Электроды для высоколегированных сталей: Электроды для сварки высоколегированных сталей и сплавов

Электроды для сварки высоколегированных сталей и сплавов

В соответствии с ГОСТ 10052-75 электроды для сварки высоколегированных коррозионно-стойких, жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов по химическому составу наплавленного металла и механическим свойствам металла шва и наплавленного металла классифицированы на 49 типов (например, электроды типа Э-07Х20Н9, Э-10Х20Н70Г2М2Б2В, Э-28Х24Н16Г6). Наплавленный металл значительной части электродов, регламентируется техническими условиями предприятий — изготовителей.

Химический состав и структура наплавленного металла электродов для сварки высоколегированных сталей и сплавов отличаются — и иногда весьма существенно — от состава и структуры свариваемых материалов. Основными показателями, решающими вопрос выбора таких электродов, является обеспечение:

— основных эксплуатационных характеристик сварных соединений (механических свойств, коррозионной стойкости, жаростойкости, жаропрочности),
— стойкости металла шва против образования трещин,
— требуемого комплекса сварочно-технологических свойств.

Электроды для сварки высоколегированных сталей и сплавов имеют покрытия основного, рутилового и рутилово-основного видов. Из-за низкой теплопроводности и высокого электросопротивления скорость плавления, а следовательно и коэффициент наплавки электродов со стержнями из высоколегированных сталей и сплавов существенно выше, чем у электродов для сварки углеродистых, низколегированных и легированных сталей. Вместе с тем повышенное электросопротивление металла электродного стержня обуславливает необходимость применения при сварке пониженных значений тока и уменьшения длины самих стержней (электродов). В противном случае из-за чрезмерного нагрева стержня возможен перегрев покрытия и изменение характера его плавления, вплоть до отваливания отдельных кусков.

Сварка, как правило, производится постоянным током обратной полярности.

Электроды для сварки разнородных сталей и сплавов

Темы: Сварка стали , Электроды сварочные, Ручная дуговая сварка.

К этой группе относятся электроды, обеспечивающие получение требуемых эксплуатационных характеристик сварных соединений при сварке разнородных сталей и сплавов на железоникелевой и никелевой основах.

Разнородными сталями и сплавами являются материалы, у которых резко отличаются системы легирования, физико-механические свойства и свариваемость стали или сплава. По признаку «разнородности» стали условно можно разделить на следующие четыре группы:

— углеродистые и низколегированные,

— легированные повышенной и высокой прочности,

— теплоустойчивые,

— высоколегированные.

Сварка разнородных сталей и сплавов может сильно отличаться от сварки однородных материалов. Это обусловлено большей вероятностью: появления трещин в металле шва, возникновения в зоне сплавления участков со структурной неоднородностью, приводящей к изменению прочностных и пластических характеристик, излишним ростом остаточных напряжений в сварных соединениях из-за большой разницы в коэффициентах линейного расширения свариваемых материалов.

Большинство электродов этой группы относится к электродам, предназначенным для сварки высоколегированных сталей и легированных сталей повышенной и высокой прочности, обеспечивающих получение металла шва с аустенитной структурой.

Сопоставление наиболее распространенных типов и марок электродов, предназначенных для сварки различных сочетаний разнородных сталей и сплавов:

• < Электроды для сварки специализированных сталей: список марок
• Электроды для наплавки : список марок >

Сварка высоколегированных сталей: выбор расходников

Легированная сталь — это разновидность стали, в состав которой принудительно добавляют особые примеси, изменяющие физико-химические свойства такого металла. Такие примеси называют легирующими, отсюда и название — легированная сталь. Существуют свои особенности сварки легированных сталей и зависят они от степени легированности: бывает низко-, средне- и высоколегированная сталь.

Тема нашей статьи — сварка высоколегированной стали. То есть, стали с высоким содержанием легирующих примесей. Мы кратко расскажем, как настроить режим сварки, какие электроды, защитные газы и флюсы использовать, чтобы добиться хорошего результата.

Содержание статьи

Режим сварки

Соединение высоколегированных сталей и сплавов требует правильной настройки режима сварки. От этого во многом зависит качество готового шва. Мы рекомендуем устанавливать небольшую величину сварочного тока и формировать узкие швы. Этого можно добиться, используя сварочную проволоку или электроды диаметром 2-3 миллиметра. Также рекомендуем уменьшить вылет электрода в 2 раза больше обычного. Так вы упростите себе сварку. Ведь сварка высоколегированной стали во многом затруднена благодаря большому электросопротивлению и пониженной электропроводностью. А уменьшив вылет электрода вы нивелируете эти недостатки.

Выбор электродов

При сварке высоколегированных сталей рекомендуется использовать электроды с основным покрытием, в составе которого должны быть защитно-легирующие элементы. Сам стержень должен тоже быть высоколегированным. Схожие по составу электроды и металл будут работать в связке друг с другом, формируя качественный шов.

Если вам нужно сварить высоколегированную аустенитную сталь, то рекомендуем использовать электроды марки ЦТ-15. Они отлично подходят для стали марки Э-08Х19Н10Г2Б, поскольку содержат до 5% ферритной фазы. А это очень хорошо.

Читайте также: Популярные электроды для сварки 

Также рекомендуем использовать электроды марки ЦТ-15 в сочетании с электродами марки ЦТ-15-1. Сначала сделайте первый слой шва с помощью электродов ЦТ-15-1, а затем сделайте второй слой электродами ЦТ-15. Так вы еще больше увеличите содержание ферритной фазы, улучшив качество шва, если того требует работа.

Следите, чтобы в составе электродов был ниобий. Он выступает как стабилизатор, защищая титан (который тоже есть в составе электродов) от излишнего окисления. Смотрите, чтобы в составе не было много кальцита. Особенно, если вы собираетесь варить сталь с низким содержанием углерода. Дело в том, что электроды с избытком кальцита при горении выделяют углекислый газ, который увеличивает количество углерода в металле в сварочной ванне. А это плохо сказывается на качестве шва.

Если вам все же не удалось найти электроды без кальцита, то можете выбрать стержни с окислительным покрытием, в составе которого будет немного кремния. Так у металла в сварочной ванне не будет увеличиваться показатель углеродности. Также можно купить электроды, у которых покрытие рутил-карбонатно-фтористое. Это электроды марки ОЗЛ-14, широко известной и продающейся в каждом специализированном магазине.

Избегайте диоксида кремния в составе электродов, если собираетесь варить высоколегированную аустенитную сталь. Рекомендуем электроды марки ЦТ-22, их состав оптимален. Но есть недостаток — самое покрытие очень хрупкое и часто осыпается, так что позаботьтесь о грамотной транспортировке и хранении электродов.

Выбор флюсов

Сварка легированных и углеродистых металлов может выполняться и с помощью флюса. Но здесь, как и в случае с электродами, нужно использовать особые флюсы и правильно сочетать их со сварочной проволокой. Сами флюсы должны быть фторидными, а проволока должна быть высоколегированной, как и металл. Мы рекомендуем флюс АНФ-5, он хорошо справляется со своей защитной функцией и улучшает качество шва, если выполняется сварка высоколегированной стали.

Благодаря использованию флюса АНФ-5 шов не будет подвержен образованию пор, трещин и прочих дефектов сварных швов. По этой причине такой флюс часто используют не только в домашней сварке, но и на крупном сварочном производстве. Кстати, вы можете использовать и другие флюсы на основе оксидов. Их свойства не будут сильно отличаться от АНФ-5.

В качестве альтернативы предлагаем использовать флюс марки АН-26. Он тоже изготовлен на основе оксидов и в его составе мало кремния, так что шов будет формироваться качественно и быстро. Но обратите внимание, что велика вероятность сильного окисления титана и алюминия, и даже хорошо подобранная проволока не поможет, кремний будет активно переходить в шов. Из-за этого наверняка могут появиться горячие трещины и поры, да и в целом шов будет хрупким. Так что используйте данный флюс на менее ответственных объектах.

Также обратите внимание флюс марки АН-292. Он изготовлен на основе высокоустойчивых оксидов и хорошо зарекомендовал себя в работе. Но нужно следить за количеством водорода, если его будет слишком много, шов может оказаться пористым после окончания сварки.

Выбор защитного газа

Также можно использовать защитный газ. Зачастую применяется гелий, аргон и углекислота. А в некоторых случаях применяется смесь из этих газов. Технология сварки высоколегированных сталей с применением защитных газов хорошо зарекомендовала себя. Но помимо газа нужно будет приобрести еще электроды. Мы рекомендуем неплавящиеся вольфрамовые. Сварку нужно проводить на постоянном токе, установив обратную полярность. Если в составе стали много алюминия, то можно варить на прямой полярности, чтобы быстрее разрушить оксидную пленку, мешающую формированию шва.

Иногда при сварке аустенитных сталей с применением защитных газов наблюдается нестабильное горение дуги. Чтобы исправить эту проблему можно смешать аргон и кислород или аргон и углекислоту. Так дуга будет гореть стабильно и шов не будет пористым.

