При электросварке меди угольным электродом в процессе горения дуги
образуется защитная атмосфера, состоящая из углекислого газа. Поэтому
плавление и переход присадочного металла в сварочную ванну происходит в
газовой среде. Однако эта газовая защита является недостаточной для
предохранения в процессе сварки от окисления кислородом воздуха шва и
основного металла в зоне термического влияния. Это обстоятельство
заставляет применять специальные флюсы. Флюсы оказывают большое влияние
на качество сварки. Во время сварки флюсы, введенные в сварочную ванну,
расплавляются, вступают в химическую реакцию с окислами, восстанавливают
их и образуют легкоплавкие жидкие шлаки, которые всплывают на
поверхность сварочной ванны, и покрывают ее и прилегающую зону основного
металла тонким слоем...
Дуговая сварка меди может быть выполнена плавящимся металлическим
электродом, который одновременно служит и присадочным металлом, а также и
неплавящимся угольным или графитовым электродом; в последнем случае
присадочный металл вводится дополнительно. Металлический электрод
состоит из двух частей: электродного стержня и покрытия или обмазки.
Диаметр электродного стержня принимается за диаметр электрода.
Электродные покрытия, в зависимости от функции, которую они выполняют в
процессе сварки, разделяются на стабилизирующие, газообразующие,
шлакообразующие и легирующие...
Порошковая проволока — это непрерывный электрод, который
представляет собой изготовленную из стальной ленты толщиной 0,2...0,5 мм
металлическую оболочку, заполненную порошком из газо- и шлакообразующих
компонентов. Применяют ее для механизированной дуговой сварки открытой
дугой или в защитных газах. Сохраняя технологические преимущества голой
проволоки, порошковые проволоки позволяют создавать надежную газовую и
шлаковую защиту сварочной ванны от атмосферного воздуха при работе на
открытых площадках, обеспечивая при этом легирование и рафинирование
металла шва...
Для дуговой сварки и резки используют угольные, графитовые и
вольфрамовые неплавящиеся электроды. Они имеют высокую температуру
плавления и служат только для поддержания горения дуги, не участвуя в
формировании металла шва. Угольные электроды изготовляют
прессованием из порошка кокса с последующим отжигом при температуре
≈1400°С. Различают два вида этих электродов — омедненные и
неомедненные. Применяют их для сварки металлов, воздушно-дуговой резки,
удаления прибылей отливок в других работ, Угольные электроды выпускают
трех марок: ВДК — воздушно-дуговые круглые; ВДП — воздушно-дуговые
плоские; СК — сварочные круглые...
Окисление — не единственный путь потерь элементов из сварочной ванны. Дуговая сварка характеризуется высокими значениями и значительно отличающимися градиентами температуры расплавляемого дугой металла. На торце электрода и части поверхности сварочной ванны располагаются анодное и катодное пятна, температура которых приближается к температуре кипения металла. При сварке стали средняя температура капель электродного металла в момент отрыва их от торца электрода достигает 2000—2100°С, а при перелете через дуговой промежуток может повышаться до 2150—2900 °С. Средняя температура сварочной ванны также находится в пределах 1750—1800°С. Все это свидетельствует о том, что при дуговой сварке значительная часть поверхности металла электродных капель и сварочной ванны находится в кипящем состоянии и выделяет в зону дуги большое количество паров металла...
При дуговой сварке большое значение имеет введение в сварочную ванну
легирующих добавок для получения шва требуемой композиции и свойств. В
большинстве случаев даже при использовании пассивных защитных сред
приходится считаться с определенным окислением металла в зоне сварки,
связанным с несовершенством защиты сварочной ванны от атмосферного
воздуха и реакциями, протекающими в электродном покрытии при его
нагреве, а также с непосредственным окислительным воздействием покрытия
на наплавляемый металл...
Термообработку электродов проводят с целью придания покрытию достаточной механической прочности при содержании в нем влаги в пределах, способствующих нормальному протеканию сварочного процесса, позволяющих обеспечить заданный химический состав и свойства наплавленного металла и сварных соединений.
