кислые электроды для чего нужны
Особенности сварочных электродов с кислым покрытием
Сварочный электрод представляет собой металлический стержень, на который нанесено особое покрытие улучшающее его свойства. Во время сварки сердечник плавится, формируя шов. Покрытие при этом выполняет защитную функцию, препятствуя попаданию азота, кислорода и водорода в сварочную ванну.
Покрытие электродов представлено в виде смеси нескольких порошкообразных компонентов, соединенных связующим веществом. Оно наносится на металлический стержень при помощи прессования или окунания.
Есть несколько видов покрытия, применяющихся в разных целях: рутиловое, основное, целлюлозное и кислое. Сегодня мы будем говорить об особенностях кислого покрытия.
Характеристики
Кислое покрытие электродов сокращает вероятность образования пор в шве во время сварки. Такой эффект достигается вне зависимости от того, на какой дуге вы будете проводить сварку.
Основными элементами, содержащимися в кислом покрытии являются оксиды:
Механические свойства шва будут относиться к типам Э38 и Э42, то есть наиболее распространенным конструкционным сталям.
Электроды с кислым покрытием могут применяться при сварке поверхностей, пораженных ржавчиной и окалиной. Сварка может проводиться как постоянным, так и переменным током.
Кислое покрытие имеют такие марки электродов, как ОЗЧ-2 и ЦЛ-6. Они отличаются качественным горением дуги и возможностью делать швы, в которых не образуются поры. Это увеличивает долговечность соединений.
Преимущества и недостатки “кислых” электродов
Электроды такого типа не рекомендуется использовать с углеродистыми и легированными сталями, поскольку при сварке происходит большое выделение водорода.
Среди преимуществ кислого покрытия нужно выделить:
Из недостатков можно отметить:
Из-за плохой отделяемости шлака, качество многослойной сварки заметно ухудшается, вследствие зашлаковывания шва.
Применение электродов
Электроды применяются для сварки неответственных конструкций, сделанных из сталей с небольшим содержанием легирующих компонентов.
Технически они могут использоваться для горизонтальной и вертикальной сварки, но из-за разбрызгивания их рекомендуется применять только в нижнем положении.
Из всего этого можно сделать вывод, что они отлично подойдут для домашнего использования, когда нет высоких требований к качеству шва и работу можно выполнить без предварительной подготовки материалов. Для частного хозяйства они будут полезны еще и потому, что не нуждаются в постоянном токе и обеспечивают стабильную дугу даже при небольшом напряжении.
Заключение
Электроды с кислым покрытием применяются для качественной проварки и эффективной защиты шва от воздействия воздушной среды. Специалисты не рекомендуют использовать их для ответственных конструкций и сталей с большим количеством добавок.
Покрытие электродов
Содержание:
Электрод, предназначенный для соединения отдельных деталей, в большинстве случаев, представляет собой стержень из металла, который снаружи защищен специальным покрытием. Оно также известно под названием обмазка.
Покрытие электродов осуществляет функцию преграды между зоной сварки и воздухом, что исключает возникновение окислительного процесса. Обмазка применяется для электродов, предназначенных для соединения изделий из различных материалов, но имеет некоторые различия в зависимости от типов этих расходных элементов.
Назначение покрытия
Все виды электродов делятся на неметаллические, к которым относятся графитовые и угольные, и металлические. В свою очередь электроды, изготовленные из металла, разделяются на неплавящиеся и плавящиеся. Неплавящимся электродам покрытие не требуется, зато плавящиеся элементы нуждаются в защите. Эту функцию осуществляет специальная обмазка металлического внутреннего стержня, состоящая из нескольких компонентов.
Электроды с покрытием способствую образованию прочного, качественного шва без трещин и пор. Во время сварочного процесса образует оболочка из шлака, которая осуществляет защиту от негативного внешнего влияния. Она увеличивает время остывания соединения, благодаря чему из шва успевают выходить все посторонние включения, снижающие его качество.
Покрытие позволяет формировать облачко, состоящее из угарного и других газов. Оно осуществляет предохранение от окисления атмосферным воздухом. Насыщение расплава легирующими элементами улучшает качество соединения. Следствием удаления из расплава кислорода является процесс раскисления, что обеспечивается находящимися в обмазке таких веществ, как алюминий, титан, молибден, хром, марганец, графит. Эти компоненты более активно, чем кислород взаимодействуют с кислородом, связывая его.