Что касается углекислого газа, то он обладает множеством положительных свойств. Благодаря ему вероятность образования пор минимальна. А в сочетании с аргоном углекислота показывает наилучшие результаты. Так что если у вас есть возможность использовать смесь двух этих газов, то обязательно испробуйте ее в своей практике.

Но есть и недостаток. При сварке в углекислоте металл разбрызгивается намного сильнее, а это ухудшает антикоррозийные свойства стали. Да и технология сварки легированных сталей с применением углекислоты связана еще с одной неприятностью — это активное формирование оксидной пленки на поверхности металла, которую тяжело удалить. И если при однослойной сварке этот недостаток не так существенен, то при сварке многослойной оксидная пленка просто не дает шву сформироваться.

В целом, применение защитных газов при сварке высокоуглеродистых сталей зарекомендовало себя, как вполне эффективное. Не нужно мучиться с подбором электродов и их покрытий, не нужно подбираться состав флюса. Ведь газ отлично защищает сварочную ванну и позволяет сформировать качественный прочный шов. Если вы, конечно, соблюдаете технологию сварки.

Вместо заключения

Мы кратко рассказали вам о том, какие комплектующие нужно использовать, чтобы сварить высоколегированную сталь. Вообще сварка легированных сталей — это не такая уж сложная задача, как думают многие новички. Главное — правильно настроить режим сварки и много практиковаться. Со временем вы поймете все нюансы стали с легирующими добавками и будете выполнять работу не только быстро, но и качественно.

Отдельно хотим сказать про выбор и покупку электродов, флюсов и газов. Не стоит экономить и покупать расходники от неизвестных производителей. Велика вероятность, что такие расходники только ухудшат качество ваших работ, устроив вам лишнюю головную боль. И не нужно покупать электроды в каком-то непонятном полуподвальном магазине, поскольку там наверняка нарушены все условия хранения. Вы заплатите деньги и получите просто испорченные сырые электроды, которые не позволят сформировать качественный шов. Желаем удачи в работе!

Электроды с покрытием для SMAW из углеродистой стали

Низколегированные присадочные материалы: от A до W

При сварке в различных отраслях, от энергетики до производства тяжелого оборудования и производства конструкционной стали, компании полагаются на низколегированные стали из-за их механических и химических свойств. Эти металлы обладают повышенной прочностью и ударной вязкостью, способностью сохранять прочность и сопротивляться ползучести (то есть сопротивляться деформации под нагрузкой) при высоких температурах, а также стойкостью к атмосферной коррозии.

Низколегированные стали получают свои механические и химические свойства за счет добавления легирующих элементов, включая никель, хром, молибден и марганец. Реже производители присадочного металла добавляют ванадий или медь. Каждый элемент дает определенное преимущество. Никель обеспечивает ударную вязкость, хром обеспечивает сопротивление ползучести и жаропрочность, а марганец обладает способностью к закаливанию и раскислением. Молибден также обладает способностью к закалке в дополнение к высокотемпературной прочности.В зависимости от типа низколегированной стали могут присутствовать различные количества легирующих элементов. Распространенные низколегированные стали:

• Стали с высоким пределом текучести : HY -80, HY-90 и HY-100 для судостроения, производства мостов и внедорожной техники.
• Hig Высокопрочная низколегированная (HSLA) сталь для легковых, грузовых автомобилей, кранов и мостов.
• Quen стали, подвергнутые шлифовке и отпуску (Q&T): A51 4 для конструкционной стали и A517 для сосудов под давлением.Иногда их называют сталями Т-1.
• Weat из нержавеющей стали: A24 2, A588 и A709 класса 50 для строительных конструкций, мостов и уличных скульптур.
• Хромомолибденовые стали: A33 5, A213 и A387 для нефтехимической и энергетической промышленности.
• Термообрабатываемые низколегированные стали: AIS I 4130, AISI 4140 и AISI 8630 для валов, конструкционных труб и труб для транспортировки сжатых газов.

Низколегированные стали обычно имеют предел прочности на разрыв 80 000 фунтов на квадратный дюйм (PSI) или больше. Как и для любого материала, для них требуется присадочный металл, соответствующий их химическому составу и обеспечивающий желаемую прочность окончательного сварного шва. С этой целью низколегированные присадочные металлы доступны в нескольких классификациях продуктов, что делает их пригодными для использования в различных низколегированных сталях.

Создание спички присадочного металла

Как правило, более прочная низколегированная сталь делает материал менее пластичным и более склонным к растрескиванию после сварки.Использование присадочного металла с низким уровнем диффундирующего водорода может помочь свести к минимуму растрескивание низколегированных сталей, равно как и выполнение надлежащих процедур предварительного нагрева.

Целью сварки низколегированной стали является максимальное соответствие прочности и химического состава присадочного металла и основного материала. В некоторых случаях присадочный металл может действительно превышать прочность металла, если конструкция соединения указывает на то, что это лучший способ. Если процедура сварки требует сваривания двух разных типов низколегированных сталей, подбор присадочного металла и материала с более низкой прочностью может помочь обеспечить соответствующую пластичность и предотвратить растрескивание.

Другие факторы, влияющие на то, как подобрать низколегированный присадочный металл к данной низколегированной стали, включают:

• Толщина материала: Некоторые низколегированные стали (например, стали Q&T) теряют прочность при увеличении толщины, поэтому для работы требуется присадочный металл меньшей прочности.
• C Клиническая нагрузка: Готовая деталь, которая будет подвергаться высоким напряжениям и усталости, потребует присадочного металла с более высокой вязкостью для защиты от растрескивания.
• Термическая обработка после сварки (PWHT): Если процедура сварки требует PWHT, присадочный металл должен сохранять свои механические свойства после нагрева. Часто подходят наполнители с добавлением молибдена.

Как и при любой сварке, если вы сомневаетесь в правильности протокола подбора низколегированного присадочного металла к конкретной низколегированной стали, всегда консультируйтесь с надежным производителем присадочного металла или дистрибьютором сварочного оборудования.

Описание параметров

Каждый тип низколегированного присадочного металла содержит различное процентное содержание легирующих элементов, которые придают определенные свойства готовому сварному шву. Низколегированные присадочные металлы организованы в соответствии с классификациями химического состава Американского общества сварки (AWS-) (см. , рисунки 1, и , 2, ).

Классификация продукции A . Это углерод-молибденовые присадочные металлы, которые содержат от 0,40 до 0,65 процента молибдена для повышения прочности сварного шва и сохранения этой прочности при повышенных температурах даже после термообработки после сварки.Эти продукты предназначены для использования в котлах, сосудах высокого давления и напорных трубопроводах. Как правило, они доступны для электродов для дуговой сварки защищенным металлом (SMAW), например E7018-A1 h5R, и для проволоки для дуговой сварки в среде защитного газа (FCAW), такой как E81T1-A1C.

Классификация продукции B. Эти присадочные металлы, содержащие добавки хрома и молибдена, используются в высокотемпературных областях применения, таких как сварка сосудов высокого давления и котлов с хромомолибденовой сталью.Добавки сплава могут содержать от 1,25 до 10,50 процента хрома и от 0,5 до 1,0 процента молибдена.

Рисунок 1
Все низколегированные присадочные металлы соответствуют классификации AWS, чтобы идентифицировать их как низколегированные продукты. Этот экранированный металлический электрод для дуговой сварки имеет классификацию продукции B2 (см. Рисунок 2). E означает, что это электрод; 80 указывает предел прочности на разрыв 80 000 фунтов на квадратный дюйм; а цифра 1 показывает, что его можно использовать во всех положениях.Цифра 8 означает, что электрод имеет порошковое покрытие с низким содержанием водорода и может использоваться с переменным током (AC) или положительным электродом постоянного тока (DCEP).

Обычными присадочными металлами в этой категории являются B2, B3, B6, B8 и B9, доступные в электродах SMAW и проволоке для сварки FCAW или газовой дуговой сварки (GMAW). Некоторые подрядчики обращаются к проволоке FCAW для повышения производительности.

Классификация продуктов C / Ni. Для SMAW классификация продукта C означает, что электрод изготовлен из никелевого сплава, как в E8018-C3.Сплошные и трубчатые низколегированные проволоки используют Ni в классификации AWS для обозначения легирования никеля, как в AWS E81T1-Ni1. Оба типа присадочных металлов содержат от 1 до 4 процентов никеля для повышения прочности и ударной вязкости. Эти присадочные металлы применяются в землеройном и горнодобывающем оборудовании, а также в производстве низколегированных сталей с давлением 80 000 фунтов на квадратный дюйм или выше, таких как HSLA, HY-80 и A514.

