Опис зварних матеріалів, загальні відомості про металевих (присадних) матеріалах - технологія і

Загальні відомості про металевих (присадних) матеріалах

Зварювання є одним з провідних технологічних процесів виготовлення металевих конструкцій.

У більшості випадків зварювання плавленням і при всіх наплавлювальних роботах в розплавляється основний метал вводиться додатковий, наплавляється; в результаті їх змішування утворюється зварювальна ванна. Кристалізація металу зварювальної ванни внаслідок припинення дії джерела тепла або його видалення при переміщенні призводить до утворення металу зварного шва або наплавлення. Введення додаткового металу здійснюється за допомогою розплавлення зварювальним джерелом тепла спеціальних зварювальних матеріалів. Вони можуть вводитися в зварювальне простір як енергетично пов'язаними з джерелом тепла (дугова зварка плавиться і електрошлакове зварювання струмоведучих електродом), так і автономно, безпосередньо не пов'язаними з джерелами тепла (газове зварювання, зварювання неплавким електродом).

При дугового зварювання застосовують не плавляться і плавляться електроди.

Плавляться електроди виготовляють з вольфраму і його сплавів.

Для плавляться, найбільш поширеним матеріалом є холоднотянута калібрована дріт діаметром 0,3-12 мм, а також гарячекатана або порошковий дріт, електродні стрічки та пластини.

Класифікація зварювальних матеріалів в зв'язку з їх великою різноманітністю надзвичайно ускладнена і до теперішнього часу не розроблена. Ось основні види плавких металевих зварювальних матеріалів:

Штучні електроди для дугового зварювання

Пластинчасті і пластини-дротові електроди для електрошлакового зварювання

Плавляться присадочні (додаткові) матеріали суцільного перетину

Плавляться присадочні матеріали трубчастого несплошного перетину і порошки

Присадні катані, волочіння, литі стрижні і дріт

Трубчасті (порошкові) електродні дроту

Наплавлювальні катані, простягнуті дроту

Наплавлювальні трубчасті (порошкові) дроту

Наплавлювальні порошкові стрічки.

Не менш велике і якісне різноманітність зварювальних матеріалів різного призначення. Так, однією тільки сталевий електродного дроту, централізовано поставляється металургійною промисловістю по ГОСТу 2246--60, є близько 60 різних складів при різному сортаменті за розмірами. Кожен періодичний перегляд цього ГОСТу збільшує кількість включених в нього марок. Крім того, електродні та присадочні матеріали поставляються і по іншим ГОСТам: наприклад, близько десяти марок зварювального дроту з алюмінію і його сплавів, дві марки чавунних присадних матеріалів і ін. З огляду на присадочні (електродні) матеріали, споживані зварювальним виробництвом по різним відомчим ТУ та іншим технічним документам, загальна кількість таких матеріалів по маркам перевищує 100.

Плавляться зварювальні дроту, стрижні і пластини

При зварюванні під флюсом і в захисних газах і при електрошлакового зварювання застосовується дріт без покриття - гола електродний дріт.

Сталеву зварювальну дріт виготовляють по ГОСТ 2246-70 *. Зварювальний дріт розділяється на низкоуглеродистую, легированную і високолеговану. Всього випускається 77 марок дроту. Шляхом відповідного вибору складу плавиться електрода можна змінювати склад металу шва - легувати його потрібними елементами. Зазвичай склад зварювального дроту береться близьким до складу зварюваного металу.

Дріт для виготовлення електродів для зварювання. алюмінію і його сплавів маркується: АТ, А1, АТ, АД1. АЛц, Амг і т. Д. Де цифра показує загальну кількість домішок (ГОСТ 7871--75). Випускається також сталева, наплавочная дріт по ГОСТ 10543--82.

Для зварювання міді і її сплавів застосовують електроди зі стрижнями з мідного дроту M1 і М2, бронзи Бр КМЦЗ-1 і ін. Мідь маркується літерою М, бронзи - буквами Бр.

Позначення зварювального дроту складається:

1. Вказується діаметр дроту в міліметрах.

2. Далі слід індекс «Св» - зварювальний.

4. Позначення легуючих елементів в дроті і їх кількість прийняті такими ж, як і для марок сталей.

Наприклад, умовне позначення дроту діаметром 2 мм з низьковуглецевої кремнемарганцевой стали, що містить 1,4-1,7% Mn і 0,60-0,85% Si - 2СВ-08ГС.

По виду поверхні низьковуглецевий і легована дріт підрозділяється на неомедненного і обміднений.

Дріт поставляють споживачеві в мотках, а так само в касетах, масою від 15 - 80 кг. На кожній бухті кріплять металеву бирку із зазначенням заводу-виготовлювача, умовного позначення дроту, номера партії і клейма технічного контролю.

Для зварювання вручну дріт робиться на стрижні довжиною 350-400 мм.

Плавляться електродні пластини застосовують при електрошлакового зварювання. Це дозволяє збільшити продуктивність процесу.

При ручного дугового зварювання електродом, що плавиться зварювання виробляється металевим електродним стрижнем, на поверхню якого шляхом занурення в рідку масу або шляхом опресування під тиском наноситься спеціальне електродне покриття певного складу і товщини. Електродний стержень з нанесеним на його поверхню шаром покриття називають електродом.