Основные требования для всех видов электродов: обеспечение устойчивого горения дуги; хорошее формирование шва; получение металла шва определенного химического состава и свойств без дефектов; спокойное и равномерное плавление электродного стержня и покрытия в процессе сварки; минимальные потери электродного металла на угар и разбрызгивание; высокая производительность процесса сварки; легкая отделимость шлаковой корки с поверхности шва; достаточная прочность покрытия; сохранение физико-химических и сварочно-технологических свойств электродов в течение длительного хранения; минимальная токсичность в процессе сварки и при изготовлении.
Самозащитная порошковая проволока является одним из наиболее универсальных присадочных материалов для механизированной и автоматизированной электродуговой сварки. Простота выполнения процесса сварки, маневренность, обусловленные отсутствием необходимости организации дополнительной защиты расплавленного металла, высокие технико-экономические показатели и технологичность определили целесообразные области применения этого процесса для сварки в полевых и монтажных условиях. Разработаны самозашитные проволоки нескольких типов: рутил-органического, карбонатно-флюоритного и флюоритного.
Широкое распространение получила сварка порошковой проволокой швов с принудительным формированием, горизонтальных швов с полупринудительным формированием, арматуры в инвентарных формах. Имеется опыт сварки электрозаклепками, сварки кольцевых швов с подформовкой и ряд других. Большинство этих технологических процессов выполняется с помощью автоматизированного
сварочного оборудования...
При рельефной сварке применяют электроды с плоской рабочей поверхностью, размеры которой обычно превышают размеры сварного соединения. Поэтому площадь соприкосновения электродов с деталями при рельефной сварке несколько больше, а плотность тока и давление в контакте — меньше, чем при точечной сварке. Это улучшает условия работы электродов и приводит к тому, что при одинаковой интенсивности охлаждения их стойкость при рельефной сварке выше, чем при
точечной.
При переходе от ручной электродуговой к механизированной сварке под флюсами коренным образом улучшились условия труда сварщиков. Однако при горении дуги под флюсом в окружающую атмосферу выделяются различные газы, а также мелкодисперсные частицы сконденсировавшихся паров металла и шлака, образующие аэрозоль.
Загрязненность воздушной среды изучали при наплавке с применением
плавленых флюсов АН-20, ФЦ-6 и керамического ЖСН-2. Пробы воздуха,
согласно существующей инструкции, отбирали в зоне дыхания сварщика (по
пять одноименных проб одновременно), на расстоянии 0,3 м от дуги и в
нейтральных точках, удаленных от сварочных постов.
Технологические процессы производства электродов характеризуются
рядом неблагоприятных факторов. Основной из них — загрязнение воздуха
пылью смешанного состава на всех технологических этапах. Наиболее
интенсивно пыль выделяется при дроблении, измельчении, просеве, сушке
компонентов, дозировке и приготовлении шихты. В зависимости от исходных
материалов образующаяся пыль содержит в своем составе соединения
марганца, железа, хрома, кремния и пр.
Качество выпускаемых электродов во многом определяется системой
контроля, оснащенностью контрольных служб и лабораторий и квалификацией
персонала. Основой обеспечения высокого качества как готовой продукции,
так и полуфабрикатов является неуклонное соблюдение трудовой и
технологической дисциплины.
Сортировку и упаковку электродов — заключительные технологические
операции цикла изготовления электродов — проводят после получения
положительных результатов приемосдаточных испытаний.
Изготовление покрытых электродов является сложным технологическим
процессом по составу применяемого оборудования, а также небезопасным в
санитарном отношении. Стальная сварочная проволока для электродов
выправляется и рубится на стержни нужной длины. Обычно операции правки
и рубки объединяются в одном станке — правильно-рубильном. Поверхность
проволоки очищается от ржавчины и других загрязнений.
Флюс — это неметаллический материал, вводимый в зону сварки, наплавки,
пайки для создания защиты ванны, восстановления окислов, разжижения и
понижения температуры шлаков, а также для выполнения металлургических
функций по получению шва нужного химического состава.
