Электроды, сварочная проволока, флюсы, защитные газы

Для выполнения сварочных работ применяются электроды, сварочная проволока, флюсы, защитные газы.

Электроды для сварки конструкций из малоуглеродистых и низколегированных марок сталей в зависимости от толщины, качества и состава покрытия подразделяются на электроды с тонким (стабилизирующим) покрытием и электроды с толстым (качественным) покрытием.

Тонкие покрытия наносят слоем 0,1—0,3 мм на сторону, однако они не обеспечивают высоких механических свойств наплавленному металлу. Электроды с тонким покрытием применяют для сварки неответственных конструкций, в настоящее время они употребляются редко.

Толстые покрытия наносят слоем 0,5—2,5 мм на сторону, что составляет 20—40% массы металла электродного стержня.

Наплавленный металл при сварке качественными электродами с толстой обмазкой по механическим свойствам не уступает основному металлу.

Качественные электроды для сварки углеродистых и легированных конструкционных сталей в зависимости от механических характеристик металла шва и сварного соединения подразделяют на несколько типов. Для ручной сварки малоуглеродистых сталей класса С38/23 (СтЗ) применяют электроды Э42, Э42А, Э46 и Э46А. Для низколегированных сталей класса С44/29 (09Г2С, 09Г2, 10Г2С1) и класса С46/33 (14Г2, 10Г2С1Д, 15ХСНД) применяют электроды Э46, Э46А, Э50 и Э50А. Буква Э означает электрод, цифры 42, 46 и 50 — временное сопротивление при растяжении наплавленного металла, кН/см 2. буква А указывает на повышенные пластические свойства наплавленного металла. Электроды Э42А, Э46А и Э50А применяются для сварки элементов конструкций, подвергающихся непосредственному воздействию динамических или вибрационных нагрузок. Для низколегированных сталей класса С52/40 и С60/45 применяют электроды Э60А, а для сталей класса С70/60 — электроды Э70.

Каждому типу может соответствовать одна или несколько марок электродов, отличающихся составом покрытия, маркой электродного стержня, технологическими свойствами, свойствами металла шва. Покрытия (обмазки) электродов подразделяют на рудно-кислое, рутиловое, фтористо-кальциевое.

Электроды с рудно-кислым покрытием (марки ОММ5, ЦМ7 и ЦМ-8) применяются для сварки во всех пространственных положениях переменным и постоянным током. Металл, наплавленный электродами этих марок, по своему составу соответствует кипящей стали. Недостатком таких электродов является повышенное разбрызгивание металла и выделение в процессе сварки марганцовистых соединений, вредно влияющих на организм человека.

Электроды с фтористо-кальциевым покрытием (марки СМ-11, УОНИ-13/45 и УОНИ-13/55) применяются для сварки постоянным током обратной полярности во всех положениях. Наплавленный металл соответствует спокойной стали и имеет высокие показатели ударной вязкости при положительных и отрицательных температурах.

Электроды этих марок применяются для сварки расчетных элементов конструкций, подверженных динамическим воздействиям, а также листовых конструкций большой толщины, работающих под давлением. Эти электроды весьма чувствительны к окалине, ржавчине, маслу и влаге, находящихся на кромках свариваемых деталей.

Электроды с рутиловым покрытием (марок МР-1, МР-3, ОЗС-4, ОЗС-3, АНО-3 и АНО-4) обеспечивают устойчивое горение дуги, хорошее формирование металла шва во всех пространственных положениях, легкую отделяемость шлака, минимальное разбрызгивание металла, небольшое выделение вредных газов и малую их токсичность. По сравнению с электродами ОММ-5 и ЦМ-7 при сварке электродами с рутиловым покрытием уменьшается выделение пыли в два-три раза, а окислов марганца в полтора-четыре раза.

Электроды с рутилово-карбонатным покрытием (АНО-3 и АНО-4) обеспечивают высокую ударную вязкость металла шва при положительных и отрицательных температурах после сварки и после старения.

Высокопроизводительные электроды (ЗРС-1, ЗРС-2, ЗС-200 и МС-200) содержат значительное количество железного порошка в покрытии, что обеспечивает высокий коэффициент наплавки [от 11 до 18 г/(А-ч)] и высокий переход металла электрода в шов (от 107 до 180%).

Для ручной сварки следует применять электроды с большим коэффициентом наплавки который является показателем производительности электродов и указывает массу наплавленного металла в граммах, полученного при сварке в течение 1 ч при силе тока в 1 А. Производить сварку необходимо только электродами с сухим покрытием, для чего их следует хранить в сухом проветриваемом помещении. При длительном хранении перед употреблением электроды необходимо просушить в течение 1 ч при температуре 150—200°С.

Сварочная проволока применяется для сердечников электродов, сварки под слоем флюса, в среде углекислого газа, а также для электрошлаковой сварки.

Согласно рекомендациям СНиП, для механизированной и ручной сварки стальных конструкций применяется низкоуглеродистая проволока марок Св-08, Св-08А, Св-08АА, Св-08ГА, Св-10ГА и Св-10Г2; легированная проволока марок Св-08ГС, Св-08Г2С, СВ-08ХМ, Св-08ХМФ, Св-08ХН2М, Св-18ХМА, Св-10НМА и Св-08ХНМ (ГОСТ). Для сварки стали высокой прочности применяют высоколегированную проволоку.

Условное обозначение марок сварочной проволоки состоит из индекса Св (сварочная), двух цифр (среднее содержание углерода в сотых долях процента), букв (Г — марганец, С — кремний, М — молибден, И — никель, Ф — ванадий, X — хром), букв А и АА на конце (пониженное содержание серы и фосфора).

Сварочная проволока марок Св-08, Св-08А, Св-08АА применяется для автоматической и полуавтоматической сварки под слоем флюса малоуглеродистых сталей класса 38/23. Проволока марок Св-08ГА и Св-10Г2 применяется для автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом низколегированных сталей класса С44/29 и С46/33. Проволока марки Св-08Г2С применяется для сварки низколегированных и малоуглеродистых сталей в среде углекислого газа токами до 600—750 А, а Св-08ГС — токами до 300—400 А. При полуавтоматической сварке под слоем флюса и в среде углекислого газа применяют проволоку диаметром 1,6—2 мм, при электрошлаковой — диаметром 3 мм.

Для автоматической сварки под слоем флюса стали толщиной до 5 мм используют сварочную проволоку диаметром 3 мм, при большой толщине — 5 мм, для электродов применяют проволоку диаметром от 4 до 8 мм,

Сварочная проволока диаметром 1,6—2 мм поставляется в мотках массой 20 кг, а больших диаметров — 40 кг, на которых должны быть заводские бирки.

Сварочная проволока при намотке на кассеты должна быть очищена от ржавчины, жиров и грязи и не должна иметь резких перегибов, затрудняющих ее подачу.

Для сварки углеродистых и низколегированных сталей применяются порошковые проволоки марок ПП-АН1, ПП-АНЗ, ПП-АН6 (сварка открытой дугой), ПП-АН4, ПП-АН5, ПП-АН8, ПП-АН9 (сварка в углекислом газе). Порошковая проволока представляет собой в поперечном сечении трубку с толщиной стенки 0,2—1 мм, заполненную смесью размолотых шлакообразующих компонентов, ферросплавов и железного порошка.

Сварка порошковой проволоки обеспечивает высокий коэффициент наплавки и уменьшение разбрызгивания металла шва. Для сварки конструкций из алюминиевых сплавов применяют электроды и присадочную проволоку из тех же сплавов, из которых изготовлены конструкции.

При ручной сварке на переменном токе в качестве неплавящегося электрода используют вольфрамовые прутки диаметром 3—8 мм и присадочную проволоку из алюминиевых сплавов диаметром 3—4 мм. При автоматической и полуавтоматической сварке применяют электродную проволоку из алюминиевых сплавов диаметром 2 мм. Для механизированной сварки стальных конструкций обычно применяют плавленые флюсы. Для автоматической сварки углеродистых сталей класса С38/23 и низколегированных классов С44/29 и С46/33 применяют флюсы марок АН-348А и ОСЦ45, для полуавтоматической — АН-348АМ и ОСЦ45М.

Для сварки сталей классов С52/40, С60/45 и С70/60 применяют флюс марки АН-22. Флюс АН-60 применяется для автоматической сварки двухдуговыми головками на больших скоростях; флюс АН-8, АН-8М — для электрошлаковой сварки. Влажность флюса не должна превышать 0,1%. При большей влажности флюс необходимо просушить.

Размеры зерен флюса от 1,5 до 3 мм.

Инертный защитный газ аргон марки Б чистотой 99,9% применяют для сварки алюминиевых плавов, а также чистого алюминия. Содержание примесей в виде кислорода, азота и влаги в аргоне должно быть не более 0,05%. Чистый аргон хранят и перевозят в газообразном состоянии в стальных баллонах (окрашенных в серый цвет) под давлением 15 МПа. Расход аргона при ручной сварке около 25 л/мин, при автоматической—12—15 л/мин.

Сжиженный углекислый газ (двуокись углерода С02 ), применяемый для сварки стальных конструкций, должен удовлетворять требованиям ГОСТ 8050—64 и обычно доставляется в баллонах (окрашенных в черный цвет) вместимостью 25—30 кг газа. Содержание примесей в углекислом газе должно быть не более 1,5%, а воды в свободном состоянии — не более 0,1 %.

Транспортировку углекислого газа также производят в специальных цистернах, отвечающих требованиям Госгортехнадзора.