Классификация продукции D. SMAW, FCAW и GMAW (включая порошковую проволоку, такую ​​как E90C-D2) с классификацией продукции D содержат дополнительные марганец и молибден.Они предназначены для сварки различных сталей с прочностью более 80 000 фунтов на квадратный дюйм. К ним относятся материалы, используемые в производстве тяжелого оборудования и кранов, а также в производстве низколегированных сталей HSLA, HY-80-100 и A514.

Классификация продукта G. Низколегированные присадочные металлы с классификацией G, среди которых E81T1-GC и ER90S-G, немного сложны. Они не вписываются ни в одну из установленных AWS классификаций низколегированных присадочных металлов. Хотя они должны соответствовать требованиям к растяжению, указанным в классификации AWS, требования к сплавам не определены.Вместо этого свойства согласовываются между производителем присадочного металла и конечным пользователем. Их нельзя использовать в процедурах сварки, прошедших предварительную квалификацию, что затрудняет их квалификацию для определенных применений. Эти присадочные материалы доступны для процессов SMAW, FCAW и GMAW (включая порошковые).

Классификация продукции K. Эта классификация используется только для GMAW (только с металлическим сердечником) и FCAW. Эти марганец-никель-молибденовые присадочные материалы предназначены для соединения сталей HSLA, поскольку они обеспечивают повышенную прочность — до минимального предела прочности на растяжение до 120 000 фунтов на квадратный дюйм — и ударную вязкость.Производители также могут использовать их для соединения сталей Q&T. В некоторых случаях производители присадочного металла могут добавлять хром. Области применения включают производство тяжелого оборудования и кранов, морские разработки и судостроение.

Классификация продукции M. Используется только для SMAW, например E9018-M h5R. Буква M означает военный или военный аналог, потому что эти присадочные металлы имеют химические и механические требования, которые аналогичны военным классам. Присадочные металлы легированы комбинациями марганца, никеля, хрома и молибдена (а иногда и других элементов) для повышения прочности и ударной вязкости.Они используются для соединения сталей HSLA, а также сталей Q&T. Электроды SMAW этой категории имеют минимальную прочность на разрыв до 120 000 фунтов на квадратный дюйм.

Классификация изделий W. W обозначает присадочные металлы, используемые для сварки атмосферостойкой стали. Эти стали устойчивы к атмосферной коррозии и имеют уникальную патину или ржавчину. Добавление 0,5% меди к этим присадочным металлам позволяет наплавленному материалу соответствовать этому уникальному внешнему виду поверхности. Легирование медью может сделать сварные швы немного более чувствительными к трещинам, хотя вероятность таких проблем минимальна.Рекомендуется всегда соблюдать надлежащие процедуры сварки.

Другие соображения

Как и при любой сварке, использование низколегированного присадочного металла, обеспечивающего надлежащую прочность, пластичность, ударную вязкость и трещиностойкость в окончательном сварном шве, имеет решающее значение для успешной сварки. Однако, поскольку доступно так много разновидностей низколегированной стали, каждая из которых обладает уникальными характеристиками, не существует универсального присадочного металла, подходящего для всех работ.

Как всегда, прежде чем выбирать низколегированный присадочный металл, необходимо учитывать механические и химические свойства конкретной низколегированной стали, подлежащей сварке, и предполагаемые условия эксплуатации в данной области применения.

Рисунок 2

Сварочный электрод: таблица и выбор

Электрод — это металлическая проволока с покрытием.

Изготовлен из материалов, аналогичных по составу свариваемому металлу.

Существует множество факторов, влияющих на выбор правильного электрода для каждого проекта. Итого:

• SMAW или стержневые электроды являются расходуемыми, то есть они становятся частью сварного шва и также называются присадочным электродом или сварочным стержнем.
Вольфрамовые электроды
• для сварки TIG не являются расходуемыми, поскольку они не плавятся и не становятся частью сварного шва, что требует использования сварочного стержня.
Присадочные стержни
• для сварки TIG — это дополнительный присадочный материал, используемый для сплавления двух частей заготовки вместе в виде композита.
• Сварочный электрод MIG — это проволока с непрерывной подачей, называемая проволокой MIG.

Выбор электрода имеет решающее значение для простоты очистки, прочности сварного шва, качества валика и сведения к минимуму разбрызгивания.

Электроды необходимо хранить в защищенной от влаги среде и осторожно извлекать из любой упаковки (следуйте инструкциям, чтобы избежать повреждений).

Покрытые сварочные электроды

Когда расплавленный металл подвергается воздействию воздуха, он поглощает кислород и азот и становится хрупким или подвергается иным неблагоприятным воздействиям.

Покрытие из шлака необходимо для защиты расплавленного металла шва или его затвердевания от атмосферы. Это покрытие может быть получено из электродного покрытия.

Состав покрытия сварочного электрода определяет его применимость, состав наплавленного металла шва и характеристики электрода.

Состав покрытий для сварочных электродов основан на общепринятых принципах металлургии, химии и физики.

Покрытие защищает металл от повреждений, стабилизирует дугу и улучшает сварной шов другими способами, в том числе:

1. Гладкая поверхность сварного шва с ровными краями
2. Минимальное разбрызгивание рядом со сварным швом
3. Стабильная сварочная дуга
4. Контроль проникновения
5. Прочное, прочное покрытие
6. Более легкое удаление шлака
7. Повышенная скорость наплавки

Электроды для металлической дуги могут быть сгруппированы и классифицированы как электроды без покрытия или с тонким покрытием, а также электроды с экранированной дугой или электроды с толстым покрытием.

Покрытый электрод — это самый популярный тип присадочного металла, используемый при дуговой сварке.

Состав покрытия электрода определяет пригодность электрода, состав наплавленного металла шва и характеристики электрода.

Тип используемого электрода зависит от конкретных свойств, требуемых для наплавленного сварного шва.

К ним относятся коррозионная стойкость, пластичность, высокая прочность на разрыв, тип свариваемого основного металла, положение сварного шва (плоское, горизонтальное, вертикальное или потолочное), а также требуемый тип тока и полярность.

Классификация

Сварочная промышленность приняла серию классификационных номеров Американского общества сварщиков для сварочных стержневых электродов.

Система идентификации электродов для стальной дуговой сварки настроена следующим образом:

1. E — обозначает электрод для дуговой сварки.
2. Первые две (или три) цифры — указывают предел прочности (сопротивление материала силам, пытающимся его разорвать) в тысячах фунтов на квадратный дюйм наплавленного металла.
3. Третья (или четвертая) цифра — указывает положение сварного шва. 0 означает, что классификация не используется; 1 — для всех позиций; 2 — только для плоского и горизонтального положения; 3 предназначен только для плоского положения.
4. Четвертая (или пятая) цифра — указывает тип покрытия электрода и тип используемого источника питания; переменного или постоянного тока, прямой или обратной полярности.
5. Типы покрытия, сварочный ток и положение полярности, обозначенные четвертой (или пятой) идентификационной цифрой классификации электродов, перечислены в таблицах 5-4 ниже.

Номер E6010 — обозначает электрод для дуговой сварки с минимальным пределом прочности на разрыв 60 000 фунтов на квадратный дюйм; используется во всех положениях, требуется постоянный ток обратной полярности.

Типы покрытия, тока и полярности, обозначенные четвертой цифрой в классификационном номере электрода

Когда четвертая (или последняя) цифра равна 0, тип покрытия и ток, которые будут использоваться, определяются третьей цифрой.
Таблица 5-4

Система идентификации электродов сварочного прутка для дуговой сварки нержавеющей стали настроена следующим образом:

1. E обозначает электрод для дуговой сварки.
2. Первые три цифры указывают на нержавеющую сталь американского производства железа и стали.
3. Последние две цифры указывают текущее положение и используемую позицию.
4. Номер E-308-16 в этой системе обозначает тип 308 Института нержавеющей стали; используется во всех позициях; с постоянным током переменной или обратной полярности.

Система классификации электродов для дуговой сварки под флюсом

Система определения твердой углеродистой стали без покрытия для дуговой сварки под флюсом выглядит следующим образом:

1. Префиксная буква E используется для обозначения электрода. За ним следует буква, обозначающая уровень марганца, т. Е. L для низкого уровня, M для среднего и H для высокого уровня марганца. Далее следует число среднего количества углерода в точках или сотых долях процента. Состав некоторых из этих проволок почти идентичен составу некоторых из проволок, указанных в спецификации для дуговой сварки в газовой среде.
2. Электродные проволоки, используемые для дуговой сварки под флюсом, указаны в спецификации Американского сварочного общества «Электроды и флюсы для неизолированной мягкой стали для дуговой сварки под флюсом». В этой спецификации указан как состав проволоки, так и химический состав наплавленного металла в зависимости от используемого флюса. В спецификации действительно указан состав электродных проводов. Эта информация представлена ​​в таблице 8-1. Когда эти электроды используются с определенными флюсами под флюсом и свариваются с соблюдением соответствующих процедур, наплавленный металл шва будет соответствовать механическим свойствам, требуемым спецификацией.
3. В красных присадках, используемых для газовой сварки, используется префикс R, за которым следует буква G, указывающая на то, что стержень используется специально для газовой сварки. За этими буквами следуют две цифры, которые будут 45, 60 или 65. Они обозначают приблизительную прочность на разрыв в 1000 фунтов на квадратный дюйм (6895 кПа).
4. В цветных присадочных металлах используется префикс E, R или RB, за которым следует химический символ основных металлов в проволоке. Инициалы для одного или двух элементов будут следовать. Если имеется более одного сплава, содержащего одни и те же элементы, можно добавить букву или цифру суффикса.
5. Спецификации Американского общества сварки наиболее широко используются для определения неизолированного сварочного стержня и электродной проволоки. Существуют также военные спецификации, такие как типы MIL-E или -R и федеральные спецификации, обычно тип QQ-R и спецификации AMS. Для определения присадочных металлов следует использовать конкретную спецификацию.

