Технология конструкционных материалов: Учебное пособие по дисциплине «Технологические процессы машиностроительного производства», страница 63

12.3.  РЕЖИМЫ И ТЕХНОЛОГИЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ

ПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ

Дуговая сварка плавящимся электродом получила в промышленном производстве и ремонте самое широкое применение. Она применяется при изготовлении воздушных цилиндров, корпусов домкратов, сварке тормозных барабанов, колпаков, ресиверов и т. п.

Сварка выполняется вручную стальными электродами. Стальные электроды для ручной дуговой сварки изготовляют длиной 350—450 мм из присадочной проволоки диаметром 0,3—12 мм. Значение диаметра электрода в зависимости от толщины свариваемых металлов приведено в табл. 9. Ручная сварка чаще всего выполняется электродами диаметром 3 — 6 мм при напряжении 18 — 22 В и сварочном токе 200 — 350 А. Так как при ручной сварке вылет электрода большой, то при больших значениях тока электрод сильно разогревается и преждевременно расплавляется. Это приводит  к перегреву металла шва.

Таблица 9

Зависимость диаметра электрода от толщины свариваемого металла

 (стыковые швы)

С целью повышения устойчивости горения дуги на переменном токе, защиты нагретого металла от кислорода и азота окружающего воздуха, раскисления и легирования металла шва на стержни плавящихся электродов наносят покрытия. На стальных электродах различают тонкие и толстые покрытия.

Тонкие покрытия имеют толщину 0,1 —0,25 мм в зависимости от диаметра электродной проволоки. Эти покрытия изготовляются из тонко измельченных порошкообразных солей окислов щелочных и щелочно-земельных металлов, легко ионизирующихся под действием сварочной дуги. Наиболее распространенным ионизирующимся веществом является мел. Связующим служит водный раствор натриевого жидкого стекла. Электроды с тонким покрытием обеспечивают ионизацию дугового промежутка и устойчивое горение дуги, но тонкое покрытие не защищает расплавленный металл от окружающего воздуха, не раскисляет металл шва и не восполняет в нем угар легирующих элементов. Поэтому электроды с тонким покрытием применяют только при сварке малоответственных конструкций.

Толстые покрытия имеют толщину до 2 мм и более. В их состав, кроме ионизирующихся веществ, вводят шлакообразующие и газообразующие вещества, раскислители и легирующие добавки.

К шлакообразующим веществам относятся: марганцевая руда, мел, мрамор, кварцевый песок, каолин, титановый концентрат и другие минеральные вещества. Под действием тепла дуги эти вещества расплавляются и образуют шлак, растекающийся по поверхности расплавленного металла и защищающий его от воздействия кислорода и азота окружающего воздуха. Шлак замедляет остывание металла шва, что способствует выходу газов и неметаллических включений из расплавленного металла и снижает термические напряжения при охлаждении.

Газообразующие: целлюлоза, крахмал, декстрин, мука, древесные опилки и другие органические вещества, а также минеральные вещества — карбонаты кальция, бария и другие, сгорая или диссоциируя под действием тепла дуги, образуют газы, оттесняющие окружающий воздух от зоны сварки.

Для раскисления образующейся в расплавленном металле шва закиси железа в состав покрытий вводят ферросилиций и ферромарганец, а для восполнения угара легирующих элементов — ферросплавы соответствующих веществ.

Толстые покрытия изготовляются из тонко измельченных компонентов. Связкой в этих покрытиях служит жидкое стекло. Электроды с покрытиями, содержащими легирующие элементы, называют качественными. Их применяют для сварки наиболее ответственных конструкций.

Стальные электроды с толстыми покрытиями стандартизованы и выпускаются промышленностью из различных марок присадочной проволоки с разнообразными составами покрытий, предназначенными для сварки конкретных марок конструкционных, легированных и специальных сталей. Они подразделяются на четыре класса: