На головну

Електроди для зварювання, їх види, призначення електродів, класифікація електродів.

  1. D) в межах санкції, що передбачає призначення особи, яка вчинила вказане дію (бездіяльність), більш суворого адміністративного покарання
  2. II. Психолого-психіатрична класифікація (Личко, Іванов 1980 г.)
  3. SADT. Види, призначення, використання зворотного зв'язку на діаграмах.
  4. TNM класифікація.
  5. А) Призначення і порядок виконання розрахунків
  6. АБС: програмне забезпечення. Види, вимоги.

Властивості електродів. Міцність і надійність зварного з'єднання і шва, а отже, і всієї звареної конструкції в цілому насамперед залежить від застосовуваних електродів при дотриманні встановленої технології зварювання.

При виборі електродів для проведення зварювальних робіт завжди слід передбачати отримання властивостей металу шва не нижче властивостей основного металу.

Електроди оцінюють по стійкості горіння дуги, плавлення, захисту металу зварювальної ванни, придатності для зварювання в різних просторових положеннях, якості формування зварного шва, ступеня забруднення навколишнього середовища (гази, пилоподібні частки), можливості забезпечення високої продуктивності зварювання, стійкості покриття проти механічних пошкоджень ( осипання, сколювання).

Основні технологічні властивості електродів визначаються наступними показниками: рід струму (постійний, змінний); полярність (пряма, зворотна) постійного струму; рекомендована сила зварювального струму для електродів різних діаметрів; коефіцієнт наплавлення; ступінь переходу металу стрижня в зварений шов. Технологічні властивості електрода залежать від хімічного складу металу електродного стрижня, складу і якості нанесення електродного покриття.

Призначення покриттів.Електродні покриття повинні забезпечувати стабільність горіння зварювальної дуги й одержання металу шва з наперед заданими властивостями (міцність, стійкість до високих температур і ін.).

Електродні покриття виконують ряд функцій.

стабілізація горіння дуги досягається зниженням потенціалу іонізації повітряного проміжку між електродом і зварюваної деталлю. Для стійкого горіння дуги в покриття вводять речовини (солі лужних металів, калиевое і рідке скло і ін.), Що містять елементи з низьким потенціалом іонізації (калій, натрій).

газовий захист зони зварювання і розплавленого металу створюється при згорянні газообразующих речовин і оберігає розплавлений метал від впливу кисню та азоту. Газоутворюючі речовини входять в покриття у вигляді неорганічних сполук (мармур СаСО3, Магнезит М & СО3 і ін.) і органічних сполук (деревне борошно, целюлоза, крохмаль і ін.)

Мінерали - мармур і магнезит - при температурі -900 ° С розкладаються з утворенням вуглекислого газу, який важчий за повітря і тому витісняє його із зони горіння дуги, що забезпечує газовий захист /

Органічні речовини - борошно, крохмаль, дессоцііруют при температурі -200 ° С:

Зазвичай 10 г розплавленого електрода виділяє 1000-1500 см3 захисного газу, що забезпечує досить надійне відтискування повітря із зони зварювання.

? розкислення металу зварювальної ванни забезпечується елементами, що володіють більшою спорідненістю з киснем, ніж залізо, і зв'язують кисень. До них відносяться кальцій, алюміній, титан, кремній, марганець, хром і ін. Ці елементи, перебуваючи в розплавленому металі зварного шва, легше вступають в хімічні сполуки з киснем і, будучи самі нерозчинними в стали або маючи обмежену розчинність, у вигляді оксидів спливають на поверхню зварювальної ванни:

Більшість раскислителей входять в покриття не в чистому вигляді, а у вигляді феросплавів (феромарганцю, феросиліцію і ін.). Алюміній як раскислитель вводиться в покриття у вигляді порошку (пудри).

шлакова захист служить для захисту розплавленого металу від впливу кисню та азоту повітря шляхом утворення шлакових оболонок на поверхні крапель електродного металу, що переходять через дугового проміжок, і для створення шлакового покриву на поверхні розплавленого металу зварювальної ванни і шва. Шлакові покриття зменшує швидкість охолодження і кристалізацію металу шва, сприяє виходу з нього газових бульбашок і неметалічних включень. Шлакоутворювальні компонентами покриттів є: титановий концентрат, марганцева руда, каолін, мармур, крейда, кварцовий пісок, доломіт, польовий шпат, граніт і ін. Як шлакоутворюючих компонентів виступають оксиди. Наприклад, граніт містить 70%, 20% Аl2О3, 5% СаО.

