2020-05-12
147
Покрытия принято классифицировать по виду основных веществ, входящих в них и определяющих действие покрытия на металл сварочной ванны. По этому признаку все покрытия делят на 4 группы: кислые, основные, рутиловые и целлюлозное.
Кислое покрытие (АНО-1, СМ-5) содержит окислы железа и марганца (преимущественно в виде руд), кремнезем, титановый концентрат и большое количество ферромарганца. Газовую защиту расплавленного металла обеспечивают разложением органических составляющих покрытия (целлюлозы, древесной муки, декстрина, крахмала). Металл, наплавленный электродами с кислым покрытием, по своему составу чаще всего соответствует кипящей стали и содержит от 0,12% С, 0,10% Si, 0,6—0,9% Мn до 0,05% S и Р каждого. Электроды этой группы пригодны для сварки во всех пространственных положениях переменным и постоянным током и характеризуются достаточно большой скоростью расплавления. Их не рекомендуется применять для сварки сталей, которые имеют повышенное содержание серы и углерода, так как металл шва, выполненный этими электродами, чувствителен к образованию кристаллизационных трещин. Электродами с кислым покрытием можно сваривать металл с ржавыми кромками, окалиной (при значительном напряжении дуги), получая при этом плотные швы. Поры в швах при сварке электродами с рудно-кислым покрытием образуются:
|
|
|
- из-за высокого содержания марганца в покрытии;
- при применении ферромарганца с большим содержанием углерода и кремния;
- при сварке металла с высоким содержанием кремния.
Недостатками этих электродов являются пониженная стойкость против образования кристаллизационных трещин, повышенное разбрызгивание металла и выделение в процессе сварки марганцовистых соединений, вредно влияющих на организм человека.
Основное покрытие (УОНИИ-13/45, ДСК-50) состоит из карбонатов кальция (CаСО3), магния (мрамор, мел, доломит, магнезит) и плавикового шпата (СаF2), а также из ферросплавов (ферромарганец, ферросилиций, ферротитан и др.). Расплавленный металл защищается углекислым газом и окисью углерода, которые образуются вследствие диссоциации карбонатов. Электроды с основным покрытием применяют преимущественно при сварке постоянным током обратной полярности во всех пространственных положениях. Металл, наплавленный такими электродами, чаще всего соответствует спокойной стали и содержит незначительное количество кислорода, водорода и азота. Содержание серы и фосфора в нем обычно не превышает 0,035% каждого, а содержание марганца и кремния зависит от назначения электродов (от 0,5 до 1,5% Мn и от 0,3 до 0,6% Si). Металл шва, стойкий против образования кристаллизационных трещин, старения, имеет достаточно высокие показатели ударной вязкости как при положительных, так и при отрицательных температурах. Электроды с основным покрытием применяют для сварки металлов большой толщины, для изделий, работающих в тяжелых эксплуатационных условиях или транспортирующих газы, а также для сварки литых углеродистых, низколегированных высокопрочных сталей и сталей с повышенным содержанием серы и углерода. Электроды с основным покрытием весьма чувствительны к образованию пор во время сварки, если кромки свариваемых изделий покрыты окалиной, ржавчиной, маслом, а также если электродное покрытие увлажнено и большая длина дуги. Механические свойства металла шва регулируют введением в покрытие хрома, молибдена, ферромарганца и ферросилиция.
|
|
|
Рутиловое покрытие (АНО-3, АНО-4, МР-3, ОЗС-4) содержит концентрат природного минерала рутила, кремнезем, карбонаты кальция, магния и ферромарганец. Концентрат рутила состоит в основном из двуокиси титана ТiО2. Кремнезем в состав покрытия вводится в виде гранита, полевого шпата и слюды. Содержание водорода в металле шва зависит от присутствия в покрытии органических веществ. Стойкость металла шва против образования кристаллизационных трещин такая же, как у электродов с кислым покрытием. Электроды этой группы при сварке мало склонны к образованию пор при изменении длины дуги или по окисленным поверхностям, а также по металлу, наплавленному ранее электродами со стабилизирующим покрытием. В процессе сварки рутиловое покрытие обеспечивает устойчивое горение дуги, хорошее формирование шва, а также минимальное разбрызгивание металла. Выделение вредных газов при сварке небольшое. Электродами с рутиловым покрытием можно сваривать изделия во всех пространственных положениях как переменным, так и постоянным током. Металл, наплавленный электродами с рутиловым покрытием, содержит до 0,12% С; 0,4—0,7% Мn; 0,10—0,30% Si; 0,04% S и Р каждого.
Целлюлозное покрытие (ВСЦ-1, ВСЦ-2, ОМА-2) состоит главным образом из горючих органических материалов (целлюлозы, крахмала), которые в процессе разложения в дуге обеспечивают газовую защиту расплавленного металла. Шлакообразующими являются рутил, титановый концентрат, марганцевая руда и силикаты, а раскислителем — ферромарганец. Эти электроды обеспечивают небольшое разбрызгивание металла и малое количество шлака. Они пригодны для сварки во всех пространственных положениях как переменным, так и постоянным током.
Типы электродов
Ввиду большого разнообразия применяемых покрытий электроды по ГОСТ делятся на типы не по составу покрытий, а по назначению электродов и механическим свойствам металла шва и сварного соединения, получаемых при сварке электродами данного типа. Каждому типу электрода соответствует несколько марок. Например, типу Э42 соответствуют электроды ОМА-2, АНО-6, МЭЗ-04 и др. Марка электрода – это его промышленное обозначение, как правило характеризующее стержень и покрытие.
Согласно ГОСТ 9467-75 «Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей. Типы» для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей предусмотрены 9 типов электродов: Э38, Э42, 42А, Э46, Э46А, Э50, Э50А, Э55 и Э60; для сварки легированных конструкционных сталей повышенной и высокой прочности 5 типов: Э70, Э85, Э100, Э125, Э150. Кроме того, предусмотрены 9 типов электродов для сварки теплоустойчивых сталей: Э09М, Э09МХ, Э09Х1М, Э05Х2М, Э09Х2М1, Э09Х1МФ, Э10Х1М1НФБ, Э10Х3М1БФ, Э10Х5МФ.
Тип электрода для конструкционных сталей обозначается буквой Э и цифрой, указывающий гарантируемый предел прочности металла шва 10-1МПа. Буква А в обозначении указывает, что металл шва, наплавленный этим электродом, имеет повышенные пластические свойства. Такие электроды применяются при сварке наиболее ответственных швов.
|
|
|
Механические свойства металлов шва и наплавленного при дуговой сварке металлическими электродами указаны в таблицах 3.2., 3.3.
Таблица 3.2
Механические свойства металла шва, наплавленного при дуговой сварке металлическими электродами для конструкционных сталей
| Тип электрода | Временное сопротивление разрыву, МПа | Металл шва и наплавленный | Угол загиба для металла соединения, сваренного электродами диаметрами менее 3 мм, град | |
Относительное удлинение  , МПа
| Ударная вязкость, Дж/см2 | |||
| Э38 Э42 Э46 Э50 Э42А Э46А Э50А Э55 Э60 Э70 Э85 Э100 Э125 Э150 | 370 410 450 490 410 450 490 540 590 690 840 980 1225 1470 | 14 18 18 16 22 22 20 20 18 14 12 10 8 6 | 29 78 78 69 147 137 127 117 98 59 49 49 39 39 | 60 150 150 120 180 180 150 150 120 - - - - - |
Таблица 3.3
Механические свойства металла шва, наплавленного при дуговой сварке металлическими электродами для легированных теплоустойчивых сталей
| Тип электрода | Временное сопротивление разрыву, МПа | Относительное удлинение  , МПа
| Ударная вязкость, Дж/см2 |
| Э09М Э09МХ Э09Х1М Э05Х2М Э09Х2М1 Э09Х1МФ Э10Х1М1НФБ Э10Х3М1БФ Э10Х5МФ | 440 450 470 470 490 490 490 540 540 | 18 18 18 18 16 16 15 14 14 | 98 88 88 88 78 78 69 59 59 |
Для изготовления стержней большинства электродов, предназначенных для сварки углеродистых и легированных конструкционных сталей, применяют проволоку Св-08 и Св-08А.
