диплом_пз (1211090), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Для закрепления покрытия на стержне используют связывающие компоненты, жидкое стекло имеет также стабилизирующие свойства.

При наличии в составе покрытия более 20% железного порошка, к обозначению следует добавить букву Ж.

По видам покрытия электродов подразделяются:

А - с кислым покрытием, содержащим окиси железа, марганца, кремния, иногда титана;

Б - с основным покрытием, имеющим в качестве основы фтористый кальций и карбонат кальция. Сварку электродами с основным покрытием осуществляют на постоянном токе обратной полярности. Вследствие малой склонности металла к образованию кристаллизационных и холодных трещин, электроды с этим покрытием используют для сварки больших сечений ;

Ц - с целлюлозным покрытием, основные компоненты которых - целлюлоза, мука другие органические составы, создающие газовую защиту дуги и образующие при плавлении тонкий шлак. Электроды с целлюлозным покрытием применяют, как правило, для сварки стали малой толщины;

Р - с рутиловым покрытием, основной компонент - рутил. Для шлаковой и газовой защиты покрытия этого типа вводят соответствующие минеральные и органические компоненты;

П - прочие виды покрытий. При покрытии смешанного вида используют соответствующее условное обозначение.

При сварке на постоянном и переменном токе разбрызгивание металла незначительно. Устойчивость горения дуги, формирование швов во всех пространственных положениях хорошее.

1.4.1 Электроды для сварки конструкционных углеродистых и

низколегированных сталей

Для сталей указанных разновидностей предназначены электроды: Э38, Э42, Э46, Э50, Э42А, Э46А, Э50А, Э55 и Э60.

Для конструкционных сталей повышенной прочности - электроды: Э70, Э85, Э100, Э125, Э150. Механические свойства швов и сварных соединений при применении электродов для сварки конструкционных сталей должны соответствовать определенным нормам.

1.4.2 Электроды для сварки легированных теплоустойчивых сталей

Эти стали сваривают электродами девяти типов по ГОСТ 9467-75, которые классифицируют по механическим свойствам и химическому составу наплавленного металла. Буквы, стоящие после буквы Э, показывают гарантированное содержание легирующих элементов в наплавленном металле.

1.4.3 Электроды для сварки высоколегированных сталей с особыми

свойствами

Для сварки коррозионно - стойких, жаропрочных и жаростойких высоколегированных сталей мартенситного, мартенситно - ферритного, ферритного, аустенитно - ферритного и аустенитного классов существует 49 типов электродов.

1.5 Производство электродов для ручной дуговой сварки

В электродном производстве проволоку, поставляемую металлургической промышленностью, правят, разрезают по длине на прутки, и очищают от различных поверхностных загрязнений.

Стабильность покрытия должна обеспечиваться его достаточно одинаковым количеством, на единице длинны электрода и равномерностью состава в связи с тем, что покрытие представляет собой смесь различных порошкообразных материалов, скрепленных между собой и со стержнем склеивающим связующих. Необходимо стремиться, чтобы замес покрытия в момент нанесения на стержень был достаточно однородным, этого, видимо, можно достичь при необходимой дисперсности тех порошков, которые будут использованы в шихте, и усреднением состава как порошковой шихты, так и замеса со связующим. Измельчённость порошков имеет значение и не только для возможности усреднения, выравнивания состава покрытия в каждом его объёме, но и сказывается на кинетике шлакообразования, газовыделения и других важных характеристиках. Действительно: если газовая защита создается, например, распадом карбонатов, нужна их значительная удельная поверхность - отдельные частицы должны быть мелкими.

Температура плавления шлака должна быть не очень высокой, а температура плавления его составляющих в поверхности может быть более высокой. Относительно легкоплавким является шлак из смесей, растворов, комплексных соединений и эвтектик, их образование осуществляется легче и быстрее при контакте элементарных окислов по значительной поверхности и малом объёме малой частицы, т.е. опять при достаточно измельчённых материалах. Конечно, различные материалы, используемые в покрытиях, требуют и различного измельчения.

