В зависимости от типа покрытия электроды для сварки углеродистых и низколегированных сталей характеризуются различным уровнем сварочно-технологических свойств. Тип покрытия в значительной степени определяет возможность ведения сварки во всех пространственных положениях, род сварочного тока, производительность сварочного процесса, склонность к образованию пор, а в некоторых случаях – содержание водорода в наплавленном металле и склонность сварных соединений к образованию трещин.
Различают следующие виды покрытий: кислое, рутиловое, ильменитовое, основное, целлюлозное и смешанное. Основу кислого покрытия электродов составляют оксиды железа, марганца и кремния. Электроды с кислым покрытием не склонны к образованию пор при сварке металла, покрытого окалиной или ржавчиной, а также при удлинении дуги. Сварку можно выполнять постоянным и переменным током. Но при использовании таких электродов металл шва имеет повышенную склонность к образованию горячих трещин. Примеры электродов с кислым покрытием – Э38 и Э42.
Основу рутилового покрытия составляет одноименный концентрат (природный диоксид титана). Металл шва, выполненный такими электродами, соответствует спокойной или полуспокойной стали. Стойкость металла шва против образования трещин у электродов с рутиловым покрытием выше, чем у электродов с кислым покрытием. Рутиловые электроды малочувствительны к образованию пор при изменении длины дуги, при сварке влажного и ржавого металла и при сварке по окисленной поверхности. Рутиловое покрытие имеют электроды типа Э46.
В состав ильменитового покрытия электродов в качестве основного компонента входит ильменитовый концентрат (природный концентрат диоксида титана и железа). Такие электроды по свойствам занимают промежуточное положение между электродами с кислым и рутиловым покрытиями.
В электроды с основным покрытием входят карбонаты и фтористые соединения. Металл, наплавленный электродами с основным покрытием, по химическому составу соответствует спокойной стали, а металл шва обладает повышенной стойкостью против образования горячих трещин. По механическим свойствам металла шва и сварных соединений к электродам с основным покрытием относятся Э42А, Э46А, Э50А и Э60. Но по технологическим характеристикам электроды с основным покрытием уступают другим видам электродов. Их недостатки – высокая чувствительность к образованию пор при увлажнении покрытия и удлинении дуги. Сварка обычно ведется постоянным током обратной полярности. Перед сваркой электроды с основным покрытием требуют обязательной прокалки при температурах 250–420 °C.
Целлюлозный тип покрытия содержит большое количество (до 50 %) органических составляющих, как правило, целлюлозы. Металл, наплавленный целлюлозными электродами, по химическому составу соответствует полуспокойной или спокойной стали. По механическим свойствам металла шва и сварных соединений электроды с целлюлозным покрытием – Э42, Э46 и Э50. Для целлюлозных электродов характерно образование равномерного обратного валика шва при односторонней сварке на весу, возможность сварки вертикальных швов способом сверху вниз. Но в то же время металл шва содержит повышенное количество водорода.
При сварке с помощью и постоянного и переменного тока для мелких ремонтных работ используют электроды рутилового типа, а для соединений, требующих высокой механической прочности, например, для металлической несущей конструкции крыши – основные электроды. Рутиловые электроды обычно бывают длиной 30 или 35 см, толщиной 1,5, 2,25; 3,25; 4, 5 мм и более.
По форме сварные соединения можно разделить на стыковые, угловые, нахлесточные и тавровые (рис. 7.2) [2]. По положению сварного шва в пространстве различают швы: нижние, горизонтальные, вертикальные и потолочные (рис. 7.3).
Рис. 7.2. Сварные соединения: а – стыковое; б – угловое; в – нахлесточное; г – тавровое
Рис. 7.3. Пространственные положения швов: а – нижние; б – горизонтальные; в – вертикальные; г – потолочные
Шов – это участок сварного соединения, непосредственно связывающий свариваемые детали. По способу выполнения сварные швы бывают однопроходные, многослойные, непрерывные (сплошные, прерывистые, угловые, стыковые, точечные и некоторые другие) (рис. 7.4).
Рис. 7.4. Некоторые типы сварных швов: а – стыковой непрерывный однопроходный; б – стыковой непрерывный многослойный; в – угловой прерывистый
7.2. Оборудование для электросварки
Для проведения сварочных работ с помощью электродуговой сварки необходимо следующее оборудование (рис. 7.5):
• сварочный аппарат;
• держатель электрода;
• зажим заземления;
• питающий кабель;
• металлическая щетка и молоток для отбивания;
• шлифовальная машина;
• ручные тиски;
• электроды.
Рис. 7.5. Оборудование для сварочных работ
7.3. Средства индивидуальной защиты при производстве сварочных работ