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

Методы сварки целлюлозными электродами

Целлюлозное покрытие электродов

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами – самый широко распространенный вид сварки. Многообразие электродов можно классифицировать по их покрытию.

Обозначение целлюлозного покрытия электродов:

Ц/С — ГОСТ 9466‐75/ISO(международное обозначение).

Состав рутил-целлюлозного покрытия:

электродная целлюлоза – 40-45% (целлюлозо-бумажные волокна, травяная мука);

шлакообразующие (в малом количестве)- рутил, титановый концентрат, силикаты, тальк, марганцевая руда, гематит. Добавляемый ранее асбест – запрещен;

раскислитель сварочной ванны – ферромарганец;

связующее вещество – натриевое/натриево-калиевое жидкое стекло.

Сгорая, целлюлоза и органика выделяет много защитных газов, но кроме этого – много водорода и оксида углерода, кислорода – мало.

При сварке начинается восстановление кремния, т.к. атмосфера сварочной дуги – слабоокислительная. Для того, чтобы подавить восстановление кремния, вводят марганцевую руду/гематит.

Технологические преимущества и особенности целлюлозных электродов:

можно производить сварку почти во всех положениях, а так же и в труднодоступных местах;

хорошая газовая защита металла;

высокая скорость проведения работ (до 25 м/час);

мало шлака из-за небольшой толщины покрытия. Корневой шов — без пор и зашлаковок;

шлак просто удаляется, даже при сварке многослойных швов;

высокая проплавляющая способность основного материала;

стабильная дуга при постоянном и переменном токе обратной/прямой полярности. Лучше использовать ток прямой полярности — это увеличивает проплавляющее действие дуги, уменьшает возможность возникновения подрезов, исключает образование вытянутой полой поры в обратном валике;

используются для сварки магистральных трубопроводов и металлоконструкций при их монтаже. Равномерно формирует плавный валик с противоположной стороны шва. Это исключает необходимость подварки шва изнутри.

Недостатки электродов с целлюлозным видом покрытия:

грубочешуйчатая плоскость швов;

склонность к небольшим подрезам по кромкам (в виде трещин). Для их устранения корневые швы обрабатываются абразивными дисками;

значительное разбрызгивание металла (до 15%); (Слыхали кода нибудь треск при сварке электродами и брызги летят во все стороны — это целюлоза сгорает ), а так же могут влиять и другие факторы.

большое содержание диффузионно-подвижного водорода в зоне шва. Большое количество водорода содействует появлению горячих и холодных трещин в свариваемом металле.

Противопоказания:

нельзя выполнять сварку закаливающихся сталей с большим количеством углерода и легирующих элементов;

при прокаливании нельзя перегревать электроды.

Особенности подготовки электродов

Прокаливают электроды при температуре = 120º-130ºС. При такой температуре сохраняется часть влаги в покрытии и повышается его окисление. При этих условиях состав направляемого металла: С 170°C, то покрытие потеряет много связанной влаги. Результат:

  1. Окислительный потенциал снизится, кремневосстановительный процесс будет происходить более интенсивно.
  2. Науглероживание наплавленного металла будет больше — за счет восстановления углерода марганцем или железом из его оксида CO.

Металл шва

Содержание кислорода в металле швов мало = 0,05-0,06%. В металле швов присутствуют, в основном, мелкодисперсные включения оксидов кремния, т.к. содержание марганца недостаточно, а кремния повышено.

Пластические свойства наплавляемого металла, особенно ударная вязкость – весьма посредственны.

Металл, наплавленный целлюлозными электродами, по хим.составу соответствует полуспокойной или спокойной стали.

Сварка трубопроводов:

сварка корневого шва неповоротных стыков трубопроводов выполняется методом опирания сверху – вниз. В свариваемых кромках устраивается технологическое окно – отверстие, диаметр которого = ø электрода;

Читать еще:  Видео лестницы винтовые своими руками видео

при сварке трубопроводов из низколегированных сталей повышенной прочности целлюлозные электроды используются только для провара корневых швов;

для сварки труб диаметром ≥ 530 мм (толщина стенки >7 мм) при сварке корневого слоя шва целлюлозными электродами — используют электрод ø = 4,0 мм;

угол наклона электрода – близок к 90º для образования технологического окна круглой формы;

придерживаться скорости сварки = 14-18 м/час, чтобы избедать прожогов и формировать валик шва над технологическим окном;

чтобы предотвратить влияние водорода на образование холодных трещин перед сваркой целлюлозными электродами подогревают кромки до 100-200ºС;

после сварки корневого слоя (не позже, чем через 5 мин.) выполняется “горячий проход” (нанесение 2-го слоя на еще не остывший первый (100ºС), температура между слоями поддерживается

Правильно произведенный “горячий проход” позволяет выплавить шлак из открытых после шлифовки карманов.