Наиболее распространенные марки электродов для ручной дуговой сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей приведены в таблице 3.4
Таблица 3.4
Марки электродов для сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей
| Тип электродов по ГОСТ 9467-75 | Марка электродов |
| Э42 | АНО-1, АНО-5, АНО-6, СМ-5, ВСЦ-2, ВСЦ-4 |
| Э46 | ЦМ-9, АНО-4, ОЗС-12, МР-3 |
| Э50 | ВСН-3, ВСЦ-3 |
| Э42А | СМ-11, ОЗС-2, УП-1/45, УП-2/45 |
| Э46А | ИТС-1, УОНИИ-13/45 |
| Э50А | УОНИИ-13/55, АНО-9, УП-2/55, ЦУ-1, ДСК-50 |
| Э55 | УОНИИ-13/55У |
| Э60 | УОНИИ-13/65 |
| Э70 | Н-1, ЛКЗ-70 |
| Э85 | УОНИИ-13/85, ЦЛ-18 |
| Э100 | ВИ-10-6, У-340/105, ЦЛ-19 |
| Э125 | НИАТ-3М |
| Э150 | НИАТ-3 |
| Э09М | УОНИИ-13/45М |
| Э09МХ | УОНИИ-13/45МХ, ЦУ-2МХ, ЦЛ-14 |
| Э09Х1М | ЦУ-2ХМ, ЦЛ-38, Н-3 |
| Э05Х2М | Н-10 |
| Э09Х2М1 | ЦЛ-55 |
| Э09Х1МФ | ЦЛ-20, Н-6 |
| Э10Х1М1НФБ | ЦЛ-36 |
| Э10Х3М1БФ | ЦЛ-26М |
| Э10Х5МФ | ЦЛ-17 |
|
|
|
Согласно ГОСТ 10052-75 «Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами. Типы» для сварки коррозионно-стойких, жаропрочных и жаростойких сталей предусмотрены 49 типов электродов.
Механические свойства металлов шва и наплавленного при дуговой сварке металлическими электродами для высоколегированных сталей указаны в таблице 3.5
Таблица 3.5
Механические свойства металла шва, наплавленного при дуговой сварке металлическими электродами для высоколегированных сталей
| Тип электрода | Временное сопротивление разрыву, МПа | Относительное удлинение , МПа
| Ударная вязкость, Дж/см2 |
| Э-12Х13 Э-06Х13Н Э-10Х17Т Э-12Х11НМФ Э-12Х11НВМФ Э-14Х11НВМФ Э-10Х16Н4Б Э‑08Х24Н6ТАФМ Э-04Х20Н9 Э-07Х20Н9 Э-02Х21Н10Г2 Э-06Х22Н9 Э‑08Х16Н8М2 Э-08Х17Н8М2 Э-06Х19Н11Г2М2 Э-02Х20Н14Г2М2 Э‑02Х19Н9Б Э-08Х19Н10Г2Б Э-08Х20Н9Г2Б Э-10Х17Н13С4 Э‑08Х19Н10Г2МБ Э-09Х19Н10Г2М2Б Э-08Х19Н9Ф2С2 Э-08Х19Н9Ф2Г2СМ Э-09Х16Н8ГЗМЗФ Э-09Х19Н11ГЗМ2Ф Э-07Х19Н11МЗГ2Ф Э‑08Х24Н12ГЗСТ Э-10Х25Н13Г2 Э-12Х24Н14С2 Э-10Х25Н13Г2Б Э‑10Х28Н12Г2 Э-0ЗХ15Н9АГ4 Э-10Х20Н9Г6С Э-28Х24Н16Г6 Э‑02Х19Н15Г4АМЗВ2 Э-02Х19Н18Г5АМЗ Э-11Х15Н25М6АГ2 Э‑09Х15Н25М6Г2Ф Э-27Х15Н35ВЗГ2Б2Т Э-04Х16Н35Г6М7Б Э‑06Х25Н40М7Г2 Э-08Н60Г7М7Т Э-08Х25Н60М10Г2 Э-02Х20Н60М16ВЗ Э‑04Х10Н60М24 Э-08Х14Н65М15В4Г2 Э-10Х20Н70Г2М2В Э‑10Х20Н70Г2М2Б2В | 590 640 640 690 740 740 980 690 540 540 540 640 540 540 490 540 540 540 540 590 590 590 590 590 640 570 540 540 540 590 590 640 590 540 590 640 590 590 640 640 590 590 440 640 690 590 540 - 640 | 16 14 - 15 14 12 8 15 30 30 30 20 30 30 25 25 30 24 22 15 24 22 25 22 28 22 25 25 25 24 25 15 30 25 25 30 30 30 30 20 25 30 20 24 15 15 20 - 25 | 49 49 - 49 49 39 39 49 98 98 98 - 98 98 88 98 118 78 78 39 69 69 78 78 59 49 78 88 88 59 69 49 118 88 98 118 118 98 98 49 78 118 98 118 69 - 98 - - |
Наиболее распространенные марки электродов для ручной дуговой сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами приведены в таблице 3.6
Таблица 3.6
Марки электродов для сварки высоколегированных сталей
| Тип электродов | Марка электродов |
| Э-12Х13 | УОНИИ/10Х13 |
| Э-06Х13Н | ЦЛ-41 |
| Э-10Х17Т | УОНИИ/10Х17 |
| Э-12Х11НМФ | КТИ-9 |
| Э-12Х11НВМФ | КТИ-10 |
| Э-14Х11НВМФ | ЦЛ-32 |
| Э-10Х16Н4Б | УОНИИ-13/ЭП-65 |
| Э‑08Х24Н6ТАФМ | 08Х25Н5ТМФ/48 |
| Э-04Х20Н9 | ОЗЛ-14 |
| Э-07Х20Н9 | ОЗЛ-8, ОЗЛ-14-1 |
| Э-02Х21Н10Г2 | ОЗЛ-22 |
| Э-06Х22Н9 | ЦЛ-33 |
| Э‑08Х16Н8М2 | ЦТ-26 |
| Э-08Х17Н8М2 | ЦТ-26-1 |
| Э-06Х19Н11Г2М2 | ЦЛ-4, НИАТ-1, ЭНТУ-3М |
| Э-02Х20Н14Г2М2 | ОЗЛ-20 |
| Э‑02Х19Н9Б | АНВ-13 |
| Э-08Х19Н10Г2Б | ЦТ-15, ЗИО-3 |
| Э-08Х20Н9Г2Б | ЦЛ-11, ЦТ-15-1, ОЗЛ-7 |
| Э-10Х17Н13С4 | ОЗЛ-3, ОЗЛ-29 |
| Э‑08Х19Н10Г2МБ | ЭА-898/21Б |
| Э-09Х19Н10Г2М2Б | ЭА-400/13, ЭА-902/14, СЛ-28 |
| Э-08Х19Н9Ф2С2 | ЭА-606/11, ГЛ-2 |
| Э-08Х19Н9Ф2Г2СМ | ЭА-606/10 |
| Э-09Х16Н8ГЗМЗФ | ЦТ-1 |
| Э-09Х19Н11ГЗМ2Ф | КТИ-5 |
| Э-07Х19Н11МЗГ2Ф | ЭА-400/10Т, ЦТ-7 |
| Э‑08Х24Н12ГЗСТ | М22 |
| Э-10Х25Н13Г2 | ЗИО-8, ЦЛ-25 |
| Э-12Х24Н14С2 | ОЗЛ-5, ЦТ-17 |
| Э-10Х25Н13Г2Б | ЦЛ-9 |
| Э-0ЗХ15Н9АГ4 | АНВ-24 |
| Э-10Х20Н9Г6С | ЭА-478/3, СЛ-16 |
| Э-28Х24Н16Г6 | ОЗЛ-9, ОЗЛ-9А |
| Э‑02Х19Н15Г4АМЗВ2 | АНВ-20 |
| Э-02Х19Н18Г5АМЗ | АНВ-17 |
| Э-11Х15Н25М6АГ2 | ЭА-395/9, ЦТ-10, НИАТ-5 |
| Э‑09Х15Н25М6Г2Ф | ЭА-981/15 |
| Э-27Х15Н35ВЗГ2Б2Т | КТИ-7 |
| Э-04Х16Н35Г6М7Б | ЭА-855/51 |
| Э‑06Х25Н40М7Г2 | АНЖР-2 |
| Э-08Н60Г7М7Т | ЦТ-36 |
| Э-08Х25Н60М10Г2 | АНЖР-1 |
| Э-02Х20Н60М16ВЗ | ОЗЛ-21 |
| Э‑04Х10Н60М24 | ИМЕТ-10 |
| Э-08Х14Н65М15В4Г2 | ЦТ-28 |
| Э-10Х20Н70Г2М2В | ОЗЛ-25 |
| Э‑10Х20Н70Г2М2Б2В | ОЗЛ-25Б |
