ЕЛЕКТРОДИ

Для ручного електродугового зварювання застосовують два типи електродів: неплавкі, плавкі.

Неплавкі електроди виготовляють у вигляді стрижнів з вольфраму, електротехнічного вугілля або синтетичного графіту. Переважно використовують плавкі електроди.

Плавкий електрод для ручного зварювання — це дротяний електропровідний стрижень з нанесеним на нього покриттям завтовшки 0,5...З мм. Один кінець стрижня завдовжки 20...ЗО мм залишають непокритим і використовують, щоб закріпити електрод у спеціальному тримачі. Через електродотримач до електроду підводять струм. Речовини покриття, а також стрижня, підсилюють іонізацію дугового проміжку, захищають рідкий метал від шкідливої дії середовища, дезоксидують і обмежено легують рідкий метал. Стрижні електродів діаметром 1,6...12 мм і довжиною 150...450 мм виготовляють зі спеціального зварювального дроту, який поділяють за хімічним складом на три групи:

— низьковуглецевий дріт марок Зв-08, Зв-05ГА, Зв-10Г2 та ін.;

— легований дріт марок Зв-08ГС, Зв-08Г2С, Зв-12ГС та ін.;

— високолегований дріт марок Зв-12Х13, Зв-10Х20Н15 та ін.

У позначенні марки дроту літери Зв означають зварювальний, а цифри після них — вміст вуглецю у сотих частках відсотка. Наступні літери й цифри після цих літер показують легуваль-ні елементи та їх відсотковий вміст. Наприклад, зварювальний дріт марки Зв-10Х20Н15 містить 0,10 % вуглецю, 20 % хрому, 15 % нікелю, решта — залізо. Літера А в кінці марки низьковуглецевого й легованого дроту свідчить про знижений вміст шкідливих домішок. Бажано, щоб хімічний склад електродного дроту був близький до хімічного складу зварюваного матеріалу. Якщо цього досягти важко, то речовини, яких в електроді не вистачає, необхідно внести в покриття.

До складу покрить входять іонізувальні, шлакоутворювальні, газоутворювальні, дезоксидувальні, легувальні та зв'язувальні речовини.

Іонізувальні речовини (мармур СаСО₃, поташ К₂СО₃, вуглекислий барій ВаСО₃), які містять у собі лужні й лужноземельні метали, підсилюють іонізацію дугового проміжку.

Шлакоутворювальні речовини (польовий шпат, мармур, марганцева руда, рутил ТЮ₂, кремнезем та ін.) під час горіння дуги розплавляються, утворюючи шлак, який захищає краплі металу електроду й поверхню зварювальної ванни від взаємодії з киснем і азотом повітря. Після зварювання поверхню шва механічно очищують від затверділого шлаку.

Газоутворювальні речовини (деревне борошно, електродна целюлоза, мармур, магнезит) розкладаючись, утворюють гази, які активно витісняють повітря із зони горіння дуги.

Дезоксидувальні речовини (феромарганець, феросиліцій, феротитан, алюміній) переходять з покриття у зварювальну ванну, відновлюють там оксиди заліза, утворюючи нерозчинні в

рідкому металі оксиди марганцю, кремнію, титану або алюмінію, які випливають на поверхню металу, переходячи в шлак.

Легувальні елементи (хром, молібден, ванадій, титан та ін. або їх феросплави) компенсують втрати електродного дроту і основного металу від вигорання, а нерідко змінюють хімічний склад, структуру та властивості зварного шва в потрібному напрямку.

Зв'язувальна речовина (переважно рідке натрієве скло) з'єднує між собою крупинки покрить і міцно утримує їх на поверхні електродного дроту.

Часто речовини, що входять до складу покрить, виконують кілька функцій. Зокрема мармур є водночас шлакоутворювальною, газоутворювальною та іонізувальною речовиною; феромарганець і феросиліцій — дезоксидувальною та легувальною речовинами; рідке скло — зв'язувальною, шлакоутворювальною та іонізувальною речовинами.

Залежно від механічних характеристик металу шва електроди поділяють на типи. Для зварювання вуглецевих і низьколегованих сталей використовують дев'ять типів електродів — Е38, Е42, Е42А, Е46, Е46А, Е50, Е50А, Е55 і Е60; для зварювання легованих конструкційних сталей підвищеної міцності — п'ять типів (Е70, Е85, Е100, Е125 і Е150). Як бачимо з наведеного переліку тип електроду позначають літерою Е (електрод) і цифрою, що відповідає гарантованій границі міцності в МПа х 10^-1. Літера А означає, що наплавлений метал має підвищені пластичні властивості (відносне видовження й ударну в'язкість).

За видом покриття розрізняють:

— електроди з рутиловим покриттям (Р);

— електроди з целюлозним покриттям (Ц);

— електроди з основним покриттям (О);

— електроди з кислим покриттям (К).

Рутилові покриття найпоширеніші [16] завдяки низькій токсичності, здатності забезпечувати стабільне горіння дуги ' міцні шви. Вони містять ТіО₂ як основну шлакоутворювальну речовину, а також в обмеженій кількості залізну й марганцгну РУДУ» феромарганець, кремнезем, карбонати й органічні речовини.

 

Сварка плавлением

 

Дуговая сварка

 

Источником теплоты является электрическая дуга, которая горит между электродом и заготовкой.

Сварочной дугой называется мощный электрический разряд между электродами, находящимися в среде ионизированных газов и паров.

В зависимости от материала и числа электродов, а также способа включения электродов и заготовки в цепь электрического тока различают следующие разновидности дуговой сварки (рис. 17.1):

· сварка неплавящимся (графитовым или вольфрамовым) электродом 1 дугой прямого действия 2 (рис. 17.1.а), при которой соединение выполняется путем расплавления только основного металла 3, либо с применением присадочного металла 4;

· сварка плавящимся электродом (металлическим) 1 дугой прямого действия с одновременным расплавлением основного металла и электрода, который пополняет сварочную ванну жидким металлом (рис. 17.1.б);

· сварка косвенной дугой 5, горящей между двумя, как правило, неплавящимися электродами, при этом основной металл нагревается и расплавляется теплотой столба дуги (рис. 17.1.в);

· сварка трехфазной дугой, при которой дуга горит между каждым электродом и основным металлом (рис. 17.1.г).

 

Рис. 17.1. Схемы дуговой сварки

 

Разновидности дуговой сварки различают по способу защиты дуги и расплавленного металла и степени механизации процесса.