Зварювальний дріт — сталевий дріт, який виступає в якості матеріалу, що утворює зварювальну ванну під час зварювання деталей.

  Властивості зварного (основного) металу залежать від його складу і структури. Для того щоб зварене з'єднання було рівноміцним основного металу, необхідно отримати структуру металу шва, аналогічну структурі зварюється. Цього можна досягти шляхом підбору відповідного хімічного складу металу шва, використовуючи металеві присадочні матеріали, спеціальні електродні покриття і флюси.

   Хімічний склад і діаметр дроту для зварювання сталей регламентує ГОСТ 2246-70, з низьковуглецевої сталі (Св-08, Св-08А, Св-08АА, Св-08ГА, Св-ПІВДНЯ, Св-10Г2); з легованої сталі (Св-08ГС, Св-08Г2С, Св-18ХГС і ін.);  з високолегованої сталі (Св-12Х11НМФ, Св-10Х17Т, Св-06Х18Н9Т і ін.). Дріт для наплавлення випускається згідно ГОСТ 10543-75, дріт з міді і сплавів – згідно ГОСТ 16130-72, дріт з алюмінію і сплавів – згідно ГОСТ 7871-75. Найбільш поширеною є сталевий дріт. Вона випускається наступних діаметрів (мм): 0,3; 0,5; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0; 12,0.

  Марка дроту:

  • призначення (Св – сварочная, Нп – наплавочная).
  • вміст вуглецю в сотих частках відсотка. Наприклад, Св08 – дріт містить 0,08% вуглецю;
  • може вказуватися зміст легуючих елементів, позначаються наступними літерами: X – хром; Н – никель, С – кремний; М – молибден; Г – марганец; Т – титан: Ф – ванадий; Д – медь; Ц – цирконий; Ю – алюминий. За буквою, яка позначає легуючий елемент, слід число, яке вказує його зміст у відсотках. Якщо легуючий елемент міститься в кількості близько 1%, то число не ставиться. наприклад, Св08Х21Н5Т розшифровується в такий спосіб: дріт зварювальний, вміст вуглецю 0,08%, хрому 21%; нікелю 5%; титану 1%;
  • можутьвказуватися підвищені вимоги до чистоти дроту по шкідливих домішок - сірки і фосфору. Вони відзначаються в марці буквами А та АА. Наприклад, в дроті Св08 допускається до 0,04% сірки і фосфору, для Св08А - до 0,03% цих домішок, в СВ08А - до 0,02%.

  Безумовний лідер продажів на цьому ринку - це зварювальний дріт СВ 08Г2С і його аналоги, що випускаються, як в звичайному варіанті, так і з мідним покриттям. Цей матеріал може бути використаний в зварювальних напівавтоматичних агрегатах з потужністю до 500А.

   Друге місце в рейтингу популярності займає сварочная проволока СВ 08А, застосовувана для механізованого зварювання низьковуглецевих і вуглецевих сталевих сплавів, а також для виготовлення електродів ручного зварювання.

   Третя позиція в продажах залишається за модифікаціями СВ08Г2А і СВ-08, що активно використовуються в аргонодуговой і газовому зварюванні при зварюванні низьковуглецевих трубних і швеллерових конструкцій.

   Для зварювання нержавіючого прокату в углекислоте або газової суміші застосовується зварна дріт марок ER 316L Si і ER 308L в зарубіжній маркіровці. Російські аналоги представлені лінійкою високолегованих модифікацій СВ01Х19Н9, СВ01Х18Н10, СВ06Х19Н9Т.

Порошковий зварювальний дріт

  Порошковий зварювальний дріт являє собою трубчасту дріт, заповнену порошкоподібною наповнювачем. Відношення маси порошку до маси металевої оболонки становить від 15 до 40%. Конструкція порошкового дроту може бути різною - простий трубчастої, з різними загинами оболонки, двошарової (див. малюнок).