Самым важным аспектом проволоки и прутка сплошных сварочных электродов является их состав, указанный в спецификации. В спецификациях указаны пределы состава для различных проводов и требования к механическим свойствам.

Иногда на сплошных медных проводах медь может отслаиваться в механизме подающего ролика и создавать проблемы. Он может забивать вкладыши или контактные наконечники. Желательно легкое медное покрытие. Поверхность электродной проволоки должна быть в достаточной степени очищена от грязи и тянущих веществ. Это можно проверить, используя белую чистящую ткань и протянув через нее кусок проволоки. Слишком большое количество грязи забивает гильзы, снижает ток в наконечнике и может привести к сбоям в сварочных операциях.

Температуру или прочность проволоки можно проверить на испытательной машине.Проволока более высокой прочности будет лучше проходить через пистолеты и кабели. Минимальная прочность на разрыв, рекомендованная спецификацией, составляет 140000 фунтов на квадратный дюйм (965 300 кПа).

Сплошная электродная проволока доступна во многих различных упаковках. Они варьируются от крошечных катушек, используемых в горелках для катушек, до катушек среднего размера для дуговой сварки тонкой проволокой в ​​газовой среде. Доступны мотки электродной проволоки, которые можно размещать на барабанах, входящих в состав сварочного оборудования. Также есть огромные катушки весом в несколько сотен фунтов.Электродная проволока также доступна в барабанах или упаковках, где проволока укладывается в круглый контейнер и вытягивается из контейнера с помощью автоматического механизма подачи проволоки.

Вот таблица с описанием шести стандартных электродов, используемых для сварки низкоуглеродистой стали:

Покрытия

Покрытия сварочных электродов для сварки мягких и низколегированных сталей могут иметь от 6 до 12 ингредиентов, в том числе:

• Целлюлоза — для обеспечения газовой защиты с восстановителем, в котором распад целлюлозы создает газовую защиту, окружающую дугу
• Карбонаты металлов — для регулирования основности шлака и обеспечения восстановительной атмосферы
• Диоксид титана — для образования высокотекучего, но быстро замерзающего шлака и для ионизации дуги
• Ферромарганец и ферросилиций — для раскисления расплавленного металла сварного шва и увеличения содержания марганца и кремния в наплавленном металле сварного шва.
• Глины и камеди — для обеспечения эластичности при экструзии пластикового покрытия и для придания прочности покрытию
• Фторид кальция — для обеспечения защитного газа для защиты дуги, регулирования основности шлака и обеспечения текучести и растворимости оксидов металлов
• Минеральные силикаты — для образования шлака и придания прочности покрытию электрода
• Легирование металлов, включая никель, молибден и хром — для обеспечения содержания сплава в наплавленном металле сварного шва
• Оксид железа или марганца — для регулирования текучести и свойств шлака, а также для стабилизации дуги.
• Железный порошок — для увеличения производительности за счет наплавки дополнительного металла в сварном шве.

Основные типы покрытий сварочных электродов для низкоуглеродистой стали описаны ниже.

1. Натрийцеллюлоза (EXX10) : Электроды из целлюлозного материала этого типа в виде древесной муки или переработанные низколегированные электроды содержат до 30 процентов бумаги. Газовая защита содержит углекислый газ и водород, которые являются восстановителями.Эти газы имеют тенденцию вызывать дугу копания, обеспечивающую глубокое проникновение. Наплавленный металл немного шероховат, а уровень разбрызгивания выше, чем у других электродов. Он действительно обеспечивает отличные механические свойства, особенно после старения. Это один из первых типов электродов, который широко используется для прокладки трубопроводов по пересеченной местности с использованием техники сварки под уклон. Обычно он используется с постоянным током с положительным электродом (обратная полярность).
2. Целлюлозно-калиевый (EXX11) : Этот электрод очень похож на электрод целлюлозно-натриевый, за исключением того, что используется больше калия, чем натрия.Это обеспечивает ионизацию дуги и делает электрод пригодным для сварки на переменном токе. Действие дуги, проплавление и результаты сварки очень похожи. В электроды E6010 и E6011 можно добавлять небольшое количество порошка железа. Это способствует стабилизации дуги и немного увеличивает скорость наплавки.
3. Рутил-натрий (EXX12) : Когда содержание рутила или диоксида титана относительно высокое по сравнению с другими компонентами, электрод будет особенно привлекательным для сварщика.Электроды с этим покрытием имеют тихую дугу, легко контролируемый шлак и низкий уровень разбрызгивания. Наплавленный слой будет иметь гладкую поверхность, а проплавление будет меньше, чем у целлюлозного электрода. Свойства металла сварного шва будут несколько ниже, чем у целлюлозных типов. Этот тип электрода обеспечивает довольно высокую скорость осаждения. Он имеет относительно низкое напряжение дуги и может использоваться с переменным или постоянным током с отрицательным электродом (прямая полярность).
4. Рутил-калий (EXX13) : Это покрытие электрода очень похоже на покрытие рутилово-натриевого типа, за исключением того, что калий используется для ионизации дуги.Это делает его более подходящим для сварки на переменном токе. Его также можно использовать с постоянным током любой полярности. Он производит очень тихую плавную дугу.
5. Порошок рутилового железа (EXXX4) : Это покрытие очень похоже на упомянутые выше рутиловые покрытия, за исключением того, что добавлен порошок железа. Если содержание железа составляет от 25 до 40 процентов, электрод EXX14. Если содержание железа составляет 50 процентов или более, электрод EXX24. При более низком процентном содержании порошка железа электрод можно использовать во всех положениях.Более высокий процент бледного железа можно использовать только в плоском положении или для выполнения горизонтальных угловых швов. В обоих случаях скорость осаждения увеличивается в зависимости от количества порошка железа в покрытии.
6. С низким содержанием водорода и натрия (EXXX5) : Покрытия, содержащие высокую долю карбоната кальция или фторида кальция, называются электродами с низким содержанием водорода, ферритной извести или электродами основного типа. В этом классе покрытий не используются целлюлоза, глины, асбест и другие минералы, содержащие комбинированную воду.Это необходимо для обеспечения минимально возможного содержания водорода в атмосфере дуги. Эти электродные покрытия спекаются при более высокой температуре. Электроды с низким содержанием водорода обладают превосходными свойствами металла сварного шва. Они обеспечивают самую высокую пластичность среди всех отложений. Эти электроды имеют среднюю дугу со средним или умеренным проваром. У них средняя скорость наплавки, но для достижения наилучших результатов требуются специальные методы сварки. Электроды с низким содержанием водорода должны храниться в контролируемых условиях.Этот тип обычно используется с постоянным током с положительным электродом (обратная полярность).
7. Низкое содержание водорода и калия (EXXX6) : Этот тип покрытия аналогичен покрытию с низким содержанием водорода и натрия, за исключением замены натрия на калий для обеспечения ионизации дуги. Этот электрод используется с переменным током и может использоваться с постоянным током, с положительным электродом (обратная полярность). Действие дуги более плавное, но проплавление двух электродов одинаково.
8. Низкий водород-калий (EXXX6) : Покрытия в этом классе электродов аналогичны покрытиям с низким содержанием водорода, упомянутым выше.Однако в электрод добавляется железный порошок, и если его содержание превышает 35-40 процентов, электрод классифицируется как EXX18.
9. Порошок железа и железа с низким содержанием водорода (EXX28) : Этот электрод аналогичен EXX18, но содержит 50 или более процентов порошка железа в покрытии. Его можно использовать только при сварке в горизонтальном положении или для выполнения горизонтальных угловых швов. Скорость наплавки выше, чем у EXX18. Покрытия с низким содержанием водорода используются для всех электродов из более высоких сплавов.За счет добавления определенных металлов в покрытия эти электроды становятся типами сплавов, в которых буквы суффикса используются для обозначения состава металла сварного шва. Электроды для сварки нержавеющей стали также относятся к низководородному типу.
10. Оксид железа-натрий (EXX20) : Покрытия с высоким содержанием оксида железа образуют наплавленный слой с большим количеством шлака. Это может быть сложно контролировать. Этот тип покрытия обеспечивает высокоскоростное напыление и среднее проникновение с низким уровнем разбрызгивания.Полученный сварной шов имеет очень гладкую поверхность. Электрод можно использовать только при сварке в плоском положении и для выполнения горизонтальных угловых швов. Электрод можно использовать с переменным или постоянным током любой полярности.
11. Электрод железо-оксид-железо (EXX27) : Этот тип электрода очень похож на электрод типа оксид-железо-натрий, за исключением того, что он содержит 50 процентов или более железа. Увеличенная мощность железа значительно увеличивает скорость наплавки. Его можно использовать с переменным постоянным током любой полярности.

