Костiн Зварювальнi матерiали

ють 1,5…3,5 % окису лантану (лантановані вольфрамові електроди) або 1,1…1,4 % окису ітрію (ітровані вольфрамові електроди), табл. 2.20 [4]. Найбільш стійкими при зварюванні є ітровані електроди, що допускають максимальне струмове навантаження.

Таблиця 2.20. Характеристика вольфрамових електродів з активуючими додатками (ГОСТ 23949–80)

Розділ 3. ДРОТИ ДЛЯ ЗВАРЮВАННЯ ТА НАПЛАВЛЕННЯ

3.1. Зварювальний сталевий дріт

Зварювальний сталевий дріт використовують для виготовлення покритих електродів, механізованого й автоматизованого зварювання в захисних газах та під шаром флюсу, електрошлакового зварювання, а також в якості присадного для газового зварювання і зварювання неплавкими електродами.

Сталь для дроту виплавляється в кисневих конверторах, мартенівських або електродугових печах та розливається в зливки на машинах неперервного розливу. Останнім надається перевага. У ряді випадків сталь піддається додатковій спеціальній обробці для зниження вмісту шкідливих домішок, неметалевих включень та дегазації металу. Виливки прокатують в дріт діаметром 7…10 мм. Після прокатування дріт обробляють в розчинах кислот і лугів для видалення з його поверхні окалини. Далі дріт піддають холодному волочінню на багатоступінчастих волочильних станах. Якщо дріт при цьому одержує великий наклеп, що перешкоджає подальшій обробці до необхідного діаметра, то він надходить на проміжну термообробку для зняття наклепу. Нагрівання ведеться в інертній захисній атмосфері, що перешкоджає утворенню окалини.

В останній час сталеві дроти для зварювання виготовляють переважно на автоматизованому обладнанні, яке дозволяє волочити високоякісні дроти із швидкістю до 30 м/с [6]. Технологічний процес складається з двох етапів: перше та друге волочіння. Перше волочіння – найбільш важлива операція технологічного процесу виготовлення дроту суцільного перерізу. Суворе дотримання технології дозволяє отримувати дроти малого діаметра без попередньої термічної обробки. Друге волочіння, як правило, поєднане з процесом дифузійного міднення дроту.

Виробництво зварювального дроту поступово відокремлюється в самостійну галузь зварювального виробництва.

57

Вимоги до дроту вітчизняних виробників регламентуються стандартом ГОСТ 2246–70, який вже в значній мірі застарілий. Дріт виготовляють з низьковуглецевих, легованих та високолегованих сталей. Марки та хімічний склад дротів наведено у табл. 17Д [18]. Дріт постачається холод-

нотягнутим з діаметрами 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 і 8,0 мм. Умовне позначення марки дроту – це марка сплаву, з якого він виготовлений. В нього входять індекс Св (зварювальний) і наступні за ним цифри та літери. Цифри показують середній вміст у дроті вуглецю в сотих частках відсотка, а літери позначають найменування легуючих елементів і їхній середній вміст у відсотках. Якщо вміст легуючого елемента менше 1 %, то ставиться тільки відповідна літера. Літера А наприкінці умовної позначки марки низьковуглецевих і легованих дротів показує на підвищену чистоту металу за вмістом сірки та фосфору. Літера А також позначає азот як легуючий елемент і ставиться в середині позначки. Повна умовна позначка зварювального дроту складається з цифри, що показує діаметр дроту в міліметрах, індексу Св, умовної позначки марки сталі і номера ГОСТу. Може також додатково позначатися спосіб виробництва сталі: Ш – електрошлаковий; ВД – вакуумно-дуговий; ВІ – вакуу- мно-індукційний. Наприклад, 3 Св-08А-ГОСТ 2246–70; 2 Св-08ХГСМФА-Ш-ГОСТ2246–70; 1,6 Св-15ГСТЮЦА-ВД-ГОСТ2246–70.

Якщо дріт призначений для виготовлення електродів, то наприкінці марки дроту ставиться літера Э, наприклад: 5 Св-08АЭ-ГОСТ 2246–70. Якщо дріт з обмідненою поверхнею, то після маркування дроту ставиться літера О.