Легування металу шва надає спеціальні властивості наплавленого металу (в основному підвищує механічні властивості, а також зносостійкість, жаростійкість, опір корозії). Найбільш часто застосовуються такі легуючі компоненти, як хром, нікель, молібден, вольфрам, марганець, титан і ін. Легування металу шва іноді проводиться спеціальною дротом, що містить потрібні елементи. Найчастіше метал шва легують введенням спеціальних компонентів в

вигляді феросплавів або чистих металів в покриття електрода. Це потрібно для відшкодування вигорілих при зварюванні легуючих компонентів сталей.

Закріплення покриття на електродному стрижні здійснюють за допомогою спеціальних речовин, які називають сполучними компонентами. Вони скріплюють порошкові матеріали покриття в однорідну масу. Найчастіше в якості таких компонентів використовують водні розчини силікатів натрію і калію, звані натрієвих або калієвих рідким склом, а також, желатин, пластмаси та ін. Після висихання вони скріплюють покриття.

Пластичні властивості покриття забезпечують формувальні добавки (Пластифікатори) - бетоніт, каолін, декстрин, слюда і ін. Деякі матеріали покриття виконують одночасно кілька функцій. Наприклад, мармур є стабілізуючим, газозахисними і шлакоутворюючих компонентом.

З метою підвищення продуктивності зварювання в покриття додають залізний порошок, зміст якого може складати до 60% маси покриття.

Електроди бувають тонкопокритие (з тонким шаром обмазки), із середнім по товщині шаром покриття, толстопокритие і з особливо товстим покриттям.

Толстопокритие електроди часто називають якісними електродами або електродами з якісною обмазкою. Деякі з них мають товщину шару покриття 3 мм.

Тонке покриття електродів забезпечує тільки стійке горіння дуги при зварюванні. Такі електроди застосовують для зварювання невідповідальних конструкцій з низьковуглецевих сталей, оскільки невелика кількість газів, що утворюються і шлаків не дає надійний захист зварювальної ванни.

Товсте покриття електродів забезпечує стійке горіння зварювальної дуги й одержання зварних з'єднань, що володіють високими механічними властивостями. Ці електроди використовують для зварювання відповідальних конструкцій різного призначення.

Електроди з товстим покриттям створюють при зварюванні газову і шлакову захист, стабілізують дугу, раскисляют розплавлену ванну металу, легируют наплавлений метал, формують зварний шов. Такі електроди в залежності від призначення підрозділяють на електроди для зварювання конструкційних, легованих сталей і для наплавлення.

Електроди з особливо товстим покриттям використовують для високопродуктивної зварювання.

Газовий захист наплавленого металу від кисню та азоту повітря залежить від якості електродного покриття. Наприклад, якщо під час зварювання голим електродом вміст кисню и азоту в шві складає відповідно 0,221 і 0,11%, то при зварюванні електродами УОНИ-13/45 їх вміст зменшується до 0,02 і 0,025%.

Електродні покриття впливають на механічні властивості металу шва. Найбільш високі механічні властивості (тимчасовий опір, відносне подовження, ударна в'язкість) металу шва досягаються при використанні електродів з товстими покриттями.

Маса товстих електродних покриттів становить 30-40% маси електродного стрижня. Для приготування обмазувальної пасти до сухої суміші додають 30% водного розчину рідкого скла. Підвищити продуктивність зварювання можна введенням в покриття електродів залізного порошку. Залежно від процентного вмісту залізного порошку в обмазці (5-50%) коефіцієнт наплавлення збільшується в 1,5-2 рази.

Найбільш проста тонка обмазка для електродів -мел, зцементований рідким склом. До складу тонкого покриття можуть бути введені граніт, з'єднання кальцію у вигляді природних мінералів, польовий шпат, а також крейда, мармур та інші компоненти.

