Сварочные материалы, их классификация по назначению, маркировка. Технологические режимы сварки, техника сварки. Прогрессивные методы сварки. Дуговая резка. Область применения
Сварочными материалами называют расходные материалы, используемые при сварке.
Сварочные материалы могут выполнять следующие функции:
обеспечение необходимых геометрических размеров сварного шва;
получение металла сварного шва с требуемым химическим составом и свойствами;
обеспечение защиты расплавленного металла от воздействия воздуха – газовой, шлаковой или газошлаковой;
обеспечение стабильности процесса сварки;
удаление вредных примесей из металла шва.
Виды сварочных материалов
Сварочные материалы
Разновидности
Сварочные электроды и присадочные прутки
плавящиеся электроды с покрытием (с кислым, основным, рутиловым, целлюлозным, смешанным покрытием), неплавящиеся электроды
Сварочная проволока
сплошная, порошковая, активированная
Флюсы
защитные и электропроводные
Газы
защитные (инертные и активные), горючие газы и газы, поддерживающие горение
Керамические подкладки
для сварки стыковых швов, угловых и тавровых швов, все позиционные, круглые и др. виды
Сварочные электроды и проволока обеспечивают подачу электрического питания в зону сварки для нагрева.
Плавящиеся покрытые электроды, порошковая и активированная проволока, защитный флюс для дуговой сварки содержат специальные компоненты, которые могут предназначаться для защиты металла от воздуха, поддержания стабильности процесса сварки, получения необходимого химического состава металла шва и т.п. Присадочный пруток вводится в сварной шов при сварке.
Основная роль защитных газов – обеспечение газовой защиты расплавленного металла от воздуха. К защитным газам относятся инертные (аргон, гелий и их смеси) и активныегазы (углекислый газ и его смеси). Инертные газы не вступают в химические реакции с металлом и в нем практически не растворяются. Активные газы вступают в химические реакции с металлом или растворяются в нем.
Горючие газы и газы, поддерживающие горение применяются при газовой сварке и резке. К ним относятся ацетилен, пропан-бутановые смеси, метилацетилен-алленовая фракция (МАФ), водород, а также поддерживающий горение кислород.
Керамические подкладки используют для обеспечения высококачественного шва и формирования обратного валика.
Сварочные материалы (электроды, проволоку, присадочные прутки) также подразделяют по типу свариваемых сталей и металлов: для сварки углеродистых сталей, никзолегированных сталей, нержавеющих сталей, алюминия, меди, чугуна и т.п.
Основные процессы дуговой резки металла основаны на расплавлении металла в месте реза и удалении его за счет давления дуги и собственного веса, а в некоторых случаях и дополнительного потока воздуха.
Резку металла, как правило, выполняют вручную угольными или покрытыми металлическими электродами и используют для чугуна, высоколегированных сталей, цветных металлов и сплавов. Качество реза обычно низкое, с неровными кромками, покрытыми шлаком и оплавившимся металлом.
Перед последующей сваркой требуется обязательная механическая обработка. Производительность резки невысокая.
Дуговая резка металла не требует специального оборудования и может быть осуществлен там, где выполняется дуговая сварка. Дуговая резка металла возможна в различных пространственных положениях.
Подобная универсальность способствует применению (особенно в монтажных условиях) дуговой резки металла для углеродистых и низколегированных сталей.
Резку металла можно выполнять как разделительную, так и поверхностную для выплавления канавок в основном металле, удаления дефектов в сварных швах и литейных отливках и т. д.
Источник: http://ifreestore.net/5251/42/
Сварочные материалы: определение, характеристика, изготовление, хранение. Основной сварочный материал
Соединение металлических конструкций способом сварки является наиболее распространенным методом в строительстве, приборостроении, выпуске машин и механизмов. В процессе сварки две поверхности соединяются после расплавления основного металла под действием тепла.
Применяется добавочный наплавляемый элемент, образующий после охлаждения и кристаллизации сварной шов, или наплавку. Сварочный материал вводится в рабочее пространство плавящимся, токоведущим, неплавящимся электродом или газовой сваркой.
В процессе работы материалы для сварки выполняют работу:
- при расплавлении, перемещении в дуге, нахождении в ванне, отвердевании защищают расплавленный металл;
- легируют и раскисляют металл, регулируя химический состав сталей;
- удаляют из заполнения шва оксиды, шлаки, фосфор и серу;
- освобождают шовную массу от азота и водорода.
Классификация материалов для сварки
Большое количество материалов, требующихся для соединения металлов сваркой, затрудняют точную классификацию, но основные сварочные материалы подразделяются так:
- присадочная проволока для сварки и наплавки;
- для дуговой сварки штучные электроды;
- проволочные и пластинчатые электроды для шлаковой сварки;
- присадочные добавочные материалы несплошного, сплошного, трубчатого сечения;
- присадочные волоченые, катаные, протянутые литые стержни и проволока, наплавочные ленты с порошковым покрытием;
- горючий газ или кислород;
- сварочная аппаратура, компрессор;
- баллоны для содержания газа;
- генератор для получения из карбида кальция ацетилена или ацетиленовый баллон под давлением;
- редуктор для снижения давления сварочного газа;
- горелки для сварки, закалки, наплавления с набором необходимых типов наконечников разного диаметра;
- резиновые шланги для перемещения кислорода;
- флюсы и порошки для сварки.
Плавящиеся проволоки, пластины и стержни
Такой вид электродов применяется при сварке в защитных газах, под флюсом, электрошлаковой. Стальная проволока, как сварочный материал, подразделяется на высоколегированную, низкоуглеродистую и легированную.
Всего по сортаменту определяется 77 видов подобных изделий. Подбирая требуемые марки, меняют химический состав шва. Обычно применяют состав проволоки, похожий на свариваемый металл.
Характеристика материала сварочного должна соответствовать ГОСТу и указывается на упаковке.
