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:

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).

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, 2). Обозначаются буквой М;

· со средним покрытием (D/d < 1, 45). Обозначаются буквой С;

· с толстым покрытием (D/d < 1, 8). Обозначаются буквой Д;

· с особо толстым 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:

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;

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 характеристики электродов — механические свойства шва и сварного соединения:

· временное сопротивление разрыву;

· относительное удлинение, ударная вязкость;

· угол изгиба.

Согласно ГОСТ 9467—75 электроды классифицируются по минимальному временному сопротивлению разрыву металла шва или сварного соединения на типы:

· Э38, Э42, Э46, Э50 — для сварки сталей с временным сопротивлением разрыву до 490 МПа;

· Э42А, 346А, Э50А — для сварки тех же сталей, когда к металлу шва предъявляются повышенные требования по относительному удлинению и ударной вязкости;

· Э55 и Э60 — для сварки сталей с временным сопротивлением разрыву свыше 490 МПа до 590 МПа.

· Данным стандартом также регламентируются величины содержания серы и фосфора в наплавленном металле. 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.

Назначение электродных покрытий — обеспечение стабильности горения сварочной дуги и получение металла шва с заданными свойствами.

Стабильность горения сварочной дуги достигается снижением потенциала ионизации воздушного промежутка между концом электрода и металлом изделия, которое сваривается.

Шлак, образующийся при расплавлении покрытия электрода, служит для защиты расплавленного металла шва от воздействия кислорода и азота воздуха путем образования шлаковых оболочек на поверхности капель металла электрода, переходящих через дуговой промежуток на место сварки, и для образования шлака на поверхности расплавленного металла.

Шлак замедляет охлаждение и затвердевание металла шва, что дает возможность выхода из него газовых и неметаллических включений.

Легирование сварного соединения производится для придания ему специальных свойств обычно введением легирующих компонентов в состав покрытия электрода.

В покрытия электродов иногда вводят железный порошок для повышения производительности сварки.

Для связи компонентов покрытия между собой и с поверхностью стержня электрода применяются связывающие компоненты, наиболее распространенным из которых является жидкое стекло.

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.). Металл шва, выполненный электродами с этим покрытием, имеет склонность к образованию горячих трещин. Электроды относятся к типам Э38 и Э42 по механическим свойствам металла шва.

Сварка может выполняться постоянным и переменным током.

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 присадкиМеталл, наплавленный электродами с покрытием этого типа, содержит повышенное количество водорода. По механическим свойствам металла шва электроды соответствуют типам Э42, Э46 и Э50. Электроды с целлюлозным покрытием дают возможность сварки сверху вниз.

· Электроды с основным покрытием

Основой покрытия этого вида электродов являются минералы — карбонаты кальция и магния (мрамор, магнезит, доломит) и плавиковый шпат CaF₂, поэтому они также называются фтористо-кальциевыми.

При высокой температуре дуги карбонаты распадаются с образованием окислов кальция и магния CaO, MgO, а также окиси углерода и углекислого газа. При этом происходит образование газозащитной среды минерального происхождения, которое не сопровождается выделением водорода, поэтому наплавленный металл мало насыщается водородом из материалов покрытия. Фтористый кальций также связывает водород в термически стойкие соединения.

По указанным признакам электроды с основным покрытием называются также низководородными.

Преимущества основных покрытий делают электроды с этими покрытиями незаменимыми при сварке закаливающихся сталей, склонных к образованию холодных трещин вследствие влияния водорода, переходящего из металла в околошовную зону.

Покрытия основного вида с малой окислительной способностью способствуют переходу легирующих элементов из электрода в шов, благодаря чему происходит раскисление и легирование металла шва.

Эти свойства электродов с основным покрытием используются также при сварке высоколегированных сталей.

Наплавленный металл с использованием этих электродов обладает стойкостью против образования горячих трещин, электроды пригодны для сварки жестких конструкций, для швов большой толщины при многослойной наплавке.

Сварка электродами с основными покрытиями может производиться во всех пространственных положениях.

Недостатком электродов с основным покрытием является более низкая стабильность горения дуги по сравнению с электродами с другими покрытиями. Это объясняется наличием в дуге ионов фтора, являющихся деионизаторами дуги. Поэтому электроды с основным покрытием применяются преимущественно для сварки постоянным током обратной полярности («+» на электроде).

Недостатком основных покрытий является также склонность к образованию пор в швах при удлинении дуги в процессе сварки, при наличии окалины и ржавчины на поверхности свариваемого металла, так как шлаки этих покрытий не связывают окислы железа, которые попадают в сварочную ванну.

Образование пор в швах при сварке электродами данного вида происходит также при увлажнении покрытий, в результате чего происходит повышение содержания водорода в наплавленном металле.

На увлажнение электродных покрытий влияют качество упаковки электродов после их изготовления, условия транспортировки и хранения на складах.

Хранение электродов для сварки особо ответственных конструкций рекомендуется при температуре воздуха не ниже 15 °С и относительной влажности не более 50%. Срок годности после прокалки — не более 5 суток (для сталей перлитного класса).

По истечении допустимого срока годности электродов после прокалки они должны быть снова прокалены, но не более трех раз.

Частые прокалки и увлажнения электродов отрицательно влияют на качество покрытий электродов.

Если электроды хранятся в закрытых мешках из водонепроницаемой полиэтиленовой пленки или в емкостях с крышками с резиновым уплотнением, или в сушильных шкафах при температуре 80±20 °С, то сроки их хранения после прокалки не ограничиваются.

Уровень влаги основных покрытий перед сваркой составляет 0, 3%. Для достижения этого уровня влажности покрытия необходима прокалка электродов непосредственно перед сваркой. Оптимальной температурой прокалки для обеспечения этого уровня влажности является температура 350 °С и выдержка при этой температуре в течение двух часов.

Электроды с основным покрытием, нанесенным на стержни из малоуглеродистой проволоки (Св-08, Св-08А) соответствуют типам Э42А, Э50А.

Электроды с основным покрытием применяются для сварки хорошо раскисленных спокойных сталей с повышенным содержанием серы, низколегированных и высоколегированных сталей, для сварки деталей большой толщины, конструкций, работающих при больших динамических и знакопеременных нагрузках, при пониженных температурах.