   Загини використовуються для додання дроті жорсткості і запобігання висипання порошку при її стисненні подаючими роликами зварювального напівавтомата. Порошкоподібний наповнювач являє собою суміш руд, мінералів, феросплавів, хімікатів. Він виконує функції, аналогічні функціям електродних покриттів, - захист металу від повітря, стабілізацію дугового розряду, розкислення і легування шва, формування шва, регулювання процесу перенесення електродного металу тощо.

  По складу порошкоподібного наповнювача порошковий зварювальний дроту поділяються на:

  • рутил-органичні,
  • карбонатно-флюоритні,
  • флюоритні,
  • рутилові та  рутил-флюоритні.

   За призначенням порошкові дроти бувають самозахисні, призначені для зварювання без додаткової газової захисту, і дроту для зварювання в вуглекислому газі. Кожна з цих груп, в свою чергу, підрозділяється на дроту загального призначення і спеціальні. Застосування самозахисних дротів дозволяє спростити процес зварювання, оскільки відпадає необхідність у використанні балонів з вуглекислим газом. Це розширює можливості використання напівавтоматичного зварювання, зокрема в монтажних умовах. Для самозахисних дротів використовуються порошки рутил-органічного, карбонатно-флюорітного і флюорітного типів.

   При зварюванні дротами рутил-органічного типу метал шва за хімічним складом близький до складу низьковуглецевої напівспокійну стали. При великих силах струму зварювальний ванна інтенсивно поглинає гази, що призводить до пористості. У зв'язку з цим сила струму обмежена, що знижує продуктивність зварювання. Типовим представником дротів рутил-органічного типу може служити зварювальний дріт марки ПП-АН1.

   Дроту карбонатно-флюорітного типу рекомендується використовувати для зварювання низьковуглецевих і низьколегованих сталей відповідальних конструкцій. При цьому механічні властивості шва вище, ніж для рутил-органічних дротів. Зварні шви більш пластичні і краще працюють при низьких температурах. Представниками даного типу є зварювальні дроту ПП-АН11, ПП-АН17.

  Дроту флюорітного типу за характеристиками займають проміжне положення між дротами рутил-органічного і карбонатно-флюорітного типу, наприклад, зварювальний дріт ПП-2ДСК.

Використання порошкових дротів при зварюванні у вуглекислому газі дозволяє істотно поліпшити технологічні параметри процесу зварювання і механічні властивості шва в порівнянні з дротами суцільного перетину. Поліпшується формування і зовнішній вигляд шва, знижується розбризкування металу, підвищуються механічні характеристики зварного з'єднання. Для зварювання в вуглекислому газі використовуються дроту рутилового і рутил-флюорітного типу. Дроту рутилового типу (ПП-АН8; ПП-Ан-10) призначені для зварювання широкого кола конструкцій з низьковуглецевої і низьколегованої сталі. Дроту рутил-флюорітного типу (ПП-АН4; ПП-АН9; ПП-АН20) забезпечують високу ударну в'язкість і рекомендуються для зварювання конструкцій з легованих сталей, які працюють в складних кліматичних умовах при динамічних навантаженнях.

  Зварювальні дроту спеціального призначення використовуються при зварюванні з примусовим формуванням, під водою, для зварювання чавуну і т.д.

  Крім марки порошковий дріт також має умовне позначення, що містить чотири групи буквених і цифрових індексів:

  1. Призначення: ПГ – для зварки в середі захисних газів, ПС – самозахисна.
  2. Міцність наплавленого металу в МПа. Додаткова буква Ч або Л означає для зварювання чавуну або легованої сталі. Для низьковуглецевих і низьколегованих сталей буква не ставиться.
  3. Позначення допустимих просторових положень: Н – нижнє, В – нижнє, горизонтальне, вертикальне; Вт – тільки горизонтальне; В^ – только вертикальное; Т – все положения, включая тела вращения.

