Лекция 10. Технологические процессы сварки плавлением
10.1. Ручная дуговая сварка покрытым электродом
При этом способе сварки используется металлический плавящийся электрод, на поверхность которого наносится специальное покрытие (обмазка), предназначенная для решения указанных выше (лекция 9) технических пробем (рис. 10.1).
Химический состав электродной проволоки соответствует составу свариваемых заготовок. Под действием электирческой дуги плавятся края свариваемых заготовок и металлический электрод, в результате чего образуется ванна жидкого металла. Вместе со стержнем электрода плавится покрытие, образуя жидкую защитную шлаковую ванну на поверхности расплавленного металла, и защитную газовую атмосферу вокруг дуги.
В состав покрытия электродов входят следующие составляющие:
стабилизирующие, обеспечивающие устойчивое горение дуги;
газообразующие и шлакообразующие, защищающие расплавленный металл от воздействия воздуха;
раскисляющие, способствующие удалению окислов из сварного шва;
легирующие, компенсирующие угар полезных примесей и повышающие механические свойства сварного шва;
связующие, обеспечивающие необходимую прочность покрытия при сушке (обычно – на основе жидкого стекла).
По типу химических реакций в зоне сварки покрытия подразделяются на 4 вида: кислые, основные, рутиловые и целлюлозные.
Диаметр электродной проволоки для покрытых электродов – от 1,6 до 12 мм, длина электрода – 150–450 мм. Сварочная проволока для сварки стали по химсоставу подразделяется на три группы (низкоуглеродистая, легированная и высоколегированная) и обозначается следующим образом: Св-08А, Св-08ХМФА, Св-06Х19Н10МЗТ и др., где Св – обозначает сварочную проволоку, а последующие цифры и буквы – ее химический состав. Перед сваркой покрытие электрода прокаливают в печи для удаления влаги (до 400 С, до 2–3 часов).
Для сварки ответственных конструкций применяют электроды, изготовленные из порошковой проволоки (рис. 10.2), которая представляет металлическую трубку, заполненную шлако- и газообразующими веществами, раскислителями, легирующими веществами, соответствующими металлическими порошками. Порошковые проволоки улучшают защиту расплавленного металла от окисления, уменьшают разбрызгивание металла. обеспечивают более гладкую поверхность сварного шва. Порошковой проволокой варят стали, чугун, а также цветные металлы и сплавы.
При ручной дуговой сварке сила сварного тока находится в пределах 80–500 А, а напряжение –15–30 в.
Более подробно технологические параметры и возможности ручной дуговой сварки будут рассмотрены на лабораторной работе.
Достоинства процесса: универсальность (возможность сварки в любом пространственном положении – нижнем, вертикальном, горизонтальном, потолочном, любых свариваемых материалов, достаточно толстостенных заготовок – до 30…50 мм); простота (удобна при выполнении коротких и криволинейных швов, при монтажных работах); относительно низкая стоимость процесса.
Недостатки: низкая производительность (ограниченная сила тока из-за возможности разогрева стержня электрода, отслаивания покрытия, сильного разбрызгивания металла и интенсивного угара полезных примесей; реальная толщина сварного шва за один проход порядка 5 мм); образование шлаковой корки; высокая дефектность сварного шва (шлаковые включения, газовые пары); возможен непровар корня шва; необходимость в рабочих выской квалификации.
Способ широко применяется в индивидуальном и серийном производстве, при ремонтных и наплавочных работах.