилиций, алюминий, углерод, окислительный потенциал покрытия снижается. Это приводит к росту коэффициента перехода марганца из покрытия в наплавленный металл, к интенсивному развитию кремневосстановительного процесса. При этом изменяется химический состав образующегося шлака и его свойства.
К таким же результатам приводит прокалка сварочных электродов при высоких температурах, превышающих рекомендованные.
Для предупреждения возможности образования пор при сварке электродами необходимо:
• при изготовлении – строго соблюдать рецептуру покрытия и требования технической документации к компонентам и технологии изготовления, обращая внимание на соблюдение режимов прокалки;
• при применении – выдерживать предписанные режимы силы сварочного тока. В случае увлажнения производить дополнительную прокалку в соответствии с документацией.
При сварке длинной дугой в атмосферу зоны сварки проникает воздух и азот, который может раствориться в жидком металле при высокой температуре.
При охлаждении жидкого металла до температуры кристаллизации растворимость азота резко снижается, и металл на фронте кристаллизации может оказаться пересыщенным этим газом.
При сварке электродами с увлажненным покрытием в атмосфере дуги появятся пары воды, которые сопровождаются появлением атмосферного водорода. В этом случае жидкий металл на фронте кристаллизации может быть пересыщен водородом. В связи с медленным ростом пузырьков кристаллизующийся металл их зафиксирует, и в сварных швах появится пористость.
При сварке по окисленным, ржавым поверхностям возможно местное пересыщение металла как кислородом, так и водородом. Пористость возникает на фронте кристаллизации в результате образования пузырьков газа как за счет водорода, за счет оксида углерода.
С целью снижения чувствительности электродов к пористости при их изготовлении следует жестко ограничить введение в покрытие минеральных и органических пластификаторов, содержащих соединения водорода, трудноудаляемые в процессе прокалки. Режимы прокалки должны соответствовать требованиям технической документации.
Сварку необходимо выполнять только по зачищенным поверхностям, на токовых режимах, соответствующих указаниям документации. Перед употреблением электроды – прокалить.
Легированием называется введение в расплавленный металл элементов, придающих металлу заданные свойства.
Применяют широкую номенклатуру сталей и сплавов различного назначения, свойства которых определяют содержание в них разнообразных легирующих элементов, уровень содержания вредных примесей, а также вид и режимы их термической обработки. Для сварки всего многообразия сталей, сплавов и выполнения наплавочных работ необходимы электроды, обеспечивающие соответствующий химический и структурный состав наплавленного металла и его свойства.
Электроды позволяют легировать наплавленный металл в самых широких заданных пределах. Для этого используют следующие способы: легирование через покрытие, легирование через стержень, комбинированное или комплексное легирование.
Независимо от способа легирования в покрытие электродов во всех случаях вводят раскислители, вид и количество которых определяется особенностями покрытия и составом применяемой проволоки.
Способ легирования в первую очередь зависит от требований к химическому составу наплавленного металла и наличия проволоки необходимого сосстава. При этом учитывают экономические показатели, например, получение низколегированного наплавленного металла с суммой легирующих элементов менее 2-3% чаще всего обеспечивается легированием через покрытие, с использованием проволоки из углеродистой стали. Однако при наличии сварочной проволоки, имеющей в своем составе требуемые легирующие элементы, можно ограничиться легированием через стержень или применить комбинированное легирование.
При изготовлении электродов для сварки высоколегированных сталей или сплавов в подавляющем большинстве случаев применяют легирование через стержень. Если нужно долегировать наплавленный металл дополнительными элементами, а также повысить содержание элементов, находящихся в проволоке, используют комбинированное легирование.
Рафинирование металла – это процесс металлургической очистки жидкого металла от вредных примесей, главным образом, от серы и фосфора, поступающих в расплав как из основного металла, так и из металла электродных стержней, и компонентов электродных покрытий.
В твердом железе сера находится в виде сульфида FeS и образует с ним эвтектику с температурами плавления ниже температуры плавления стали. С учетом растягивающих сварочных напряжений возникают условия для образования горячих трещин. Для уменьшения склонности к трещинам необходимо минимизировать концентрацию серы в металле шва.