Речовини, що входять до складу покриття, разом з електродним стрижнем при зварюванні плавляться і випаровуються,

активно насичуючи дугового повітряний проміжок електричними зарядами - електронами і іонами.

Пари кальцію і деяких інших елементів легко іонізуються. Завдяки цьому дуга між електродом і зварювальної ванній горить стійко, стабільно. Тому тонкі покриття називають стабілізуючими, а також іонізуючими, так як вони посилюють іонізацію дугового проміжку. Товщина стабілізуючого покриття 01-025 мм, а маса його становить 1-5% маси електродного стрижня.

При зварюванні електродами з тонким покриттям утворюється при їх плавленні кількість газів і шлаку дуже мало і недостатньо для хорошого захисту розплавленого металу від шкідливого впливу азоту і кисню повітря. При зварюванні такими електродами вигорають вуглець, марганець, кремній. В результаті виходить зварене з'єднання з низькими механічними властивостями.

Органічні сполуки, а також мармур, крейда, вапняк, що входять в глину електрода, розкладаються під дією високої температури поблизу торця електрода. Утворені при цьому гази нагріваються, розширюються, відтісняючи навколишнє повітря.

Шлак утворюється за рахунок хімічної взаємодії металу зварювальної ванни з компонентами електродного покриття (польовим шпатом, марганцевої рудою, кварцовим піском, крейдою, мармуром і ін.). Температура плавлення шлаку досягає -1200 ° С. Незначна його в'язкість сприяє хорошому формуванню зварного шва. Шлаки не мають строго певної температури плавлення. Зі збільшенням температури шлаку його в'язкість поступово знижується і він переходить в рідкий стан. При зниженні ж температури в'язкість шлаку поступово зростає і він твердне.

Різні склади електродних покриттів дають шлаки, затвердевающие з різною швидкістю. Для гарного формування шва кращі шлаки, які переходять з твердого стану в рідке і навпаки в невеликому температурному інтервалі.

Виготовлення електродів. Приготування електродного покриття на стрижень полягає в подрібненні компонентів, складових покриття, перемішуванні їх і, нарешті, замішуванні порошків на рідкому склі.

Покриття (глину) наносять на електродні стрижні двома способами: зануренням і обпресуванням.

Якість нанесеного покриття характеризується його рівномірністю по довжині стрижня, товщиною, концентрично розташування щодо стрижня.

При нанесенні покриття на електродні стрижні зануренням потрібно періодично перемішувати обмазувальну масу, витягувати електрод з цієї маси вертикально і з постійною швидкістю. Не можна допускати стогін покриття по стрижні при сушінні електрода. Нанесення покриття на стрижень обпресуванням виконують в спеціальних обмазувальних верстатах.

Технологія виготовлення електродів впливає на їх зварювально-технологічні характеристики і фізико-хімічні властивості наплавленого металу. Відповідно до стандарту електроди з покриттям виготовляють з дроту діаметром 1,6-12 мм завдовжки 250-450 мм. Найбільше застосування отримали електроди діаметром 4 і 5 мм, довжиною 400-450 мм.

Види електродних покриттів.Електродні покриття можуть забезпечувати різну захист. У одних переважає газовий захист, у інших - шлаковая. По-різному може здійснюватися виведення з металу шва такого небажаного елемента, як водень - за рахунок кисню або за рахунок фтору. Різної може бути ступінь очищення металу шва від сірки і фосфору.

Розрізняють шість видів електродних покриттів: А, Б, Р, Ц, П і змішане.

А - кисле покриття, відрізняється тим, що в його склад входять утворюють жужільну захист різні руди і матеріали, що містять велику кількість кисню, наприклад гематит містить 92% Fе2О3 , Граніт - 66-71%, 15-20% А12О3 і т.п.

Для видалення кисню і відновлення заліза з оксидів застосовують феросплави, для газового захисту вводять органічні домішки - крохмаль, декстрин. У зварювальній ванні відбувається активне розкислення заліза, вона кипить, що сприяє дегазації металу. Для цих

покриттів неможливо легування шва внаслідок окислення легуючих елементів.