За призначенням металеві електроди для ручного дугового зварювання сталей і наплавлення поверхневих шарів з особливими властивостями, виготовлені способом опресування, підрозділяються (ГОСТ 9466--75):

-для зварювання вуглецевих і низьколегованих сталей з тимчасовим опором розриву до 60 кгс / мм2 (600 МПа), з умовним позначенням - У;

-для зварювання легованих сталей з тимчасовим опором розриву понад 60 кгс / мм2 (600 МПа) - Л;

-для зварювання легованих теплостійких сталей - Т;

-для зварювання високолегованих сталей з особливими властивостями - В;

-для наплавлення поверхневих шарів з особливими властивостями - Н.

По виду покриття електроди поділяються:

з кислим покриттям А, з основним покриттям - Б, з целюлозним покриттям - Ц, з рутиловим покриттям - Р, з покриттям змішаного виду - з подвійним позначенням, з іншими видами покриттів - П. Електродні покриття складаються з шлакоутворюючих, газообразующих, розкислюючих, легуючих, стабілізуючих і сполучних (клеять) компонентів.

Залежно від того, в якому просторовому положенні виконується зварювання, електроди підрозділяються:

для зварювання у всіх положеннях з умовним позначенням 1;

для зварювання у всіх положеннях, окрім вертикального зверху вниз, - 2; для положень нижнього, горизонтального на вертикальній площині і вертикального знизу вгору 3; для нижнього і нижнього «у човник» - 4.

Електроди підрозділяються по роду і полярності струму, а також по номінальній напрузі холостого ходу джерела живлення зварювальної дуги змінного струму.

Підрозділ електродів за типами виконано в ГОСТ 9467-75, 10051-75 і 10052-75. За ГОСТ 9467-75 передбачено 9 типів електродів для зварювання вуглецевих і низьколегованих сталей (Е38, Е42, Е42А, Е46, Е46А, 350, Е50А, Е55 і Е60), 5 типів електродів для зварювання легованих сталей підвищеної та високої міцності (ЦЕ, Е85 , Е100, Е125 і Е150) і 9 типів електродів для зварювання легованих теплостійких сталей (Е-09М, Е-09МХ, Е-09Х1М, Е-05Х2М, Е-09Х2М1, Е-09Х1МФ, Е-10Х1М1НФБ, Е-10ХЗМ1БФ, Е -10Х5МФ). Позначають електроди для зварювання вуглецевих і легованих сталей по ГОСТ 9466--75. Наприклад, електроди типу Е46А по ГОСТ 9467--75 марки УОНИ-13/45 діаметром 3,0 мм для зварювання вуглецевих і низьколегованих сталей позначаються так:

Е43 2 (5) -Б10 Г0СТ 9466-75

Електроди для дугового наплавлення регламентуються ГОСТ 10051--75 (типи електродів, які характеризуються хімічним складом наплавленого металу і його твердістю).

Основними вимогами для всіх типів електродів є: забезпечення стабільного горіння дуги і гарного формування шва; отримання металу зварного шва заданого хімічного складу; спокійне і рівномірне розплавлення електродного стрижня і покриття; мінімальне розбризкування електродного металу і висока продуктивність зварювання; легка віддільність шлаку і достатня міцність покриттів; збереження фізико-хімічних і технологічних властивостей електродів протягом певного проміжку часу; мінімальна токсичність при виготовленні і при зварюванні.

У кількість марок штучних плавких електродів, що застосовуються для зварювальних і наплавочних робіт, становить кілька сотень. Приблизно така ж кількість марок електродів застосовується і в інших країнах. З цієї кількості марок близько десяти є широко вживаними для виготовлення конструкцій зі звичайних сталей, що становлять за обсягом виробництва - 90%. Інші марки, використовувані окремими невеликими або середніми партіями, застосовуються для специфічних зварювальних і наплавочних робіт. До них відносяться електроди для зварювання середньолегованих і особливо високолегованих сталей, що забезпечують отримання спеціальних фізичних властивостей металу швів, електроди для зварювання різних кольорових металів і сплавів, наплавочні і ін. Саме ця група електродів в міру розвитку виробництва зварних конструкцій піддається найбільш інтенсивним дослідженням, так як знаходить надзвичайно різноманітне застосування. Ряд марок з часом втрачає свою актуальність, розробляються і застосовуються нові марки, як замінюють старі, так і вирішальні нові завдання.

Багато зварювальні матеріали розробляються і виготовляються самими споживачами. Хоча їх спільне використання в зварювальному виробництві кількісно невелика, вплив їх правильного вибору на якість і експлуатаційні характеристики різних зварних конструкцій може бути вирішальним. Тому процес розробки нових зварювальних матеріалів надзвичайно важливий, і багато працівників зварювального виробництва, що працюють в різних науково-дослідних установах, заводських лабораторіях та інших організаціях, пов'язані з їх створенням і виробництвом.

Розробка нових зварювальних матеріалів в основному базується на проведенні експериментальних досліджень, іноді дуже трудомістких і дорогих. Це визначається наявністю досить різноманітних факторів, які необхідно враховувати при розробці нових матеріалів: вартість матеріалів, технологічність їх виготовленні і застосування, забезпечення певних заданих властивостей зварних або паяних з'єднань при різних способах виготовлення конструкцій, дефіцитність вихідних матеріалів, особливості їх поставки і ряд інших.