Практическая работа

Материалы сварочных электродов.

Цель работы:

ознакомиться с видами электродов, покрытием и его назначением,

обозначением электродов.

Содержание отчета

1.

Сварочные материалы.

2.

Типы электродов

3.

Схема плавящегося электрода и его части.

4.

Материалы для стержней электрода

5.

Функции покрытия сварочного электрода

6.

Заполните таблицу

Компоненты покрытия электрода

Компонент

Назначение

Материал

(состав)

7.

Изобразите в виде схемы виды электродов

8.

Признаки классификации электродов.

9.

Что входит в обозначение электродов?

10. Приведите пример обозначения и расшифруйте его.

11. Почему неплавящиеся электроды называют так?

12. Сравните угольные и графитовые электроды.

13. О чем говорят марка и цвет электрода?

14. Заполните таблицу

Присадка

Обозначение

Цвет

15. Назначение неплавящихся электродов.

16. От чего зависит выбор электродов?

17. На какие группы и по какому признаку делят электроды для сталей

18. В зависимости от чего выбирают диаметр электрода.

Вывод сформулируйте исходя из цели работы.

Сварочные электроды и прочие сварочные материалы

В качестве сварочных материалов для электродуговой сварки применяются

штучные электроды, сварочная и порошковая проволока.

Штучные электроды

Электроды для дуговой сварки бывают двух основных типов: плавящиеся и

неплавящиеся.

Плавящиеся электроды. Штучные плавящиеся электроды с покрытием

используются очень широко, для сварочных работ в домашних условия - это основной

материал.

Плавящийся электрод для сварки: 1 - стержень, 2 - участок перехода, 3 - марка

электрода, 4 - покрытие.

Стержни электродов для сварки стали изготавливаются из низкоуглеродистой,

легированной

или

высоколегированной

сварочной

проволоки.

Стандартом

предусматривается 77 марок стальной проволоки, идущей на изготовление штучных

электродов диаметром от 1,6 до 6 мм.

Покрытие сварочных электродов оказывает множественное действие: образует

атмосферу защищающую металл от кислорода и азота, находящихся в воздухе,

стабилизирует горение дуги, удаляет вредные примеси из расплавленного металла,

легирует его с целью улучшения свойств. Для выполнения всех этих функций покрытие

включает в себя множество компонентов:



Шлакообразующие вещества, защищающие металл от азота и кислорода. В их

состав входит марганцевая руда, каолин, титановый концентрат, мел, мрамор,

полевой шпат, доломит, кварцевый песок.



Раскисляющие вещества, удаляющие из расплавленного металла кислород. В

качестве них используются марганец, кремний, алюминий, титан в виде

ферросплавов.



Газообразующие компоненты, создающие при сгорании покрытия газовую среду,

защищающую расплавленный металл от кислорода и азота воздуха. В основном это

декстрин и древесная мука.



Легирующие вещества, придающие металлу шва особые свойства - прочность,

жаростойкость, износостойкость, повышение сопротивляемости коррозии. Для

этого используются хром, марганец, титан, молибден, никель, ванадий и некоторые

другие вещества.



Стабилизирующие элементы, способствующие ионизации сварочной дуги - натрий,

калий, кальций.



Связующие вещества, служащие для связывания компонентов покрытия друг с

другом и всего покрытия со стержнем электрода. Основным связующим веществом

является калиевое или натриевое жидкое стекло (силикатный клей).

Для сварки цветных металлов и их сплавов наряду с неплавящимися применяют

плавящиеся электроды из соответствующих металлов и сплавов - алюминия, меди,

никеля, бронзы, латуни и т.п.

Сварочные электроды

Классификация и обозначение электродов. Электроды, применяемые для сварки

и наплавки, классифицируются по широкому ряду признаков:



по назначению (для сварки стали, чугуна, цветных металлов, для наплавочных

работ и пр.);



по технологическим особенностям (для швов различного пространственного

положения, для сварки с глубоким проплавлением и т.п.);



по виду покрытия (кислое, рутиловое, основное и пр.) и его толщине (толстое,

тонкое, среднее, особо толстое);



по химическому составу покрытия и стержня;



по механическим свойствам металла шва;



по роду и полярности тока, величине номинального напряжения холостого хода

источника питания.



по качеству изготовления, состоянию поверхности покрытия, содержанию вредных

примесей фосфора и серы.

Каждый параметр электрода имеет свое буквенное или цифровое обозначение в

определенной части маркировки. В частности, электроды для сварки углеродистых и

низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 60

кгс/мм

2

обозначаются

буквой У.

Электроды

со

средним

по

толщине

рутиловым

покрытием

имеют

в

маркировке

букву С (среднее)

и Р(рутиловое).

Стоящая

предпоследней цифра 1 сообщает, что электрод может использоваться для выполнения

шва

любого

пространственного

положения,

а

завершающая

обозначение

цифра 0 информирует о том, что данный электрод используется при работе сварочным

аппаратом дающим постоянный ток.

В соответствии с ГОСТ 9466-75 обозначение электрода содержит информацию о

типе, марке, диаметре и прочих его характеристиках. В обозначение типа электродов для

сварки конструкционных сталей входит буква Э ("электрод для дуговой сварки") и цифра,

сообщающая о минимальном временном сопротивлении разрыву металла шва в кгс/мм

2

.

Если после цифр присутствует буква А (например, Э42А, Э46А), это означает, что данный

тип электрода обеспечивает более высокие пластические свойства металла шва.

Наряду с типом, электроды имеют и марку. Одному типу электродов может

соответствовать несколько марок. Например, электродам типа Э42 соответствуют марки

ГОСЦ-2, ЦМ-7, АНО-6.

Обозначение электродов по ГОСТ 9466-75

1 - Тип электрода (Э - электрод для дуговой сварки, 46 - прочность 460МПа, А -

повышенная пластичность и вязкость металла шва);

2 - Марка электрода;

3 - Диаметр стержня;

4 - Назначение электрода (У - для сварки углеродистых и низколегированных сталей);

5 - Характеристика толщины покрытия (Д - толстое);

6 - Группа индексов, указывающая на характеристики металла шва;

7 - Вид покрытия (Б - основное);

8 - Пространственное положение шва (1 - для всех положений);

9 - Род тока (0 - постоянный, обратной полярности).

Обозначение электродов по международному стандарту EN 499

1 - Электрод для дуговой сварки;

2 - Минимальный предел текучести (500Н/мм

2

);

3 - Характеризует температуру, при которой обеспечивается минимальное значение

ударной вязкости 47Дж (около 60°C);

4 - Характеризует химический состав наплавленного металла (Ni - 2,6-3,8%);

5 - Тип покрытия электрода (основной);

6 - Код производительности и род тока (<=105%, постоянный);

7 - Код положения швов при сварке (все, кроме вертикального сверху вниз);

8 - Характеризует содержание водорода в наплавленном металле (10 мл/100г).

Неплавящиеся электроды. Неплавящиеся электроды бывают угольными,

графитовыми и вольфрамовыми. Температура плавления всех этих материалов превышает

ту, до которой они нагреваются при сварке. Эта особенность и обусловила их название.

Графитовые

электроды

изготавливают

из

синтетического

прессованного

графита,

угольные - из электротехнического угля. Электроды из графита обладают определенными

преимуществами перед угольными. У них выше электропроводимость, позволяющая в

2,5-3 раза повысить плотность тока, и более высокая устойчивость против окисления при

высоких температурах. Последнее качество позволяет снизить их расход по сравнению с

угольными.

Вольфрамовые неплавящиеся электроды изготавливаются из чистого или с

наличием присадок вольфрама. В качестве присадок используются окислы тория, иттрия,

лантана и других веществ. О наличии той или иной присадки говорит марка и цвет

электрода. Обозначение ЭВ (WP) означает чистый вольфрам (конец окрашен в зеленый

цвет), ЭВТ (WT) - вольфрам с торием (красный), ЭВИ (WY) - с иттрием (темно-синий),

(WL) - с лантаном (синий или золотистый, в зависимости от содержания лантана), WC - с

церием (серый), WZ - с цирконием (белый).

С помощью неплавящихся электродов варят сталь, чугун, медь, латунь, бронзу,

алюминий и прочие металлы. Сварка проводится чаще всего в среде защитного газа

(аргона, гелия, азота и их смеси). Её можно осуществлять как с присадочным материалом,

так и без. В качестве последнего используется проволока, металлические прутки или

полосы.

Выбор электродов для сварки сталей

Выбор типа электрода для сварки сталей зависит не только от марки последней, но

и от характера соединения, пространственного положения шва, рода сварочного тока

(постоянный или переменный), температуры окружающего воздуха во время работ и пр. В

настоящее время производится несколько сотен марок электродов для самого различного

назначения.

Электроды для сталей подразделяются на несколько групп - в зависимости от марки

материала, для сварки которого они предназначены.

Первую группу образуют электроды для сваривания углеродистых и

низколегированных конструкционных сталей, содержащих до 0,25% углерода и имеющих

сопротивление разрыву до 490 МПа. К таким сталям относятся марки Ст5пс, Ст3сп, Ст0 и

другие,

используемые

для

производства

металлопроката,

из

которого

в

быту

изготавливается большинство конструкций, к прочности которых не предъявляют особых

требований - ворота, ограждения и пр. Для их сваривания применяют такие известные

всем сварщикам марки электродов, как АНО-4, АНО-21, МР-3, ОЗС-41. Популярный

электрод МР-3 пригоден для сварки как переменным, так и постоянным током во всех

пространственных положениях шва кроме вертикального сверху вниз.

Для сварки сталей, имеющих сопротивление разрыву от 490 до 590 МПа, используются

электроды типа Э50А, Э60 (марки УОНИ-13/55, ОЗС-28, УОНИ-13/65). Эти электроды

дают шов, выдерживающий более значительные нагрузки, чем предыдущая группа

электродов.

Конструкционные легированные стали повышенной и высокой прочности, имеющие

сопротивление разрыву свыше 590 МПа, необходимо варить электродами НИАТ-5, ЭА-

981/15, ЭА-395/9 (если изделие не подвергается после сварки термообработке) или

электродами ОЗШ-1, НИАТ-3М, УОНИ-13/85 - если сваренную конструкцию планируется

подвергнуть термообработке с целью обеспечения равнопрочности швов.

Для сварки низколегированных и легированных теплоустойчивых сталей,

работающих при температурах до 550-600 °C, предназначены электроды типа Э-09Х1М,

Э-09МХ, Э50А (марки АНЖР-2, ОЗС-11, ЦУ-5).

Не часто, но приходится в быту сталкиваться и со сваркой жаропрочных и

жаростойких сталей, предназначенных для работы при температуре свыше 550-600 °C.

Например, при изготовлении несгораемых колосников для печи. Если удастся добыть

такую сталь, варить ее нужно электродами КТИ-7А, ОЗЛ-38, ЦТ-15.

Коррозионностойкие стали, обладающие устойчивостью к коррозии в кислотной,

щелочной и прочих агрессивных средах, известные в быту под названием "нержавейки",

варятся электродами марок ЦЛ-11, ОЗЛ-7, ОЗЛ-22.

Выбор диаметра электрода. Диаметр электрода выбирается, прежде всего, с

учетом толщины свариваемого металла. Прочие условия работы: марка свариваемого

металла, род тока, параметры сетевого напряжения, формы подготовки кромок и т.п. -

также могут выдвигать свои требования к диаметру электрода, но в гораздо меньшей

степени, чем толщина свариваемого металла.

Для первоначального выбора электрода можно использовать нижеследующую

таблицу, значения в которой соответствуют нижнему шву.

Толщина металла, мм

2

3

4-5

6-8

9-10

Диаметр электрода, мм

2

3

3-4

4

4-5

При выполнении сварных швов в вертикальном и потолочном положениях

применяют электроды диаметром не более 4 мм. Если имеется разделка кромок или

необходимо заплавить зазор между деталями, то корневой шов может выполняться

электродом меньшего диаметра - 2,5-3 мм.