Дата добавления: 2015-07-15; просмотров: 91 | Нарушение авторских прав
Читайте в этой же книге: Группы компонентов электродных покрытий | Характеристика электродов с кислым покрытием | Характеристика электродов с основным (фтористо-кальциевым) покрытием | Характеристика электродов с целлюлозным (органическим) покрытием | Характеристика электродов с рутиловым покрытием | Двухкомнатная квартира чешского проекта | Страховий ринок | Страховий продукт не можна запатентувати; | Страхування життя | Автотранспортне страхування |mybiblioteka.su - 2015-2018 год. (0.062 сек.)mybiblioteka.su
НИА СеверПроектСтрой - Виды электродных покрытий
Промышленные защитные покрытия электродов для дуговой сварки преимущественно сталей по их металлургическому воздействию в сварочной ванне можно классифицировать на следующие основные виды.
Стабилизирующее покрытие, в состав которого для повышения устойчивости горения дуги, особенно на переменном токе, вводятся химические соединения калия, натрия, а также карбонатов кальция, магния и бария.
Наличие в покрытии солей щелочных и щелочно-земельных металлов приводит к уменьшению энергии, выделяемой на катоде. Из-за больших потерь в результате угара и разбрызгивания, малой скорости расплавления, отсутствия возможности проводить сварку на повышенных сварочных токах электроды со стабилизирующим покрытием обладают весьма низкой производительностью.
Кислое (руднокислое) покрытие, основу которого составляют оксиды марганца, железа, кремния. Газовая защита осуществляется органическими компонентами, сгорающими в процессе плавления электрода. В качестве раскислителей в покрытие вводят ферромарганец. С энергетической точки зрения электроды с названным покрытием имеют ряд преимуществ: характеризуются достаточно высокой скоростью расплавления, обеспечивают сварку на форсированных режимах. Электроды с кислым покрытием обладают также высокой проплавляющей способностью. Они наиболее технологичны при сварке в нижнем положении, но могут быть использованы и для выполнения вертикальных и горизонтальных швов.
Окислительное покрытие содержит преимущественно оксиды железа и различные силикаты (каолин, тальк, слюду, полевой шпат и т. д.). Большинство электродов с окислительным покрытием вообще не содержат раскислителей. В некоторые композиции вводят небольшое количество ферромарганца.
Шлак при сварке этими электродами тяжелый, плотный, но очень хорошо отделяющийся. В большей части случаев он способен к самоотделению даже при сварке в разделку.
Электроды с таким покрытием имеют низкую проплавляющую способность. Шлак и металлическая ванна весьма жидкотекучи. Поэтому их использование преимущественно ограничено сваркой горизонтальных или вертикальных угловых швов, а также угловых швов «в лодочку».
В странах бывшего СССР электроды рассматриваемого вида практически не применяли. За рубежом их используют главным образом при сварке неответственных конструкций для выполнения декоративных гладких мелкочешуйчатых швов, особенно узких, т. е. в тех случаях, когда требуются невысокие характеристики механических свойств металла швов.
Рутиловое покрытие состоит преимущественно из рутила с добавками полевого шпата, магнезита и других шлакообразующих компонентов. Вместо рутила в покрытии может содержаться 45—50% ильменита. Для создания газовой защиты в покрытие вводят органические вещества (целлюлозу, декстрин) и карбонаты.
В качестве легирующего и раскисляющего компонента используют ферромарганец. При комплексном раскислении увеличивается склонность металла шва к образованию пор.
В целях повышения коэффициента наплавки в покрытия этого вида часто вводится порошок железа.
Электроды с рутиловым покрытием обладают высокими сварочно-технологическими свойствами, обеспечивают получение швов с гладкими и плавными очертаниями во всех пространственных положениях. Весьма широко используются в промышленности и строительстве.
Целлюлозное покрытие содержит преимущественно органические составляющие для образования большого количества газов. В качестве шлакообразующей основы чаще всего используют рутилосиликатные компоненты. В дополнение к этому покрытие электродов содержит иногда ряд специальных компонентов, например асбест.
Раскисление сварочной ванны чаще всего осуществляется с помощью ферромарганца, поскольку введение активных раскислителей (ферротитана и особенно ферросилиция) увеличивало бы чувствительность металла шва к образованию пор.
Электроды с целлюлозным покрытием характеризуются высокой проплавляющей способностью и значительной скоростью расплавления. Они обеспечивают сварку во всех пространственных положениях, в том числе сварку сверху вниз, с Высокой линейной скоростью, достигающей 25 м/ч. Сварка корневого шва производится методом опирания с формированием обратной стороны шва. Поэтому при сварке отпадает необходимость подварки швов изнутри и обеспечивается наиболее благоприятная, с точки зрения работоспособности, форма проплавления сварных соединений. Электроды с покрытием этого вида наиболее широко применяют в отечественной практике для сварки стыков магистральных трубопроводов.
К недостаткам следует отнести повышенные потери электродного металла на разбрызгивание, образование узких трещиноподобных подрезов по свариваемым кромкам, грубочешуйчатую поверхность швов, высокий уровень содержания в металле швов диффузионно-подвижного водорода.
Основное покрытие составляется преимущественно на базе карбоната и фторида кальция (другие фторидные соединения используют значительно реже). Газовая защита создается струей СO2, образующейся при диссоциации карбоната кальция в процессе нагрева и плавления покрытия. В качестве раскислителей покрытие может включать ферросилиции, ферромарганец, ферротитан и алюминий.
Для легирования металла шва в покрытие могут быть введены металлические порошки.
Сварку электродами с основным покрытием осуществляют на постоянном токе обратной полярности. Для сварки переменным током необходимы специальные меры: дополнительное введение в состав покрытия ионизаторов, применение электродов со специальным двухслойным покрытием и т. д.
Основной шлак, как правило, пригоден для сварки во всех пространственных положениях. Вместе с тем для обеспечения сварки сверху вниз ему необходимо придать специальные физические свойства. Технологичность основного покрытия при сварке корневых швов обычно хуже по сравнению с целлюлозным.
К недостаткам основного покрытия следует отнести низкую технологичность при сварке переменным током; трудности при изготовлении электродов, в частности использование специальных добавок — пластификаторов; чувствительность к образованию пор при увлажнении покрытия и наличии влаги, окалины или ржавчины на свариваемых кромках. В связи с высокой степенью раскисления сварочная ванна адсорбирует водород в значительно больших количествах по сравнению с нераскисленной. Поэтому необходимо строго ограничивать содержание влаги в электродном покрытии путем высокотемпературной прокалки их на заводах-изготовителях, повторной прокалки перед сваркой, хранением непосредственно перед сваркой в специальных термопеналах и т. п.
В отечественной практике и за рубежом основное покрытие используется преимущественно при изготовлении электродов специального назначения: высокопрочных, хладостойких, жаропрочных, коррозионностойких и т. д.
Рутилкарбонатные и карбонатно-рутиловые покрытия появились в результате попыток объединить преимущества рутиловых и основных покрытий. В результате несколько повышаются вязкость и пластичность металла швов по сравнению со швами, выполненными рутиловыми электродами. В дополнение к этому улучшаются сварочно-технологические свойства электродов в сравнении, например, с электродами основного вида при одновременном снижении чувствительности к образованию пор в металле швов.
Специальные электродные покрытия относятся к так называемым гидрофобным покрытиям. Необходимость в указанных покрытиях возникает, например, при выполнении сварочных работ в особо влажных условиях: при повышенной влажности атмосферы, под водой и т. д. Имеются два пути создания гидрофобных покрытий: в обычное связующее электродных покрытий (жидкое стекло) добавляют до 10% специальных кремнийорганических соединений — гидрофобных полимеров, в качестве которых могут быть использованы также синтетические смолы, лаки и т. д. Введение полимеров позволяет в процессе полимеризации в смеси с отвердителем (рудоминеральными компонентами) получить гидрофобную смолу сложного состава, заполняющую поры между частицами покрытия и перекрывающую пути проникания влаги во внутренние слои покрытия; замена силикатного связующего полимеризующимся органическим, обладающим рядом специальных физико-химических свойств (необходимой вязкостью, адгезией к металлу; пластифицирующей способностью; подходящим режимом отверждения и т. д.).
При использовании в качестве связующих полимеров удается в несколько раз снизить содержание влаги в электродном покрытии и сохранить необходимую механическую прочность при работе во влажной атмосфере и под водой.
Указанная классификация электродных покрытий, принятая по международной стандартизации (стандарт ИСО 2560—73), в определенной мере условна даже применительно к электродам общего назначения. В странах бывшего СССР и за рубежом имеется ряд промежуточных покрытий, а для электродов специального назначения, предназначенных, например, для сварки и наплавки цветных металлов и их сплавов — специфических, не поддающихся классификации по группам.
niaseverproektstroy.ru
Типы электродных покрытий
Количество просмотров публикации Типы электродных покрытий - 91
Покрытия принято классифицировать по виду базовых веществ, входящих в них и определяющих действие покрытия на металл сварочной ванны. По этому признаку все покрытия делят на 4 группы: кислые, основные, рутиловые и целлюлозное.
Кислое покрытие (АНО-1, СМ-5) содержит окислы железа и марганца (преимущественно в виде руд), кремнезем, титановый концентрат и большое количество ферромарганца. Газовую защиту расплавленного металла обеспечивают разложением органических составляющих покрытия (целлюлозы, древесной муки, декстрина, крахмала). Металл, наплавленный электродами с кислым покрытием, по своему составу чаще всего соответствует кипящей стали и содержит от 0,12% С, 0,10% Si, 0,6—0,9% Мn до 0,05% S и Р каждого. Электроды этой группы пригодны для сварки во всех пространственных положениях переменным и постоянным током и характеризуются достаточно большой скоростью расплавления. Их не рекомендуется применять для сварки сталей, которые имеют повышенное содержание серы и углерода, так как металл шва, выполненный этими электродами, чувствителен к образованию кристаллизационных трещин. Электродами с кислым покрытием можно сваривать металл с ржавыми кромками, окалиной (при значительном напряжении дуги), получая при этом плотные швы. Поры в швах при сварке электродами с рудно-кислым покрытием образуются:
- из-за высокого содержания марганца в покрытии;
- при применении ферромарганца с большим содержанием углерода и кремния;
- при сварке металла с высоким содержанием кремния.
Недостатками этих электродов являются пониженная стойкость против образования кристаллизационных трещин, повышенное разбрызгивание металла и выделение в процессе сварки марганцовистых соединений, вредно влияющих на организм человека.
Основное покрытие (УОНИИ-13/45, ДСК-50) состоит из карбонатов кальция (CаСО3), магния (мрамор, мел, доломит, магнезит) и плавикового шпата (СаF2), а также из ферросплавов (ферромарганец, ферросилиций, ферротитан и др.). Расплавленный металл защищается углекислым газом и окисью углерода, которые образуются вследствие диссоциации карбонатов. Электроды с основным покрытием применяют преимущественно при сварке постоянным током обратной полярности во всех пространственных положениях. Металл, наплавленный такими электродами, чаще всего соответствует спокойной стали и содержит незначительное количество кислорода, водорода и азота. Содержание серы и фосфора в нем обычно не превышает 0,035% каждого, а содержание марганца и кремния зависит от назначения электродов (от 0,5 до 1,5% Мn и от 0,3 до 0,6% Si). Металл шва, стойкий против образования кристаллизационных трещин, старения, имеет достаточно высокие показатели ударной вязкости как при положительных, так и при отрицательных температурах. Электроды с основным покрытием применяют для сварки металлов большой толщины, для изделий, работающих в тяжелых эксплуатационных условиях или транспортирующих газы, а также для сварки литых углеродистых, низколегированных высокопрочных сталей и сталей с повышенным содержанием серы и углерода. Электроды с основным покрытием весьма чувствительны к образованию пор во время сварки, в случае если кромки свариваемых изделий покрыты окалиной, ржавчиной, маслом, а также если электродное покрытие увлажнено и большая длина дуги. Механические свойства металла шва регулируют введением в покрытие хрома, молибдена, ферромарганца и ферросилиция.
Рутиловое покрытие (АНО-3, АНО-4, МР-3, ОЗС-4) содержит концентрат природного минерала рутила, кремнезем, карбонаты кальция, магния и ферромарганец. Концентрат рутила состоит в основном из двуокиси титана ТiО2. Кремнезем в состав покрытия вводится в виде гранита͵ полевого шпата и слюды. Содержание водорода в металле шва зависит от присутствия в покрытии органических веществ. Стойкость металла шва против образования кристаллизационных трещин такая же, как у электродов с кислым покрытием. Электроды этой группы при сварке мало склонны к образованию пор при изменении длины дуги или по окисленным поверхностям, а также по металлу, наплавленному ранее электродами со стабилизирующим покрытием. В процессе сварки рутиловое покрытие обеспечивает устойчивое горение дуги, хорошее формирование шва, а также минимальное разбрызгивание металла. Выделение вредных газов при сварке небольшое. Электродами с рутиловым покрытием можно сваривать изделия во всех пространственных положениях как переменным, так и постоянным током. Металл, наплавленный электродами с рутиловым покрытием, содержит до 0,12% С; 0,4—0,7% Мn; 0,10—0,30% Si; 0,04% S и Р каждого.
Целлюлозное покрытие (ВСЦ-1, ВСЦ-2, ОМА-2) состоит главным образом из горючих органических материалов (целлюлозы, крахмала), которые в процессе разложения в дуге обеспечивают газовую защиту расплавленного металла. Шлакообразующими являются рутил, титановый концентрат, марганцевая руда и силикаты, а раскислителем — ферромарганец. Эти электроды обеспечивают небольшое разбрызгивание металла и малое количество шлака. Οʜᴎ пригодны для сварки во всех пространственных положениях как переменным, так и постоянным током.
referatwork.ru
Основные типы электродных покрытий | Инструмент, проверенный временем
Для сварки сталей разработано четыре основных типа электродных покрытий, которые по ГОСТ 9467-75 классифицированы следующим образом: рудно-кислые, основные, рутиловые, целлюлозные. Составы некоторых представителей каждого типа приведен в табл. 10.5.
1. Рудно-кислые покрытия (А) состоят из оксидов железа, марганца, титана и кремния. Они представляют собой шлаковую основу покрытия. Газовая защита создается органическими составляющими (крахмал). Раскислителем и рафинирующим элементом служит ферромарганец. В состав этой группы входят электроды марок ОММ-5, ЦМ-7, МЭЗ-04, СМ-5 и др.
2. Основные покрытия (Б) построены на основе карбоната
кальция СаСОз (мрамора) и плавикового шпата CaF2 (флюорита), которые служат шлакообразующими компонентами. Они также создают газовую защиту при диссоциации мрамора (СаСОз =
= СаО + СО2). В качестве раскислителей и легирующих компонентов используют ферротитан, ферромарганец и ферросилиций, а рафинирование обеспечивает СаО. В состав этой группы входят электроды марок УОНИ-13, СМ-11, ОЗС, МР и др., предназначенные для сварки легированных и высоколегированных сталей.
3. Рутиловые покрытия (Р) построены на основе рутила ТІО2 с
добавками Si02, магнезита MgC03 и других шлакообразующих компонентов. В качестве газообразующих веществ используются органические материалы (целлюлоза, декстрин) и карбонаты (MgC03, СаСОз). Раскислителем и рафинирующим компонентом служит ферромарганец. Для повышения коэффициента наплавки в эти электроды вводят порошок железа. Типичными марками электродов с таким покрытием являются АНО-4, АНО-5, АНО-6.
| Таблица 10.5. Составы электродных покрытий, %
|
4. Целлюлозные покрытия (Ц), состоят преимущественно из газообразующих веществ (целлюлоза). Они создают хорошую газовую защиту при малом объеме шлака. Шлакообразующими служат (в небольших количествах) оксиды железа, марганец и титан. Для раскисления и рафинирования сварочной ванны добавляют соответственно ферросилиций и ферромарганец. Покрытия такого типа имеют электроды ЦЦ-1, ОМА-2> применяемые для сварки труб с узкими разделками кромок и для тонколистового металла.
Все четыре типа покрытия при сварке создают парогазовые выделения, ухудшающие экологию рабочего места. Наибольшую токсичность имеют электроды с покрытием А, содержащим много легкоиспаряющегося марганца. В настоящее время продолжается работа по созданию новых малотоксичных электродных покрытий с пониженным содержанием ядовитых газов флюорита CaF2 и паров марганца, а также с более высокими технологическими свойствами. Это достигается изменением смешанных покрытий: АР, БР, РЦ и др.
В настоящее время существуют электродные покрытия, применяемые при сварке сталей, чугунов, сплавов никеля, меди и алюминия.
hssco.ru
Основные типы электродных покрытий
ТЕОРИЯ сварочных процессов
Для сварки сталей разработано четыре основных типа электродных покрытий, которые по ГОСТ 9467-75 классифицированы следующим образом: рудно-кислые, основные, рутиловые, целлюлозные. Составы некоторых представителей каждого типа приведен в табл. 10.5.
1. Рудно-кислые покрытия (А) состоят из оксидов железа, марганца, титана и кремния. Они представляют собой шлаковую основу покрытия. Газовая защита создается органическими составляющими (крахмал). Раскислителем и рафинирующим элементом служит ферромарганец. В состав этой группы входят электроды марок ОММ-5, ЦМ-7, МЭЗ-04, СМ-5 и др.
2. Основные покрытия (Б) построены на основе карбоната
кальция СаСОз (мрамора) и плавикового шпата CaF2 (флюорита), которые служат шлакообразующими компонентами. Они также создают газовую защиту при диссоциации мрамора (СаСОз =
= СаО + СО2). В качестве раскислителей и легирующих компонентов используют ферротитан, ферромарганец и ферросилиций, а рафинирование обеспечивает СаО. В состав этой группы входят электроды марок УОНИ-13, СМ-11, ОЗС, МР и др., предназначенные для сварки легированных и высоколегированных сталей.
3. Рутиловые покрытия (Р) построены на основе рутила ТІО2 с
добавками Si02, магнезита MgC03 и других шлакообразующих компонентов. В качестве газообразующих веществ используются органические материалы (целлюлоза, декстрин) и карбонаты (MgC03, СаСОз). Раскислителем и рафинирующим компонентом служит ферромарганец. Для повышения коэффициента наплавки в эти электроды вводят порошок железа. Типичными марками электродов с таким покрытием являются АНО-4, АНО-5, АНО-6.
| Таблица 10.5. Составы электродных покрытий, %
|
4. Целлюлозные покрытия (Ц), состоят преимущественно из газообразующих веществ (целлюлоза). Они создают хорошую газовую защиту при малом объеме шлака. Шлакообразующими служат (в небольших количествах) оксиды железа, марганец и титан. Для раскисления и рафинирования сварочной ванны добавляют соответственно ферросилиций и ферромарганец. Покрытия такого типа имеют электроды ЦЦ-1, ОМА-2> применяемые для сварки труб с узкими разделками кромок и для тонколистового металла.
Все четыре типа покрытия при сварке создают парогазовые выделения, ухудшающие экологию рабочего места. Наибольшую токсичность имеют электроды с покрытием А, содержащим много легкоиспаряющегося марганца. В настоящее время продолжается работа по созданию новых малотоксичных электродных покрытий с пониженным содержанием ядовитых газов флюорита CaF2 и паров марганца, а также с более высокими технологическими свойствами. Это достигается изменением смешанных покрытий: АР, БР, РЦ и др.
В настоящее время существуют электродные покрытия, применяемые при сварке сталей, чугунов, сплавов никеля, меди и алюминия.
Граничные условия
Чтобы решить дифференциальное уравнение теплопроводности, необходимо задать распределение температур в начальный момент времени (начальное условие) и условия взаимодействия тела с окружающей средой на его границах (граничные условия). Начальное условие определяется …
Основные допущения и упрощения, принятые в классической теории распространения теплоты при сварке
На современном уровне развития математики аналитическое решение уравнения теплопроводности в общем виде (5.21) еще не найдено, однако при введении некоторых допущений и упрощений можно получить пригодные для практического использования частные …
Дифференциальное уравнение теплопроводности
Сложный процесс изменения температуры точек тела с координатами jc, у, z во времени t описывается дифференциальным уравнением теплопроводности. Для вывода этого уравнения необходимо рассмотреть баланс теплоты в некотором элементарном объеме …
msd.com.ua