Так, целесообразность наличия более крупных частиц для некоторых ферросплавов отмечалась ранее, можно указать и на технологические соображения, вытекающие из требований производства электродов: так, например, большое количество мелкодисперсных фракций в ряде случаев приводит к образованию трещин в электродных покрытиях в процессе сушки и прокалки электродов. Из таких предпосылок должны вырабатываться требования к наиболее целесообразным размерам частицы различных материалов, используемых при изготовлении конкретных составов электродных покрытий. При этом следует стремиться к максимально допустимому по обеспечению технологии изготовления электродов измельчению шлако- и газообразующих составляющих и к ограничениям размеров частиц ферросплавов и легирующих из соображений их полезного использования в шихте покрытий.

Однако при производственных методах измельчения материалов обеспечить одинаковый размер огромного количества частиц не удается (всегда получается комплекс частиц различного гранулометрического состава). Повторяемость примерно одинаковых частиц имеет вид кривой, близкой по форме к кривой распределения вероятностей, но с ограничением в области больших размеров частиц (все крупные частицы раздроблены). Такое распределение может быть охарактеризовано просевом через сита.

Обычно применяемые размеры частиц материалов электродных покрытий проверяются ситами с размерами по ГОСТ 3484-53 от 0,45 (т.е. 252 отверстия и 1 см при размере ячейки 0,45мм) до 007.

Порошкообразные измельчённые материалы при принятой в нашей стране схеме электродного производства, получаются в электродных цехах переработкой продуктов, поступающих в основном в виде кусков того или иного размера. Правда, некоторые материалы поступают в электродное производство уже в виде порошков (например крахмал, сода) и измельчения не требуют.

В качество связующих в электродном производстве являются силикатные растворы - натриевые, реже калиевые жидкие стёкла. Кроме того, в покрытиях они являются одновременно ионизаторами, а также влияют на формирование состава шлака. В электродном производстве в зависимости от метода нанесения покрытия на стержни - окунанием или опрессовкой, жидкие стёкла применяются различной плотности.

Жидкие стекла характеризуются модулем, плотностью, вязкостью и клеящей способностью. На вязкость очень значительно влияет температура жидкого стекла. Весьма важной характеристикой жидкого стекла для оценки состава электродных покрытий является величина сухого остатка.

Раствор жидкого стекла может химически взаимодействовать с ферросплавами - ферросицилием и ферромарганцем.

Нанесение массы покрытия на стержни осуществляется окунанием или опрессовкой. В настоящее время нанесение покрытия окунанием применяется при изготовлении мелких партий специальных электродов (например, для твёрдых наплавок, сварки цветных металлов). Для электродов общего назначения, а также специальных, но применяемых достаточно широко, изготовляемых массовым методом или большими партиями, покрытия наносят опрессовкой под большим давлением.

Консистенция обмазочной массы для нанесения покрытия тем или другим способом должна быть различной. Так, для нанесения окунанием обмазочная масса должна иметь сметанообразную консистенцию, которая может количественно оцениваться различными технологическими пробами. На Ленинградском Кировском заводе, например, разработана проба по диаметру растекания мерного количества покрытия по горизонтальному стеклянному листу под собственным весом.

Для нанесения покрытий опрессовкой масса должна иметь консистенцию оконной замазки. Контроль за консистенцией возможен продавливанием прессом с постоянной скоростью определённого объёма обмазочной массы через калиброванное отверстие. В современные высокопроизводительные электродообмазочные агрегаты масса обычно вводится в виде брикетов, форма которых обеспечивает быструю загрузку цилиндра пресса.

Основные показатели качества нанесения покрытия - равномерность его расположения по длине, количество (толщина) покрытия, концентричность расположения относительно стержня - определяются и качеством обмазочной массы, и режимом нанесения покрытия. При нанесении окунанием, в этом отношении важны вертикальность извлечения стержня из обмазочной массы, постоянство скорости извлечения и равномерность массы, поддерживаемая периодическим её перемешиванием. Важно также, чтобы покрытие не стекало по стержню во время сушки. При нанесении покрытия опрессовкой эти характеристики достигаются при правильной конструкции обмазочной головки пресса точным расположением каналов, направляющих стержни, и фильеры, ограничивающей размер покрытия. Наилучшие условия для получения покрытия, расположенного концентрично стержню, достигаются при соосном движении в электродообмазочном агрегате и стержней, и обмазочной массы, выдавливаемой прессом. В связи с большими трудностями создания такой конструкции прессов обычно канал для подачи массы в обмазочную головку изменяет её приближение с максимальным приближением к касательной по отношению к подаваемым в головку стержня. Высокие давления при этом придают такую плотность покрытию в момент выхода электрода из пресса, что перетекание массы при сушке исключается и сушка происходит в горизонтальном положении. В процессе сушки и прокалки диаметр электрода с покрытием несколько увеличивается -покрытие распухает.