   Покритий електрод являє собою металевий стрижень як правило, від 250 до 450 мм, з нанесеною на його поверхню обмазкою. Для покриття електрода використовують суміш речовин, які посилюють іонізацію атмосфери зварювальної дуги, захищають від шкідливого впливу середовища і служать для металургійної обробки зварювальної ванни. Захист металу від впливу атмосферних газів здійснюється за рахунок шлаку і газів, що утворюються при плавленні покриття (обмазки).

   При розплавленні електрода у зварювальній дузі відбуваються складні металургійні процеси. У результаті окисно-відновних реакцій в газовому середовищі дуги і на кордоні її розділу з металом, а також між металом і шлаком відбувається легування, окислення та розкислення металу, що утворює зварний шов.

  Властивості електродів в значній мірі визначаються властивостями шлаку, одержуваного з шлакообразующих основи покриття електродів.

Електрод повинен забезпечувати:

  • легке запалювання та стійке горіння зварювальної дуги;

  • рівномірний розплавлення покриття електрода;

  • рівномірне покриття шва шлаком і легке його видалення після зварювання;

  • відсутність у металі шва тріщин, пор, непроварів.

Ознаки класифікації електродів:

  • матеріал стрижня електрода;

  • призначення для зварювання певних сталей;

  • товщина покриття стрижня;

  • види покриття;

  • характер шлаку, що утворюється при розплавленні покриття;

  • властивості металу шва;

  • допустимі просторові положення зварювання або наплавлення;

  • рід і полярність застосовується при зварюванні струму.

   Зварювальний електрод - виріб з електропровідного матеріалу, що служить для підведення електричного струму до місця зварювання. Розрізняють плавляться і не плавляться електроди.

  До електродів, які плавляться відносяться зварювальні дроти, прутки, пластини та стрічки суцільного перерізу, порошкові дроти і стрічки, а також, покриті і комбіновані електроди (плавляться мундштуки).

  У залежності від призначення плавкі електроди можуть бути виготовлені із сталі, алюмінію, титану, міді або інших металів і сплавів.

   Плавкі електроди одночасно служать для введення присадкового металу при зварюванні плавленням. Застосовуючи плавкі електроди відповідного хімічного складу, можна змінювати в бажаному напрямку склад металу шва, легувати його потрібними елементами, знижувати вміст шкідливих домішок.

  При зварюванні електродом, що плавиться утворюється зварний шов, який виходить за рахунок основного металу і металу електрода.

   До неплавких електродів відносяться електродні стрижні та електроди для контактного електрозварювання - вугільні, графітові і вольфрамові. При зварці неплавким електродом зварний шов виходить тільки за рахунок розплавлювання основного металу і металу присадкового прутка.

Зварювальний флюс

   Зва́рювальні флю́си — це неметалеві матеріали, які слугують для захисту наплавляємого металу від повітря і легування металу шва необхідними присадками. Їх розплав потрібен для стабілізації процесу зварювання і покращення якості шва.

   Згідно ГОСТ 9087–81 флюс поставляється з розміром зерен 0,25–4 мм, причому для напівавтоматичного дугового зварювання призначений флюс з розміром зерен 0,25–1,6 мм, для автоматичної – флюс з розміром зерен 0,25–2,5, 0,25–4, 0,35–3 і 0,35–4 мм. Флюси, призначені для дугового зварювання і наплавлення вуглецевих сталей, часто застосовують і для зварювання деяких низьколегованих сталей. Тому їх ще називають флюсами загального призначення.

  Під час виконання зварювальних робіт безпосередньо на місці зварювання починає збільшуватися хімічна активність. Це стосується як дугового, так і газового зварювання. З цієї причини метал швидко окислюється, зварювальний дріт втрачає частину матеріалу і в цілому знижується ефективність плавлення. Зварювальникові доводиться довше зварювати деталі, через що в зварювальній ванні скупчуються непотрібні шлаки. Щоб уникнути подібних проблем професіонали використовують зварювальний флюс-спеціальний матеріал, що забезпечує стабільне горіння дуги і виводить непотрібні домішки.

