Svařovací elektrody

Obsah článku



Od vynálezu první účinné svařovací elektrody uplynulo více než sto let, vytvořené a patentované Švédem O. Kelbergem v roce 1911. Při pohledu zpět na desetiletí, která uplynula od této události, lze jednoznačně prohlásit, že vynález svařovací elektrody se stal skutečnou událostí celosvětového významu..

Jak elektrody fungují

Pro lepší svařování kovů a slitin je nutné pro každou z nich vybrat konkrétní značku svařovacích elektrod. A aby nedošlo k záměně při výběru, musíte vědět, jaké typy elektrod existují, jak rozpoznat jejich označení a oblasti použití – odpovědi jsou v tomto článku.

Účel elektrody, její vlastnosti

Elektroda je důležitým článkem v technologii svařování elektrickým obloukem – je určena k napájení elektrického proudu pro svařovací objekt. Dnes existuje mnoho typů a značek svařovacích elektrod, které mají svou vlastní úzkou specializaci..

Elektrody musí splňovat následující podmínky:

  • dodávka konstantního hořícího oblouku, vytvoření vysoce kvalitního švu;
  • kov ve svaru musí mít určité chemické složení;
  • elektrodová tyč a její povlak rovnoměrně tají;
  • svařování s vysokou produktivitou s nejmenším rozstřikem elektrodového kovu;
  • struska získaná během svařování je snadno oddělitelná;
  • zachování technologických a fyzikálně-chemických vlastností během určitého období (během skladování);
  • nízká toxicita během výroby a během svařování.

Jak elektrody fungují

Pro jejich výrobu se používají svařovací dráty nebo kovové tyče přenášející elektrický proud, jejichž chemické složení určuje kvalitu elektrod. Elektrody mohou sestávat pouze z kovové tyče (drátu) – takové svařovací elektrody se nazývají nepotažené. Pokud je elektrodová tyč potažena speciální směsí určenou ke zlepšení kvality svařování, nazývají se elektrody potažené. Používá se několik typů povlaků: kyselý, bazický, rutilní, celulózový a smíšený.

Jak elektrody fungují

Podle svého účelu je povlak rozdělen na dva typy: ochrannou (silně potažené elektrody) a ionizující (tenko potažené elektrody). Pro lepší pochopení rozdílu mezi těmito typy povlaků je třeba poznamenat, že kvalita svařování elektrodami s ionizujícím povlakem je horší než svařování elektrodami s ochranným povlakem – první typ povlaku není schopen chránit svar před nitridací a oxidací..

Jak souvisí typ elektrodového povlaku s jejich svařovacími a technologickými vlastnostmi?

Schopnost svařovat v jakékoli poloze, výkon elektrického svařování, požadovaný svařovací proud, tendence k tvorbě pórů, jakož i (v některých případech) tendence tvořit trhliny ve svaru a obsah vodíku v ukládaném kovu – všechny tyto faktory přímo závisí na typu povlaku svařovacích elektrod..

Kyselý povlak sestává z oxidů křemíku, manganu a železa. Kyselinou potažené elektrody (SM-5, ANO-1) jsou podle vlastností svařovaného spoje a svařovaného kovu typy E38 a E42. Při svařování elektrodami s kyselým povlakem kovů pokrytých rzí nebo okují se póry netvoří (stejné – při prodloužení oblouku). Svařovací proud pro takové elektrody může být střídavý nebo konstantní. Negativní faktor při svařování s kyselinami potaženými elektrodami je vysoká tendence ke vzniku horkých trhlin ve svařovaném kovu..

Hlavní povlak elektrod (UONII-13, DSC-50) je tvořen fluoridovými sloučeninami a uhličitany. Chemické složení kovu řízené těmito elektrodami je totožné s chemickým složením tiché oceli. Nízký obsah inkluzí nekovů, plynů a škodlivých nečistot poskytuje svarovému kovu vysokou rázovou houževnatost (při normálních a nízkých teplotách) a tažnost, vyznačuje se zvýšenou odolností vůči horkým trhlinám. Elektrody se základním povlakem patří podle jejich charakteristik k typům E42A a E46A, E50A a E60.