Маркування зварювального дроту за ГОСТ 2246–70 відображає тільки хімічний склад сталі з якої виготовлений дріт, але споживачу потрібно також знати інформацію про механічні властивості наплавленого металу та технологічні характеристики дроту. В зв’язку з цим ТОВ "Кродес" та ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України розробили та ввели в дію технічні умови на зварювальний дріт (ТУ У 05416923.028–97 та ТУ У 05416923.029–97),

58

які визначають необхідні споживачу металургійні, механічні та технологічні характеристики дроту: якість формування шва, засміченість металу шлаковими включеннями, характеристики границі текучості, тимчасового опору, ударної в’язкості наплавленого металу й т. п. [2]. Марочний сортамент більшості зварювальних дротів, що виготовляються згідно з новими технічними умовами, відповідає типовим закордонним аналогам. Процедура оцінки механічних властивостей металу шва або наплавленого металу передбачає зварювання спеціальних випробувальних зразків на регламентованих режимах та визначення категорій міцності й ударної в’язкості. Запропонована класифікація зварювальних дротів зручна у використанні, відповідає європейським та міжнародним вимогам, але потрібен час для її впровадження на території України.

Властивості дроту у значній мірі залежать від стану його поверхні. На поверхні зварювального дроту можуть бути присутні різні види металевих та неметалевих покриттів, технологічне мастило, що використовують при його волочінні, оксиди та продукти хімічного травлення, іржа, яка може утворюватися при зберіганні дроту.

Для покращення властивостей дроту на його поверхню наносять шар міді, використовуючи достатньо економічну технологію контактного міднення, яка заснована на різниці електродних потенціалів заліза (–0,44В) та міді (+0,34В). При зануренні заліза у розчин мідного купоросу (CuSO4) під впливом різниці потенціалів залізо переходить у розчин, а мідь осаджується на поверхні сталевого дроту. Для ущільнення мідного покриття дріт піддають додатковому деформуванню у волоці з використанням рідкого мастила. Після цього поверхня дроту має блискучий вигляд з рожевим кольором. Товщина мідного покриття повинна бути такою, щоб маса міді складала не більше 0,10…0,15 % маси дроту. Підсумковий вміст міді у дроті та покритті за ГОСТ 2246–70 не повинен перевищувати 0,25 % від загальної маси дроту. Наприклад, відповідно до німецького стандарту DIN 8559 ця ж величина складає 0,30 %. Нижня межа товщини мідного

59

шару повинна забезпечувати отримання суцільного покриття. Для дроту діаметром 1,2…2,0 мм оптимальна товщина мідного покриття дорівнює відповідно 0,15…0,20 та 0,4…0,6 мкм.

Технологічне мастило та мідне покриття не захищають сталевий зварювальний дріт від корозії (табл. 3.1) [3]. У зв’язку з цим для антикорозійного захисту зварювального дроту необхідно використовувати інгібітований папір або поліетиленову плівку. В якості парофазних інгібіторів корозії звичайно використовують нітрид діциклогексиламіна, карбонат або хромат циклогексиламіна. Інгібітори цього класу здатні захистити великий об’єм. Вони розкладаються декілька років. При своєму розкладанні вони утворюють на поверхні дроту адсорбовану плівку, яка захищає метал від води та кисню повітря.

Таблиця 3.1. Швидкість корозії дроту Св-08Г2С при зберіганні його в

різних умовах, г/м2·рік

Умови зберігання та стан поверхні дроту суттєво впливають на його властивості. Тривала витримка дроту в атмосферних умовах призводить до збільшення контактного опору в парі "електродний дріт–зварюваль- ний мундштук" (табл. 3.2). Ще більш суттєво збільшує контактний опір присутність іржі на поверхні дроту. Це значно підвищує інтенсивність розбризкування електродного металу при зварюванні, а також викликає значне електроерозійне та механічне зношування зварювального мундштука [3].

Стабільність процесу зварювання значно підвищується при використанні обмідненого дроту. Частота коротких замикань на стабільному ре-

60