Флюси класифікують за способом виготовлення, хімічним складом і призначенням.

За способом виготовлення — поділяють на плавлені і неплавлені.

  До складу плавлених входять лише шлакоутворюючі компоненти. Їх одержують сплавленням складових компонентів. Виготовлення флюсу включає такі процеси: розмелювання до необхідних розмірів сировини (марганцева руда, кварцовий пісок, крейда і ін.); змішування їх в певних пропорціях; плавка в газополум'яних або електропечах; грануляція з метою утворення подрібненого до певних розмірів зерна флюсу.

  Наплавочні — це суміш порошкоподібних і зернистих матеріалів, яка крім шлакоутворюючих містить розкислювачі і легуючі елементи. Поділяються на керамічні — замішені на рідкому склі і спечені — утворені спіканням без розплавлення.

  Відсутність плавки дозволяє вводити до складу флюсу різноманітні феросплави, металеві порошки, оксиди і ін.

Наплавочні флюси виготовляють таким чином: компоненти подрібнюють, дозують, усереднюють. Потім замішують з водним розчином рідкого скла і гранулюють. Гранули сушать і проколюють. Використовують переважно плавлені, які мають високі технологічні властивості і малу вартість. Плавлені розрізняють за вмістом оксидів різноманітних елементів. Як основні — входять оксиди марганцю і кремнію.

Марганець, маючи більшу спорідненість до кисню відновлює оксиди заліза і сприяє виведенню сірки утворюючи сульфід.

Кремній сприяє пониженню пористості метала шва за рахунок подавлення процесу утворення оксиду вуглецю і є хорошим розкислювачем.

За вмістом SiO2 поділяються на: висококремністі (до 40…45 % SiO2); низькокремнисті (до 0,5 % SiO2); безкремнисті.

За вмістом MnO поділяються на: високомарганцеві (> 30 % MnO); середньомарганцеві (15-30 % MnO); низькомарганцеві.

За призначенням розрізняють флюси для зварювання: низьковуглецевих, легованих, спецсталей, кольорових металів.

Для зварювання вуглецевих і низьколегованих сталей використовують висококремнисті флюси, що містять велику кількість SiO2 i MnO i мають кислий характер. Для зварювання легованих сталей — низькокремнисті, з підвищеним вмістом СаО, MgO, CaF2, що мають слабокислий характер; Для зварювання високолегованих сталей з великим вмістом легкоокислюваних елементів (Cr, Mo, Ti, Al і ін.) — безкремнисті, на основі CaO, CaF2, Al2O3 і безкисневі фторидні флюси, що містять 60-80 % CaF2 і мають основний або нейтральний характер.

Для зварювання сталей, кольорових металів і сплавів використовують неплавлені керамічні флюси, що містять мармур, плавіковий шпат, фториди або хлориди лужноземельних металів, феросплави сильних розкислювачів (Si, Ti, Al), легуючі елементи і чисті метали. Такі шлаки мають основний або нейтральний характер і забезпечують в металі шва заданий вміст легуючих елементів.

 Більшість плавлених флюсів, призначених для зварювання низьколегованих сталей, є низькокременевими слабоокиснюючими. До них відносяться флюси АН-10, АН-22, АН-47, АН-65 і ін. Дослідним шляхом встановлено, що погіршення формування швів, викликане зниженням вмісту SiO2 у флюсі, частково може бути компенсоване підвищенням вмісту А12О3, яке подібно SiO2 здатне додавати флюсу в'язкість, робити його шлак довгим. Тому у складі флюсів для зварювання низьколегованих сталей зазвичай багато окису алюмінію, причому його концентрація тим вище, чим менше міститься SiO2. Подібно до окису алюмінію на в'язкість флюсу діють і інші комплексообразуючі окиси, наприклад ZrO2. Введення у флюс значної кількості А12О3 замість SiO2 знижує його хімічну активність по відношенню до металу зварювальної ванни, зменшує забрудненість металу шва неметалічними включеннями і сприяє поліпшенню його механічних властивостей.