Легированная и низкоуглеродистая стали для изготовления проволоки делятся на омедненные и неомедненные. Для ручной сварки используют проволоку, рубленную на куски длиной от 360 до 400 мм. Поставляется потребителю мотками весом от 20 до 85 кг. Все мотки оснащаются этикетками с указанием изготовителя и технических параметров проволоки.
Пластины применяют для электрошлаковой сварки.Дуговая ручная сварка выполняется с помощью электродного металлического стержня со специальным покрытием, который называется электродом. Электроды делят в зависимости от толщины и состава нанесенного слоя и качества изготовления.
По толщине различают особо толстое, среднее и тонкое покрытие. Три группы в ГОСТе служат для деления электродов в зависимости от точности изготовления и содержания серы и фосфора в составе покрытия.
Тип сварочного материала с покрытием из стабилизирующих, связующих, раскисляющих, легирующих компонентов обозначается буквами:
- покрытие с кислотными добавками – А;
- основной классический вариант – Б;
- покрытие с добавкой целлюлозы – Ц;
- смешанные материалы в поверхностном слое – П.
Неплавящиеся сварные стержни и электроды для машинной сварки
Для соединения поверхностей в защитных газах используют специальные сварочные материалы. Определение такой сварки дается как процесс, использующий в качестве источника тепла электрическую дугу между электродом и поверхностью.
Круглые электроды из вольфрама диаметром 5-10 мм подводят электрический ток к области дуги. В качестве материала используется чистый вольфрам или добавляются присадки оксидов лантана, иттрия, диоксида натрия.
Сам вольфрам не удается заменить более дешевым металлом, так как он является самым тугоплавким, с высокой температурой кипения (5900 ºС) и применяется для сварки постоянным и переменным током.
Применение кислорода
Кислород тяжелее воздуха, он способствует сгоранию газов и паров с большой скоростью, при этом выделяется тепло и достигается высокая температура плавления.
Взаимодействие сжатого кислорода с жирными маслами и смазочными материалами приводит к самопроизвольному воспламенению и взрыву, поэтому работа с баллонами кислорода ведется в чистых условиях, без опасности подобных загрязнений.
Хранение сварочных материалов кислородного типа производится с соблюдением норм пожарной безопасности.
Кислород для сварки бывает технический, получаемый из атмосферы. Воздух обрабатывают в специальных разделительных аппаратах, удаляются углекислые примеси, конечный продукт сушится. Жидкий кислород для перевозки и хранения требует особых емкостей с повышенной теплоизоляцией.
Использование ацетилена
Ацетилен представляет собой соединение кислорода с водородом. Этот горючий газ при нормальной температуре находится в газообразном состоянии. Бесцветный газ содержит примеси аммиака и сероводорода.
Опасной является воспламеняющаяся составляющая материала. Сварочного давления более 1,5 кгс/см2 или ускоренного нагревания до 400 ºС достаточно для взрыва.
Производят газ электродуговым разрядом, способствующим разделению жидких горючих составляющих или разложением карбида кальция под действием влаги.
Газовые заменители ацетилена
Требования к сварочным материалам позволяют применять для работы пары жидкостей и другие газы. Они используются, если температура нагрева превышает в два раза показатель плавления металла.
Для горения разных видов газов требуется то или иное количество кислорода, поступающего в горелку. Горючие вещества взамен ацетилена применяются из-за их дешевизны и возможности повсеместной добычи.
Они применяются в различных областях промышленности, но использование заменителей ограничено их сравнительно низкой границей нагревания.
Проволока и сварочные флюсы
Для сварки не применяется неизвестная проволока неопознанной марки. Поверхность присадочной проволоки выполняется гладкой, очищенной от ржавчины, окалины, жира. Она подбирается по показателю плавления, который ниже этой характеристики у свариваемых сталей.
Одним из качественных свойств проволоки является ее постепенное плавление без резкого выброса брызг.
В виде исключения, если нет требуемой проволоки, для сварки латуни, свинца, меди, нержавейки применяют полоски нарезанного металла из того же материала, который соединяется.
При сварке металлов, таких как алюминий, магний, медь, латунь, чугун, происходит активное взаимодействие цветного литья с кислородом из атмосферы или окислительного пламени.
Реакция приводит к образованию окислов с высокой температурой плавления, которые создают вредную пленку и затрудняют переход вещества на поверхности в жидкое состояние.
Сварочный материал под названием флюс, состоящий из пасты или порошка соответствующего состава, применяют для защиты поверхности расплавленной массы. Материалом служит борная кислота, прокаленная бура. Флюсы не используют при сварке легированных сталей.
Предохранительные водяные затворы
Приспособления для защиты резинового трубопровода и газового генератора от возврата обратного огня из горелки называют затвором.
Требования к сварочным материалам определяют, что водяной затвор конструируется таким образом, что не дает воспламениться кислородной или ацетиленовой массе в отверстии горелки или резака.
Водяной затвор обязательно присутствует в комплектации аппарата, это требование противопожарной безопасности, которое обязательно выполняется.
Затвор ставится на промежутке между резаком и горелкой, по инструкции он находится в исправном состоянии и периодически наполняется водой до положенного уровня. Это приспособление является главным в цепи сварочного оборудования.
Баллоны для хранения сжатых газов
Баллоны изготавливают в виде стальных сосудов цилиндрической формы. Конусное отверстие в области горловины закрывается запорным вентилем на резьбе. Соединение стенок баллона производится бесшовным способом, материалом служит легированная и углеродистая сталь.
Наружная окраска дает возможность распознать вид газа, помещенного внутрь. Кислород транспортируют в голубых сосудах, ацетиленовые баллоны красят в белый цвет, желто-зеленый оттенок говорит о содержании водорода, остальные горючие газы помещают в красные емкости.
На верхней части баллона пишутся паспортные данные газа. Требование к хранению сварочных материалов предписывает устанавливать баллоны вертикально и крепить к стене хомутом.
Вентили баллонов для хранения кислорода изготавливают из латуни, применение сталей не разрешается из-за коррозии материалов в газовой среде.