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами. Сущность метода, характеристика покрытий, технология

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами представляет собой дуговую сварку с использованием покрытых электродов, с их ручной подачей сварщиком в зону сварки и перемещением дуги вдоль соединяемых кромок. В результате расплавления кромок металла и плавления электродного стержня происходит образование сварного шва.

Источник нагрева – электрический разряд (сварочная дуга) между деталью и электродом, происходящий при прохождении электрического тока в среде, заполненной воздухом или газом.

Процесс требует защиты сварочной ванны от внешнего воздействия газов воздуха во избежание их проникновения в расплавленный металл, что может привести к ухудшению качества шва. Одним из видов защиты зоны дуги является применение покрытых электродов.

  • универсальность;
  • простота;
  • возможность сварки в любом положении в пространстве и труднодоступном месте.

К недостаткам относятся зависимость качества работы от квалификации сварщика и невысокая производительность процесса.

Где применяется

Метод применяется для изготовления металлических конструкций в сферах:

  • автомобилестроения;
  • энергетики;
  • строительства;
  • нефтехимии.

Способ распространен при ремонте различных изделий и элементов.

Виды и характеристика покрытых электродов

Элемент имеет вид металлического стержня с покрытием. Для обмазки его поверхности используют порошок из смеси разных составляющих. Технологические качества покрытого электрода зависят от состава покрытия и качества его нанесения.

Стержни классифицируют по нескольким признакам.

По назначению:

  1. У – для соединения углеродистых и низколегированных сталей.
  2. Л – конструкционных сталей с легирующими добавками.
  3. Т – легированных теплоустойчивых сталей.
  4. В – высоколегированных сталей со специфическими свойствами.

По толщине обмазки: тонкая, средняя, толстая и особо толстая.

По видам покрытия:

  • А – кислое;
  • Б – основное;
  • Ц – целлюлозное;
  • Р – рутиловое.

Кислые (А)

  • руды и материалы с большим содержанием кислорода (гранит, гематит) – обеспечивают шлаковую защиту;
  • ферросплавы – восстанавливают железо из оксидов и удаляют кислород;
  • примеси органической природы (декстрин, крахмал) – газовая защита.

Сварку такими электродами можно проводить во всех положениях с постоянным и переменным источниками питания.

Не применяется в стесненных условиях.

Основные (Б)

В состав обмазки входят:

  • ферросплавы;
  • фтористокальциевые соединения.

Назначение – сварка в любом положении постоянным током. Применение переменного тока требует добавления в покрытие стабилизаторов.

Основные электроды используют для сварки конструкций ответственного назначения из легированных и низкоуглеродистых сталей и деталей с большим сечением.

С целлюлозным покрытием (Ц)

  • оксицеллюлозу;
  • ферросплавы;
  • рутил.

Электроды подходят для сварки постоянным током в любом пространственном расположении.

Их часто применяют для соединения стыков трубопроводов.

Рутиловые (Р)

В состав входят:

  • рутиловый концентрат (оксид титана);
  • карбонаты кальция (мусковит, мрамор, тальк, магнезит, целлюлоза, ферросплавы).

Электроды применяют для соединения низкоуглеродистых сталей током переменным и постоянным в любом размещении в пространстве.

Необходимое оборудование

Метод требует наличия:

  1. Источника питания (сварочный трансформатор).
  2. Ограничителя напряжения.
  3. Сварочного кабеля.
  4. Балластного реостата.
  5. Рабочего стола.
  6. Держателя электрода.
  7. Пусковой аппаратуры.
  8. Приспособлений для сварки и сборки.
Читать еще:  Сложить печь в баню из кирпича самостоятельно

Помимо основного оборудования, необходимы: светофильтры, щитки и шлемы, одежда и инструмент сварщика.

