6 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Электроды с тугоплавким покрытием

Какие бывают сварочные электроды по чугуну?

Наряду со сталью чугун является основным конструкционным материалом. Однако в силу своего физико-химического состава он имеет массу особенностей, которые следует учитывать при сварке. Кроме того, типов чугуна несколько, что также необходимо брать во внимание при выборе сварочных расходников. Какие же бывают сварочные электроды по чугуну? Для начала рассмотрим специфические свойства.

Наряду со сталью чугун является основным конструкционным материалом. Однако в силу своего физико-химического состава он имеет массу особенностей, которые следует учитывать при сварке. Кроме того, типов чугуна несколько, что также необходимо брать во внимание при выборе сварочных расходников. Какие же бывают сварочные электроды по чугуну? Для начала рассмотрим специфические свойства.

Особенности чугуна

В отличие от стали чугун содержит в себе значительное количество углерода — от 2 до 6%, при этом СО2 находится в нем в свободном состоянии — в виде графита. Это обуславливает его уникальные характеристики — он чрезвычайно тверд, но при этом хрупок, обладает низкой пластичностью и вязкостью. Эти свойства сказываются при обработке и сварке металла. При неправильно выбранных параметрах, материалах и технике сварки существуют следующие риски:

  • из-за наличия графита в металле могут образовываться трещины;
  • углерод выгорает, что приводит к образованию пор в сварном шве;
  • образуются тугоплавкие окислы, у которых температура плавления выше, чем у чугуна.

Кроме того, затруднения при сварке может вызвать и такое его свойство, как высокая жидкотекучесть, препятствующая образованию качественного шва.

Быстрое охлаждение серого чугуна после температуры нагрева более 750°С ведет к превращению графита в карбид железа — цементит. Сам чугун превращается из серого в белый. Такой чугун сварке не подлежит.

Лучшие электроды по чугуну

Указанные особенности требуют выбора специальных марок электродов. Они должны обеспечивать одинаковую концентрацию СО2 в основном и присадочном металле и их одинаковое время остывания. В состав электродов по чугуну часто входит медь (медно-никелевые, медно железные электроды), однако они могут быть и стальными, ферро-никелевыми или никелевыми. Тип покрытия стержня — основной, реже кислый. В ряду наиболее популярных марок, которые используются для сварки по чугуну, — МНЧ-2, ОЗЧ-4, ОЗЧ-6, ОЗЧ-2, ОК 92.18, ОЗЖН-1. Часть из них универсальна по назначению, позволяет работать со всеми типами чугунов (кроме указанного выше белого), часть имеет более узкую специализацию (об этом — ниже).

Холодная сварка чугуна

Холодная сварка — это сварка чугуна без предварительного подогрева деталей.

Для холодного метода сварки тебуются специальные электроды. Сюда относят такие марки, как МНЧ-2 (хорошо сваривают детали в ответственных конструкциях) ОЗЧ-2, ОЗЧ-6 (особенно эффективны при работе с тонкостенными изделиями), ЦЧ-4, а также ОЗЖН-1 (устранение серьезных дефектов).

Горячая сварка чугуна

Горячая сварка — это сварка, при которой требуется предварительная прокалка чугуна.

Собственно «горячим» методом называется тот, при котором металл нагревается до температуры +500. + 600 °С, «полугорячим» — температура достигает +300 +400 °С, «теплым» — +200 °С. Наиболее часто для этого используются универсальные электроды марки ЦЧ-4, а также OK 92.18 («теплый» способ) и ОМЧ-1. Также в этом случае применяются электродные прутки марок УОНИИ, АНО, угольные и другие электроды.

Основные марки электродов по чугуну

Универсальные никелемедные электроды, позволяющие работать с любыми видами чугуна — ковким, серым и высокопрочным. Изделия этой марки специально разработаны для того, чтобы сварку можно было выполнять без предварительного прокаливания. Сердечник из монель-металла (большая часть — никель, 28,5% медь, также присутствуют железо и марганец) имеет специальное покрытие. Основное назначение: холодная сварка, наплавка, заварка дефектов литья. Сварка возможна в любых пространственных положениях кроме потолочного и сверху вниз, производится при постоянном токе обратной полярности. Помимо универсальности применения в ряду преимуществ:

  • отсутствие в необходимости прокалки — незначительный подогрев требуется только при работе с толстыми изделиями;
  • легкий поджиг, стабильное горение дуги, высокая скорость расплавления при сравнительно низкой температуре, легкое отделение шлаковой корки;
  • отличное качество получаемого шва по прочности, пластичности, стойкости к коррозии;
  • цветовая идентичность основного и наплавляемого металла;
  • низкая твердость шва, благодаря чему при эксплуатации конструкции риски образования трещин в районе соединения минимальны.

Данная марка электродов по чугуну для электродуговой сварки повсеместно применяется при ремонте изношенных деталей в шестернях, насосах, редукторах, экскаваторных ковшах и других узлах и механизмах. Аналоги марки МНЧ-2 по международной классификации — электроды типа ENiCu-B.

Важно. Если осуществляется многослойная наплавка, валик необходимо постепенно охлаждать до температуры 60 °С и проковывать легкими ударами молотка. Таким образом снижается внутреннее напряжение в структуре металла и снижаются риски появления в околошовной зоне трещин. Длина самого сварочного валика — от 30 до 50 мм.

По своим свойствам эти электроды с основным покрытием практически так же универсальны, как и марка МНЧ-2 — с ними можно выполнять сварку чугунов любого вида. Электроды позволяют получить шов повышенной износостойкости (что важно, если эксплуатация изделия предусматривает постоянное трение металла о металл), а также высокую технологичность при обработке резанием и высокую стойкость к ударным нагрузкам. Для сварки и наплавки используется ток обратной полярности. Возможное пространственное положение — нижнее и вертикальное. При технологии сварки следует соблюдать требования, предъявляемые и к изделиям марки МНЧ-2 (охлаждение и легкая проковка валика), однако в отличие о МНЧ-2 в данном случае необходима предварительная часовая прокалка при температуре 250…280 °С.

Важно. Наиболее эффективно электроды ОЗЧ-4 проявляют себя при сварке последних слоев, обеспечивая металлу шва высокую сопротивляемость истиранию и ударную вязкость.

Электроды с основным покрытием, предназначенные как для горячей, так и для холодной сварки ковкого, высокопрочного, серого чугунов. Основное назначение — заварка дефектного литья, наплавка при ремонте чугунных деталей. Также это — электроды по чугуну и нержавейке, они позволяют качественно сваривать два этих сплава с разной структурой. Нередко для получения более эфективного результата применяются только для наплавки первых слоев, после чего она выполняется другими, специальными электродами.

Это медные электроды для сварки чугуна (медный сердечник) с кислым покрытием. Имеют ограниченную сферу использования — применяются для работы только с ковким (мягким и вязким) и серым чугуном. Спектр работ — холодная сварка, а также наплавка и заварка дефектов литья при восстановлении чугунных изделий. Длина валика, которыми рекомендуется выполнять сварку, — небольшая, в диапазоне 30. 50 мм. Полученный валик необходимо охладить до 60 °С и далее проковать несильными ударами молотка. Перед сваркой электрод следует прокалить в течение часа при температуре 190-210 градусов. Сварка допустима в нижнем и вертикальном положениях постоянным током обратной полярности.

ОЗЖН-1

Сфера использования — исключительно холодная сварка. Используется постоянных ток обратной полярности. Типы свариваемых чугунов — высокопрочный и серый. Перед сваркой необходима часовая прокалка электрода при температуре 350°С. Как и в случае с другими марками по чугуну, валик следует проковать легкими ударами молотка для снятия внутреннего напряжения в металле шва. Данная марка часто используется при заварке крупных дефектов литья и многослойной, с большими объемами металла, наплавке. В последнем случае эти электроды необходимо комбинировать с МНЧ-2 или ОЗЧ-3 (ими наплавляются первый и промежуточные слои).

OK 92.18

Новое название этих электродов — OK Ni-Cl. Имеют основное покрытие с высоким содержанием графита. Предназначены для сварки с минимальным подогревом. Работают и на постоянном, и на переменном (при этом пониженных) токах. Хорошо зарекомендовали себя при ремонте изделий из нетолстых деталей (заварка повреждений и дефектов в коробках передач, корпусах насосов, блоках двигателей и т. д.). Отвечая на вопрос, какие подходят электроды для сварки чугуна и стали, отметим, что наряду с ЦЧ-4 подходят и эти.

Сколько стоят электроды по чугуну

Основные факторы, определяющие стоимость этого расходного материала, — бренд и страна-производитель, тип электродов, их марка и состав покрытия. Традиционно более дорогими считаются качественные европейские и американские аналоги — например, продукция таких известных брендов, как ASPIK или UTP. Отличные потребительские свойства при работе с чугуном демонстрирует электрод UTP 86 FN немецкого производства и также немецкая продукция марки Capilla. Российские аналоги стоят дешевле, при этом качество современной отечественной продукции находится на высоком уровне.

Где можно купить электроды по чугуну

Покупать такую продукцию стоит только у известных производителей и проверенных поставщиков – это гарантия высокого заводского качества и репутация бренда. Именно такое высокое качество имеют электроды по чугуну, производителем которых является одно из старейших в России профильных предприятий – Магнитогорский электродный завод.

На нашем сайте вы можете купить продукцию по цене производителя. В зависимости от марки материал отлично подойдет как для сварки, так и для восстановительной наплавки. Изделия имеют сертификаты ГОСТ Р и санитарно-эпидемиологической экспертизы.

Выбираем электроды для сварки

Любые работы с металлоконструкциями не обходятся без сварочного аппарата и электродов к нему. В зависимости от толщины металла и его свойств необходимо тщательно подбирать электроды, чтобы конечный результат отвечал требованиям заказчика и имел долгий срок эксплуатации.

Что такое сварочные электроды? Их виды

Даже малознакомый с техническими вопросами человек мог видеть работу сварщиков в повседневной жизни множество раз. Чаще всего, если она не связанна с установкой газовых систем, то большинство специалистов используют небольшие ручные сварочные аппараты и электроды к ним.

Сам электрод выглядит как стержень с нанесенным на него горючим или негорючим покрытием, которое сгорая (или нагреваясь), позволяет скреплять части металлической конструкции с образованием шва различной ширины и диаметра.

Сварочные электроды делятся на 2 основных вида:

1. Металлические – имеют основание из проволоки различных металлов, таких как чугун, медь, алюминий, бронза, сталь, вольфрам.

2. Неметаллические – стержень состоит из неплавящихся графита и угля.

В свою очередь, металлические сварочные электроды можно разделить на 2 группы:

1. Неплавящиеся (бывают торированные, интрированные, лантанированные и вольфрамовые).

2. Плавящиеся (с покрытием и непокрытые; непокрытые электроды являются старожилами этой отрасли и на данный момент используются в индустрии связанной со сваркой в среде защитных газов; покрытые – это стальные, медные, алюминиевые, чугунные и другие).

Стоит отметить, что благодаря исследованиям в этой отрасли, ученые смогли разработать электроды для сварки, которые в зависимости от типа покрытия (кислотного, целлюлозного, рутилового, смешанного вида) имеют различные свойства:

1. Газообразующие – удаляют кислород из зоны сварочного шва.

2. Легирующие – повышают качество шва и его структуру.

3. Шлакообразующие – предохраняют плавящийся и затвердевающий металл от взаимодействия с газами.

Читать еще:  Электроды для сварки тонкого металла инвертором

4. Стабилизирующие – соединения с пониженными свойствами взаимодействия с другими веществами..

Как выбрать «правильные» электроды?

Перед началом сварочных работ, стоит убедиться, что выбранные электроды соответствуют тому типу металла, который будет обрабатываться.

Ведь каждый вид сварочных электродов в зависимости от толщины покрытия и его диаметра используют в определенных случаях.

Так, для сварочных работ с углеродистыми и низколегированными металлами, предел прочности которых составляет менее 600 МПа, используют электроды с маркировкой У.

Легированные тугоплавкие стали с пределом прочности свыше этого значения – с маркировкой Т.

Сварка высоколегированных металлов с различными особенностями – с маркировкой В.

Для наваривания пластов со специальными качествами – маркировка Н.

Стоит также обратить внимание на толщину покрытия, которое соответствует ширине покрытия и диаметру стержня.

Так, производители предлагают стержни с маркировкой по толщине от одного до пяти.

Где под номером пять идёт специфический материал, использующийся для работы с плотными, тугоплавкими металлами.

Сварочные электроды

Сварочный электрод — стержень из электропроводного материала, который бывает металлическим и неметаллическим, используемый для подвода тока к свариваемым поверхносям. На сегодняшний день выпускается около двухсот марок электродов с различными характеристиками, следует заметить, что более 50% от всего выпускаемого модельного ряда составляют плавящиеся электроды для ручной дуговой сварки.

Сварочные электроды подразделяются на плавящиеся и неплавящиеся. Неплавящиеся электроды производят из тугоплавких металлов, таких как вольфрам по ГОСТ 23949-80 «Электроды вольфрамовые сварочные неплавящиеся», синтетический графит или электротехнический уголь. Плавящиеся электроды производят из сварочной проволоки, которая согласно ГОСТ 2246—70 разделяется на углеродистую, легированную и высоколегированную. На металлический стержень методом опрессовки под давлением наносят слой защитного покрытия. Роль покрытия заключается в металлургической обработке сварочной ванны, защите её от атмосферного влияния и обеспечении более устойчивого горения дуги.

Классификация сварочных электродов

Большое разнообразие электродов, а также принципов их классификации затрудняет разработку единой общепринятой системы классификации электродов. Марки электродов стандартами не регламентируются. Подразделение электродов на марки производится по техническим условиям и паспортам. Каждому типу электродов может соответствовать одна или несколько марок.

Все сварочные электроды можно разделить на две группы, которые в свою очередь подразделяются на подгруппы:

Неметаллические сварочные электродыМеталлические сварочные электроды
НеплавящиесяНеплавящиесяПлавящиеся
· Графитовые
· Угольные
· Вольфрамовые
· Торированные
· Лантанированные
· Итрированные
ПокрытыеНепокрытые
· Стальные
· Чугунные
· Медные
· Алюминиевые
· Бронзовые
и другие
Использовались на ранних стадиях развития сварочных технологий.
Сейчас применяются в виде непрерывной проволоки для сварки в среде защитных газов.

Классификация покрытых металлических сварочных электродов по ГОСТ 9466-75

В соответствии с ГОСТ 9466-75 электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки классифицируются по назначению, механическим свойствам и химическому составу наплавленного металла (типам), видам и толщине покрытий, а также некоторым сварочно-технологическим характеристикам.

Виды электродов по назначению:

  • для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 60 кгс/мм² (600 МПа). Обозначаются буквой У (ГОСТ 9467-75);
  • для сварки легированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву свыше 60 кгс/мм² (600 МПа). Обозначаются буквой Л (ГОСТ 9467-75);
  • для сварки легированных теплоустойчивых сталей. Обозначаются буквой T (ГОСТ 9467-75);
  • для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами. Обозначаются буквой В (ГОСТ 10052-75);
  • для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами. Обозначаются буквой H (ГОСТ 10051-62).

Вышеуказанными стандартами предусмотрено разделение электродов на типы, в соответствии с механическими свойствами и химическим составом наплавленного металла. Цифры, обозначающие каждый тип электрода — Э42, Э42А, Э50 и т. д., характеризуют гарантированное минимальное временное сопротивление разрыву в кгс/мм², а буква А — повышенные пластические свойства, вязкость и ограничения по химическому составу.

Виды электродов по толщине покрытия По толщине покрытия электроды разделяются в зависимости от отношения D/d (D — диаметр покрытого электрода; d — диаметр стержня):

  • с тонким покрытием (D/d 1,8). Обозначаются буквой Г.

ГОСТ 9466 — 75 предусматривает также три группы электродов — 1, 2, 3, характеризующиеся требованиями к качеству (точности) изготовления электродов, состоянием поверхности покрытия, а также содержанием серы и фосфора в наплавленном металле.

Виды электродов по типу покрытия:

  • с кислым покрытием (А);
  • с основным покрытием (Б);
  • с целлюлозным покрытием (Ц);
  • с рутиловым покрытием (Р);
  • с покрытием смешанного вида (с двойным буквенным обозначением);
  • с прочими видами покрытий (П).

Таблица соответствия маркировок электродов по типу покрытия:

Тип покрытияОбозначение по ГОСТ 9466-75Международное обозначение ISO
КислоеАA
ОсновноеБB
РутиловоеРR
ЦеллюлозноеЦC
Смешанные покрытия
Кисло-рутиловоеАРAR
Рутилово-основноеРБRB
Рутилово-целлюлозноеРЦRC
Прочие (смешанные)ПS
Рутиловые с железным порошкомРЖRR

Виды электродов по допустимым пространственным положениям сварки или наплавки:

  • для сварки во всех положениях с условным обозначением 1;
  • для сварки во всех положениях, кроме вертикального сверху вниз, — 2;
  • для положений нижнего, горизонтального на вертикальной плоскости и вертикального снизу вверх — 3;
  • для нижнего и нижнего в лодочку — 4.

Строение

Строение покрытых металлических сварочных электродов

Покрытые электроды для ручной дуговой сварки представляют собой стержни длиной, как правило, от 250 до 450 мм. Изготовленные из сварочной проволоки с нанесенным на неё слоем покрытия. Один из концов электрода длиной 20–30 мм зачищен от обмазки для его крепления в электрододержателе.

Основная классификация электродных покрытий:

  • Стабилизирующие покрытия представляют собой материалы, содержащие элементы, легко ионизирующие сварочную дугу. Наносятся тонким слоем на стержни электродов (тонкопокрытые электроды), предназначенных для ручной дуговой сварки.
  • Защитные покрытия представляют собой механическую смесь различных материалов, предназначенных ограждать расплавленный металл от воздействия воздуха, стабилизировать горение дуги, легировать и рафинировать металл шва.
  • Применяются также магнитные покрытия, которые наносятся на проволоку в процессе сварки за счёт электромагнитных сил, возникающих между находящейся под током электродной проволокой и ферромагнитным порошком, находящемся в бункере, через который проходит электродная проволока при полуавтоматической или автоматической сварке.