Elektrody se základním povlakem jsou však ve svých technologických charakteristikách nižší než některé typy elektrod kvůli jejich nevýhodám – v případě navlhčení povlaku a prodloužení oblouku při práci s nimi je citlivost na tvorbu pórů ve svařovaném kovu vysoká. Svařování s takovými elektrodami se provádí pod stejnosměrným proudem s obrácenou polaritou, elektrody vyžadují kalcinaci před zahájením svařování (při t 250–420 ° C).

Rutilně potažené elektrody

Rutilem potažené elektrody (MP-3, ANO-3, ANO-4, OZS-4) obcházejí všechny ostatní typy elektrod v řadě technologických kvalit. Při svařování střídavým proudem je obloukové spalování takových elektrod silné a stabilní, s minimálním kovovým rozstřikem – vytváří se vysoce kvalitní šev a strusková struska se snadno odděluje. Změna délky oblouku, svařování mokrého nebo rezavého kovu, svařování na povrchu oxidy – to vše má malý vliv na tvorbu pórů rutilních elektrod.

Svarový kov, který tvoří, má však také negativní vlastnosti – sníženou rázovou houževnatost a plasticitu způsobenou inkluzemi oxidu křemičitého.

Organické složky ve velkém množství (až 50%) tvoří celulózový typ elektrodového povlaku (VSC-1, VSC-2, OMA-2). Kov ukládaný jimi je totožný s klidnou nebo polo-klidnou ocelí (v chemickém složení). Podle jejich charakteristik patří elektrody s celulózovým povlakem k typům E50, E46 a E42.

Jednostranné svařování celulózovými elektrodami podle hmotnosti vám umožní získat rovnoměrnou perličku zpětného švu, můžete také svařovat svislé švy – metodou shora dolů. Kovový šev získaný svařováním celulózovými elektrodami má však vysoký obsah vodíku, což je velký mínus.

Smíšený povlak umožňuje kombinovat kvalitativní charakteristiky různých typů povlaků elektrod. Smíšené povlaky jsou kyselé rutilové, rutil-celulóza, rutil-základní atd..

Typ obálky Značení podle GOST 9466-75 Mezinárodní značka ISO Značení podle staré GOST 9467-60
kyselý A A P (ruda)
hlavní B V F (fluorid vápenatý)
rutile P R T (rutil (titan))
celulózový C Z Oh (organické)
smíšené typy povlaků
kyselý rutil AR AR
rutilní základní RB RC
smíšené jiné P S
rutil se železným práškem RJ RR

Spotřební a nespotřebitelné elektrody – jaký je rozdíl mezi nimi

Kovová tyč spotřebovatelných elektrod se používá při svařování jako formovací materiál pro šev, materiálem pro takové elektrody je ocel nebo měď. Nepotřebné elektrody jsou vyráběny z uhlí nebo wolframu – jejich účelem je dodávat elektrický proud do místa svařování a pro upevnění svařovaných prvků (primárně spojených jejich vlastním kovem) se používá plnicí drát nebo tyč. Materiálem pro výrobu uhlíkových elektrod je speciální elektrotechnické amorfní uhlí, které získává vzhled tyčí zaobleného průřezu. Uhlíkové elektrody se používají ve dvou případech: k získání čistých svarů z estetického hlediska – je-li vzhled konečného výrobku obzvláště důležitý; lze je použít k řezání extra silného kovu (řezání vzduchovým obloukem).