Существует много типов покрытий, помимо упомянутых здесь, большинство из которых обычно представляют собой комбинации этих типов, но для специальных применений, таких как наплавка твердым сплавом, сварка чугуна и цветных металлов.

Хранилище

Электроды должны быть сухими. Влага разрушает желаемые характеристики покрытия и может вызвать чрезмерное разбрызгивание, а также привести к пористости и трещинам при формировании зоны сварки.Электроды, находящиеся во влажном воздухе более двух или трех часов, следует высушить путем нагревания в подходящей печи (рис. 5-32) в течение двух часов при 500 ° F (260 ° C).

После высыхания их следует хранить во влагонепроницаемом контейнере. Изгиб электрода может привести к отрыву покрытия от сердечника проволоки. Электроды нельзя использовать, если сердцевина провода оголена.

Электроды с суффиксом «R» в классификации AWS имеют более высокую влагостойкость.

Типы электродов

Электроды без покрытия

Сварочные электроды без покрытия изготавливаются из проволоки, необходимой для конкретных применений.

Эти электроды не имеют других покрытий, кроме тех, которые требуются при волочении проволоки. Эти покрытия для волочения проволоки имеют некоторый небольшой стабилизирующий эффект на дугу, но в остальном не имеют никакого значения. Электроды без покрытия используются для сварки марганцевой стали и других целей, где электрод с покрытием не требуется или нежелателен. Схема переноса металла по дуге неизолированного электрода показана на рисунке 5-29.

Электроды с легким покрытием

Сварочные электроды с легким покрытием имеют определенный состав.

На поверхность нанесено легкое покрытие путем мытья, погружения, чистки, распыления, опрокидывания или протирания. Покрытия улучшают характеристики дугового потока. Они перечислены под серией E45 в системе идентификации электродов.

Покрытие обычно выполняет следующие функции:

1. Растворяет или восстанавливает примеси, такие как оксиды, сера и фосфор.
2. Он изменяет поверхностное натяжение расплавленного металла, так что шарики металла, покидающие конец электрода, становятся меньше и чаще.Это помогает сделать поток расплавленного металла более равномерным.
3. Повышает стабильность дуги за счет введения в поток дуги материалов, которые легко ионизируются (т. Е. Превращаются в мелкие частицы с электрическим зарядом).
4. Некоторые легкие покрытия могут образовывать шлак. Шлак довольно тонкий и действует не так, как шлак экранированного электрода.

Экранированная дуга или электроды с толстым покрытием

Экранированная дуга или сварочные электроды с толстым покрытием имеют определенный состав, на который нанесено покрытие путем погружения или экструзии.

Электроды выпускаются трех основных типов:

• с целлюлозным покрытием
• с минеральными покрытиями
• те, покрытия которых представляют собой комбинации минералов и целлюлозы

Целлюлозные покрытия состоят из растворимого хлопка или других форм целлюлозы с небольшими количествами калия, натрия или титана и, в некоторых случаях, с добавлением минералов.

Минеральные покрытия состоят из силиката натрия, оксидов металлов, глины и других неорганических веществ или их комбинаций.

Электроды с целлюлозным покрытием защищают расплавленный металл с помощью газовой зоны вокруг дуги и зоны сварки.

Электрод с минеральным покрытием образует шлак.

Экранированная дуга или электроды с толстым покрытием используются для сварки сталей, чугуна и твердой наплавки. См. Рисунок 5-31 ниже.

Функции экранированной дуги или электродов с толстым покрытием

Эти сварочные электроды создают защитную газовую защиту вокруг дуги.

Это предотвращает загрязнение металла шва кислородом или азотом воздуха.

Кислород легко соединяется с расплавленным металлом, удаляя легирующие элементы и вызывая пористость.

Азот вызывает хрупкость, низкую пластичность и, в некоторых случаях, низкую прочность и плохую коррозионную стойкость.

Они уменьшают количество примесей, таких как оксиды, сера и фосфор, так что эти примеси не повреждают наплавленный металл.

Они снабжают дугу веществами, повышающими ее стабильность.Это устраняет значительные колебания напряжения, так что дуга может поддерживаться без чрезмерного разбрызгивания.

За счет уменьшения силы притяжения между расплавленным металлом и концом электродов или за счет уменьшения поверхностного натяжения расплавленного металла испаренное и расплавленное покрытие заставляет расплавленный металл на конце электрода распадаться на мелкие мелкие частицы. .

Покрытия содержат силикаты, которые образуют шлак над расплавленным сварным швом и основным металлом.Поскольку шлак затвердевает относительно медленно, он удерживает тепло и позволяет лежащему под ним металлу медленно остывать и затвердевать. Это медленное затвердевание металла исключает улавливание газов внутри сварного шва и позволяет твердым примесям всплывать на поверхность. Медленное охлаждение также оказывает отжигающий эффект на наплавленный металл.

Физические характеристики наплавленного металла изменяются за счет включения легирующих материалов в покрытие электрода. Флюсование шлака также приведет к получению металла шва более высокого качества и позволит выполнять сварку на более высоких скоростях.

Вольфрамовые электроды

Неплавящиеся сварочные электроды для газовой вольфрамо-дуговой сварки (TIG) бывают трех типов: чистый вольфрам, вольфрам, содержащий 1 или 2 процента тория, и вольфрам, содержащий от 0,3 до 0,5 процента циркония.

Вольфрамовые электроды можно идентифицировать по типу окрашенных концевых меток, как показано ниже.

1. Зеленый — чистый вольфрам.
2. Желтый — торий 1%.
3. Красный — торий 2%.
4. Коричневый — цирконий от 0,3 до 0,5 процента.

Электроды из чистого вольфрама (99,5% вольфрама) обычно используются для менее ответственных сварочных операций, чем вольфрам, который является легированным. Этот тип электрода имеет относительно низкую токовую нагрузку и низкую устойчивость к загрязнениям.

Торированные вольфрамовые электроды (1 или 2 процента тория) превосходят электроды из чистого вольфрама из-за их более высокого выхода электронов, лучшего зажигания дуги и стабильности дуги, высокой допустимой нагрузки по току, более длительного срока службы и большей устойчивости к загрязнениям.

Вольфрамовые сварочные электроды, содержащие от 0,3 до 0,5 процента циркония, по своим характеристикам обычно находятся между электродами из чистого вольфрама и электродами из торированного вольфрама. Однако есть некоторые признаки улучшения характеристик при сварке некоторых типов с использованием переменного тока.

Более точное управление дугой можно получить, если электрод из легированного вольфрамом заземлить до определенной точки (см. Рисунок 5-33). Когда электроды не заземлены, они должны работать при максимальной плотности тока, чтобы получить приемлемую стабильность дуги.Острия вольфрамовых электродов трудно обслуживать, если в качестве источника питания используется стандартное оборудование постоянного тока, а зажигание дуги касанием является стандартной практикой. Поддержание формы электрода и уменьшение включений вольфрама в сварном шве лучше всего достигается путем наложения высокочастотного тока на обычный сварочный ток. Вольфрамовые электроды, легированные торием и цирконием, дольше сохраняют форму при пуске от касания.

Вылет сварочного электрода за пределы газового стакана определяется типом свариваемого соединения.Например, удлинение за пределы газового стакана на 3,2 мм (1/8 дюйма) может использоваться для стыковых соединений из легкого материала, в то время как удлинение составляет приблизительно от 1/4 до 1/2 дюйма (от 6,4 до 12,7 мм). может потребоваться на некоторых угловых швах. Вольфрамовый электрод горелки следует слегка наклонить, а присадочный металл следует добавлять осторожно, чтобы избежать контакта с вольфрамом. Это предотвратит загрязнение электрода. В случае загрязнения электрод необходимо снять, переточить и заменить в резаке.

Электроды для дуговой сварки постоянным током

При использовании сварочного электрода определенного типа следует соблюдать рекомендации производителя. Как правило, экранированные дуговые электроды постоянного тока предназначены либо для обратной полярности (электрод положительный), либо для прямой полярности (электрод отрицательный), либо для того и другого. Многие, но не все электроды постоянного тока могут использоваться с переменным током. Постоянный ток является предпочтительным для многих типов покрытых, цветных, неизолированных электродов и электродов из легированной стали.Рекомендации производителя также включают тип основного металла, для которого подходят данные электроды, поправки на плохую подгонку и другие особые условия.

В большинстве случаев электроды с прямой полярностью обеспечивают меньшее проплавление, чем электроды с обратной полярностью, и по этой причине обеспечивают большую скорость сварки. Хорошее проплавление можно получить от любого типа при правильных условиях сварки и манипулировании дугой.

Электроды для дуговой сварки на переменном токе

Доступны электроды с покрытием, которые можно использовать как с постоянным, так и с переменным током.Переменный ток более желателен при сварке на ограниченных участках или при использовании больших токов, необходимых для толстых секций, поскольку он снижает возникновение дуги. Дуговая дуга вызывает образование пузырей, шлаковых включений и отсутствие плавления в сварном шве.

Переменный ток используется при сварке атомарным водородом и в тех процессах, которые требуют использования двух угольных электродов. Это обеспечивает равномерную скорость сварки и расход электродов. В процессах с угольной дугой, где используется один угольный электрод, рекомендуется прямая полярность постоянного тока, потому что электрод будет потребляться с меньшей скоростью.

Дефекты электродов и их последствия

Если в покрытии электродов присутствуют определенные элементы или оксиды, это повлияет на стабильность дуги. В неизолированных электродах состав и однородность проволоки являются важным фактором для контроля стабильности дуги. Тонкие или толстые покрытия на электродах не полностью устранят последствия дефектной проволоки.

Алюминий или оксид алюминия (даже если он присутствует в 0,01 процента), кремний, диоксид кремния и сульфат железа нестабильны.Оксид железа, оксид марганца, оксид кальция и стабилизируют дугу.

Когда содержание фосфора или серы в электроде превышает 0,04 процента, они ухудшают качество металла сварного шва, поскольку переносятся с электрода на расплавленный металл с очень небольшими потерями. Фосфор вызывает рост зерен, хрупкость и «хладноломкость» (то есть хрупкость при температуре ниже красного каления) в сварном шве. Эти дефекты возрастают по мере увеличения содержания углерода в стали. Сера действует как шлак, нарушает прочность металла сварного шва и вызывает «жаростойкость» (т.е.е., хрупкие при нагревании выше красного). Сера особенно опасна для неизолированных электродов из низкоуглеродистой стали с низким содержанием марганца. Марганец способствует образованию прочных сварных швов.

Если термообработка проволочного сердечника электрода неоднородна, электрод будет производить сварные швы хуже, чем сварные швы, полученные с помощью электрода того же состава, который прошел надлежащую термообработку.

Скорость осаждения

Различные типы электродов имеют разную скорость осаждения из-за состава покрытия.Электроды, содержащие железный порошок в покрытии, имеют самые высокие скорости осаждения. В Соединенных Штатах процент содержания железа в покрытии составляет от 10 до 50 процентов. Это основано на соотношении количества порошка железа в покрытии к весу покрытия. Это отображается в формуле:

Эти проценты соответствуют требованиям спецификаций Американского общества сварки (AWS). Европейский метод определения мощности железа основан на весе наплавленного металла шва по сравнению с весом израсходованной проволоки с неизолированным сердечником.Это показано следующим образом:

Таким образом, если бы вес осаждения был вдвое больше веса сердечника проволоки, это указывало бы на 200-процентную эффективность осаждения, даже несмотря на то, что количество железного порошка в покрытии составляло только половину всего осаждения. Формула 30-процентной мощности железа, используемая в Соединенных Штатах, дает эффективность осаждения от 100 до 110 процентов с использованием европейской формулы. Электрод с 50-процентной мощностью железа, рассчитанный по стандартам Соединенных Штатов, обеспечил бы КПД примерно 150 процентов, используя европейскую формулу.

Неплавящиеся электроды

Типы

Есть два типа неплавких сварочных электродов.

1. Угольный электрод — это не присадочный металлический электрод, используемый при дуговой сварке или резке, состоящий из стержня из угольного графита, который может быть покрыт или не покрыт медью или другими покрытиями.
2. Вольфрамовый электрод — это не присадочный металлический электрод, используемый при дуговой сварке или резке, в основном изготовленный из вольфрама.

Угольные электроды

Американское сварочное общество не предоставляет спецификаций для углеродных сварочных электродов, но есть военная спецификация, нет.MIL-E-17777C, озаглавленный «Электроды для резки и сварки углеродно-графитового без покрытия и с медным покрытием».

В данной спецификации представлена ​​система классификации, основанная на трех классах: без покрытия, без покрытия и с медным покрытием. Он предоставляет информацию о диаметре, длине и требованиях к допускам по размеру, обеспечению качества, отбору образцов и различным испытаниям. Применения включают сварку угольной дугой, сварку двойной угольной дугой, резку углем, а также резку и строжку угольной дугой на воздухе.

Электроды стержневые

Сварочные электроды для стержневой сварки различаются по:

• Размер : стандартные размеры: 1⁄16, 5⁄64, 3⁄32 (наиболее распространенные), 1⁄8, 3⁄16, 7⁄32, 1⁄4 и 5⁄16 дюйма.Проволока с сердечником, используемая с электродами, должна быть уже, чем свариваемые материалы.
• Материал : электроды для сварки штангой бывают из чугуна, высокоуглеродистой стали, мягкой стали, не содержащих железа (цветных металлов) и специальных сплавов.)
• Прочность : называется пределом прочности при растяжении. Каждый сварной шов должен быть прочнее свариваемого металла. Это означает, что материалы электрода также должны быть более прочными.
• Положение при сварке (горизонтальное, плоское и т. Д.): для каждого положения сварки используются разные электроды.
• Смесь порошка железа (до 60% флюса): порошок железа во флюсе увеличивает количество расплавленного металла, доступного для сварки (тепло превращает порошок в сталь).
• Обозначение мягкой дуги : для более тонких металлов или металлов, которые не имеют идеального прилегания или зазора.
Схема сварочного электрода

Как описано выше, существует много видов электродов. Вот самые популярные электроды для сварки штангой (SMAW):

• E6013 и E6012 : Для тонких металлов и соединений, которые не стыкуются между собой.
• E6011 : Подходит для работы на масляных, ржавых или грязных поверхностях. Универсальность в том, что он работает с полярностью постоянного или переменного тока. Создает немного шлака, еще один большой плюс. Обратите внимание, что этот электрод нельзя помещать в электродную печь.
• E6010 : Аналогичен E6011, но работает только с постоянным током (DC). Обратите внимание, что этот электрод нельзя помещать в электродную печь.
• E76018 и E7016 : изготовлены с использованием порошка железа во флюсе.Он создает прочные сварные швы, но имеет лужу, которая может создать некоторые проблемы с контролем для новичков.

Низколегированная сталь | Alloys International

Сварочные электроды — наиболее часто используемые типы

Какие сварочные электроды используются чаще всего?

Сварочные электроды — один из наиболее часто используемых материалов в производстве, строительстве, автомобилях, а иногда и в быту. Обычно изготовленные из высокопроводящей металлической проволоки, покрытой специальными химическими веществами, они поддерживают высокотемпературные сварочные дуги и образуют основной материал для сварных швов или плавления в целях плавления металлов.Нередко можно пройти мимо строительных мастерских или гаражей по ремонту и техобслуживанию автомобилей, не заметив двух-трех человек в масках, работающих с ошеломляющим взглядом на металлических пластинах.

Ну, не все сварочные электроды одинаковые. На рынке существует множество вариаций, и обычно используемый электрод зависит от свариваемого материала, применяемой процедуры и инфраструктуры, а также от желаемой конечной производительности. Вот некоторые из наиболее часто используемых электродов из всей партии —

Электроды из мягкой стали

Эти широко используемые, гибко применяемые электроды в основном состоят из двух сегментов — материала сердечника (проволока, пруток, металл и т. Д.) И покрытия на нем.Электроды из низкоуглеродистой стали обычно покрываются высококачественной, но малоуглеродистой сталью. Эти электроды обладают значительным пределом прочности на растяжение, пределом текучести и могут выдерживать длительную дугу и в основном используются в процессах сварки мягких сталей, оцинкованных и низколегированных сталей. В таких отраслях, как производство и ремонт автомобилей, обычно используются электроды из мягкой стали.

Электроды из углеродистой стали с низким содержанием водорода

Эти высококачественные сварочные электроды покрыты порошком железа с низким содержанием водорода и используются в основном для обработки углеродистых и низколегированных сталей.Общий предел прочности при растяжении, который может быть применен при сварке с использованием этих материалов, составляет менее 70000 фунтов на квадратный дюйм. Достаточно мощный для разнообразных применений и отличной сварки во всех направлениях, он обеспечивает качественные, долговечные и не трескающиеся сварные швы на стальных материалах. С помощью этих электродов также можно выполнять сварку с относительно высокими напряжениями.