Основные виды электродных покрытий:

  • Руднокислые электродные покрытия содержат окислы железа и марганца, кремнезём, большое количество ферромарганца; для создания газовой защиты зоны сварки в покрытие вводят органические вещества (целлюлозу, древесную муку, крахмал и пр.).
  • Рутиловые электродные покрытия получают значительное применение в связи с развитием добычи минерала рутила, состоящего в основном из двуокиси титана TiO2. В покрытия, помимо рутила, введены кремнезём, ферромарганец, карбонаты кальция или магния.
  • Фтористо-кальциевые электродные покрытия состоят из карбонатов кальция и магния, плавикового шпата и ферросплавов.
  • Органические электродные покрытия состоят из органических материалов, обычно из оксицеллюлозы, к которой добавлены шлакообразующие материалы,двуокись титана, силикаты и пр. и ферромарганец в качестве раскислителя и легирующей присадки.

Производство

Покрытые сварочные электроды изготавливают двумя способами:

  • опрессовкой
  • окунанием

Состав электродного покрытия для износостойкой наплавки Текст научной статьи по специальности « Технологии материалов»

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Гордин С. О., Смирнов А. Н., Князьков В. Л.

В ОАО «ЕВРАЗ Объединенном Западно-Сибирском металлургическом комбинате» разработана новая марка электродов для наплавки деталей, работающих в условиях преимущественного абразивного изнашивания с умеренными ударными нагрузками. Состав покрытия электродов содержит феррохром, ферробор, мрамор, ферросилиций, плавиковый шпат, ферромарганец, графит, поташ и дополнительно введен нанопорошок карбонитрида титана в количестве 2,0%. Коэффициент износостойкости покрытия, выполненного электродами с нанопорошком карбонитрида титана в покрытии, выше коэффициента износостойкости покрытия, выполненного серийными электродами на 57%. Введение в состав покрытия электродов для износостойкой наплавки незначительного количества нанопорошка карбонитрида титана значительно повышает эксплуатационные свойства наплавленного металла .

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Гордин С. О., Смирнов А. Н., Князьков В. Л.

Composition of the electrode coating for wear-resistant welding

«Eurasia United West Siberian Metallurgical Plant» has developed a new brand of electrodes for welding of components operating in conditions mainly abrasive wear with moderate-governmental shock loads. Coating composition contains electrodes ferrochrome, ferroboron, marble, ferrosilicon, fluorspar, manganese ferro-graphite, potash and additionally introduced nanopowder titanium carbonitride in an amount of 2.0%. Coefficient wear coating made with electrodes nanopowder of titanium carbonitride in coating wear factor above coating of continuous electrodes by 57%. Introduction of the wear-resistant coatings for welding electrodes minor amount of titanium carbonitride nanopowder greatly improves operational properties of weld metal .

Текст научной работы на тему «Состав электродного покрытия для износостойкой наплавки»

С.О. Гордин, А.Н. Смирнов, В.Л. Князьков

УДК 621.791.75: [621.791.013]

С.О. Гордин, А.Н. Смирнов, В.Л. Князьков

СОСТАВ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОКРЫТИЯ ДЛЯ ИЗНОСОСТОЙКОЙ НАПЛАВКИ

Для наплавки деталей, работающих в условиях преимущественного абразивного изнашивания с умеренными ударными нагрузками, широко используются электроды марок Т-590 и Т-620. Однако, в современных условиях, когда каждое предприятие борется за конкурентоспособность -повышает качество сварочных материалов, данные марки электродов не являются привлекательными для потребителя в силу ряда причин. Основным недостатком получаемого покрытия является склонность к образованию трещин и низкий эксплуатационный ресурс восстановленных деталей.

Для противодействия воздействию абразивной среды металл должен иметь твердую составляющую. Такой составляющей могут быть карбиды, бориды, карбобориды, карбонитриды и интерметаллические соединения [1].

Повышение эксплуатационных свойств наплавленных покрытий возможно за счет введение в покрытие износостойкой составляющей твердой фазы, не уступающей по твердости и жаростойкости карбидам, но обладающей более высокой температурой плавления и пластичностью. Такими соединениями могут быть бескислородные тугоплавкие соединения, в том числе карбо-нитриды титана.

Развитие технологий изготовления ультрамел-коразмерных частиц порошков металлов и окислов, позволяет надеяться на решение данной проблемы за счет модификации металла шва введением в качестве одного из компонентов покрытия незначительного количества таких порошков. Эффективность модификации сварочной ванны при сварке конструкционных сталей показана в работе [2]. В настоящей работе использован модификатор, имеющий значительно меньшую стоимость, чем нанокарбиды вольфрама [3] и, в случае его применения незначительно повлияет на стоимость сварочных материалов.

Состав электродного покрытия для наплавки деталей, работающих в условиях преимущественно абразивного изнашивания, содержит ферромарганец, ферробор, графит, феррохром [4] или феррохром, графит, ферробор, ферромарганец, ферросилиций, плавиковый шпат, фторопласт [5].

В данной работе, с целью повышения износостойкости наплавленного покрытия, работающего в условиях абразивного износа, в состав электродного покрытия (электроды марки Т-590), содержащего феррохром, ферробор, мрамор, ферросилиций, плавиковый шпат, ферромарганец, графит, поташ дополнительно введен нанопорошок кар-бонитрида титана в количестве 2,0%.

Данный состав покрытия обеспечивает повышение пластичности обмазочной массы, получение наплавленного сплава с твердостью до 66 ИЯС с повышенной износостойкостью и длительной эксплуатационной стойкостью восстановленных деталей.

Частицы карбонитрида титана, являясь тугоплавким соединением (Тпл

Читать еще:  Как варить машину электродами?

31000С), попадая в жидкую ванну расплава, повышают его вязкость, ускоряют процесс кристаллизации металла и позволяют получить прочный твердый раствор с мар-тенситно-карбидной или дендритной структурой, упрочненной твердыми износостойкими фазами.

Процесс изготовления электродов осуществлялся следующим образом.