Délka elektrody závisí na jejím průměru:

Průměr elektrody, mm Délka elektrody, mm Průměr elektrody, mm Délka elektrody, mm
legované nebo uhlíkové velmi dopovaný legované nebo uhlíkové velmi dopovaný
1.6 220
250
150
200
4.0 350
450
350
2,0 250 200
250
5.0
6.0
8,0
10,0
12,0
450 350
450
2.5 250
300
250
3.0 300
350
300
350

Elektrody jsou označeny podle následujícího schématu:

Značení elektrod

1. hodnota odpovídá typu elektrody;
2. – značka elektrody;
3. – průměr (mm);
4. – popisuje účel elektrod;
5. – tloušťka vrstvy;
6. – index informující o charakteristikách svařovaného kovu a uloženého kovu (GOST 9467-75, GOST 10051-75 nebo GOST 10052-75);
7. typ pokrytí;
8. – typy prostorových poloh povrchových nebo svařovacích, přípustné pro tyto elektrody;
9. – polarita a typ proudu, jmenovité napětí pro zdroj střídavého proudu bez zátěže.

Předpokladem pro strukturu značení elektrod je označení technických požadavků (GOST), podle kterých byly tyto elektrody provedeny (podle podmínek GOST 9466-75, TU 14-4-644-65, TU 14-4-321-73, TU 14-4 -831-77, TU 32-TsTVR-611-88).

Příklad označení elektrody:

E46A – UONI – 13/45 – 3,0 – UD2 GOST 9466-75, GOST 9467-75
E432 (5) – B10

Navrhovaný příklad obsahuje označení elektrod typu E46A, podrobněji zvažte jeho význam.

Označení oddělovače:

  • E – elektroda určená pro obloukové svařování;
  • 46 – zaručená minimální mez pevnosti v tahu (podle GOST 9467-75);
  • A – elektrody vylepšeného typu;
  • U – elektrody jsou použitelné pro svařování konstrukčních ocelí (uhlíkových a nízkolegovaných) s mezí pevnosti v tahu do 600 MPa;
  • D2 – tloušťka povlaku odpovídá 2. skupině;

Označení jmenovatele:

  • 43 2 (5) – vlastnosti švu a svarového kovu;
  • B – podle výše uvedené tabulky typů povlaků odpovídá hlavnímu typu;
  • 1 – prostorová poloha přípustná během svařování;
  • 0 – stejnosměrný proud s obrácenou polaritou.

Při označování elektrod použitelných pro svařování konstrukčních ocelí (uhlíkových a nízkolegovaných) s mezí pevnosti v tahu do 600 MPa se pomlčka za písmenem „E“ (ve jmenovateli) neuvádí.

Podle GOST 9466-75 jsou kovové elektrody vyrobené metodou krimpování pro ruční obloukové svařování ocelí a navařování vnějších (povrchových) vrstev se zvláštními vlastnostmi označeny odpovídajícím písmenem a jsou rozděleny do tříd:

  • pro svařování uhlíkových a nízkolegovaných ocelí (s maximální pevností v tahu do 600 MPa) – označení „U“;
  • pro svařování legovaných ocelí (maximální pevnost nad 600 MPa) – označení „L“;
  • pro svařování legovaných ocelí s vysokou tepelnou odolností – označení „T“;
  • pro svařování vysoce legovaných ocelí se speciálními vlastnostmi – označení „B“;
  • pro povrchové úpravy povrchových vrstev se speciálními vlastnostmi – označení „H“.

Elektrody určené pro svařování vysoce legovaných ocelí se dělí do tříd v závislosti na chemickém složení a mechanických vlastnostech ukládaného kovu: existuje 49 typů těchto elektrod (podle GOST 10052-75), označených indexem „E“, za nimiž následují čísla a písmena. Čísla za indexem (dvě) informují o obsahu uhlíku (průměr v stotinách procenta) v uloženém kovu. Uvádějí se následující písmena označení chemických prvků (na označení nejsou uvozovky): dusík – „A“, niob – „B“, wolfram – „B“, mangan – „G“, měď – „D“, molybden – „M“, nikl – „N“, titan – „T“, vanad – „F“ a chrom – „X“. Pokud je průměrný obsah chemických prvků v uloženém kovu menší než 1,5%, čísla za písmenem nejsou stanovena.

Možné prostorové polohy během svařování jsou uvedeny takto:

  • pokud je pro tento typ elektrod přípustné svařování ve všech polohách – „1“;
  • všechny polohy, s výjimkou svařování v poloze shora dolů – „2“;
  • pouze pro vodorovnou polohu v rovině svisle, pro svislou polohu zdola nahoru a pro spodní polohu – „3“;
  • pouze pro dolní polohu a nižší v lodi – „4“.

Elektrody jsou rozděleny do několika skupin

Skupina elektrod pro svařovací práce s uhlíkovými a nízkolegovanými ocelemi

Elektrody zařazené do této skupiny se používají pro svařování uhlíkových ocelí (obsah uhlíku do 0,25%) a nízkolegovaných ocelí s mezí pevnosti v tahu nejvýše 590 MPa. Tato skupina elektrod je spojena následujícími vlastnostmi svařovaného spoje a mechanickými charakteristikami svařovaného kovu: rázová houževnatost a prodloužení, úhel ohybu a konečná pevnost v tahu.

Tyto vlastnosti elektrod určují jejich klasifikaci v rámci skupiny (při značení čísla za písmenem „E“ informují o nejmenší mezní pevnosti v tahu svařovaného spoje nebo svařovaného kovu v kgf / mm2):

  • svařované práce na ocelích s mezí pevnosti v tahu nižší než 490 MPa (E38, E42, E46 a E50);
  • svařované práce na ocelích s vysokými požadavky na rázovou houževnatost a relativní prodloužení svarového kovu (E42A, E46A a E50A);
  • svařované práce na ocelích s mezí pevnosti v tahu vyšší než 490 MPa, ale ne vyšší než 590 MPa (E55 a E60).

Skupina elektrod pro svařování vysoce legovanými ocelemi a slitinami

V rámci skupiny se elektrody, jejichž účelem je svařovat slitiny na bázi niklu a železa a niklu, jakož i vysoce legované oceli, dělí na:

  • určené pro svařování žáruvzdorných ocelí a slitin;
  • určené pro svařování ocelí a slitin odolných vůči korozi.

Podle podmínek GOST 10052-75 jsou elektrody určené pro svařování vysoce legovaných ocelí a slitin s odolností proti korozi, tepelným odporem a tepelným odporem klasifikovány podle mechanických vlastností svarového kovu a chemického složení uloženého kovu do 49 typů. U většiny průmyslových elektrod jsou vlastnosti svarového kovu stanoveny specifikacemi výrobce..

Elektrody pro svařování vysoce legovaných slitin a ocelí

Elektrody určené pro svařování vysoce legovaných slitin a ocelí mají významné rozdíly ve vlastnostech uloženého kovu a chemického složení od charakteristik a složení kovů, které jsou jimi svařovány. Pro nejlepší výběr je nutné dosáhnout základních provozních parametrů svařovaných spojů (odolnost vůči korozi a mechanické vlastnosti, tepelná odolnost a tepelná odolnost) a odolnost svařovaného kovu vůči praskání..

Svařování vysoce legovaných ocelí a slitin se provádí elektrodami s rutilovými, základními a rutilními typy povlaků. Takové elektrody mají vysokou rychlost tavení a rychlost depozice díky tyčím vyrobeným z vysoce legovaných slitin a ocelí ve srovnání s elektrodami navrženými pro svařování nízkolegovaných, legovaných a uhlíkových ocelí – věc je taková, že elektrody pro svařování vysoce legovaných slitin a ocelí mají vysoký elektrický odpor a nízká tepelná vodivost. Stejné vlastnosti vyžadují svařování pod svařovacím proudem se sníženými hodnotami a zkrácení délky elektrod, svařování samotné se provádí hlavně při stejnosměrném proudu s obrácenou polaritou..

Skupina elektrod pro svařovací práce na legovaných konstrukčních ocelích (vysoká a vysoká pevnost)

Elektrody této skupiny se používají pro svařování s mezí pevnosti v tahu vyšší než 590 MPa. Svařování těchto druhů oceli se provádí dvěma způsoby: po svařování jsou švy podrobeny tepelnému zpracování nebo neprováděny..