Электроды из нержавеющей стали

Другим широко используемым электродом для сварочных целей, особенно при очень высоких температурах, таких как производство электроэнергии и электроэнергетика, являются электроды из нержавеющей стали.Эти электроды также находят применение в фармацевтике, больничном оборудовании, производстве кислоты, мыла и удобрений. Как видно, они состоят из нержавеющих сталей разного качества и обеспечивают хорошее сопротивление ползучести по сравнению с другими категориями. Применяемые к широкому спектру металлов, эти электроды являются одним из лучших вариантов для сварки различных материалов — от нержавеющей стали до низкоуглеродистой и низколегированной стали, соединения металлов с различным и неизвестным составом, необработанных сталей и т. Д.

Если вы ищете надежный, проверенный универсальный магазин для всех вышеперечисленных высококачественных сварочных электродов, TATA Agrico может быть лучшим выбором.В дополнение к его усердию и искренности в предоставлении только самого лучшего, соответствующего вековому наследию бренда TATA, его главное УТП заключается в производстве продуктов, в которых безопасность пользователей ставится превыше всего. Последняя особенность во многом отличает TATA Agrico от современных брендов. Понятно, что ситуации применения этих электродов, как правило, подвержены несчастным случаям, и именно здесь видение TATA Agrico по созданию самых безопасных, лучших и универсальных электродных инструментов имеет больше смысла.

Welding Tech: стержневые электроды для углеродистой стали

Электрод, выбранный для использования при любой дуговой сварке защитным металлом (SMAW, или сварка штучной сваркой) углеродистой и низколегированной стали, обычно указывается в спецификации процедуры сварки (WPS). Процесс, связанный с правильным выбором, включает множество соображений, которые мы рассмотрим здесь. Понимание каждого шага может помочь убедиться, что используется правильный электрод.Если сварной шов вышел из строя, рассмотрение этих соображений может помочь определить причину.

Прочность на растяжение

Когда дело доходит до выбора присадочного металла для SMAW на углеродистой стали, обычно первым делом для инженера-сварщика (или того, кто пишет WPS), является попытка сопоставить прочность электрода с основной или основной металл.

Практическое правило — выбирать металл сварного шва с пределом прочности на растяжение немного выше, чем у основного металла.Для этого необходимо знать марку основного металла. Как только марка известна, ее можно сопоставить со спецификациями, прилагаемыми к присадочному металлу.

Например, указанный минимальный предел прочности на разрыв для стали CSA G40.21 350W составляет 450 МПа. Минимальная прочность на разрыв металла шва, выполненного с использованием электрода из углеродистой стали E49XX или электрода из низколегированной стали E49XX-X, составляет 490 МПа. Таким образом, оба электрода подходят для этого типа стали.

Углеродный эквивалент

В зависимости от марки свариваемой стали может существовать риск водородного растрескивания металла шва или зоны термического влияния сварного шва.Присутствие водорода в стали делает сталь хрупкой и склонной к растрескиванию после завершения сварки. Чем выше прочность стали, тем больше она подвержена растрескиванию.

Чтобы предотвратить растрескивание, инженер-сварщик обычно учитывает так называемый углеродный эквивалент (CE) стали, которая будет свариваться. Различные нормы и стандарты предоставляют формулы для расчета CE основного металла на основе его химического состава. Химический состав можно найти в стандарте, по которому была изготовлена ​​сталь.В стандарте будет таблица, в которой указаны количества различных легирующих элементов, таких как углерод, марганец, кремнезем, никель, хром и ванадий, содержащихся в стали. Вводя процентное соотношение каждого элемента в уравнение, вы получаете число.

Исследования показали, что если полученное вами число больше 0,40, то сталь содержит достаточно углерода и других легирующих элементов, которые могут быть подвержены водородному растрескиванию.

Обычно, чтобы избежать этого дефекта, используется электрод с основным покрытием.Последние две цифры в обозначении электрода будут 16 или 18. Покрытие на этих электродах предназначено для ограничения количества водорода, который жидкий сварочный металл поглощает во время сварки.

Также может потребоваться предварительный нагрев основного металла перед началом сварки, чтобы снизить скорость охлаждения зоны сварки и позволить водороду, который действительно попадает в сварочную ванну, диффундировать из стали в воздух. В некоторых случаях применения высокопрочных сталей может также потребоваться поддерживать температуру предварительного нагрева в течение определенного времени после завершения сварки, прежде чем сборке позволят медленно остыть до комнатной температуры.

Положение при сварке

Следующее, что необходимо учитывать, — это положение при сварке, в котором будут выполняться соединения. Если заготовка небольшая и с ней легко манипулировать на верстаке, то можно использовать электрод, предназначенный для выполнения сварных швов в плоском или горизонтальном положении. Это может быть выгодно для скорости наплавки металла шва, поскольку сварщик может работать быстрее.

Если заготовка большая или это узел, который нельзя перемещать и который требует вертикальных или потолочных сварных швов, то электрод должен быть предназначен для использования во всех положениях.Это означает, что предпоследняя цифра в его обозначении — 1. Например, электрод E4918 наплавит металл шва с минимальным пределом прочности на растяжение 490 МПа и предназначен для использования во всех положениях сварки (1). Цифра 8 означает, что он имеет основное покрытие или покрытие с низким содержанием водорода.

Погодостойкая сталь

Некоторые марки стали известны как погодостойкие стали. Они содержат небольшое количество меди и предназначены для использования без какого-либо защитного покрытия. Они поступают в эксплуатацию неокрашенными и предназначены для использования таким образом, потому что медь заставляет оксидный слой, образующийся на их поверхности, прилипать к поверхности и предотвращать дальнейшее окисление.

Электроды для сварки атмосферостойкой стали могут потребоваться для выполнения сварных швов, аналогичных коррозионной стойкости и эксплуатационному цвету основного металла. Стандарты, такие как CSA W59, определяют требуемый электрод. Стандарт также допускает использование различных электродов, если соответствие цвета не имеет значения и необходимо согласовать только коррозионную стойкость.

Обозначения из высокопрочной стали

Для сварки высокопрочных сталей в обозначении электрода должно быть более четырех или пяти цифр, которые имеют стандартные электрода из углеродистой стали.Обычный электрод из углеродистой стали отформатирован, как в предыдущем примере 4918. Электроды из высокопрочной стали имеют суффиксы, такие как -A1, -B2H, -NI3, -D1 и -D2. Эти суффиксы указывают на конкретный химический состав и применимость электродов. При сварке высокопрочной стали с пределом прочности на разрыв более 550 МПа важно обращать внимание на суффикс, потому что он говорит вам, можно ли использовать электрод для конкретного применения, например, если сварная сборка будет подвергаться термообработке после сварки.

Например, много лет назад я преподавал в компании, которая занималась ремонтом крупных деталей оборудования. Я упоминал, что конкретный электрод, E5518-B9, содержит ванадий и не должен использоваться, когда сборка будет подвергаться термообработке после сварки, поскольку ванадий в металле сварного шва, который подвергается термообработке после сварки, приведет к тому, что металл сварного шва станет хрупким и легко ломается.

Когда я это сказал, два человека в дальнем конце комнаты быстро вышли из класса. Вскоре они вернулись с коробкой электродов.Они отметили, что время от времени, когда они отправляли отремонтированное оборудование обратно в эксплуатацию, сварные швы сразу выходили из строя. Электроды, которые они принесли, действительно были ванадиевыми.

Суть дела заключалась в том, что отделу закупок сказали купить электроды класса E5518, но это все, что им сказали. Целью закупки было купить самые дешевые электроды с учетом предоставленных спецификаций. Поэтому, когда электроды, содержащие ванадий, время от времени продавались в то время, когда у них была заявка на заполнение электродов, они покупали электроды E5518-B9.Большинство других типов электродов E5518, например -B1, -B2, -B3, -B3L, -B6, -C1, -C2 и -D3, не содержат ванадий, и их покупка не составит проблем. Вот почему сбои сварных швов случались не всегда, а лишь изредка. Проблема заключалась в том, что при покупке не было предоставлено достаточно информации для покупки правильных электродов.

Это хорошее напоминание о том, что прежде чем кто-то сварит неправильный электрод, и произойдет сбой, всегда происходит ряд ошибок. Это цепочка событий, которая приводит к отказу, и если одно звено разорвано, отказа можно избежать.Несколько более высокопрочных электродов могут отвечать одинаковым требованиям к прочности, свариваемости и водороду, и каждый из них будет иметь определенный химический состав, который придает ему различные свойства, разработанные для конкретных применений.

Тот, кто определяет электроды для работы, должен учитывать процедуру сварки, которая будет использоваться, и конечное использование конечного сварного продукта. Все это необходимо хорошо понять, прежде чем выбирать правильный электрод, чтобы избежать проблем при запуске производства и вводе деталей в эксплуатацию.

Кен Торн, инженер по сварке, Канадское бюро сварки, [email protected].

CWB Group, 800-844-6790, www.cwbgroup.org

Ответы на 8 вопросов о стержнях для стержневой сварки

Выбор стержневых электродов

Независимо от того, являетесь ли вы домашним мастером, который выполняет сварку несколько раз в год, или профессиональным сварщиком, который занимается сваркой каждый день, одно можно сказать наверняка: сварка палкой требует большого мастерства. Это также требует некоторых ноу-хау в отношении стержневых электродов (также называемых сварочными стержнями).

Поскольку такие переменные, как методы хранения, диаметр электрода и состав флюса, влияют на выбор стержня стержня и его производительность, вооружение базовыми знаниями может помочь вам минимизировать путаницу и лучше обеспечить успех сварки стержнем.

1. Каковы наиболее распространенные стержневые электроды?

Существуют сотни, если не тысячи, стержневых электродов, но самые популярные относятся к Американскому сварочному обществу (AWS) A5.1 Спецификация на электроды из углеродистой стали для дуговой сварки экранированного металла .К ним относятся электроды E6010, E6011, E6012, E6013, E7014, E7024 и E7018.

2. Что означает классификация стержневых электродов AWS?

Для идентификации стержневых электродов AWS использует стандартизированную систему классификации. Классификации представлены в виде цифр и букв, напечатанных на сторонах стержневых электродов, и каждая из них представляет определенные свойства электрода.

Для электродов из мягкой стали, упомянутых выше, система AWS работает следующим образом:

• Буква «E» обозначает электрод.
• Первые две цифры представляют собой минимальную прочность на растяжение результирующего сварного шва, измеренную в фунтах на квадратный дюйм (psi). Например, число 70 в электроде E7018 указывает на то, что электрод будет формировать сварной шов с минимальной прочностью на разрыв 70000 фунтов на квадратный дюйм.
• Третья цифра обозначает положение (а) при сварке, в котором может использоваться электрод. Например, 1 означает, что электрод можно использовать во всех положениях, а 2 означает, что его можно использовать только для плоских и горизонтальных угловых швов.
• Четвертая цифра представляет тип покрытия и тип сварочного тока (переменный, постоянный или оба), который может использоваться с электродом.

3. В чем разница между электродами E6010, E6011, E6012 и E6013 и когда их следует использовать?

• Электроды E6010 можно использовать только с источниками постоянного тока (DC). Они обеспечивают глубокое проникновение и способность прорваться сквозь ржавчину, масло, краску и грязь. Многие опытные сварщики труб используют эти универсальные электроды для корневых проходов на трубе.Однако электроды E6010 имеют чрезвычайно плотную дугу, что может затруднить их использование для начинающих сварщиков.
• Электроды E6011 также можно использовать для сварки во всех положениях с использованием источника сварочного тока на переменном токе (AC). Как и электроды E6010, электроды E6011 создают глубокую проникающую дугу, которая прорезает корродированные или нечистые металлы. Многие сварщики выбирают электроды E6011 для технического обслуживания и ремонта при отсутствии источника постоянного тока.
• Электроды E6012 хорошо работают в тех случаях, когда требуется перекрытие зазора между двумя соединениями.Многие профессиональные сварщики также выбирают электроды E6012 для высокоскоростных сильноточных угловых швов в горизонтальном положении, но эти электроды, как правило, создают более мелкий профиль проплавления и плотный шлак, что потребует дополнительной очистки после сварки.
• Электроды E6013 создают мягкую дугу с минимальным разбрызгиванием, обеспечивают умеренное проплавление и имеют легко удаляемый шлак. Эти электроды следует использовать только для сварки нового чистого листового металла.

4.В чем разница между электродами E7014, E7018 и E7024 и когда их следует использовать?

• Электроды E7014 обеспечивают примерно такое же проплавление швов, как электроды E6012, и предназначены для использования на углеродистых и низколегированных сталях. Электроды E7014 содержат большее количество порошка железа, что увеличивает скорость осаждения. Они также могут использоваться при более высоких силах тока, чем электроды E6012.
• Электроды E7018 содержат толстый флюс с высоким содержанием порошка и являются одними из самых простых в использовании электродов.Эти электроды создают плавную, тихую дугу с минимальным разбрызгиванием и средним проникновением дуги. Многие сварщики используют электроды E7018 для сварки толстых металлов, таких как конструкционная сталь. Электроды E7018 также позволяют производить прочные сварные швы с высокими ударными характеристиками (даже в холодную погоду) и могут использоваться на основных металлах из углеродистой, высокоуглеродистой, низколегированной или высокопрочной стали.
• Электроды E7024 содержат большое количество железного порошка, который помогает увеличить скорость осаждения. Многие сварщики используют электроды E7024 для высокоскоростных горизонтальных или плоских угловых швов.Эти электроды хорошо работают на стальной пластине толщиной не менее 1/4 дюйма. Их также можно использовать для обработки металлов толщиной более 1/2 дюйма.

5. Как выбрать стержневой электрод?

Сначала выберите стержневой электрод, соответствующий прочностным свойствам и составу основного металла. Например, при работе с низкоуглеродистой сталью подойдет любой электрод E60 или E70.

Затем сопоставьте тип электрода с положением при сварке и рассмотрите доступный источник питания.Помните, что некоторые электроды можно использовать только с постоянным или переменным током, в то время как другие электроды можно использовать как с постоянным, так и с переменным током.

Оцените конструкцию стыка и подгонку и выберите электрод, который обеспечит наилучшие характеристики проникновения (копание, средний или легкий). При работе с стыком с плотной посадкой или стыком без фаски, электроды, такие как E6010 или E6011, будут создавать дуги копания для обеспечения достаточного проникновения. Для тонких материалов или соединений с широкими корневыми отверстиями выберите электрод с легкой или мягкой дугой, например E6013.

Чтобы избежать растрескивания сварных швов на толстых, тяжелых материалах и / или соединениях сложной конструкции, выбирайте электрод с максимальной пластичностью. Также учитывайте условия обслуживания, с которыми может столкнуться компонент, и спецификации, которым он должен соответствовать. Будет ли он использоваться при низких, высоких температурах или при ударных нагрузках? Для этих целей хорошо подходит электрод E7018 с низким содержанием водорода.

Также учитывайте эффективность производства. При работе в плоском положении электроды с высоким содержанием порошка железа, такие как E7014 или E7024, обеспечивают более высокую производительность наплавки.

Для критических применений всегда проверяйте спецификации и процедуры сварки для данного типа электрода.

6. Какую функцию выполняет флюс, окружающий стержневой электрод?

Все стержневые электроды состоят из стержня, окруженного покрытием, называемым флюсом, которое служит нескольким важным целям. Фактически, именно флюс или покрытие на электроде определяет, где и как электрод можно использовать.

Когда зажигается дуга, флюс горит и вызывает серию сложных химических реакций.Когда ингредиенты флюса горят в сварочной дуге, они выделяют защитный газ, чтобы защитить расплавленную сварочную ванну от атмосферных примесей. Когда сварочная ванна охлаждается, флюс образует шлак, защищающий металл шва от окисления и предотвращающий пористость сварного шва.

Flux также содержит ионизирующие элементы, которые делают дугу более стабильной (особенно при сварке от источника переменного тока), а также сплавы, которые придают сварному шву пластичность и прочность на разрыв.

В некоторых электродах используется флюс с более высокой концентрацией железного порошка для увеличения скорости осаждения, в то время как другие содержат добавленные раскислители, которые действуют как чистящие средства и могут проникать через корродированные или грязные детали или прокатную окалину.

7. Когда следует использовать стержневой электрод с высоким наплавлением?

Электроды с высокой скоростью наплавки могут помочь выполнить работу быстрее, но у этих электродов есть ограничения. Дополнительный железный порошок в этих электродах делает сварочную ванну гораздо более жидкой, а это означает, что электроды с высоким наплавлением не могут использоваться в смещенных позициях.

Их также нельзя использовать в критических или требуемых нормах применениях, таких как изготовление сосудов высокого давления или котлов, где сварные швы подвергаются высоким нагрузкам.

Электроды с высоким напылением — отличный выбор для некритических применений, таких как сварка вместе простого резервуара для хранения жидкости или двух кусков неконструкционного металла.

8. Как правильно хранить и повторно сушить стержневые электроды?

Лучшее место для хранения стержневых электродов — это нагретая среда с низкой влажностью. Например, многие электроды E7018 из мягкой стали с низким содержанием водорода необходимо хранить при температуре от 250 до 300 градусов по Фаренгейту.

Обычно температура восстановления электродов выше, чем температура хранения, что помогает устранить избыточную влажность. Для восстановления электродов E7018 с низким содержанием водорода, описанных выше, условия восстановления находятся в диапазоне от 500 до 800 градусов по Фаренгейту в течение одного-двух часов.

Некоторые электроды, такие как E6011, необходимо хранить в сухом виде только при комнатной температуре, которая определяется как уровень влажности, не превышающий 70 процентов при температуре от 40 до 120 градусов по Фаренгейту.

Для уточнения времени и температуры хранения и восстановления всегда обращайтесь к рекомендациям производителя.