Составляющие компоненты электродного покрытия в виде порошков с размером частиц не более 630 микрон (размер частиц карбонитрида титана составляет от 60 до 200 нм) в соответствии с рецептурой дозировали на установке автоматического дозирования электродной шихты.

Перемешанная и дозированная в специальные емкости шихта поступала на участок изготовления электродов, которую засыпали в смеситель обмазки, где, в определенной пропорции, смешивали с калиево-натриевым жидким стеклом.

Полученную обмазочную массу брикетировали на брикетировочном прессе. На электродооб-мазочном прессе обмазочную массу наносили на металлические стержни диаметром 4,0 мм из стали марки Св-08А. Опрессованные электроды передавали на зачистную машину для удаления покрытия с одного конца под электродержатель и зачистки торца другого. На зачищенный торец электрода наносили ионизирующее вещество для облегчения зажигания дуги.

Готовые электроды сушили при температуре 15-25°С в течение 24 часов и прокаливали в камерных печах при температуре 350°С в течение часа.

Затем проводили сравнительные испытания металла наплавленного серийными электродами и электродами с добавкой кабротитрида титана. Наплавку проводили на пластины, толщиной 16,0 мм из стали марки 45.

На рис. 1, где представлена микроструктура слоя наплавленного электродами без карбонитри-да титана, видна резкая граница раздела между наплавкой и стальной подложкой. Средняя и верхняя зоны состоят из дендритов, столбчато расположенных в направлении верхнего слоя наплавки.

Рис. 1 Микроструктура слоя наплавленного электродами без карбонитрида титана а) — зона сплавления с подложкой, б) — структура приповерхностного слоя

Рис. 2 Микроструктура слоя, наплавленного электродами с карбонитридом титана: а) — зона сплавления с подложкой, б) — структура приповерхностного слоя.

На рис. 2 представлена микроструктура слоя, наплавленного электродами с карбонитридом титана: а) — зона сплавления с подложкой, б) -структура приповерхностного слоя. Наплавленный слой отличается хорошей сплавляемостью с основным металлом, наплавленные валики формируются плотными по всему сечению с плавной

переходной зоной, высокой однородностью и бездефектностью структуры, наличием в ней мелкодисперсных карбонитридов титана. Повышенная твердость наплавок обусловила высокую абразивную износостойкость покрытия.

Износ покрытий определяли с помощью абразивных частиц (кварцевый песок). Образцы при-

Рис.3 Микроструктура трехслойной наплавки, наплавленной электродами с карбонитридом титана в покрытии, с охлаждением каждого слоя в воде: а) — зона сплавления с подложкой,

б) — структура приповерхностного слоя.

С.О. Гордин, А.Н. Смирнов, В.Л. Князьков

жимали к роликам с усилием 44±0,25Н. В процессе испытания, абразивный материал непрерывно подавался в зону трения. Испытания проводили не менее чем для 3-х образцов каждого состава. Образцы взвешивали на весах с точностью до 0,01 мг.

Коэффициент износостойкости £ покрытия, выполненного электродами с нанопорошком кар-бонитрида титана в покрытии, выше коэффициента износостойкости £ покрытия, выполненного серийными электродами на 57%.

Для выявления термостойкости наплавленного слоя, полученного серийными и экспериментальными электродами, образцы после наплавки каждого слоя в разогретом состоянии охлаждались в воде. При осмотре в наплавленных слоях с кар-бонитридным упрочнением трещин и расслоений не выявлено.

На рис. 3 представлена микроструктура трехслойной наплавки, наплавленной электродами с карбонитридом титана в покрытии, с охлаждением каждого слоя в воде; а) — зона сплавления с подложкой, б) — структура приповерхностного слоя. Структура слоя характеризуется мелкодисперсно-стью, высокой однородностью, равномерным распределением частиц карбонитрида титана, отсутствием трещин, пор и отслаивания от основного металла.

На рис. 4 представлена макроструктура трехслойной наплавки электродами с серийным покрытием с охлаждением каждого слоя в воде -сквозные трещины на границе раздела с подложкой. В слоях наплавленных электродами с серийным составом, при охлаждении возникли сквоз-

1. Лившиц Л.С., Хакимов А.Н. Металловедение сварки и термическая обработка сварных соединений. — М.; Машиностроение, 1989. — 336 с.

2. Соколов Г.Н., Трошков А.С., Лысак В.И., Самохин А.В., Благовещенский Ю.В., Алексеев Н.В., Цветков Ю.В. Влияние нанодисперсных карбидов WC и никеля на структуру и свойства наплавленного металла. // Сварка. Диагностика. 2011. № 3. С. 36 — 38.

3. Модифицирование наплавленного металла нанодисперсными карбидами вольфрама / Г.Н. Соколов, И.В. Лысак, А.С. Трошков и др. // Физика и химия обработки материалов, 2009. № 6. С. 41 — 47.

4. Рецептура электродов для электродуговой сварки и наплавки. Основные паспортные данные. Киев, ИЭС им. Патона. 1996

5. Патент RU № 2386525, В 23К 35/365, опубл. 2010. 04. 20.

Гордин Сергей Олегович

ведущий инженер ЦЗЛ ОАО «Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат» Смирнов Александр Николаевич,

д.т.н.; профессор каф. технологии машиностроения КузГТУ, Князьков Виктор Леонидович,

к.т.н.; доцент каф. технологии машиностроения КузГТУ Поступило в редакцию 10.02.2015

ные трещины, берущие начало на границе раздела с подложкой и распространяющиеся через всю толщину слоя.

Рис.4 Макроструктура трехслойной наплавки электродами с серийным покрытием с охлаждением каждого слоя в воде

— введение в состав покрытия электродов для износостойкой наплавки незначительного количества нанопорошка карбонитрида титана существенно повышает эксплуатационные свойства наплавленного металла;

— стойкость к абразивному износу слоя покрытия, наплавленного электродами Т-590 модифицированных карбонитридом титана выше на 57% относительно выпускаемых в настоящее время электродов Т-590.