Так, для покрытий типа УОНИ-13/45 диаметр электрода увеличивается при сушке на 0,1-0,2 мм. по сравнению с его диаметром в момент его выхода их пресса. Сушка и прокалка электродов должны удалить воду из покрытия. При этом следует учитывать что воды в покрытии много.

Сушка может быть естественная, т.е. при комнатной температуре, и ускоренная, в различных печах.

При прокалке осуществляется дальнейшее удаление влаги и иногда кристаллизационной воды. Температура прокалки ограничивается как отдельными составляющими покрытия, например при наличии в покрытии органических соединений - температурой их распада, так и отсутствием откалыванием покрытия от стержня вследствие различия коэффициента их теплового расширения. Например, покрытия типа УОНИИ-13/45 на стержне из

низкоуглеродистой или низколегированной проволоки нельзя прокаливать при температуре выше 500-525'C.

1.6 Влияние электродных покрытий на свойства наплавленного металла

На сегодняшний день промышленностью выпускаются сотни марок электродов различного назначения. Практически на любой конструкционный сплав сейчас можно подобрать электрод для ручной дуговой сварки. Такое многообразие свойств покрытые электроды обеспечивают за счёт сочетаний материалов проволоки сердечника и состава покрытия.[ 4]

Электродные покрытия создают при сварке защиту расплавленного металла от кислорода, водорода и азота воздуха в процессе переноса его через дуговой промежуток и в самой сварочной ванне, а также стабилизируют горение дуги, очищают металл сварочной ванны от вредных примесей и легируют металл шва для улучшения его свойств.

Защита расплавленного металла от кислорода и азота воздуха при сварке достигается газами и шлаком, которые образуются при термическом разложении покрытия в зоне дуги. Для организации газовой зашиты в покрытие вводятся карбонаты (известняк, мрамор, доломит, магнезит) или, в зависимости от вида покрытия, органические вещества (крахмал, целлюлоза, древесная мука, торф и т.д.). [5,6,8]

Для устойчивого горения дуги в покрытия вводятся вещества, обладающие низким потенциалом ионизации, главным образом соли щелочных металлов; двуокись титана, полевой шпат, содержащий некоторое количество солей щелочных металлов, калиевое или натриевое жидкое стекло и др.

Очистка металла шва от окислов серы, фосфора, газов и других вредных примесей осуществляется шлаком, равномерно покрывающим шов.

Легирующими и раскисляющими компонентами в составе электродных покрытий являются ферромарганец, ферросилиций, ферротитан и ряд других ферросплавов. Для этих целей применяются также и порошки чистых металлов, но значительно реже.

Электродные покрытия по виду составов (ГОСТ 9466-75) подразделяются на кислые (А), основные (Б), рутиловые (Р), целлюлозные (Ц) и прочие (П). Вид покрытия определяется его составом, а состав, в свою очередь, определяет характер взаимодействия компонентов системы металл - газ - шлак и реакции, протекающие в ней. Из этого следует, что изменяя состав покрытия можно управлять химическим составом наплавленного металла, а также его структурой и механическими свойствами.

Кислые покрытия (А) (АНО-2, СМ-5 и др.) состоят в основном из окислов железа и марганца (как правило в виде руд: гематит и пиролюзит), кремнезема, ферромарганца. В покрытие также могут быть введены ильменит и титановый концентрат. Для постановки газовой защиты применяются карбонаты и (или) органика (до 5%).

При сварке электродами этого типа в наплавленном металле происходит повышение концентрации марганца и кремния. Это объясняется протеканием кремне- и марганцевосстановительных процессов:

(SiO₂)+2[Fe]=2(FeO)+[Si]

(MnO)+[Fe]=(FeO)+[Mn]

Повышенное содержание кремния подавляет реакцию окисления углерода, предотвращая образование пор. Шлак и газы образующиеся при плавлении покрытия в достаточной степени защищают сварочную ванну и переходящие в неё через дуговой промежуток капли присадочного металла от воздействия воздуха, (о чём свидетельствует малое содержание в металле азота: до 0,02%) что так же снижает вероятность появления пор.

Характеристики

Список файлов ВКР