Tepelné zpracování svařovaných švů umožňuje získat svařované spoje stejné pevnosti. Pro svařování těchto typů ocelí (E70, E85, E100, E125 a E150) existuje pět typů elektrod (podle GOST 9467-75). Podle GOST nemůže uložený kov obsahovat více než 0,030% síry a 0,035% fosforu..

Důležitá poznámka: před provedením svařovacích prací na strukturách, jejichž práce předpokládá přítomnost extrémních podmínek, je třeba věnovat zvýšenou pozornost chemickému složení elektrody a kovu, který bude svařen (chemické složení lze určit pomocí regulační dokumentace nebo použít obecná data z úplného označení elektrod).

V případě, že během svařování není zapotřebí speciálních spojů stejné pevnosti, lze použít elektrody, které mohou poskytnout austenitickou strukturu kovového švu. Svařované spoje získané tímto způsobem mají zvýšenou odolnost proti praskání a charakteristickými vlastnostmi svařovaného kovu budou houževnatost a tažnost. Tento typ elektrod lze použít pro svařování odlišných a vysoce legovaných ocelí, s přihlédnutím ke všem vlastnostem takových elektrod vytvořených pro svařování vysoce legovaných ocelí během svařování..

Svařovací elektrody

Pro vytváření povrchových vrstev obloukovým povrchem (s výjimkou povrchových vrstev na neželezných kovech) existuje specializovaná skupina elektrod vyrobených podle GOST 10051-75 a GOST 9466-75.

Tato skupina zahrnuje 44 typů elektrod (například E-16G2XM, E-110X14V13F) klasifikovaných podle tvrdosti (při normální teplotě) a podle charakteristik uloženého kovu (jeho chemické složení). Vlastnosti ukládaného kovu elektrod jsou stanoveny v řadě případů podle specifikací každého výrobce..

Opláštění elektrod

Podle provozních charakteristik ukládaného kovu a vybraného legovacího systému mohou být elektrody pro povrchové úpravy (konvenčně) rozděleny do šesti skupin, které tvoří uložený kov:

  • nízkouhlíková, nízkolegovaná, s vysokou odolností vůči nárazovým zatížením a třením dvou kovů;
  • středně legované nízko legované, s vysokou odolností proti nárazovým zatížením, se třením dvou kovů při normální a zvýšené teplotě (až do 600–650 ° C);
  • slitina uhlíku (vysoce legovaná), odolná vůči abrazivnímu opotřebení a nárazovým zatížením;
  • vysoce legovaný uhlík se zvýšenou odolností vůči vysokým teplotám (650 – 850 ° C) a vysokým tlakům;
  • vysoce legovaná austenitická struktura s vysokou odolností proti korozi a eroznímu opotřebení a tření dvou kovů při vysokých teplotách (až 570 – 600 ° C);
  • vysoce legovaná disperze tvrzená, vysoce odolná vůči zvláště obtížným podmínkám deformace a teploty (910 – 1100 ° C).

Práce na povrchových úpravách kovů se provádějí pomocí speciálních technologií, které mohou zahrnovat tepelné (předběžné a souběžné) tepelné zpracování atd. – na základě stavu a chemického složení kovů (základní a uložené). Přísné dodržování technologie umožňuje získat svařované kovové povrchy se stanovenými výkonovými charakteristikami.

Takové elektrody umožňují opravit vady zjištěné u litinových odlitků, do stejné skupiny patří elektrody používané při opravách a restaurování opotřebovaných zařízení. Je možné použít elektrody pro svařování za studena při vytváření struktur metodou svařovaného vstřikování.

Použitím elektrod z této skupiny je možné získat svařovaný kov určitých vlastností – slitiny na bázi oceli a niklu, slitiny železa a niklu, mědi atd..

