Материал: Технологические основы современных способов сварки. учебное пособие. Пешков В.В., Коломенский А.Б

тов за счет применения сварочной проволоки с пониженным содержанием указанных элементов, а также выбором соответствующей технологии сварки (последовательность выполнения швов, обеспечение благоприятной формы провара).

Сварка покрытыми электродами. Покрытые электроды для ручной дуговой сварки по ГОСТ 9466-75 «Электроды, покрытые металлические для ручной дуговой сварки и наплавки. Классификация, размеры и общие технические требования» изготавливают диаметром от 1,6 до 12 мм и длиной от 250 до 450 мм, однако основной объём работ выполняется электродами диаметром 3-6 мм.

Стержни электродов изготавливают из сварочной проволоки, выпускаемой по ГОСТ 2246-70. В состав покрытия электродов входят следующие компоненты.

Ионизирующие и стабилизирующие – это соединения, содержащие ионы щелочных металлов с низким потенциалом ионизации (Na2CO3, K2CO3, CaCO3, NaF, то есть поташ, мел, мрамор, полевой шпат и т.п.)

Газообразующие компоненты − вещества, разлагающиеся с выделением большого объёма газа – мрамор, мел или органические вещества: декстрин, крахмал, целлюлоза, которые при нагреве ещё до расплавления металла в результате разложения и окисления дают много газообразных продуктов: СО2,

СО, Н2, О2.

Образующееся значительное количество газов обеспечивает хорошую защиту от атмосферы воздуха и, в частности, от азота. В то же время эта газовая среда является сама окислительной по отношению к железу и легирующим элементам.

Шлакообразующие компоненты – минералы: полевой шпат; мрамор, мел; глинозём; флюорит; кварцевый песок; иногда гематит; марганцевая руда, титановый концентрат. При сплавлении компоненты образуют шлаки различного состава и основности.

Раскислители и легирующие компоненты – кремний,

296

марганец, титан и др., используемые в виде порошков сплавов этих элементов с железом (так называемых ферросплавов), быстро растворяющихся в жидкой стали. Алюминий в покрытие вводят в виде порошка – пудры.

Некоторые компоненты могут выполнять несколько функций одновременно, например, мел, который, разлагаясь, выделяет много газа (CO2), оксид кальция идёт на образование шлака, а пары кальция имеют низкий потенциал ионизации и стабилизируют дуговой разряд, CO2 служит газовой защитой.

Режимы сварки выбирают в зависимости от толщины металла, типа сварного соединения и пространственного положения шва.

При сварке, например корневых швов, в разделке на металле толщиной 10 мм и более используют электроды диаметром 3-4 мм. Рекомендуемые для данной марки электрода значения сварочного тока, его род и полярность выбирают согласно паспорту электрода. Ориентировочные режимы многослойной ручной дуговой сварки стыковых соединений приведены в табл. 3.24.

Таблица 3.24 Режимы многослойной ручной дуговой сварки стыковых

соединений низколегированных сталей

Сварка под флюсом. Автоматическую сварку обычно выполняют электродной проволокой диаметром 3-5 мм, полуавтоматическую – проволокой 0,8-2 мм. Равнопрочность соединения достигается за счет подбора соответствующих составов флюсов, электродных проволок и выбора режима сварки.

При сварке низколегированных сталей обычно применя-

ют флюсы марок АН-348-А (SiO2 - 42%; MnO –36,5%; CaF2 – 6,5%; MgO – 7%; CaO до 6,5%; Al2O3 до 4,5%; Fe2O3 – до 2,0%,

297

Р – до 0,12% и S до 0,15%), ОСЦ-45 и электродные проволоки марок Св-08ГА, Св-10ГА, Св-10Г2. Легирование металла шва марганцем за счет проволок и кремнием за счет провара основного металла при подборе соответствующего термического цикла (погонной энергии) позволяет получать металл шва с требуемыми механическими свойствами. Ориентировочные режимы сварки приведены в табл. 3.25.

Таблица 3.25 Ориентировочные режимы сварки под флюсом низколе-

гированных сталей

Примечание. Ток постоянный обратной полярности.

Для низколегированных термоупрочненных сталей с целью предупреждения разупрочнения шва в зоне термического влияния следует использовать режимы с малой погонной энергией, а для нетермоупрочненных – наоборот, с повышенной, при этом многослойные швы на толстом металле рекомендуется выполнять двумя дугами, а при сварке одной дугой перед наложением первого слоя производить подогрев основного ме-

талла до температуры 150-200°С.

Металл швов, сваренных под флюсом, благодаря значительной доле участия основного металла и достаточному содержанию легирующих элементов обладает более высокой стойкостью против коррозии, чем металл швов, сваренных по-

298

крытыми электродами обычного состава.

Сварка в защитных газах. При сварке низколегированных сталей широко применяется сварка в углекислом газе или в смеси углекислого газа с кислородом (до 30%) и аргоном (до 80%). Добавка кислорода позволяет уменьшить концентрацию легирующих элементов в металле шва, что иногда целесообразно для повышения пластичности. Помимо этого кислород, связывая водород, уменьшает вероятность образования пор.

Добавка в углекислый газ аргона изменяет технологические свойства дуги (глубину проплавления, форму шва) и позволяет регулировать концентрацию легирующих элементов в металле шва.

Аргон и гелий в «чистом» виде в качестве защитных газов применяют редко – только при сварке конструкций ответственного назначения.

При автоматической и полуавтоматической сварке обычно используют электродную проволоку диаметром 1,2-3,0 мм марок Св-08ГС, Св-08Г2С, Св-12ГС, Св-08ХГ2С и др.

Увеличение напряжения дуги может повышать угар легирующих элементов и приводить к снижению механических свойств шва. Сварка на повышенных силах тока приводит к получению металла шва с пониженными показателями пластичности и ударной вязкости, что объясняется повышенными скоростями охлаждения.

Ориентировочные режимы сварки в СО2 приведены в табл. 3.26. Свойства металла шва, выполненного на этих режимах, соответствуют свойствам металла шва, выполненного электродами типа Э50А.

Применение омеднённой проволоки во многом позволяет повысить устойчивость горения дуги и улучшить качество сварного соединения.

Электрошлаковую сварку (ЭШС) применяют при изго-

товлении конструкций из толстолистовых сталей. При сварке используют флюсы АН-8, ФЦ-7 и др. В зависимости от сост а-

299

ва стали используют следующие проволоки: Св-10Г2, Св08ГС, Св-08ХГ2СМА и др.

Таблица 3.26 Ориентировочные режимы сварки низколегированных

сталей в среде СО2

*электрод проволочный.

Контактная сварка. Низколегированные стали характеризуются хорошей свариваемостью при использовании контактной сварки. Требования к подготовке свариваемых поверхностей значительно ниже, чем при сварке алюминиевых и титановых сплавов.

Так, холоднокатаную сталь даже не подвергают дополни-

300