Краны ацетиленовых газовых баллонов делают стальными, запрещается использовать медь и сплав с содержанием меди свыше 70%. Ацетилен во взаимодействии с медью образует взрывчатую смесь.
Газовые редукторы
Такой сварочный материал, как редуктор, служит для сброса газового давления из баллона и поддержания показателя на постоянном уровне в процессе всего времени работы, независимо от понижения напора вещества в баллоне. Редукторы выпускают двухкамерные и однокамерные.
Первые работают более продуктивно, поддерживают неизменное давление и не замерзают при длительном использовании газовых смесей. Для подачи газа в горелку служат резиновые шланги с тканевыми прокладками, которые проходят предварительное испытание на прочность и выдержку напора, о чем существуют специальные документы.
Отдельно применяют шланги для кислорода и ацетилена. Для подачи керосина и бензина используют рукава из материала, стойкого к бензину.
Требования к материалам для сварки
Для любого типа сварки используются материалы в соответствии со строгими стандартами, где четко обозначены требования к приемке и контролю. Все партии, пошедшие на изготовление сварочных материалов в заводских условиях, снабжаются сертификатом с указанием технических показателей:
- знак товарной принадлежности изготовителя;
- условные обозначения, состоящие из букв и цифр, показывающих марку и тип;
- заводской номер партии плавки и смены;
- показатель поверхностного состояния электрода или проволоки;
- химический состав сплава с указанием процентного соотношения;
- механические характеристики получаемого наплавленного шва;
- вес нетто.
Общими требованиями для всех электродов являются стабильно горящая дуга, хорошо сформированный шов.
Металл полученной наплавки соответствует предварительно заданному химическому составу, расплавление стержня при работе идет равномерно, без разбрызгивания и выделения токсических веществ.
Проволока способствует производству высококачественной сварки, шлак с поверхности шва удаляется легко, покрытие шва отличается прочностью. Электроды сохраняют технические параметры в течение длительного времени.
Для выполнения процесса сварки важна каждая деталь. Применение качественных материалов в работе играет не последнюю роль в процессе стойкого и прочного соединения металлов.
Источник: Перейти
Источник: http://promsnabservisnk.ru/publ/2-1-0-68
Ознакомление с современной классификацией основных сварочных материалов, а также исследование их некоторых сварочно-технологических свойств
I. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Целью настоящей работы является ознакомление с современной классификацией основных сварочных материалов, а также исследование их некоторых сварочно-технологических свойств.
Для осуществления сварки плавлением (дуговой или электрошлаковой) необходимы вспомогательные сварочные материалы:
— сварочная проволока и присадочные прутки;
— плавящиеся покрытые электроды;
— неплавящиеся электроды;
— флюсы;
— защитные газы.
Перечисленные материалы в совокупности называются сварочными материалами.
Сварочные материалы в процессе сварки выполняют различные технологические и металлургические функции.
К технологическим функциям относятся:
— обеспечение устойчивости дугового или электрошлакового процесса;
— заполнение разделки свариваемых деталей присадочным материалом;
— формирование качественной поверхности шва.
К металлургическим функциям относятся:
— защита зоны сварки от воздуха;
— легирование металла — введение химических элементов, улучшающих механические свойства сварного шва;
— рафинирование металла — его раскисление, удаление серы, фосфора, включений оксидов и шлака;
— модифицирование — измельчение первичной структуры шва.
КЛАССИФИКАЦИЯ И КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СВАРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Проволока для сварки сталей
Проволока изготовляется по ГОСТ 2246-70 «Проволока стальная сварочная», который регламентирует диаметр, технические требования, маркировку и химический состав 77 марок проволоки; методы испытания и правила хранения. В зависимости от химического состава проволока подразделяется на низкоуглеродистую, легированную и высоколегированную.
Только в высоколегированных проволоках; ставить в конце обозначения марки не допускается.
Условные обозначения марки проволоки имеют индекс «Св» (сварочная) и следующие за ним цифры и буквы. Буквы обозначают соответствующие легирующие элементы (табл.1).
Цифры, следующие за индексом «Св», обозначают среднее содержание углерода в сотых долях процента, а цифры, следующие за обозначением химических элементов, указывают среднее содоржание элемента в процентах, если оно превышает 1%.
Буква А, заканчивающая условное обозначение, указывает на повышенную чистоту металла по сере и фосфору, например: Св-08А.
Плавящиеся покрытые электроды
Электрод для ручной дуговой сварки представляет собой стержень длиной до 450 мм, изготовленный из сварочной проволоки, на поверхность которой нанесен слой покрытия.
Один из концов электрода на длине 20-30 мм освобожден от покрытия для обеспечения электрического контакта при закреплении его в электродержателе.
Другой конец зачищая? от покрытия для возбуждения дуги посредством касания его об изделие.
Электроды для ручкой дуговой сварки классифицируются согласно ГОСТ 9466-75, ГОСТ 9467-75, ГОСТ 10052-75 следующим образом:
а) по назначению (в зависимости от материала, для сварки которого электроды предназначены);
б) по типу наплавленного металла (в зависимости от его механических свойств либо от его химического состава);
в) по виду покрытия (в зависимости от химического состава покрытия).
Кроме того, электроды различаются по толщине покрытия, по роду применяемого тока и полярности постоянного тока, по допустимым пространственным положениям
Источник: https://vunivere.ru/work61510
Сварочные материалы
Для заполнения шва в зону дуги вводят присадочный металл в виде прутка или проволоки. При ручной дуговой сварке применяют плавящиеся электроды в виде прутков или стержней с покрытием. При механизированной сварке используют электрод в виде проволоки, намотанной на кассету.
Стальная холодно тянутая проволока, идущая на изготовление электродов или применяемая как сварочная проволока, изготовляется по ГОСТ 2246 — 70 следующих диаметров: 0,3; 0,5; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0 и 12,0 мм. Проволока поставляется в мотках (бухтах) из одного отреза.