Svařování žáruvzdorných ocelí – použité elektrody

Žáruvzdorné oceli (třídy TsL-17, TsL-39, TML-1U, TML-3U, TsU-5, OZS-11 atd., Schopné pracovat při vysokých teplotách – do 550-600 ° C) jsou svařovány speciálními elektrodami, jejichž hlavní vlastnosti jsou chemické vlastnosti ukládaného kovu a mechanické vlastnosti svařovaného kovu při normální teplotě. Před zahájením svařování je důležité vzít v úvahu maximální velikost pracovní teploty, její soulad s vypočtenými ukazateli dlouhodobé pevnosti svarového kovu.

Podle podmínek GOST 9467-75 existuje devět typů elektrod (E-09M, E-09MH, E-09x1M, E-05x2M1, E-09x1M1NFB, E-10x3M1BF, E-10x5MF) se základní a rutilní vrstvou, jejichž specializace (podle chemické vlastnosti a mechanické vlastnosti svařovaného kovu a svařovaného kovu) spočívá ve svařování žáruvzdorných ocelí.

Svařování žáruvzdorných ocelí lze také provádět elektrodami, které nespadají pod GOST 9467-75 – za předpokladu, že jsou určeny pro svařování ocelí jiných tříd (například elektrody třídy ANZhR-1, jejichž hlavním účelem je svařovat odlišné oceli).

Při svařování žáruvzdornými ocelemi se zpravidla předehřívají a po dokončení svařování se tepelně zpracovávají.

Svařování barevných kovů – některé podrobnosti

Při svařování mědi a jejích slitin je důležité vzít v úvahu vysokou aktivitu tohoto kovu v interakci s plyny (především vodíkem a kyslíkem). Důsledkem těchto reakcí mohou být mikrotrhliny a tvorba pórů ve svarovém kovu, kterému lze zabránit pouze prací s deoxidovanou mědí. Před zahájením svařování musí být elektrody důkladně kalcinovány a oblasti pro švy na svařovaných prvcích musí být vyčištěny, dokud se neobjeví kovový lesk, s úplným odstraněním oxidů, mastnoty, nečistot atd. Hlavním problémem při svařování bronzových dílů je jejich vysoká křehkost a snížení pevnostních charakteristik při zahřívání, při svařování mosazných struktur se zinek aktivně odpařuje.

Svařování barevných kovů

Hliník a jeho slitiny jsou vysoce oxidovatelné – hustý oxidový film na povrchu svařovaných prvků je vysoce žáruvzdorný. Povrch svarové lázně může být také potažen filmem oxidu hlinitého, který narušuje svařovací proces – narušuje tvorbu svaru, což přispívá ke vzniku nesvařovaných oblastí a nekovových inkluzí ve svařovaném kovu. Je třeba odstranit oxidový film – řešením tohoto problému při ručním svařování bude zavedení fluoridových a chloridových solí alkalických kovů (kovů alkalických zemin) do povlakové kompozice elektrod, které, v roztaveném stavu, pomůže eliminovat film a udržovat stabilní oblouk.

Houževnatost a pevnost niklu, zejména jeho slitin, které (v závislosti na složení) mají vysokou odolnost proti korozi, tepelnou odolnost a tepelnou odolnost, z něj činí atraktivní konstrukční materiál. Při svařování strukturních prvků z tohoto kovu (jeho slitin) však vznikají potíže kvůli zvýšené citlivosti niklu na nečistoty, zejména na rozpuštěné plyny (vodík, kyslík a ve větší míře na dusík), jakož i na výskyt horkých trhlin. Je možné zabránit tvorbě pórů a vzniku trhlin pomocí vysoce čistých svařovacích elektrod a svařovacích prvků z niklu (jeho slitin), přičemž je věnována zvýšená pozornost přípravné přípravě na svařování.

Ohodnoťte tento článek
( Zatím žádné hodnocení )
Přidejte komentáře

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Svařovací elektrody
Co dělat s vysokou tělesnou teplotou u kojenců a novorozenců