Сварочные материалы: электроды готовые и под заказ

Традиционную технологию сварки металлических деталей сложно представить без использования электродов. Данный вид расходных материалов используется для проведения электрического тока в рабочую зону, часто сопровождая процесс собственным плавлением. В современном мире существует около 200 разновидностей электродов, каждый из которых предназначен для выполнения тех или иных задач. На нашем сайте вы можете ознакомиться с ассортиментом готовой продукции, в большей степени выполненной с использованием тугоплавких металлов. По предварительному запросу могут быть изготовлены многие другие виды стальных сварочных электродов на выгодных условиях.

Основная классификация

Все типы сварочных электродов можно разделить на: плавящиеся и неплавящиеся. Первые включают в себя металлический стержень, который в процессе высокотемпературного воздействия заполняет соединительный шов. В качестве основного сырья может выступать легированная, углеродистая или высоколегированная проволока. Данный показатель определяет целевую направленность плавящегося электрода, позволяя работать с теми или иными группами металлов. Для увеличения качества соединения, стержень покрывается защитным слоем. Его роль заключается в защите рабочей зоны от негативного воздействия внешней среды.

Рис 1. Прямые электроды с конусообразным хвостовиками.

Далеко не все сварочные материалы (электроды) могут стать основой для создания соединительного шва. Такие изделия относят к разряду неплавящихся, что во многом определяет их физические свойства. Для обеспечения устойчивости к высокотемпературному воздействию в состав электрода включают тугоплавкие металлы. Наиболее распространенными материалами изготовления являются молибден, вольфрам, лантан и некоторые другие. О наличие того или иного металла может говорить название изделий, например, итрированные, торированные, вольфрамовые, лантанированные и т.д.

ГРУППА А — МЕДНЫЕ БАЗОВЫЕ СПЛАВЫ

КЛАСС 1 – Медный циркониевый сплав, который превосходит чистую медь из-за его более высокой температуры отжига, 350°C (662°F), сохраняя при этом схожие показатели электро- и теплопроводности. Рекомендуется для точечной сварки алюминиевых и магниевых сплавов, материалов с покрытием (тройная пластина, оловянная плита, оцинкованное железо, плита кадмия), латуни и бронзы.

КЛАСС 2 – Хром-медный сплав, наиболее широко используемый для электродов точечной сварки. Этот сплав представляет собой материал, подвергнутый осаждению, имеющий высокую температуру отжига, 500°С (932°F). Рекомендуется для сварки чистых, низколегированных сталей, нержавеющей стали, латуни с низкой проводимостью и никелевых сплавов.

КЛАСС 3 – Бериллиевый медный сплав, обладающий сочетанием вязкости, твердости и высокой стойкости к отжигу, 550°С (1022°F). Рекомендуется для сварки нержавеющей стали, монельного металла и специальных сварочных компонентов, требующих высокой прочности, износостойкости и хорошей проводимости. Также доступно: бериллий.

ГРУППА BМЕДНЫЕ ВОЛНОВЫЕ СПЛАВЫ, ВОЛЬФРАМ И МОЛИБДЕН

Как правило, эта группа материалов рекомендуется для облицовки электродов и сварочных аппаратов. Твердость этих материалов не зависит от температуры сварки; это качество дает им определенные преимущества, когда адекватное охлаждение не может поддерживаться.

КЛАСС 11 – Вольфрамовый медный сплав, рекомендованный в качестве облицовки
и вставки для флеш-сварочных и торцевых сварочных аппаратов и
электродов для проектирования проекционных сварочных целей общего назначения. Рекомендуется для высокоплавких сталей, таких как нержавеющая сталь.

КЛАСС 13 – Чистый вольфрам. Этот материал не легко сплавляется с цветными металлами и поэтому используется для сварки меди и латуни. Он также используется для
электропахнущих электродов. Этот материал не поддается механической обработке.

КЛАСС 14 – Чистый молибден. Материал используется для электро-пайки и сварки цветных металлов, как и класс 13. Он не такой твердый, как вольфрам, однако легко обрабатывается, что может быть выгодным.

КЛАСС 20 – Усиленная дисперсия меди. Этот материал обладает очень высокой устойчивостью к отжигу (1000°C).

Сравнение выбранных нитридов переходных металлов с плазмоническими и тугоплавкими металлами. TiN и ZrN обладают оптическими свойствами, сходными с Au и точками плавления, аналогичными тугоплавким металлам. Низкая температура плавления и мягкость плазменных металлов вызывают проблемы в суровых эксплуатационных условиях. С другой стороны, тугоплавкие металлы не имеют плазмонных свойств в видимом диапазоне и имеют плохие резонансы в ближней инфракрасной области спектра. Нитриды переходных металлов обеспечивают два желаемых свойства: высококачественные плазмонные резонансы в видимой области и огнеупорные свойства.

Рис 2. Сравнение нитридов.

Численно исследован широкополосный, поляризационно-независимый и широкоугольный поглотитель метаматериалов из тугоплавкого металла на терагерцовых частотах, который состоит из периодической решетки из хромированной металлической петли и металлической пленки хрома, разделенной полиимидным слоем. Результаты показывают, что более высокое 90% широкополосное поглощение может быть достигнуто для диапазона частот от 1,00 до 2,43 ТГц, а полная ширина поглощения при полумаксимальности может достигать 110,80%

Рис 3. Исследование поглотителя метаматериалов широкополосного тугоплавкого металла на терагерцовых частотах.

Рис 4. Исследование поглотителя метаматериалов широкополосного тугоплавкого металла на терагерцовых частотах.

Рис 5. Исследование поглотителя метаматериалов широкополосного тугоплавкого металла на терагерцовых частотах.

Рис 6. Исследование поглотителя метаматериалов широкополосного тугоплавкого металла на терагерцовых частотах.

Рис 7. Исследование поглотителя метаматериалов широкополосного тугоплавкого металла на терагерцовых частотах.

Рис 8. Исследование поглотителя метаматериалов широкополосного тугоплавкого металла на терагерцовых частотах.

Купить сварочные электроды неметаллические

К числу неплавящихся расходников относятся графитовые или, как их ещё называют, угольные электроды. Главным отличием материала является полное отсутствие металла в составе, что исключает процесс окисления во время работы в среде высокой температуры. Такие изделия отлично проводят ток, обладают большим ресурсом и износостойкостью, имеют множество модификаций. Однако сложность конструкции накладывает особые обязательства при выборе поставщика. В нашей компании можно купить сварочные электроды данного типа на выгодных условиях. Мощная производственная база позволяет изготавливать высококачественные графитовые расходники в самые короткие сроки.

Читать еще:  Электроды для наплавки чугуна

Сварочные материалы: электроды из тугоплавких металлов

Наиболее распространённым материалом для изготовления неплавящегося электрода является вольфрам. Он может использоваться как в чистом виде, так и с добавлением других тугоплавких металлов и неметаллических присадок. Причина популярности вольфрамового электрода заключается в высокой температуре плавления, что обеспечивает большой ресурс работы в экстремальных условиях. Он отлично подходит для соединения крупногабаритных деталей, где необходимо придать шву повышенную прочность.

Что может быть лучше стального сварочного электрода из чистого вольфрама? Аналог с добавлением дополнительного материала, способного повысить те или иные физические свойства тугоплавкого металла. Наличие в составе 2% оксида лантана позволяет придать изделию универсальную направленность. Лантанированный вольфрам имеет высокую устойчивость к износу рабочего конца, может использоваться для работы с любыми видами стали и их сплавами.

Разбирая типы сварочных электродов, нельзя пропустить модели, изготавливаемые из молибдена. Данная разновидность продукции также представлена на нашем сайте, отражая основную направленность компании – работа с тугоплавкими металлами. Такие электроды используются в разных сферах производства, позволяя соединять металлические детали, в том числе разного химического состава. В число явных преимущественных свойств стоит отнести высокую плотность, устойчивость к коррозии и окислительным процессам, возможность использования в иных целях (например, для плавки стекла).

Двойные держатели электродов.

Любые типы сварочных электродов под заказ

Если вам не удалось найти в каталоге те или иные расходные материалы для сварки, просто позвоните нам! Ассортимент и возможности компании «Вольфрамофф» настолько велики, что осветить их текстовом формате практически невозможно. У нас вы можете заказать электроды из высоколегированных, низколегированных и углеродистых сталей. На складе всегда в наличии медные, угольные, вольфрамовые, молибденовые, вольфрам лантанированные и многие другие виды материалов. При отсутствии тех или иных позиций есть возможность их изготовления по предварительному заказу!

Электроды с повышенной толщиной покрытия для подводной мокрой сварки Текст научной статьи по специальности « Технологии материалов»

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Устинов Александр Викторович, Чигарев Валерий Васильевич

Исследовано влияние условий подводной сварки на длину втулки (козырька) нерасплавленной части покрытия для электродов различных типов. Показана возможность увеличения толщины покрытия, которая не приводит к чрезмерной длине втулки, и улучшает формирование сварного шва.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Устинов Александр Викторович, Чигарев Валерий Васильевич

Текст научной работы на тему «Электроды с повышенной толщиной покрытия для подводной мокрой сварки»

ПРИАЗОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 1999 г

Устинов А.В. *, Чигарев В.В.

ЭЛЕКТРОДЫ С ПОВЫШЕННОЙ ТОЛЩИНОИ ПОКРЫТИЯ ДЛЯ ПОДВОДНОЙ МОКРОЙ СВАРКИ

Исследовано влияние условий подводной сварки на длину втулки (козырька) нерасплавленной части покрытия для электродов различных типов. Показана возможность увеличения толщины покрытия, которая че приводит к чрезмерной длине втулки, и улучшает формирование сварного шва.

При подводной мокрой сварке с увеличением диаметра покрытия вырастает объем осушенного пространства вокруг электрода, что благоприятно отражается на формировании металла шва и его свойствах [1]. Повышенная масса покрытия позволяет улучшить шлаковую и газовую защиту расплавленного металла. Вместе с тем от толщины покрытия зависит длина втулки (козырька) не расплавленной части покрытия и усилие, которое необходимо прикладывать сварщику-водолазу к электроду для поддержания оптимальной длины: дуги [2]. Низкую устойчивость токового режима на некоторых марка?: электродов связывают с увеличенной втулкой при сварке под водой [3].

В данной работе предполагалось уточнить изменение длины втулки покрытия при переходе от сварки на воздухе к сварке под водой и найти возможность увеличения толщины покрытия электродов без ухудшения их сварочно-технологических свойств. Сварка на воздухе и под водой выполнялась на лабораторной установке в автоматическом режиме [4|.

Испытывались электроды для сварки на воздухе рутинового типа АНО-4 и для сварки под водой кислого типа с окислами железа — ЭПС-52 и основного типа ЭПС-А. Сварка выполнялась на минимально возможном токе со скоростью 1.7 мм/с. Диаметр стержня электрода составлял 4 мм. Использовался постоянный ток обратной полярности. Измеряемые параметры электрода показаны на рисунке 1. Толщина 1 с лоя покрытия определялась через

Рис. 1 — Схема двухслойного электрода

Из таблицы видно, что при сварке на воздухе втулки электродов ЭПС-52 и АНО-4 не отличаются по своей длине, но более тугоплавкие покрытия электродов ЭПС-52 и ЭПС-А дают повышенную относительную длину втулки. Наибольшая длина втулки оказалась у электродов

2 ПГТУ, д-р. техн. наук, проф.

ЭПС-А из-за повышенной по сравнению с электродами Э ПС-5 2 толщины покрытия, что не отразилось на устойчивости токового режима и формировании металла шва.

При сварке под водой на всех типах электродов происходит небольшое повышение относительной длины втулки на 12. .18 % по Сравнению со сваркой на воздухе. Наихудшее формирование металла шва, показанное электродами ЭПС-А, не может быть объяснено только охлаждающим воздействием воды на покрытие (относительная длина втулки выросла на 18 %). Оказывает влияние повышенная длина втулки, на 0,5. 0,8 мм большая, чем у других электродов. Но более существенной причиной низких сварочно-технологических свойств этих электродов на наш взгляд является присущий покрытиям фтористо-кальциевого типа крупнокапельный перенос электродного металла [5]. При повышенном гргщиенте напряжения в столбе дуги под водой резкое сокращение дугового промежутка такж:е резко изменяет сопротивление дуги, что приводит к скачкам сварочного тока и напряжения.