Проволока первых семи диаметров предназначена в основном для полуавтоматической и автоматической сварки в защитном газе. Для автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом применяют проволоку диаметром 2…6 мм. Проволока диаметром 1,6… 12,0 мм идет на изготовление стержней электродов.
Поверхность проволоки должна быть гладкой, чистой, без окалины, ржавчины, грязи и масла.
По химическому составу ГОСТ 2246—70 устанавливает три основные группы марок сварочной проволоки: низкоуглеродистые (6 марок) с содержанием углерода не более 0,12%, предназначенные для сварки низкоуглеродистых, среднеуглеродистых и некоторых низколегированных сталей; легированные (30 марок) для сварки низколегированных, конструкционных и теплостойких сталей; высоколегированные (39 марок) для сварки хромистых, хромоникелевых, нержавеющих и других высоколегированных сталей.
Проволока маркируется индексом Св (сварочная) и следующих за ним букв и цифр.
Буквами обозначены химические элементы, содержащиеся в металле проволоки: А — азот (только в высоколегированных проволоках), Г — марганец, С — кремний, X — хром, Н — никель, М — молибден, Т — титан, Ю — алюминий, Ц — цирконий и др.
Первые две цифры, следующие за индексом Св указывают содержание углерода в сотых долях процента, а цифры после букв — содержание данного элемента в процентах. Отсутствие цифры после буквенного обозначения легирующего элемента означает, что этого элемента в проволоке менее одного процента.
Буква А на конце обозначений марок низкоуглеродистой и легированной проволоки указывает на пониженное содержание вредных примесей (серы и фосфора). Например, сварочная проволока марки Св-08ХГ2С содержит 0,08% углерода, до 1 % хрома, до 2% марганца и до 1 % кремния.
Содержание углерода в сварочной проволоке не превышает 0,12—0,15% (за редким исключением), что снижает склонность металла шва к газовой пористости и образованию твердых закалочных структур.
Содержание кремния в углеродистой проволоке составляет менее 0,03%, так как наличие кремния способствует образованию при сварке пор в металле шва.
Допустимое содержание серы и фосфора также ограничено (0,04% каждого элемента), так как они даже при малой концентрации способствуют образованию трещин в сварном шве.
Медь и ее сплавы сваривают проволокой и прутками из меди и сплавов на медной основе (ГОСТ 16130—72). Алюминий и алюминиевые сплавы сваривают сварочной проволокой из алюминия и его сплавов (ГОСТ 7871—75). Для сварки других металлов и сплавов применяют сварочную проволоку или стержни, изготовленные либо по ГОСТу на свариваемый металл, либо по техническим условиям.
Вместо дорогостоящей легированной сварочной проволоки успешно применяют порошковую электродную проволоку. Ее изготовляют из стальной ленты, свернутой в трубочку, внутрь которой помещают шихту (порошок), состоящую из смеси ферросплавов, железного порошка и графита. Диаметр порошковой проволоки 2,5…5 мм.
Состав шихты подбирают так, чтобы образовавшийся от расплавленных оболочки и шихты жидкий сплав имел после охлаждения химический состав и свойства, установленные для металла шва. Сварку порошковой проволокой производят открытой дугой, под флюсом или в защитных газах. При строительно-монтажных работах применяют порошковую проволоку марок ПП-АН1, ПП-АН2, ПП-АНЗ, ПП-ДСК.
Они позволяют получать металл шва с высокими механическими свойствами.
В настоящее время получил применение разработанный Институтом электросварки им. Е. О. Патона способ сварки самозащитной проволокой, т. е. сплошной легированной проволокой без защитной среды (открытой дугой).
Этот способ основан на использовании специальных электродных проволок, содержащих раскисляющие и стабилизирующие элементы. Обычно при сварке открытой дугой происходит выгорание марганца и кремния, а металл шва обогащается кислородом и азотом.
При сварке специальной для данного способа легированной проволокой происходит компенсация выгорания марганца и кремния за счет повышенного их содержания в металле проволоки. Металл проволоки содержит также алюминий, титан, цирконий и церий.
Эти элементы обеспечивают хорошее раскисление металла сварочной ванны, образуя соединения, переходящие в шлак. Кроме того, эти элементы связывают азот, нейтрализуя его вредное действие на пластичность и вязкость металла.
Церий и цирконий повышают ударную вязкость и пластичность металла шва, а также способствуют устойчивому процессу сварки и уменьшению разбрызгивания металла. Этим способом можно производить сварку в углекислом газе постоянным током прямой полярности, что позволяет значительно повысить коэффициент наплавки и производительность сварки.
Металлические электроды
Металлические электроды изготовляют по ГОСТ 9466—75 «Электроды, покрытые металлические для ручной дуговой сварки и наплавки. Классификация, размеры и общие технические требования».
Электроды классифицируют по назначению, типу, маркам, толщине покрытия, качеству, допустимым пространственным положениям сварки или наплавки и т.д. По качеству (точность изготовления, состояние поверхности покрытия, сплошность металла шва, содержание серы и фосфора в наплавленном металле) электроды подразделяются на три группы: 1, 2, 3.
Покрытие электрода должно быть однородным, плотным, прочным, без трещин, вздутий, наплывов и эксцентричности относительно оси стержня. Допускаются шероховатость и отдельные риски глубиной менее четверти толщины покрытия, вмятины глубиной до половины толщины покрытия и другие мелкие дефекты.
Прочность покрытия испытывают следующим образом: при падении плашмя на стальную плиту с высоты 1 м электродов диаметром менее 4 мм и с высоты 0,5 м электродов диаметром 4 мм и более покрытие не должно разрушаться.
Влагостойкость покрытия проверяют погружением электрода в воду и выдержкой в течение 24 ч при температуре 15…25°С.
Источник: https://www.autowelding.ru/index/0-28
Классификация сварочных материалов
Сварочные материалы могут выполнять следующие функции:
- обеспечение необходимых геометрических размеров сварного шва;
- получение металла сварного шва с требуемым химическим составом и свойствами;
- обеспечение защиты расплавленного металла от воздействия воздуха – газовой, шлаковой или газошлаковой;
- обеспечение стабильности процесса сварки;
- удаление вредных примесей из металла шва.
Виды сварочных материалов
| Сварочные материалы | Разновидности |
| Сварочные электроды и присадочные прутки | плавящиеся электроды с покрытием (с кислым, основным, рутиловым, целлюлозным, смешанным покрытием), неплавящиеся электроды |
| Сварочная проволока | сплошная, порошковая, активированная |
| Флюсы | защитные и электропроводные |
| Газы | защитные (инертные и активные), горючие газы и газы, поддерживающие горение |
| Керамические подкладки | для сварки стыковых швов, угловых и тавровых швов, всепозиционные, круглые и др. виды |
Сварочные электроды и проволока обеспечивают подачу электрического питания в зону сварки для нагрева. Плавящиеся покрытые электроды, порошковая и активированная проволока, защитный флюс для дуговой сварки содержат специальные компоненты, которые могут предназначаться для защиты металла от воздуха, поддержания стабильности процесса сварки, получения необходимого химического состава металла шва и т.п. Присадочный пруток вводится в сварной шов при сварке.
Основная роль защитных газов – обеспечение газовой защиты расплавленного металла от воздуха.
К защитным газам относятся инертные (аргон, гелий и их смеси) и активные газы (углекислый газ и его смеси).
Инертные газы не вступают в химические реакции с металлом и в нем практически не растворяются. Активные газы вступают в химические реакции с металлом или растворяются в нем.
Горючие газы и газы, поддерживающие горение применяются при газовой сварке и резке. К ним относятся ацетилен, пропан-бутановые смеси, метилацетилен-алленовая фракция (МАФ), водород, а также поддерживающий горение кислород.
Керамические подкладки используют для обеспечения высококачественного шва и формирования обратного валика.
Сварочные материалы (электроды, проволоку, присадочные прутки) также подразделяют по типу свариваемых сталей и металлов: для сварки углеродистых сталей, никзолегированных сталей, нержавеющих сталей, алюминия, меди, чугуна и т.п.
Источник: https://cyberpedia.su/3×296.html
Маркировка сварочных электродов и их расшифровка
При работе с ручной электродуговой сваркой вы постоянно работаете с электродами. Этот элемент сварочного процесса не столь прост как кажется и имеет свою обширную классификацию.
Сегодня можно подобрать изделия под любые нужды, исходя из свариваемых металлов, вида оборудования, необходимых свойств шва и множества вспомогательных параметров.
Ниже вы ознакомитесь с классификацией покрытых электродов и их обозначением.
Какие бывают электроды
Электроды, применимые для работ с ручной дуговой сваркой разделяются на плавящиеся и неплавящиеся. Стержни, плавящиеся при сварке, изготавливают из чугуна, стали, меди или другого металла, в зависимости от материала. Они играют роль анода или катода, а также выполняют функцию присадочного материала. Бывают покрытые или непокрытые.
Покрытие в плавящихся стержнях выполняет много функций от удержания дуги, до формирования газового облака, препятствующего окислению шва. Неплавящиеся электроды для сварки, изготавливают из различных тугоплавких материалов — графит, вольфрам или уголь. Служат они для розжига и удержания дуги, а заполнение шва присадками выполняется с помощью ручной подачи плавкого материала.
Из чего состоит плавящийся электрод
Плавящиеся электроды для ручной дуговой сварки состоят из внутреннего стержня и внешнего слоя.
Согласно требованиям Госстандарта, при создании плавящихся электродов сварочных используются разнообразные стали: углеродистые, с большим или малым числом примесей, также применяют медь, алюминий, никель и другие цветные сплавы.
Состав стержня обусловлен свариваемым материалом, так как оба металла должны подходить друг другу. Исключение составляет чугун, который может свариваться как стальными, так и электродами из меди и железа.
Как и стержень, внешний слой изготавливается с учетом свариваемого металла, именно поэтому его состав может несколько меняться. Но несмотря на это оно неизменно выполняет следующие функции:
- способствует удержанию дуги;
- производит шлак обволакивающий сварочную ванну, расплавляя минеральные компоненты покрытия;
- производит защитный газ, появляющийся как следствие горения органических компонентов покрытия.
- выполняет раскисление или легирование металла.
Рекомендуем! Устройство и использование кислородных баллонов
Классификация покрытых электродов
Учитывая длинный список всевозможных вариаций из покрытия, сплава и других параметров покрытых электродов, для более удобного поиска нужного типа стержней они получили обширную классификацию. Виды сварочных электродов разделяют исходя из таких признаков:
По назначению:
- сплавы с малой долей примесей и углеродистые сплавы;
- материал с большим числом лигатур;
- сплавы усиленной прочности и с уникальными свойствами;
- наплавочные электроды с уникальными свойствами.
Тип — значение конечного шва, характеризующееся прочностью на разрыв, временное или точечное механическое воздействие.
Марки сварочных электродов – уникальное значение присваиваемое изготовителем для внутренней классификации изделий. Именно поэтому маркировка электродов для сварки одинаковых по параметрам, но от различных изготовителей может быть разной.
Толщина внешнего слоя — исходя их соотношений толщины, к размеру центрального прутка классифицируют внешний слой на – тонкие, средней толщины, толстые и самые толстые.
Род тока — электроды постоянного тока, переменного с прямым или обратным подключением.
Состав покрытия – есть разделение на сварочный электрод с кислотным, основным, целлюлозным, рутиловым, слоем с увеличенной концентрацией железа, напыление состоящее из различных слоев.
По допустимым положениям стержни разделяют на изделия допустимые к работе в: · любых положениях; · всех за исключением вертикального, направленного вниз; · нижнее и вертикальное направленное кверху;
· нижнее.