Для придания соединению пластичности в обмазку добавляют бентонит и каолин. Для некоторых видов электродов в обмазку добавляют железный порошок, чтобы увеличить коэффициент наплавки.
Ручная дуговая сварка покрытыми электродами обеспечивает получение надежного и долговечного соединения металлических изделий.
Размеры покрытия
При осуществлении различных сварочных работ большую роль играет правильный выбор электродов. Чем большую толщину имеет свариваемое изделие, тем большим диаметром должен обладать электрод. В зависимости от этого выставляется величина тока на оборудовании.
Дуговая сварка покрытыми электродами требует грамотный выбор этих расходных элементов. При выборе электродов следует подвергать анализу величину размеров покрытия на нем. Каждое значение диаметра требует конкретную толщину покрытия. Обмазка наносится на определенной длине стержня.
Градация этого габарита, определенная в ГОСТе 9466-75, начинается с тонких, и заканчивается особо толстыми. Между ними находятся средние и толстые. Покрытия, имеющие статус тонких, обозначаются как «М», средние как «С». Толстые имеют обозначение «Д», а особо толстые носят обозначение «Г».
Эти буквы являются частью общего обозначения электродов с покрытием.
Для электродов, считающихся наиболее качественными, толщина обмазки находится в диапазоне от 0,5 до 2,5 миллиметров. У электродов с маленьким диаметром этот размер не превышает 0,3 миллиметра. Масса покрытия составляет примерно половину от значения общего веса расходного элемента.
Обмазкой, представляющей собой твердое пористое вещество, покрывают практически весь стержень, за исключением небольшого участка на его краю, размером приблизительно 20-30 миллиметров. Этот участок оставляют для того, чтобы поместить электрод в специальный держатель для его фиксации, что приводит к удобству работы с ним.
Виды покрытия
Виды покрытия электродов разделяются на некоторое количество групп, каждая из которых имеет свое обозначение. Типы покрытия электродов разделяются на:
Основное
Основное покрытие электродов содержит в основной массе карбонаты кальция и магния. Для того, чтобы произошло разбавление шлаковой корки в обмазку добавляют особый элемент в виде плавикового шпата. Это несколько ухудшает возможность работы при использовании переменного тока, поэтому электроды с основным покрытием рекомендуется использовать при работе с током постоянной величины.
Отличие этого вида покрытия состоит в том, что в образующейся газовой среде отсутствует водород, который может привести к образованию трещин холодного вида. Шов при использовании электродов с основным покрытием получается повышенной пластичности.
Большим преимуществом является возможность выполнения сварки при всех положениях, однако, следует учитывать, что шов вследствие значительной вязкости будет несколько выпуклым и не совсем эстетичным.
Кислое
Электроды с кислым покрытием обладают обмазкой, содержащей железную и марганцевую руды. Это способствует выделению на место сварки значительного количества кислорода. Результатом является повышение температуры и одновременно снижение поверхностного натяжения, что придает ему текучесть.
Увеличивается скорость сварочного процесса, но возникает опасность возникновения подрезов. Кислые электроды несут с собой некоторую опасность, поскольку в их покрытии содержатся оксиды марганца, обладающие токсичностью. Существуют марки электродов с кислым покрытием, однако более предпочтительными являются электроды с рутилово-кислым покрытием.
Целлюлозное
Электроды с целлюлозным покрытием имеют некоторый недостаток, заключающийся в том, что при сварке появляются раскаленные брызги металла. Кроме того, металл шва имеет низкую пластичность. Это обусловлено наличием немалого количества водорода, выделяющегося при горении органических веществ.
Существующие марки электродов с целлюлозным покрытием характерны высокой скоростью осуществления сварочного процесса. К их достоинствам является возможность сварки во всех положениях, даже такому, при котором движение электрода происходит сверху вниз, что не под силу большинству электродов. Недостатками являются большое разбрызгивание горячего металла, образование подрезов на кромках, грубая поверхность получаемого шва.
Рутиловое
Такое покрытие содержит такой элемент, как природный концентрат рутил. Добавками являются полевой шпат, магнезит. Двуокись титана гарантирует легкое разжигание дуги. Брызг образуется немного.
Электроды обладают хорошими технологическими характеристиками. Вредность работы с ними менее, чем с другими электродами. Еще одно достоинство состоит в том, что зажигание дуги может происходить без непосредственного контакта электрода с поверхностью детали, поскольку пленка, образуемая в кратере, играет роль проводника. Особое значение это имеет, когда сваривание осуществляется короткими стежками.
Электродами можно осуществлять соединение даже загрунтованных поверхностей и шов при этом не будет уступать по прочности и надежности. Дуга обладает стабильностью, имеется возможность использования любого вида тока. Практически отсутствуют брызги раскаленного металла. Шов получается свободным от пор.
Интересное видео
Кислые электроды для чего нужны
Марки электродов с кислым покрытием: ОММ-5, СМ-5, ЦМ-7, МЭЗ-4 и др.
По механическим свойствам наплавленного металла электроды с кислым покрытием, нанесенными на стержни из стальной низкоуглеродистой сварочной проволоки Св-08, Св-08А (ГОСТ 2246-70), соответствует типу электродов Э38 и Э42 по ГОСТ 9467-75.
Все кислые покрытия имеют окислительный характер, который обусловлен выделением в сварочную дугу при их плавлении свободного кислорода из руд, связывание которого происходит недостаточно. Это приводит к большим потерям легирующих элементов в процессе сварки, поэтому электроды с кислыми покрытиями не рекомендуются для сварки высоколегированных сталей.
В качестве газозащитного материала кислые покрытия содержат органические вещества (крахмал, декстрин, оксицеллюлозу и др.), которые при разложении в дуге вместе с образованием защитного газа — окиси углерода образуют также водород, растворяющийся в жидком металле.
Наводороживание металла шва, а вследствие диффузии и металла околошовной зоны является существенным недостатком кислых покрытий, что ограничивает возможность их использования для сварки закаливающихся углеродистых и легированных сталей, склонных к образованию холодных трещин вследствие охрупчивающего действия водорода.
Металл, наплавленный электродами с кислыми покрытиями, нанесенными на стержни из низкоуглеродистой сварочной проволоки Св-08 и Св-08А, по составу соответствует, как правило, кипящей стали и содержит до 0,1% кремния.
При увеличении раскисленности металла шва (повышении содержания в нем кремния более 0,1—0,2% и марганца более 0,8—0,9%) появляется склонность к образованию пор, основной причиной которых является выделение водорода в процессе кристаллизации сварочной ванны.
Металл шва, выполненный электродами с кислыми покрытиями, склонен к образованию горячих трещин при содержании в нем углерода более 0,15%, поэтому их не следует применять для ручной дуговой сварки углеродистых и низколегированных сталей, содержащих более 0,3% углерода.
Относительно высокое содержание кислорода в металле, наплавленном кислыми электродами, обусловливает умеренную величину его ударной вязкости (9-15 кгс·м/см 2 ) и большую склонность к «механическому старению», которое снижает ударную вязкость примерно в два раза.
К недостаткам электродов с покрытиями этого вида следует отнести также повышенное разбрызгивание металла и токсичность вследствие выделения при сварке значительного количества марганцовистых соединений.
Вместе с тем электроды с кислыми покрытиями имеют ряд существенных преимуществ. Они малочувствительны к образованию пор в швах при наличии ржавчины и окалины на кромках свариваемого металла, что объясняется способностью их шлаков связывать закись железа в нерастворимые в металле комплексные соединения — силикаты и титанаты (FeO·Si02, FeO·Ti02). Это способствует интенсивному протеканию процессов диффузионного раскисления жидкого металла на границе металл-шлак и уменьшает насыщение металла шва кислородом.
Перечисленные особенности этих электродов определяют область их применения в основном для сварки малоуглеродистых и низколегированных сталей, применяемых в строительстве и машиностроении, но ввиду их токсичности, применение их ограничено.
6 виды покрытия электродов для сварки, их назначение и компоненты
Какие бывают виды и типы электродного покрытия
Сегодня на рынке представлен обширный ассортимент электродной продукции. Во многих отраслях возникает потребность электродов, как материала в целом. На сегодняшний момент представлен большой ассортимент электродов и у каждого свое покрытие. Тем самым у многих возникает вопрос: «Какова роль связующих компонентов в электродном покрытии?». Для ответа на поставленный вопрос нужно разобраться немного с теорией по данному технологическому процессу.
Что такое электродная обмазка
При процессе сварки используется металлический стержень со специальным покрытием, которое предохраняет зону сварки от окислительных процессов. Также способствует усилению ионизации. Как правило, сварка при помощи электродов, применяется по металлам черного и цветного вида, а также на сплавах.