Зварювання електродами з цим покриттям можлива на постійному (прямий і зворотній полярності) і змінному струмі у всіх положеннях. Допускається зварювання при невеликій іржі і окалини, проте в цьому випадку збільшується розбризкування. Крім того, метал шва схильний до утворення кристалізаційних тріщин.

Внаслідок застосування феромарганцю виділяється значна кількість токсичних марганцевих сполук, що обмежує використання таких покриттів.

Найбільш поширені електроди з кислими покриттями марок ОММ-5 і ЦМ-7.

Б - основне покриття містить фторістокальціевие з'єднання (плавиковий шпат, в якому більше 75%. карбонати кальцію - мармур, крейда, в яких більше 92% СаСО3) І феросплави.

При розплавленні це покриття виділяє велику кількість вуглекислого газу, що утворюється внаслідок дисоціації карбонатів. Кальцій добре рафінує метал шва, витягуючи з нього сірку і фосфор. Фтор пов'язує водень в з'єднання НГ і виводить його з шва. Вміст фтору обмежують, оскільки він знижує стійкість горіння дуги.

Електроди з основним покриттям призначені для зварювання на постійному струмі зворотної полярності у всіх положеннях. При зварюванні змінним струмом в покриття додають більш активні стабілізатори - калиевое рідке скло, поташ та ін.

Метал, наплавлений електродами з основним покриттям, володіє високими механічними показниками, особливо ударною в'язкістю при позитивних і низьких температурах, не схильний до утворення гарячих і холодних тріщин, містить мінімальну кількість кисню та азоту. Ці електроди застосовують для зварювання найбільш відповідальних конструкцій, а також для зварювання деталей, що мають великі перетину.

Недоліком основних покриттів є їх підвищена схильність до утворення пір при збільшенні довжини дуги, наявності іржі на зварюваних кромках, а також при зварюванні непрожарений (вологими) електродами.

Інший недолік цих покриттів - знижена стійкість горіння дуги, обумовлена ??наявністю в покритті фтору, що володіє високим потенціалом іонізації. Тому зварювання зазвичай виробляють постійним струмом.

Зварювання електродами з основним покриттям повинна вестися короткою дугою і при гарному очищенню зварювальних кромок від іржі, окалини, масла і вологи для уникнення утворення пористості в швах.

Найбільш відомі електроди марок УОНИ-13/45, УОНИ-13/55, ТМУ-21 і ін.

Широко використовують електроди марки АНО-11 з фтористо-кальцієвим покриттям. Вони призначені для зварювання змінним і постійним струмом відповідальних конструкцій з низьковуглецевих, середньовуглецевих і низьколегованих сталей. Цими електродами можна зварювати шви в різних просторових положеннях, вони мають гарні зварювально-технологічними властивостями (легка отделяемость шлакової кірки, незначні втрати розплавленого металу на розбризкування). Шкідливих виділень при цьому значно менше, ніж при зварюванні електродами інших марок з аналогічним покриттям. Метал зварного шва має високу міцність, пластичність і ударну в'язкість.

Р - рутилове покриття, яке містить 50% рутилового концентрату у вигляді оксиду титану, а також карбонати кальцію - мармур, тальк, мусковіт, магнезит, феросплави, целюлозу. Газовий захист відбувається за рахунок дисоціації матеріалів і органічною складовою. Розкислення і легування металу шва забезпечується феросплавами.

Електроди з таким покриттям дозволяють отримати щільний метал зварного шва при наявності іржі на зварюваних кромках, незначне розбризкування електродного металу при зварюванні, вони придатні для зварювання постійним і змінним струмом у всіх просторових положеннях, забезпечують стійке горіння зварювальної дуги, володіють хорошими технологічними властивостями і застосовуються для зварювання низьковуглецевих сталей.

Найбільш поширені електроди марок АНО-4, ЛНО-21, АНО-24, ОЗС-4, МР-3.

Ц - целюлозне покриття містить в основному оксіцеллюлозу або аналогічні їй органічні речовини, а також рутил і феросплави. Це покриття при розплавленні виділяє багато захисного газу і невелика кількість шлаку, необхідного для процесу розкислення. Електроди з таким покриттям придатні для зварювання у всіх просторових положеннях постійним струмом і вживаються в основному для зварювання першого шару стиків трубопроводів. Основний недолік - підвищений розбризкування електродного металу при зварюванні.