Таблица — Хапактепистика покрытий электродов

Марка электрода Температура плавления покрытия, Тпл, °С Условия сварки Диаметр покрытия, Б мм Длина втулки, Ь мм Относительная длина втулки, Ьвт/&пок Формирование металла шва

АНО-4 1190 на воздухе 6,4-6.6 6,5 1.9—2,1 2,0 1,6 отд.

под водой 6.4-6.6 6,5 2.2-2.3 2,22 1,8 хор.

ЭПС-52 1255 на воздухе 5.75-5.85 5,8 1.9-2.1 2,0 2,2 отл.

под водой 5.95-6.05 6,0 2.4-2.6 2,5 2,5 хор.

ЭПС-А 1260 на воздухе 6.2-6.4 6,3 2,4-2,6 2,5 2,2 отл.

под водой 6.2-6.4 6,3 2.2-3.2 3,0 2,6 удовл.

Наиболее перспективным из испытанных с точки зрения увеличения диаметра покрытия, представляет собой покрытие рутилового типа (устойчивый режим сварки, хорошее формирование металла шва и наименьшая относительная длина в гулки). Однако увеличение толщины покрытия на 1 мм дает чрезмерную длину втулки — 4,0 мм. Значительно меньшую втулку может дать легкоплавкое покрытие, как показано на рисунке 2 [6]. Однако при этом снижается кроющая способность шлака и качество защиты расплавленного металла [7] .Предполагалось, что сохранение надежной защиты жидкого металла и хороших сварочно-технологических свойств можно обеспечить за счет применения двухслойного покрытая электрода (см. рис.1). На электрод АНО-4 наносится лакоплавкий внешний слой, увеличивающий диаметр покрытия. Такой прием позволяет избежать чрезмерного удлинения втулки покрытия (см. рис.2), а также сохранить приемлемую кроющую способность шлака.

Толщина покрытия 5, мм Рис.2 — Зависимость длины втулки от толщины и тугоплавкости покрытия

1 Тпл = 1600 °С; 2 Тпл = 850 °С; 3 первый слой Тпл — 1600 «С, второй Тпл = 850 °С

При выборе шлаковой системы для легкоплавкого слоя использовали рутиловый концентрат, т.к. он является основой покрытия рутилового липа Для снижения температуры плавления добавлялись компоненты, имеющие низкую температуру плавления или дающие легкоплавкую шлаковую систему в смеси с рутиловым концентратом. За основу шлаковой системы легкоплавкого слоя была принята смесь из 50 % плавикового шпата и 50 % рутилового концентрата. К ней добавляли легкоплавкую буру (МагВллимеющую температуру плавления 741 °С, которая заменяла часть рутилового концентрата. Температуру плавления опытных и промышленных покрытий определяли на конусах Зеггера по известной методике [81.

1 — На воздухе 8=1 мм 2 — Под водой 8=1 мм

3 — Под водой 8 = 2,3 мм 4 — Под водой 8, = ] мм, 62 = 1,3 мм

Рис. 3 — Влияние условий сварки и толщины покрытия на длину втулки

Рис.4 — Внешний вид наплавленного валика, выполненного: а) электродом АНО-4; б) 2-х слойным на базе электрода АНО-4 с легкоплавким наружным с лоем

Оптимальная шлаковая система легкоплавкого слоя должна содержать 10. 20 % буры При увеличении количества буры происходит комкование электродной массы, что затрудняет получение равномерного по толщине слоя покрытия. При снижении содержания буры ниже 10 % резко возрастает температура плавления покрытия. Испытание двухслойных электродов, имеющих первый слой покрытия АНО-4 а наружный легкоплавкий с температурой плавления 670. 720°С, показало возможность существенного повышения толщины покрытия без ухудшения сварочно-технологических свойств. Из рисунка 3 видно, что общая длина втулки двухслойного покрытия, толщиной 2,3 мм составило всего 2,9 мм. Покрытие из АНО-4 при такой толщине дало бы втулку длиной 4,8 мм. Как видно из рисунка 4 двухслойный электрод позволил значительно улучшить форму валика и его прямолинейность. Исчезла горбообразность шва, и переход наплавленного металла к основному стал плавным. Токовый режим сварки сохраняется устойчивым

Установлено, что при подводной сварке происходит увеличение относительной длины втулки покрытия электрода на 12. 18 % по сравнению со сваркой на воздухе и оно не является основной причиной ухудшения сварочно-технологических свойств электродов основного типа. Показано, что за счет использования легкоплавкого наружного слоя можно значительно, в 2.0.. 2,5 раза увеличить толщину покрытия, не ухудшая устойчивость процесса сварки и улучшая формирование сварного шва.

1. Silva Е. A. andHazlett Т.Н. Shielded metal — arc welding underwater with iron powder electrodes i i Welding Journal. — 1977. — T50. — №6. — P. 406-415.

2. Sadovski E.P. Underwater wet welding //Welding Journal. — 1980

3. Brown R. T. andMasubuchi K. Fundamental research on underwater welding /7 Welding Journal. —

4. Устинов A.B. Особенности термического цикла распределение максимальных температур при подводной сварке мокрым способом // Вестник Приазов. юс. техн. ун-та: Сб. науч. гр. Вып.6: Мариуполь, 1998 — С. 232-235.

5. Мазель А.Г. Технологические свойства электросварочной дуги. — М.: Машиностроение,

6. Ерохин A.A. Основы сварки плавлением. — М.: Машиностроение, 1973. С. 448.

7. Петров Г.Л. Сварочные материалы. — JL: Машиностроение, 1972. — С. 280.

8. Погодни-Алексеев Г.И. Теория сварочных процессов. — М.: Машгиз, 1947 — С. 240

Устинов Александр Викторович. Ассистент кафедры металлургии и технологии сварочного производства, окончил Ждановский металлургический институт в 1974 году Основные направления исследований — исследование особенности подводной ручной дуговой сварки мокрым способом, разработка сварочных материалов.

Чигарев Валерий Васильевич. Д-р. техн. наук, проф., заведующий кафедры Металлургии и технологии сварочного производства, окончил Ждановский металлургический институт в 1969 году. Основные направления научных исследований — разработка сварочных и наплавочных материалов, технология нанесения износостойких покрытий.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×