Назначение электродного покрытия, представляет собой защитную функцию, которое должно защищать область сварки от кислорода и других негативных факторов.
Для чего нужно электродное покрытие
При определении состава электродного покрытия, выделяют следующий ряд первоочередных задач:
Тем самым электроды, выполняют важные функции, без которых процесс сварки был бы более трудоемким, а в некоторых случаях невыполнимым. Посмотреть другую необходимую информацию, касательно сварочных технологий, можно на сайте mrmetall.ru.
При совершении покупки в магазине нужно сообщать или указывать назначение электродного покрытия, продавцу. Если электрод будет не будет соответствовать назначению, тогда металл сварного шва будет отличаться от основного металла. Тем самым это приведет к появлению трещин и последующему ухудшению эксплуатационных характеристик.
Процесс производства обмазки для электродов
Процесс производства электродов, как правило, состоит из следующих этапов:
Готовым изделием выступает металлический стержень с определенной порошковой обмазкой. В составе электродного покрытия, присутствуют химические элементы, которые способствуют улучшению процесса плавления металлического стержня, а также перенос капель металла на область, где будет расположен сварной шов.
На линии производства металлических стержней присутствуют роликоправильный станок, ножницы и мотальное устройство. В итоге работы данных устройств, из бухты проволоки получаются блестящие металлические стержни и это все без участия человека.
На технологической линии производства химической порошковой обмазки все немного сложнее. Технологический процесс начинается с рудных и химических складов и заканчивается на месте расположения большого барабанного смесителя. Как правило, чтобы приготовить шихту, нужно задействовать целую цепь механизмов и оборудования. В цепь входят: дробильные механизмы, мельница, смесители и сепараторы. Состав порошкового состава, прежде всего, зависит от вида электродного покрытия.
Главным устройством для создания обмазки выступает барабанный смеситель, в котором происходит процесс смешивания всех компонентов обмазки. Работа данного агрегата, заключается в нанесении обмазочного состава на стержень по всей его окружности. Далее почти готовые изделия помещаются в стеллажи для сушки. По нормативу влажность должна составлять 4%, а температура сушки 30 градусов.
После сушки следует процесс прокаливания. Для этого высушенные электроды поступают печь. Там при температуре 400 градусов прокаливаются в течение 4 часов. После процесса прокаливания каждый электрод обрезается и зачищается с двух сторон.
Компоненты, входящие в состав порошковой обмазки или шихты
При создании электродного покрытия, применяются разные химические элементы, каждый элемент обладает особыми характеристиками в сварной области. Компоненты оказывают помощь в создании защитного слоя в состав, которого входят: Монооксид и диоксид углерода.
Помимо защиты, компоненты участвуют в образовании слоя из шлака, который состоит из каолина, целлюлозы, крахмала и прочих. Под шлаковым слоем образуется газ, который образуется при помощи: мрамора, мела, песка из кварца, концентрата титана и других.
Какова роль связующих и прочих компонентов в электродном покрытии
Все компоненты нуждается в качественном смещении между собой и дальнейшему прилипанию касательно всей окружности металлического стержня. Для этого в состав покрытия добавляют связующие вещества такие как: силикатный натрий или жидкое калиевое стекло.
Жидкое калиевое стекло, представляет собой не что иное, как силикатный клей, который играет существенную роль в стабилизации сварной дуги.
Тем самым отвечая на вопрос, было выявлено то, что связующие компоненты играют важнейшую роль в качественной электродной обмазке.
Газообразующие
Компоненты состава, выступают в роли источника газов, которые образуются при плавлении электрода. К данным компонентам относят древесную муку, крахмал, целлюлозу и мрамор.
Стабилизирующие
Компоненты раскислителей
Данный вид компонентов нужен, прежде всего, для скорейшего удаления кислорода из области металла, где происходит формирование сварного шва. Раскисляющими компонентами могут выступать: титан, алюминий, молибден или же хром.
Какие компоненты используемые в электродном покрытии являются раскислителями? Вышеупомянутые компоненты вступают в активную реакцию с кислородом, в процессе связи происходит схватывание элементов кислорода. Компоненты также имеют иное название – ферросплавы.
Шлакообразующие элементы состава обмазки
Для того чтобы указать роль шлакообразующих веществ в электродном покрытии, не нужно обладать химическими знаниями. Все достаточно просто, шлакообразующий элемент служит для защиты области металла, путем химического растворения окисей посторонних примесей, а также для снижения скорости охлаждения сварного шва. Шлаковым элементом могут выступать: плавиковый и полевой шпаты, рутил, ильменит и марганцевая руда.
Легирующие компоненты
Как правило, процесс легирования, способствует улучшению эксплуатационных характеристик сварного шва в экстремальных для него условиях. Легированию поддаются компоненты: титан, кремний, марганец, а также хром. Тем самым отвечая на вопрос: «Какова роль легирующих элементов в электродном покрытии?», было выявлено то, что если покупатель будет эксплуатировать изделие, которое подверглось сварочному процессу в экстремальных для него условиях то необходимо брать электроды с обмазкой, в составе которой присутствуют легирующие элементы.
Формующие
Содержание в составе электродной обмазки, такого рода компонентов способствует повышенной эластичности во время прессования. Данные компоненты играют большую роль при нанесении обмазки на металлический стержень. Как правило, на производстве используют: бетонит, каолин и прочие.
Красящие компоненты
Уже из названия понятно, что красящие компоненты используются для окрашивания обмазки. Для того чтобы можно было визуально определить маркировку готового изделия.
Виды (типы) покрытия
Электродное покрытие подразделяется на несколько видов или типов. Каждый вид обмазки существует для отдельных сварочных работ и, как правило, зависит от состава обмазки и металла, который будет подвергаться сварочному процессу. Пожалуй, самым задаваемым вопросом к продавцам электродов, является: «В чем отличие между электродами с рутиловым и основным покрытием?». Отвечаем: «Для ответа на данный вопрос, важно понимать то, что любой тип покрытия электрода, отличается от другого в первую очередь своим составов, и соответственно методикой применения электрода»
Основные
Данный вид электродной обмазки состоит из смеси карбоната кальция и магния, также имеет иное название – электрод, содержащий кальциево-фтористое покрытие.
Электроды с основным покрытием марки «Б», как правило, состоит из фтористых соединений. Направленный металл схож своими химическими характеристиками к спокойному металлу. Сварной шов, получает пластичность и повышенную ударную прочность. Данные свойства появляются благодаря проработанному составу, в котором снижено содержание включений неметаллического вида, газа, а также практическое отсутствие вредных примесей. Маркировка применяемая для электродов с основным покрытием, обязательно должна содержать букву «Б»!
Электроды с основным покрытием успешно себя зарекомендовали в следующем применении:
Рутиловые
Электроды с основным и рутиловым покрытием отличает, прежде всего, состав. В рутиловых электродах, главным элементом в составе выступает минерал – Рутил. Также в составе присутствуют следующие компоненты: карбонат-магния, ферромарганец, а также кремнезем. Данная марка электродов отличается от всех пониженным разбрызгиванием в зоне сварки. Тем самым шов получается более однородным и ровным. Маркировка электродов с рутиловым покрытием, должна содержать букву «Р».
Целлюлозные
Данный тип отличается от всех, прежде всего малым содержанием шлака и большим объемом газа при процессе сварки. Целлюлозные электроды с маркировкой «Ц», заслужили свою популярность в вертикальной сварке. В составе данной марки присутствуют: смолы, тальк, целлюлоза и ферросплавы. Содержание органических элементов составляет не менее половины от всего состава.
Кислое покрытие
Кислая обмазка электрода служит для повышения текучести металла, но тем самым повышает риск появления подрезов. В ее составе, как правило, присутствуют: оксиды марганца и железа. Маркировка содержит букву «А». У этого вида электродного покрытия существует недостаток, это образование трещин горячего типа.
Рутило-целлюлозное
Рутиловая обмазка электрода, имеет маркировку «РЦ». Вертикальная сварка и относительно малое разбрызгивание, эти два пункта делают рутило-целлюлозные электроды популярными среди всего ассортимента на сегодняшнем рынке электродов.
Рутилло-основное
Электроды с основным покрытием и рутиловым отличаются по ряду признаков. Но тем самым есть электроды с маркировкой «РБ», обозначающей смешанный тип. Электроды с данной обмазкой содержат в себе все плюсы основной и рутиловой марки.
Подведем итоги, во время написания материала был дан развернутый ответ на вопрос: «Какова роль легирующих, связывающих и прочих элементов применяемых в электродном покрытии». Был, затронут хороший информационный пласт, который поможет читателю, начать разбираться в ассортименте расходной сварочной продукции на сегодняшнем рынке.