Найбільш відомі електроди марок ВРЦ-4, ВСЦ-4А.

змішані покриття позначають подвійною літерою, наприклад БЦ - покриття основного типу зі значною кількістю целюлози.

Покриття, позначені літерою П, не мають явно вираженого кислого, основного, целюлозного або рутилового складу.

Існують сотні марок штучних електродів. Однак лише незначна кількість їх широко використовується в зварювальному виробництві. При виборі електродів враховують можливість отримання необхідних механічних та інших властивостей металу шва. Кожному типу електрода може відповідати кілька марок, які різняться складом покриття.

У технічних умовах кожної марки електрода вказані характеристики покриття, область застосування електродів, марка стрижня, рекомендований просторове положення, технологічні особливості, рекомендовані електричний струм (постійний, змінний) і полярність, діаметр зварювального струму, коефіцієнт наплавлення, характеристика переходу металу стрижня в зварений шов, механічні властивості та хімічний склад наплавленого металу і ін.

Довжина електрода. Від довжини електрода залежить зручність керування процесом зварювання. Чим довше електрод, тим незручно виконувати зварювання. Однак при зварюванні короткими електродами збільшуються втрати часу і електродів в результаті більш частою їх зміни.

На вибір оптимальної довжини електрода впливають його діаметр і фізичні властивості металу стрижня. Суттєве значення має електричний опір металу стрижня. Чим більше опір, тим меншою повинна бути довжина електрода. Наприклад, електроди для зварювання корозійностійких сплавів дещо коротший, ніж електроди для зварювання вуглецевої сталі, при інших рівних умовах.

Зі зменшенням діаметра електрода скорочують його довжину (електричний опір електродного стрижня зростає зі зменшенням діаметра електрода, і при великій його довжині електрод буде перегріватися).

Продуктивність зварювання. Коефіцієнт розплавлення електрода ар визначається масою розплавленого електродного металу, що припадає на один ампер сили струму протягом години горіння дуги.

Розплавлений електродний метал не повністю переноситься в зварений шов, частина його втрачається на розбризкування, випаровування і угар при горінні дуги.

коефіцієнт наплавлення як правило, менше коефіцієнта розплавлення на величину втрат металу.

Коефіцієнт розплавлення електрода в залежності від марки покриття становить 7-22 г / А • год, а коефіцієнт наплавлення менше на 1-3 г / А • год.

Коефіцієнт наплавлення може бути рівний коефіцієнту розплавлення ар або перевищувати його, якщо до складу обмазки введений залізний порошок.

коефіцієнт втрат зазвичай становить 3-30%.

Коефіцієнти розплавлення і наплавлення визначають дослідним шляхом для кожної марки покриття і використовують для нормування витрати електродів і часу зварювання.

Продуктивність зварювання тим більше, чим більше коефіцієнт наплавлення. Він коливається в межах 7-22 г / А • год. Зі збільшенням зварювального струму і тривалості горіння дуги маса наплавленого металу збільшується.

Для визначення продуктивності наплавлення при зварюванні штучними електродами коефіцієнт наплавлення

даних електродів слід помножити на силу струму. Наприклад, при зварюванні струмом 180 А і коефіцієнті наплавлення 7 г / А • год

Маса наплавленого металу і маса розплавленого металу електрода не однакові. Частина металу електрода втрачається на чад, розбризкування і випаровування. Втрати при зварюванні не повинні перевищувати 3%.



Призначення кисню, способи отримання, зберігання і транспортування. | типи електродів

Технологія і режими ручного дугового зварювання алюмінію. | Пристрій і принцип роботи зварювальних автоматів для зварювання під шаром флюсу. | Режим електрошлакового зварювання, вибір параметрів режиму. | Призначення, пристрій і принцип роботи газового редуктора зворотної дії. | Зварювальний автомат ТС-42 | Призначення, пристрій і принцип роботи газових пальників, підготовка пальника до роботи. | Технологія і режим газового зварювання міді. | Пристрій і принцип роботи різака для кисневого різання. | Технологія і обладнання киснево-флюсового різання. | Пристрій зварювальних напівавтоматів, призначення обладнання |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати