Сварочные электроды - описание и характеристики

Задачей сварочной операции является получение механически неразъемных соединений, подобных по свойствам свариваемому материалу. Это может быть достигнуто, когда по своей природе сварное соединение будет максимально приближаться к свариваемому металлу. Наиболее распространенным способом получения сварного соединения в настоящее время является метод сварки металлов с помощью сварочных электродов.

Сварочная проволока классифицируется по ряду параметров, основные из них – структурные особенности, химический состав, специфика использования.

В настоящее время выпускается более двухсот различных марок электродов, более половины которых составляют плавящиеся электроды для ручной дуговой сварки.

Сварочные электроды делятся на плавящиеся и неплавящиеся. Неплавящиеся электроды изготовляют из тугоплавких материалов, таких как вольфрам, синтетический графит или электротехнический уголь. Плавящиеся электроды производят из сварочной проволоки с нанесением поверх металлического стержня слоя защитного покрытия методом опрессовки под давлением.

ГОСТ 9466-75

Принятый и действующий в настоящее время в нашей стране ГОСТ 9466-75 позволяет классифицировать покрытые металлические сварочные электроды по назначению применения:

- для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 60 кгс/мм² (600 МПа).
- для сварки легированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву свыше 60 кгс/мм² (600 МПа).
- для сварки легированных теплоустойчивых сталей.
- для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами.
- для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами.

Дополнительно 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.

ГОСТ 9466-75

ГОСТ 9466-75 определяет виды электродов по толщине покрытия в зависимости от отношения D/d (D — диаметр покрытого электрода; d — диаметр стержня):

• с тонким покрытием (D/d < 1,2).
• со средним покрытием (D/d < 1,45).
• с толстым покрытием (D/d < 1,8).
• с особо толстым покрытием (D/d > 1,8).

ГОСТ 9466 — 75

ГОСТ 9466 — 75 предусматривает также три группы электродов — 1, 2, 3, характеризующиеся требованиями к качеству (точности) изготовления электродов, состоянием поверхности покрытия, а также содержанием серы и фосфора в наплавленном металле.

По типу покрытия электроды делятся:

• 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).

Покрытые электроды для ручной дуговой сварки представляют собой стержни длиной, как правило, от 250 до 450 мм. Изготовленные из сварочной проволоки с нанесенным на неё слоем покрытия. Один из концов электрода длиной 20–30 мм зачищен от обмазки для его крепления в электрододержателе.

Виды покрытий

• Руднокислые электродные покрытия содержат окислы железа и марганца, кремнезём, большое количество ферромарганца; для создания газовой защиты зоны сварки в покрытие вводят органические вещества (целлюлозу, древесную муку, крахмал и пр.).

• Рутиловые электродные покрытия получают значительное применение в связи с развитием добычи минерала рутила, состоящего в основном из двуокиси титана TiO2. В покрытия, помимо рутила, введены кремнезём, ферромарганец, карбонаты кальция или магния.

• Фтористо-кальциевые электродные покрытия состоят из карбонатов кальция и магния, плавикового шпата и ферросплавов.

• Органические электродные покрытия состоят из органических материалов, обычно из оксицеллюлозы, к которой добавлены шлакообразующие материалы, двуокись титана, силикаты и пр. и ферромарганец в качестве раскислителя и легирующей присадки.

При массовом производстве электродов на современных электродных заводах и цехах нанесение покрытия выполняется методом опрессовки. Нанесение покрытия производится на специальных электродообмазочных прессах под давлением до 750 кГ/см2

Электродные стержни с помощью специального подающего механизма проталкиваются через электродообмазочную гильзу. Обмазочная масса, заложенная в гильзу, выжимается под давлением до 750 кГ/см2 в обмазочную фильеру, по центру которой проходит электродный стержень. Обмазочная масса при этом плотно облегает стержень концентричным слоем и вместе с ним выходит наружу. Так как при этом весь стержень оказывается покрытым обмазкой, то для возможности контакта с электрододержателем один из концов очищается от покрытия с помощью зачистного автоматического устройства.

После зачистки концов электроды поступают в бункер, откуда вручную раскладываются на рамки для провяливания на воздухе и последующей прокалки в печах.

Прокалка производится с целью окончательного удаления влаги. В результате прокалки достигается снижение содержания влаги в покрытии с 4,5—5,0% до 0,5%.

Прокалка производится в специальных электропечах при температурах 180—250oC для электродов, содержащих в покрытии органические составляющие, и при температурах 275— 400oC для электродов, в покрытиях которых не содержатся органические вещества.

После прокалки электроды подвергаются контролю и сортировке.. Каждая партия готовых электродов проходит испытания, оформляется паспорт и сертификат качества, далее производится упаковка продукции с последующей сдачей на склад для отправки потребителям.