По качеству или по состоянию шва, после работы со стержнями электроды разделяют на три группы. Изделия лучшего качества относятся к первой группе.
Толщина — параметр указывающий на диаметр стальной основы, может быть в пределах от 1.6 до 12 мм.
Чтобы разобраться какие электроды представлены перед вами следует изучить их маркировку. Каждая упаковка содержит информацию о 9 основных характеристиках согласно ГОСТ 9466-75.
- Типы покрытых электродов для сварки. Высокопрочные стали, с большой долей углерода, высокими или низкими процентами лигатур, варятся электродами с маркировкой, начинающейся с символа Э – электрод, затем идут цифры, указывающие на предельно допустимые нагрузки при растяжении (кгс_мм2), в конце стоит индекс А – обозначающий повышенную устойчивость шва к пластичным и ударным нагрузкам. Например: Э 42, Э 50, Э46 А, Э 60 и тд.
Термостойкие и высоколегированные стали: символа Э, цифр после тире, указывающих на количество углерода, следом идут буквы и цифры – указывающие на конкретный химический элемент (А – азот, М-молибден, Ф – ванадий и тд.) и его количество в сотых долях. Химические составляющие расположены в порядке убывания их количества в изделии. Например: Э-09М; Э-10ХЗМ1БФ; Э-30Г2ХМ и тд.
- Марки электродов для сварки
Марки — параметр индивидуальный и зависит исключительно от производителя. - Диаметр
Толщина внутренней части покрытого электрода колеблется в пределах от 1.6 до 12 мм, в быту чаще всего используются толщины 3-5 мм. - Назначение Изготовленные для работы с углеродистыми сталями и с низким числом примесей, а также прочностью до 60 кгс/м2, электроды маркируются буквой – У; Легированные конструкционные стали с пределом прочности выше 60кгс/м2, сваривают изделиями с маркировкой – Л; Продукцию для сталей с низким коэффициентом теплопроводимости маркируют буквой – Т; Металлы с большой долей примесей и уникальными свойствами можно сваривать изделиями с маркировкой – В;
Наплавочные слои с уникальными характеристиками производятся изделиями с маркировкой – Н.
- Толщина покрытия
Значение, показывающее соотношение толщины покрытия к внутреннему стержню. Если это отношение меньше 1.2, то изделие маркируют символом М и относят к тонко покрытым; средний слой в пределах от 1.2 до 1.45 маркируется символом С; толстые — от 1.45 до 1.8 отмечают символом Д и наконец самое толстое, отношение которого более 1.8 маркируют отметкой Г. - Основные свойства шва
Точные свойства сплавов, для каждого типа эти значения собственные и указывают на прочность, процентный состав примесей, рабочую температуру шва и ряд других показателей. Данные значения можно найти в соответствующих таблицах с расшифровками. - Вид электродного покрытия А – кислотное покрытие. Б – фтористо-кальциевое. Ц – целлюлоза. Р – рутиловое. Ж – повышенное содержание железа.
Также существуют смешанные виды покрытия электродов, которые маркируется несколькими буквами исходя из состава.
- Маркировка пространственных положений 1 – все, 2 – все, кроме вертикального, направленного вниз; 3 – нижнее, плюс вертикальное (движение снизу-вверх);
4 – исключительно нижнее.
- Род сварочного тока и подключение — Индекс 0 электроды для постоянного тока и обратным подключением; — индекс 1,4, 7 — указывает на изделия для любых родов напряжения и любых подключений; — указатели — 2,5,8 — ток любой, но подключение должно быть прямым;
— индексы — 3,6,9 для любых токов и обратного подключения.
Рекомендуем! Карандаш для сварки металла
Производители сварочных электродов
Ниже, представлена тройка лучших производителей сварочных, покрытых электродов России:
- НПП «Сварка Евразии». За более, чем 70 летнюю историю компания успела освоить полный цикл производства электродов и на данный момент выпускает все виды электродов — плавящиеся, сварочные, для легированных сталей и многие другие.
- ЗАО «Электродный завод». Производитель славится своими изделиями, поставляющимися на крупнейшие машиностроительные заводы страны, также компания выпускает продукцию и для рядового потребителя. Профессиональные сварщики отмечают удобство работы и качество продукции данной компании.
- ООО «НПО Спецэлектрод». Изделия этой фирмы это более 50 различных марок потребительских стержней толщиной до 6мм. Также производство принимает индивидуальные заказы.
Не стоит забывать и про мировых лидеров, тройка лучших:
- Esab – компания с вековой историей и продукцией, признанной лучшей в мире. Эти Шведские электроды знают на всех континентах как самые качественные.
- Kobe Steel – Японская компания, получившая популярность за счет поставок их продукции нефтедобывающим предприятиям.
- Klöckner & Co SE – немецкая компания, производящая сталь и расходные материалы для сварочных работ. Электроды для сварки данной фирмы очень популярны и широко используются в России.
Источник: https://svarkagid.ru/materialy/klassifikatsiya-elektrodov-dlya-svarki.html
Классификация видов сварки
Человечество очень многим обязано изобретателям сварки. Видов работ, где применяется данная технология, огромное множество: от машиностроения до строительства.
Если бы не сварка, то неизвестно, на каком этапе технологического развития находились бы лидеры промышленного производства, да и вообще весь мир.
Ведь не будь сварки, не было бы и крупных океанских сухогрузов и танкеров, не было бы цистерн для транспортировки наливных грузов и так далее.
С бурным развитием науки и технологий развивалась и сварка. И сегодня неразъемные соединения получают множеством всевозможных способов. Выбор конкретной технологии и оборудования зависит от множества факторов.
Существует огромное количество всевозможных способов осуществить соединение двух стальных изделий. Современные технологии позволяют надежно скреплять не только стальные и металлические материалы, но даже пластик.
Однако существует ряд видов сварки (газовой и не только), которые нашли широкое применение и используются чуть ли не повсеместно.
Критериями классификации сварки могут служить защитные среды, в которых осуществляется процесс плавления, степень механизации и автоматизации сварочных работ, по температурным параметрам соединяемых поверхностей и другие.
В соответствии с общепринятой классификацией видов сварки, все сварочные процессы можно поделить на сварку плавлением и сварку давлением. Каждая из этих двух больших групп включает целый ряд подгрупп.
Виды сварки плавлением следующие: электрошлаковая, газовая, индукционная, лазерная, дуговая (электрод может плавиться, а может и не плавиться) и ионно-плазменная. Каждый из перечисленных видов имеет свои преимущества и недостатки и имеет показания для применения в конкретной отрасли промышленности.
Виды сварки давлением: холодная и термомеханическая. К холодной сварке относится сварка трением, ультразвуковая сварка, сварка взрывом и так называемое вакуумное схватывание. Термомеханическая в свою очередь включает в себя диффузионную сварку, прессовую сварку (газо- и дуго-), термитную под давлением, термокомпрессионную и контактную (стыковая, точечная, роликовая).
Каждый из перечисленных видов сварки металла имеет свои особенности. Опытный инженер в области сварочных технологий способен по виду сварного шва определить технологию, по которой он был произведен.
Соединение формируется исключительно за счет оплавление материала электрода со свариваемыми изделиями. При этом на изделие не оказывается давление извне. Источником тепловой энергии может быть электрический разряд (дуга), а также горение газа.
Соединяемые изделия частично оплавляются и образуют общий расплав. С понижением температуры возникает огромное количество центров кристаллизации и раствор затвердевает. Таким образом, изделия надежно соединяются в единую неразъемную конструкцию.
Данный вид сварки осуществляется за счет высокого давления, сообщаемого изделиям.
При этом за счет сил трения, возникающих в результате перемещения одной детали относительно другой, контактирующие поверхности разогреваются до очень высоких температур.
Активизируются диффузионные процессы, и атомы одного изделия начинают проникать в другое изделие, в результате чего образуется неразъемное сварное соединение.
Особенности сварки давлением
В последнее время данный вид сварки металла становится популярным. Главным образом благодаря своим широким возможностям. В частности, благодаря сварке давлением можно получить прочное соединение металла с пластиком. Да и вообще можно варить, казалось бы, совершенно несовместимые материалы (например, алюминий с медью и другие).
Это чрезвычайно высокотехнологичный вид сварки. Сварные соединения, полученные данным методом, являются довольно надежными и прочными.
Сварное соединение можно получить далеко не для каждой пары материалов. Предъявляются требования к химическому составу свариваемых изделий. Так, например, с ростом содержания углерода в качественных конструкционных сталях, способность к свариванию данного материала резко падает.
Считается, что хорошей свариваемостью обладают стали с содержанием углерода до 0,3 % включительно. Если данное условие не выполняется, то сварной шов будет иметь множество дефектов как внутри, так и снаружи.
Такое соединение будет иметь низкий комплект физических и механических свойств.
При сваривании изделий из углеродистой стали основной проблемой являются опускные и закалочные процессы, происходящие в зоне сварного шва. Также после сварки наблюдаются значительные остаточные деформации.
Чтобы минимизировать вероятность растрескивания поверхности сварного шва, технология предусматривает предварительный нагрев свариваемых изделий до температур от 100 до 300 градусов. Уменьшить степень деформации позволит замена одного прохода сварного шва на несколько проходов.
Для уменьшения остаточных напряжений и нормализации структуры рекомендуется производить средний отпуск изделий при температуре 300 градусов в течение нескольких часов.
Точное время, необходимое для сквозного прогрева изделий, должно вычисляться по специальной методике, и зависеть от массы и габаритов самого изделия, типов нагревательных элементов в самой печи.
Стали, содержащие 13 % и более хрома, хорошо противостоят коррозии в обычных атмосферных условиях. Также такие стали сохраняют высокие механические свойства при нагреве до высоких температур.
Материал очень ценный. Особенно широко применяется в химическом машиностроении и других отраслях промышленности, где очень важны коррозионная и жаростойкость.
Но высокохромистые стали, к сожалению, обладают плохой свариваемостью, так при охлаждении на воздухе в районе 1000 градусов, по границам зерен выпадает карбид хрома, что приводит к охрупчиванию материала в зоне сварного соединения.
Для борьбы с этим негативным явлением можно воспользоваться следующими приемами: модификация стали титаном, ванадием (эти элементы препятствуют диффузионной подвижности атомов хрома и удерживают их внутри зерна), отжиг изделия при высоких температурах (900 градусов) с целью выравнивания структуры стали по химсоставу, ускоренное охлаждение в области сварного шва.
Алюминий также относится к типу материалов с низким показателем свариваемости. Протеканию процессов препятствует тонкая оксидная пленка, которая мгновенно покрывает всю поверхность при контакте алюминия с воздухом. Поэтому такой вид сварки осуществляется исключительно под флюсом. Расплав флюса растворяет окисную пленку, препятствующую протеканию сварных процессов.
Ручная электродуговая сварка является, пожалуй, самым распространенным видом дуговой сварки. Одновременно данная технология является самой популярной и активно применяется во всех отраслях промышленности и народного хозяйства.
Сущность процесса сварки данным способом состоит в следующем. Свариваемые изделия подключаются к электросети и выступают анодом. Электрод является катодом. Когда электрод подводится на близкое расстояние к металлическому изделию, то воздух пробивает электрическая дуга. Это сопровождается выделением большого количества энергии (тепловой) и электрод начинает плавиться.
Зажигание дуги электрического разряда протекает следующим образом. Сначала сварщик быстрым и отточенным движением касается электродом заготовки, а затем отводит электрод на небольшое расстояние (не более 5 миллиметров) от металлической поверхности.
Высвобожденные электроны ускоряются в магнитном поле, и сталкиваясь с атомами газа в межэлектродном пространстве, инициируют отрыв электронов (вторичная эмиссия). Лавинообразный рост носителей заряда приводи к возникновению устойчивой электрической дуги.
Температура в месте входа разряда достигает шести тысяч градусов по Цельсию.
Сила тока может регулироваться в зависимости от толщины и материала электрода и составляет 2-3 тысячи Ампер при напряжении максиму 50 Вольт.
Столь выгодные условия протекания процесса вывели данную технологию в бесспорные фавориты и превратили ее в основной вид ручной дуговой сварки, используемый на производстве и в строительстве.
Как правило, используются электроды, покрытые специальным составом. Покрытие при нагреве выделяет газы, образующие защитную среду сварного шва. Также элементы покрытия легируют расплав, улучшая комплекс физико-механических свойств сварного шва.
Сварка под флюсом
Данная технология является основным видом сварки, применяемым на производстве при необходимости получать сварные швы идеального качества и большой длины. Даже самый опытный сварщик не способен варить ровные швы большой протяженностью.
Для защиты расплава от окислительного воздействия окружающей среды, на стык свариваемых изделий насыпается порошок специального состава (флюс). При нагреве до высоких температур, запускается процесс образования защитных газов, исключающих контакт металла, нагретого до высоких температур, с воздухом.
Защита флюсом позволяет применять более высокие токи по сравнению с ручной электродуговой сваркой, исключая возможность попадания на сварщика капель жидкого металла. Теоретические расчеты показали, что ток может быть увеличен до 8 раз. Таким образом, можно добиться впечатляющей производительности без ущерба качеству сварного шва.
При ручной сварке шов состоит, в основном, из расплава электрода. Шов, получаемый автоматической сваркой под флюсом, выглядит более презентабельно и состоит из материала электрода лишь на 1/3.
Весь остальной объем занимает оплавленный материал свариваемых изделий.
Таким образом, по сравнению со всеми видами ручной сварки, автоматическая сварка под флюсом является более экономичной (с точки зрения экономии расходных материалов) и чуть ли не в разы боле производительной.
Вместо электродов используется специальная проволока, смотанная в катушки. Стоимость проволоки значительно ниже стоимости электродов. Проволока разматывается по мере движения сварного автомата по линии сваривания и подается в зону резания специальным дозирующим устройством. По мере продвижения сварочного робота, сварной шов посыпается флюсом.
Особенности электрошлаковой сварки
Все другие виды сварки и их характеристики во многом уступают этой, возникшей сравнительно недавно, технологии. Сущность данного метода состоит в следующем. На свариваемые поверхности наносится слой шлака, предварительно нагретого до температуры выше значений, при которых происходит оплавление металла.
Поначалу процесс идет так же, как и при сварке под флюсом. Но когда образуется жидкая ванна из расплавленного шлака, то дуга гасится, а плавка кромок свариваемых изделий протекает за счет теплоты, которая выделяется при пропускании через изделия тока. Технология позволяет получать качественные и надежные соединения габаритных стальных изделий за очень короткие промежутки времени.
В ходе данного процесса поверхности изделий, которые необходимо соединить сваркой, должны располагаться в вертикальной плоскости. При этом не допускается плотный контакт поверхностей: необходимо оставить небольшой зазор, который заполняется шлаком.
К преимуществам электрошлаковой сварки можно отнести большую чистоту сварного шва по всевозможным включениям и микропорам и высокую производительность метода, возможность получать сварные швы любой конфигурации и пространственной формы. По заверениям специалистов в области сварки, скорость, по крайней мере, в 20 раз превышает скорость сварки под флюсом.
Особенности электронно-лучевой сварки
Поверхность стали разогревается за счет интенсивного бомбардирования электронами, испускаемыми мощной пушкой. Сварочные процессы происходят в откачной вакуумной камере, что положительно сказывается на качестве сварных швов.
Данная технология нашла применение при проведении прецизионных сварочных работ (например при производстве интегральных микросхем и т. д.) Пучок электронов можно фокусировать на невероятно малую площадь (до 1 микрона), что позволяет проводить сварку на микро- и даже нано- уровнях.
Плазменная сварка
Данный вид сварки, ввиду дороговизны оборудования и сложности реализации, применяется исключительно в научно-исследовательских целях. Гораздо большее распространение плазменные технологии получили в области термодиффузионного насыщения поверхностей металлов и сплавов.
Положительные заряды плазмы (ионизированного газа) ускоряются в магнитном поле и бомбардируют металлическую поверхность, разогревая ее до заданной температуры. Энергия ускорения иона в магнитном поле сопоставима с энергией, которой обладает частица при нагреве до 20 тысяч градусов. Низкотемпературная плазма вырабатывается специальным плазмотроном.
Для осуществления такой сварки необходимо разместить свариваемые листовые материалы внахлест, и прижать их двумя электродами с одной и с другой стороны. Сила прижима должна быть значительной, чтобы исключить дребезжание изделий.
Затем через электроды пропускается ток. Электрическое сопротивление стальных изделий приводит к тому, что поверхность под электродами разогревается за считанные доли секунды до температур оплавления стали.
Площадь сварной поверхности, как правило, равна площади электрических контактов.
Особенности холодной сварки
Данный вид сварки не требует разогрева поверхности и оплавления изделий. Холодая сварка осуществляется за счет деформаций в нормальных условиях, и даже в условиях минусовых температур.
Необходимо достичь возникновения металлической связи между атомами двух свариваемых изделий.
На качество сварного соединения в наибольшей степени влияет чистота поверхностей. Поэтому перед началом работ поверхности необходимо тщательно очистить от окислов и следов жира.
Процесс холодной сварки осуществляется в следующей последовательности: два металлических листа кладутся на приспособление, зачищенные участки поверхности необходимо поместить на оси пуансонов, пуансоны из износостойкой инструментальной стали сжимаются со значительным усилием, в результате чего образуется сварное соединение.
Источник: https://www.nastroy.net/post/klassifikatsiya-vidov-svarki
Загрузка...