Технология сварки

По положению в пространстве швы бывают таких видов:

  • нижние;
  • вертикальные;
  • потолочные;
  • горизонтальные.

Друг от друга они отличаются углами, под которыми расположена поверхность свариваемого элемента. Качество формирования шва зависит от угла наклона электрода к направлению сварки и свариваемому изделию.

Нижние швы

Стыковой шов, выполняемый в нижнем положении, получается качественным. Технология его выполнения несложная.

Чтобы сварщику четко видеть зону соединения, наложение валика рекомендуется выполнять по направлению к себе или слева направо. Ширина валика, отвечающая 3-4 диаметрам электрода, считается нормальной.

Однопроходная сварка с v-образной разделкой кромок проводится способом поперечных колебаний электрода на полную ширину. Дуга должна перемещаться со скоса кромок на участок необработанной плоскости металла. Трудность может заключаться в обеспечении по всей длине равномерности проварки шва. Сварка такого шва несколькими проходами лучше обеспечивает провар первого слоя.

Швы с х- или u-образной разделками кромок выполняются аналогично. Отличие – каждый последующий шов накладывают навстречу предыдущему. Сварка нижних стыковых соединений преимущественно выполняется на съемной медной или стальной подкладке. В местах поворота шов заваривается без отрыва дуги.

Угловое соединение в нижнем положении выполняется способами «в симметричную» или «несимметричную лодочку». Для качественного выполнения работы сварку ведут стержнем с опиранием козырька на кромки. При выполнении углового соединения наклонным электродом рекомендуется применять технику «углом назад».

Соединение без скоса кромок производится одним слоем поперечными движениями стержня «треугольником». Угловой шов нахлесточного соединения производится в один слой электродом диаметром до 5 мм.

Вертикальные

Техника формирования стыковых и угловых швов – снизу вверх. Вначале создается металлическая горизонтальная площадка, сечение которой равно сечению материала шва. Движения электродом – поперечные, треугольником. При проварке корня шва рекомендуется задерживать горение дуги. Наибольший провар корня достигается при перпендикулярном положении стержня к вертикальной оси.

Сварка с применением электродов большого диаметра и высоких значений тока затруднительна по причине стекания металла и плохого формирования шва. В связи с этим используют электроды до 4-5 мм диаметром. Сварочный ток по сравнению с нижней сваркой понижается на 10%.

Вертикальную сварку в направлении сверху вниз выполняют электродами, которые дают тонкий слой шлака (целлюлозные, пластмассовые покрытия органического типа).

Потолочные

Из-за возможного вытекания жидкого металла из ванны сварка потолочных швов трудоемка. По этой причине работы выполняются короткой дугой. Характерные моменты потолочной сварки:

  • снижение на 15-20% сварочного тока по сравнению с нижним положением;
  • для сварки металла толщиной 8 мм и более применяют многопроходные швы;
  • диаметр электродов составляет 3-4 мм;
  • возможно использование метода с опиранием на покрытие стержня.

Горизонтальные

Выполнение стыковых горизонтальных швов по сравнению с вертикальными более затруднительно.

Во время работы жидкий металл из ванны вытекает на нижнюю кромку. Поэтому требуется скос верхней кромки. На нижней кромке возбуждается дуга, после чего электрод перенаправляется на верхнюю кромку.

Такие швы можно выполнять стержнем, расположенным вертикально, и углом назад, углом вперед.

Особенности сварочных электродов с целлюлозным покрытием

Покрытие сварочных электродов необходимо, чтобы шов получился качественным и имел нужные свойства. Оно защищает соединение от окисления, возникновения пор и трещин.

Обмазка состоит из нескольких компонентов, имеющих вид порошка и соединенных с помощью связывающих веществ.

Существует несколько видов обмазок. Мы будем рассматривать характеристики и состав целлюлозного покрытия.

Состав и примеры целлюлозных электродов

Электрод представляет собой стержень на который нанесено особое покрытие. Его функцией является защита сварочной ванны от попадания соединений и излишних вкраплений. Изоляция рабочей зоны позволяет сделать соединение надежным, прочным и устойчивым к различным нагрузкам.

Читать еще:  Барьеры для детей на пол своими руками

В составе целлюлозного покрытия имеются:

  • Органические соединения — около 50%. Прежде всего это целлюлоза, мука и крахмал. Именно эти компоненты обеспечивают газовую защиту.
  • Рутиловый концентрат.
  • Мрамор, карбонаты и алюмосиликаты обеспечивают образование шлаковой корки при сварке.
  • В зависимости от изготовителя, в составе покрытия могут быть металлические порошки и ферросплавы.

Механические свойства полученного при наплавке металла соответствуют ГОСТу Э45 — 50.

Давайте рассмотрим несколько моделей электродов подобного типа, чтобы составить более детальное представление об их свойствах.

ВСЦ-4М

Стержни применяются для проставления корневого шва и горячего прохода стыков труб. С их помощью варятся стали с небольшим содержанием углерода и легирующих компонентов, чья прочность равна 590 МПа.

Электроды позволяют создать шов, стойкий к образованию пор. Перед работой прутки рекомендуется прокалить при 60°С в течение часа.

Электроды применяются при работе с тонкими конструкциями и изделиями до 3 мм толщиной и прочностью до 410 МПа. Сварка ими производится на постоянном или переменном токе.

Преимуществом модели является возможность выполнять работы по окисленным поверхностям. Обладают небольшой проплавляемостью, поэтому использовать их можно только с тонким материалом.

Изделия применяются для работы с углеродистыми сталями с небольшим уровнем легирования и прочностью до 451 МПа. Шов при этом получается пластичным и имеет хорошую ударную вязкость.

Электроды используются при сварке в сложных монтажных условиях. Ими удобно выполнять потолочные и вертикальные соединения. Допускается использование как переменного, так и постоянного тока.

Перед работой необходимо выполнять прокалку в течение часа при t около 110°С. Сварка выполняется короткой или средней дугой.

Плюсы и минусы целлюлозных электродов

Положительными особенностями стержней являются:

  • Широкое применение. Сварка допускается в любом положении, что дает возможность подобраться к разным местам и выполнить монтаж любой сложности.
  • Высокая скорость работы. В час можно сделать до 25 м. шва.
  • Хорошая проварка шва.
  • Металл полностью защищен от водорода и кислорода.
  • Легкая отделяемость шлака.

Среди недостатков нужно отметить следующее:

  • На поверхности швов образуется грубая чешуя. Из-за этого приходится обрабатывать их шлифовкой.
  • При сгорании может образовываться большое количество водорода, который может попасть в шов и стать причиной образования трещин.
  • Во время работы наблюдается сильное разбрызгивание металла — около 15%.
  • Перед работой нужно всегда выполнять прокалку.

Где применяются электроды?

Целлюлозное покрытие полезно при работе с низколегированными сталями. Благодаря небольшому диаметру, их можно использовать при любом монтаже. Чаще всего их применяют при сборке трубопроводов.

Основное преимущество обмазки такого типа, по сравнению с другими покрытиями — это легкое зажигание дуги и ее стабильное горение. Электроды могут работать как от постоянного, так и от переменного тока, однако для лучшей проварки лучше использовать постоянный ток. В этом случае в соединении не будет подрезов или пор.

При работе подобными стержнями нужно помнить:

  • Целлюлозное покрытие не подходит для сваривания закаливающихся сталей, с большим содержанием углерода и легирующих компонентов.
  • При подготовке электродов, температура и время прокалки должны точно соответствовать тем параметрам, которые изготовитель указал на упаковке.

Сильно перегревать электроды нельзя. После просушки в них должно оставаться порядка 3-4% влаги.При превышении температуры прокалки, во время сварки в металле будет скапливаться большое количество углерода.

На этом видео можно увидеть процесс сварки целлюлозными электродами:

Заключение

Сварочные электроды с целлюлозным покрытием применяются в условиях сложного монтажа сталей с небольшим содержанием углерода и низким уровнем легирования. Они имеют отличные сварные свойства и очень удобны в работе. Благодаря стабильности дуги, даже неопытные сварщики справятся с работой.

Источники:

http://elektrod-3g.ru/tsellyuloznoe-pokryitie.php
http://elsvarkin.ru/texnologiya/ruchnaya-dugovaya/
http://instrument-blog.ru/svarka/osobennosti-svarochnyh-elektrodov-s-tsellyuloznym-pokrytiem.html

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector