Audytor.ru

Теплоснабжение "Аудитор"
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сварочный электрод

Сварочный электрод

Сва́рочный электро́д — металлический или неметаллический стержень из электропроводного материала, предназначенный для подвода тока к свариваемому изделию. В настоящее время выпускается более двухсот различных марок электродов [1] [2] [3] , причем более половины всего выпускаемого ассортимента составляют плавящиеся электроды для ручной дуговой сварки [1] .

Сварочные электроды делятся на плавящиеся и неплавящиеся. Неплавящиеся электроды изготовляют из тугоплавких материалов, таких как вольфрам по ГОСТ 23949-80 [4] «Электроды вольфрамовые сварочные неплавящиеся», синтетический графит или электротехнический уголь. Плавящиеся электроды изготавливают из сварочной проволоки, которая согласно ГОСТ 2246—70 [5] разделяется на углеродистую, легированную и высоколегированную [6] . Поверх металлического стержня методом опрессовки под давлением наносят слой защитного покрытия. Роль покрытия заключается в металлургической обработке сварочной ванны, защите её от атмосферного воздействия и обеспечении более устойчивого горения дуги.

Типы электродов

Маркировка состоит из группы букв и цифр, за которыми стоят определенные характеристики. Для наглядности пояснения возьмем за пример распространенные электроды с такой маркировкой:

Первые индексы Э42А указывают на тип расходного элемента. Их несколько и они поясняют сварщику, какой металл лучше сваривается определенными электродами.

Наплавка поверхностного слоя металлаЭ-10, Э-10Г3, Э-12Г4, Э-15Г5, Э-16Г2ХМ, Э-30Г2ХМ — всего существует 38 типов этой группы
Сварка конструкционной углеродистой и низколегированной сталиЭ38, Э42, Э46, Э50, Э55, Э60
Сварка углеродистых и низколегированных сталей с повышенными требованиями по ударной вязкости и пластичности шваЭ42А, Э46А, Э50А
Сварка легированных конструкционных сталейЭ70, Э85, Э100, Э125, Э150
Сварка высоколегированных конструкционных сталейЭ-12Х13, Э-06Х13Н, Э-10Х17Т, Э-12Х11НМФ, Э-12Х11НВМФ
Сварка теплоустойчивой сталиЭ-09М, Э-09МХ, Э-09Х1М, Э-05Х2М, Э-09Х2М1, Э-09Х1МФ, Э-10Х1МНБФ, Э-10Х3М1БФ, Э10Х5МФ

В нашем примере указан тип Э42А, где:

  • Э — электроды для РДС.
  • Цифра 42 — предел прочности, измеряемый в кг на мм?.
  • А — металл шва будет обладать повышенной пластичностью и ударной вязкостью.

Благодаря знанию этой части маркировки вы сможете легко подобрать электроды по прочности шва — чем выше цифра, тем прочнее соединение. Например, в нашем случае 42 означает, что сваренный шов выдержит нагрузку в 42 кг на 1 квадратный миллиметр. Когда требуется устойчивость к резким нагрузкам, выбирайте расходники с приставкой «А» в типе.

Читайте так же:
Автоматический выключатель тепловой расчет

Строение сварочных электродов

Кроме центрального цилиндра, толщиной 20-30 мм, электроды для ручной дуговой сварки содержат несколько покрытий:

  • Стабилизирующее – тонкослойные пленки из ионизирующих материалов, которые легко создают сварочную дугу.
  • Защитное – механическая смесь, которая стабилизирует горение дуги, за счет сокращения поступления кислорода к металлу.

Для полуавтоматической и автоматической сварки используют электроды с магнитным покрытием, которые образуются под воздействием электромагнитных сил, возникающих при прохождении тока через бункер с ферромагнитным порошком.

Насчитывается пять основных пространственных положений электродов, в которых можно вести сварочные работы:

  1. Нижнее горизонтальное считается самым удобным и производительным. Его частным случаем является положение «в лодочку».
  2. Тавровое похоже на нижнее горизонтальное, но требует большего мастерства сварщика. В этом случае возможно образование подрезов на вертикальной поверхности и наплывов на горизонтальной.
  3. Горизонтальное положение электрода на вертикальной поверхности считается достаточно сложным. Для его применения на практике чаще всего выполняется скос на верхней кромке соединяемых элементов.
  4. Вертикальные швы могут вариться двумя способами: на подъем или на спуск. В первом случае обеспечивается лучшее качество швов, а во втором – более высокая скорость.
  5. Потолочное пространственное положение считается самым сложным. Оно не подходит для соединения тонких элементов и используется только при невозможности выполнения сварочных работ другим способом.

Производители в обязательном порядке указывают, в каких пространственных положениях с помощью электродов можно вести сварочные работы.

Пространственные положения электродаПространственные положения электрода

Важность шлака

Шлак, образующийся во время ручной дуговой сварки, делится на два вида: «длинный» и «короткий». У первого вязкость при понижении температуры возрастает медленно. По этой причине электроды с покрытиями, образующими «длинные» шлаки, не подходят для сварки в вертикальных и потолочных пространственных положениях. У «коротких» шлаков вязкость возрастает значительно быстрее, поэтому они эффективно препятствуют вытеканию жидкого металла из сварочной ванны. Такой результат дают электроды с основным или рутиловым покрытием.

Читайте так же:
Схема автоматического выключателя с тепловым расцепителем

Маркировка электродов

Электроды для сварки ЛЭЗАНО-21
Электроды для сварки ЛЭЗАНО-21
Маркировка электродов для сварки ЛЭЗАНО-21
Маркировка электродов для сварки ЛЭЗАНО-21
Расшифровка маркировки электродов для сварки АНО-21
Расшифровка маркировки электродов для сварки АНО-21
Обозначение электродов для сварки МР-3 ПЛАЗМА
Обозначение электродов для сварки МР-3 ПЛАЗМА
Маркировка электродов для сварки УОНИ-13/55
Маркировка электродов для сварки УОНИ-13/55
Обозначение электродов для сварки ЦЛ-11
Обозначение электродов для сварки ЦЛ-11

Тип электрода

Тип электрода

Для сварки углеродистых и низколегированных сталей, а также легированных с повышенной и высокой прочностью, маркировка состоит из:

  • индекса Э — электрод для ручной дуговой сварки и наплавки;
  • цифр, следующих за индексом, обозначающих величину предела прочности при растяжении в кгс/мм 2 ;
  • индекса А, указывающего, что металл шва имеет повышенные свойства по пластичности и ударной вязкости.

Для сварки теплоустойчивых, высоколегированных сталей и для наплавки, условное обозначение состоит из:

  • индекса Э — электрод для ручной дуговой сварки и наплавки;
  • дефиса;
  • цифры, следующей за индексом, указывающей среднее содержание углерода в сотых долях процента;
  • букв и цифр, определяющих содержание химических элементов в процентах. Порядок расположения буквенных обозначений химических элементов определяется уменьшением среднего содержания соответствующих элементов в наплавленном металле. При среднем содержании основного химического элемента менее 1,5 % число за буквенным обозначением химического элемента не указывается. При среднем содержании в наплавленном металле кремния до 0,8% и марганца до 1,0% буквы С и Г не проставляются.

Обозначение металлов
Обозначение металлов

Для сварки углеродистых и низколегированных сталей с пределом прочности при разрыве до 490 МПа (50 кгс/мм 2 ) применяют 7 типов электродов: Э38, Э42, Э46, Э50, Э42А, Э46А, Э50А. Для сварки углеродистых и низколегированных сталей с пределом прочности при разрыве от 490 МПа (50 кгс/мм 2 ) до 588 МПа (60 кгс/мм 2 ) применяют 2 типа электродов: Э55, Э60. Для сварки легированных сталей повышенной и высокой прочности с пределом прочности при разрыве свыше 588 МПа (60 кгс/мм 2 ) применяют 5 типов электродов: Э70, Э85, Э100, Э125, Э150.

Для сварки теплоустойчивых сталей — 9 типов: Э-09М, Э-09МХ, Э-09Х1М, Э-05Х2М, Э-09Х2М1, Э-09Х1МФ, Э-10Х1МНБФ, Э-10Х3М1БФ, Э10Х5МФ. Для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами — 49 типов: Э-12Х13, Э-06Х13Н, Э-10Х17Т, Э-12Х11НМФ, Э-12Х11НВМФ и др. Для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами — 44 типа: Э-10Г2, Э-10Г3, Э-12Г4, Э-15Г5, Э-16Г2ХМ, Э-30Г2ХМ и др.

Читайте так же:
Ток короткого замыкания теплового реле

Марка электрода

Марка электрода

Каждому типу электрода может соответствовать одна или несколько марок.

Диаметр электрода

Диаметр электрода

Диаметр электрода (мм) соответствует диаметру металлического стержня.

Назначение электрода

Назначение электрода

  • Для сварки углеродистых и низколегированных сталей с пределом прочности при растяжении до 588 МПа (60 кгс/мм 2 ) — маркируется буквой У;
  • Для сварки легированных конструкционных сталей с пределом прочности при растяжении свыше 588 МПа (60 кгс/мм 2 ) — маркируется буквой Л;
  • Для сварки теплоустойчивых сталей — маркируется буквой Т;
  • Для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами — обозначается буквой В;
  • Для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами — маркируется буквой Н.

Коэффициент толщины покрытия

Коэффициент толщины покрытия

В зависимости от отношения диаметра покрытия электрода D к диаметру металлического стержня d, электроды подразделяются на следующие группы:

  • с тонким покрытием (D/d≤1,2) — маркируется буквой М;
  • со средним покрытием (1,2<D/d≤1,45) — С;
  • с толстым покрытием (1,45<D/d≤1,8) — Д;
  • с особо толстым покрытием (D/d>1,8) — Г.

Обозначение плавящегося покрытого электрода

Обозначение плавящегося покрытого электрода

Буква Е — международное обозначение плавящегося покрытого электрода.

Группа индексов, указывающих характеристики металла шва или наплавляемого металла

Характеристики металла шва

Для электродов, применяемых для сварки углеродистых и низколегированных сталей с пределом прочности при растяжении до 588 МПа (60 кгс/мм 2 ).

Характеристики металла шва электродов для сварки углеродистых и низколегированных сталей с пределом прочности при растяжении до 588 МПа
Характеристики металла шва электродов для сварки углеродистых и низколегированных сталей с пределом прочности при растяжении до 588 МПа

В условном обозначении электродов для сварки легированных сталей с пределом прочности при растяжении свыше 588 МПа (60 кгс/мм 2 ) первый индекс двузначного числа соответствует среднему содержанию углерода в шве в сотых долях процента; последующие индексы из букв и цифр показывают содержание элементов в процентах в металле шва; последний цифровой индекс, проставляемый через дефис, характеризует минимальную температуру, при которой ударная вязкость металла шва составляет не менее 34 Дж/см 2 (3,5 кгс·м/см 2 ). Например, Е-12Х2Г2-3 означает 0,12% углерода, 2% хрома, 2% марганца в металле шва и при -20°С имеет ударную вязкость 34 Дж/см 2 (3,5 кгс·м/см 2 ).

Читайте так же:
Сверхпроводники тепловое действие тока 1

Характеристика металла шва электродов для сварки легированных сталей с пределом прочности при растяжении свыше 588 МПа
Характеристика металла шва электродов для сварки легированных сталей с пределом прочности при растяжении свыше 588 МПа

В условном обозначении электродов для сварки теплоустойчивых сталей содержатся два индекса: первый указывает минимальную температуру, при которой ударная вязкость металла шва составляет не менее 34 Дж/см 2 (3,5 кгс·м/см2); второй индекс — максимальную температуру, при которой регламентированы показатели длительной прочности металла шва.

Характеристики металла шва электродов для сварки теплоустойчивых сталей
Характеристики металла шва электродов для сварки теплоустойчивых сталей

Электроды для сварки высоколегированных сталей кодируются группой индексов, состоящей из трёх или четырёх цифр:

  • первый индекс характеризует стойкость металла шва к межкристаллитной коррозии;
  • второй указывает максимальную рабочую температуру, при которой регламентированы показатели длительной прочности металла шва (жаропрочность);
  • третий индекс указывает максимальную рабочую температуру сварных соединений, до которой допускается применение электродов при сварке жаростойких сталей;
  • четвертый индекс указывает содержание ферритной фазы в металле шва.

Характеристики металла шва электродов для сварки высоколегированных сталей
Характеристики металла шва электродов для сварки высоколегированных сталей

Условное обозначение электродов для наплавки поверхностных слоев состоит из двух частей. Первый индекс указывает среднюю твёрдость наплавленного металла и выражается дробью: в числителе — твёрдость по Виккерсу, в знаменателе — по Роквеллу.

Характеристики наплавленного металла электродов для наплавки поверхностных слоев
Характеристики наплавленного металла электродов для наплавки поверхностных слоев

Второй индекс указывает, что твёрдость наплавленного металла обеспечивается: без термической обработки после наплавки — 1, после термической обработки — 2.

Например: Е-300/32-1 — твердость наплавленного слоя без термообработки.

Обозначение вида покрытия

Обозначение вида покрытия

  • А — кислое покрытие;
  • Б — основное покрытие;
  • Ц — целлюлозное покрытие;
  • Р — рутиловое покрытие;
  • АР, РБ, РЦ и т.д. — смешенные покрытия — соответственно: кисло-рутиловое, рутилово-основное, рутилово-целлюлозное;
  • П — прочие.

При наличии в покрытии железного порошка более 20% добавляется буква Ж, например, АЖ.

Про покрытия электродов есть статья Покрытие сварочных электродов.

Обозначение допустимых пространственных положений

Обозначение допустимых пространственных положений

  • 1 — для всех положений.
  • 2 — для всех положений, кроме вертикального «сверху-вниз».
  • 3 — для нижнего, горизонтального на вертикальной плоскости и вертикального «снизу-вверх».
  • 4 — для нижнего и нижнего для угловых соединений.
Читайте так же:
Чем обусловлена тепловое действие электрического тока

Чаще используется международное обозначение положений швов, для которых предназначены электроды.

Международное обозначение положений швов и расшифровка
Международное обозначение положений швов и расшифровка

Обозначение характеристик сварочного тока и напряжения холостого хода источника питания

Обозначение характеристик сварочного тока и напряжения холостого хода

Характеристики сварочного тока и напряжения холостого хода источника питания
Характеристики сварочного тока и напряжения холостого хода источника питания

Цифрой обозначают электроды, предназначенные для сварки или наплавки только на постоянном токе обратной полярности.

Сварка при постоянном токе (DC) создает более плавные и более устойчивые дуги, образуется меньше брызг. Легче производится сварка в вертикальном и верхнем положениях.

Тем не менее, переменный ток (AC) может быть предпочтительным выбором начинающих сварщиков, поскольку часто используется в недорогих сварочных аппаратах начального уровня. AC также распространен в судостроительной сварке или в любых условиях, где дуга может плавать из стороны в сторону.

Преимущества и недостатки аргонодуговой сварки

Главными достоинствами аргонодуговой сварки являются шов высокого качества и практически неограниченный перечень металлов, которые можно сваривать этим способом. Это преимущество приобретает особую ценность, когда необходимо сваривать материалы, которые иным способом сварить невозможно вообще. Второе, что выделяет этот вид сварки — малый нагрев свариваемых изделий. При незначительном нагреве изделия не подвержены деформациям, а это очень ценно при сваривании деталей сложной конфигурации.

К недостаткам обычно относят сравнительную дороговизну метода, сложность необходимого оборудования и необходимость высокой квалификации сварщиков при сварке аргоном.

Подогрев и термическая обработка

При сварке стали, которая склонна к образованию закалочных структур, резкое охлаждение шва приводит к повышению внутренних напряжений и образованию трещин. Предварительный подогрев поверхности позволяет снизить разность температур и регулировать скорость охлаждения соединяемых деталей. При выполнении работ в условиях низких температур, предварительный подогрев – обязательная процедура даже для низкоуглеродистых сортов стали.

Для снятия внутренних напряжений используют различные методы термической обработки – полный или низкотемпературный отжиг, а также нормализацию.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector