Mm Ручная луговая сварка

Разработка способов дуговой сварки находится в тесной связи с открытием явления электрической дуги, сделанным в 1802 г. русским физиком В.В. Петровым, который указал на возмож­ность применения дугового разряда для расплавления металлов. Первое практическое применение дуги для целей сварки принад­лежит русскому инженеру Н.Н. Бенардосу, который в 1882 г. предложил способ соединения металлических частей с помощью электрической дуги, горящей между неплавящимся угольным электродом и свариваемым изделием (рис. 19.13).

Русский инженер Н.Г. Славянов в 1889 г. усовершенствовал процесс сварки, предложенный Н.Н. Бенардосом, заменив не- плавящийся угольный электрод плавящимся металлическим (рис. 19.14).

(по способу Н.Н. Бенардоса)

Предложенные Н.Н. Бенардосом и Н.Г. Славяновым способы дуговой сварки неплавящимся угольным и плавящимся металли­ческим электродами легли в основу наиболее распространенных способов дуговой сварки. Усовершенствование предложенных способов дуговой сварки шло по двум направлениям:

а изысканию средств защиты и металлургической обработки металла сварочной ванны;

□ автоматизации процесса сварки.

Наиболее широкое применение нашла ручная дуговая сварка покрытыми электродами. Ручную дуговую сварку выполняют сварочными электродами, которые вручную подают в дугу и пере­мещают вдоль свариваемых заготовок. В процессе сварки метал­лическим покрытым электродом (рис. 19.15) дуга 8 горит между стержнем электрода 7 и основным металлом 1. Стержень элек­трода плавится, и расплавленный металл каплями стекает в ме­таллическую ванну 9. Вместе со стержнем плавится покрытие электрода 6, образуя газовую защитную атмосферу 5 вокруг дуги и жидкую шлаковую ванну 4 на поверхности расплавленного металла. Металлическая и шлаковая ванны образуют сварочную ванну. По мере движения дуги сварочная ванна затвердевает и формируется сварной шов 3. Жидкий шлак после остывания образует твердую шлаковую корку 2.

Электроды для ручной сварки представляют собой стержни из сварочной проволоки с нанесенными на них покрытиями. Сварочная стальная проволока в зависимости от состава разде­ляется на три группы: низкоуглеродистая (Св-08, Св-08А, Св-08ГА и др.), легированная (Св-08Г2С, Св-10Х5М, Св-18ХМА и др.), высоколегированная (Св-06Х14, Св-04Х19Н9, Св-08Н50 и др.).

Рис. 19.1'5. Схема процесса сварки металлическим покрытым электродом

Покрытия электродов предназначены для обеспечения ста­бильного горения дуги, защиты расплавленного металла от воздей­ствия воздуха и получения металла заданного состава и свойств. В состав покрытия электродов входят стабилизирующие, газо­образующие, шлакообразующие, раскисляющие, легирующие и связующие составляющие.

Газовая защита зоны сварки и расплавленного металла соз­дается при сгорании газообразующих веществ и предохраняет расплавленный металл от воздействия кислорода воздуха. В ка­честве таких веществ в покрытие вводят органические соедине­ния — древесную муку, декстрин, целлюлозу, крахмал и т.п.

Шлаковая зашита предохраняет расплавленный металл от кислорода и азота воздуха путем образования шлаковых оболочек на поверхности капель электродного металла и расплавленного металла шва. Шлак уменьшает скорость охлаждения и затверде­вания металла шва, способствует выходу из него газовых и не­металлических включений. Шлакообразующими веществами покрытий являются титановый концентрат, марганцевая руда, каолин, мрамор, мел, кварцевый песок, доломит, полевой шпат и т.п.

Раскисление металла сварочной ванны осуществляется эле­ментами, обладающими большим сродством с кислородом, чем железо. К ним относятся марганец, титан, молибден, хром, кремний, алюминий и углерод.

Легирование металла шва проводится для придания специ­альных свойств наплавленному металлу. Наиболее часто для этого применяют хром, никель, молибден, вольфрам, марганец, титан. Эти элементы вводятся и в покрытие, и в стержень элек­трода.

Для закрепления покрытия на стержне электрода исполь­зуют связующие компоненты (жидкое стекло, желатин, декст­рин, пластмассы и др.).

По видам покрытий электроды подразделяются на электроды с кислым покрытием (А), основным покрытием (Б), целлюлоз­ным покрытием (Ц), рутиловым покрытием (Р), прочими вида­ми покрытия (П).

Кислые покрытия содержат оксиды кремния, руды железа и марганца, полевой шпат, ферромарганец, крахмал, декстрин и др. Электроды с такими покрытиями обладают хорошими тех­нологическими свойствами, сварка ими возможна на постоянном и переменном токах во всех положениях. Однако эти электроды токсичны из-за выделения значительного количества соединений марганца, что ограничивает их применение.

Основные покрытия содержат мрамор, мел, магнезит, плавико­вый шпат, ферросилиций, ферромарганец, ферротитан, калиевое жидкое стекло, поташ и др. Сварку ими выполняют на постоян­ном токе обратной полярности во всех пространственных поло­жениях. Применяют для сварки ответственных конструкций из сталей всех классов.

Рутиловые покрытия содержат рутиловый концентрат ТЮ₂, полевой шпат, мрамор, ферромарганец и др. Они обладают вы­сокими технологическими свойствами, пригодны для сварки во всех пространственных положениях на постоянном и перемен­ном токах. Применяются для сварки ответственных конструк­ций из низкоуглёродистых и низколегированных сталей.

Целлюлозные покрытия содержат целлюлозу, рутиловый кон­центрат и ферросплавы. Применяют в тех же случаях, что и рути­ловые.

Электроды также подразделяются на типы в зависимости от механических свойств металла шва (для конструкционных ста­
лей) и механических свойств и химического состава металла шва (для теплоустойчивых и высоколегированных сталей).

Каждому типу электродов для сварки конструкционных, те­плоустойчивых и высоколегированных сталей может соответст­вовать несколько марок электродов.