  Низькокременеві флюси сприяють підвищенню ударної в'язкості металу шва при низьких температурах (нижче – 35° С). Якщо така вимога до металу шва не пред'являється, то можливе використання висококременевих флюсів, що відрізняються вищими зварювально-технологічними властивостями, ніж низькокременеві. В деяких випадках для зварювання низьколегованих сталей можна застосовувати флюси, призначені для зварювання середньолегованих сталей.

  Першими вітчизняними низькокременевими флюсами, розробленими для зварювання низьколегованих сталей, були АН-10 і АН-22. Флюс АН-22 використовують в даний час при дуговому і електрошлаковому зварюванні низьколегованих сталей підвищеної міцності. При дуговому зварюванні флюс АН-22 у поєднанні з відповідними дротами забезпечує отримання зварних швів з необхідними показниками механічних властивостей. Метал шва мало забруднений неметалічними включеннями. Проте цей флюс має і недоліки: недостатньо добре формування швів і порівняно низьку їх стійкість проти утворення пір, що обумовлене пониженим вмістом в нім SiO2. В результаті подальших розробок були створені флюси АН-42, АН-15, АН-15М, ФЦ-11 і ін., що перевершують флюс АН-22 по зварювальних властивостях і разом з тим забезпечують збільшені вимоги до механічних властивостей металу шва.

Захисні гази для зварювання

   Захисни́й газ — в зварюванні газ, який захищає зону зварювання від проникнення шкідливих речовин з зовнішнього середовища, а в деяких випадках дозволяє виводити шкідливі речовини із зварювальної ванни.

   Газовий захист відтісняє від зони зварювання навколишнє повітря. При зварюванні в монтажних умовах або в умовах, коли можливо здування газового захисту, використовують додаткові пристрої. Ефективність газового захисту зони зварювання залежить від типу зварюваного з'єднання і швидкості зварювання.

Гази для зварювання діляться на дві групи:

  • хімічно інертні;
  • хімічно активні.

   Перші гази не взаємодіють з нагрітим і розплавленим металом і практично не розчиняються в них. Хімічно активні або розчиняються в рідкому металі, або вступають у реакцію з повітрям і нейтралізують його згубний вплив.

Для захисту зону горіння дуги і розплавленого металу використовують:

  • інертні гази (аргон, гелій);
  • активні (вуглекислий газ, азот, водень);
  • суміші інертних та активних газів.

  Аргон -одноатомний інертний газ без кольору і запаху, важчий за повітря. Поставляється промисловістю трьох сортів: вищий, перший і другий. Аргон поставляється і транспортується для використання в газоподібному вигляді в балонах під тиском 15 Мпа. Балони пофарбовані в сірий колір із зеленою смугою і написом аргон - зеленого кольору. Аргон застосовують при зварюванні високолегованих сталей, титану, алюмінію і при зварюванні відповідальних зварних швів.

  Гелій одноатомний інертний газ без кольору і запаху. газоподібний гелій виробляється 2 сортів: гелій високої чистоти (99,9%), гелій технічний (99,8%). Гелій транспортується в балонах з тиском 15 Мпа. Балони пофарбовані в коричневий колір з написом гелій - білого кольору. Гелій використовують також, як і аргон але рідше, так як він має високу вартість.

Вуглекислий газ (СО2) не має кольору і запаху. Його отримують його з газоподібних продуктів згоряння антрациту або коксу, при випалюванні вапняку. Поставляється СО2 в зрідженому (рідкому) стані в балонах місткістю 40 л з тиском 7,5 Мпа. Балони з СО2 фарбують в чорний колір з жовтим написом «СО2 зварювальний». Застосовується при зварюванні низьковуглецевих і легованих сталей.

Last modified: Sunday, 29 January 2023, 5:52 PM