Сварочные материалы для ручной дуговой сварки

При выполнении сварки плавлением применя­ют: сварочную проволоку, плавящиеся и неплавящиеся элек­троды, электроды со специальным покрытием. Для защиты сварочной ванны используют различные флюсы и защитные газы. Правильный выбор сварочных материалов является зало­гом качественной сварки.

Электродные материалы. Сварочная проволока выпускается нескольких десятков марок и диаметров; каждый вид проволо­ки предназначен для определенного вида работ. Маркировка проволоки выполняется буквенным и цифровыми символами, указывающими на содержание примесей и виды сталей, для сварки которых она предназначена. Марка сварочной прово­локи состоит из нескольких элементов: буквенного символа «Св» в начале маркировки, означающего «проволока свароч­ная»; цифрового индекса после буквенного символа, указы­вающего содержание углерода в сотых долях процента (марка Св-08 означает «проволока сварочная с содержанием углерода 0,08 %» буквенного символа после цифры, обозначающего ле­гирующие элементы; цифры после них, указывающие про­центное содержание легирующего элемента в сотых долях про­цента при его содержании более 1 %. Если его содержание не превышает 1 %, то его количественный состав в маркировоч­ном индексе не проставляют.

Химические элементы в сталях обозначают следующими символами: алюминий — Ю, азот — А, титан — Т, хром — X, цир­коний — Ц, кремний — С, вольфрам — В, кобальт — К, марга­нец — Г, молибден — М, никель — Н, медь — Д, бор — Р, вана­дий — Ф, ниобий — Б. Индекс А в конце маркировки указывает на то, что проволока изготовлена из. высококачественной ста­ли, которая содержит мало вредных примесей.

При сварке низкоуглеродистых сталей применяют свароч­ную проволоку марок: Св-08, Св-08А, Св-08АА, Св-08ГА, Св-ГА и Св-10Г2. Диаметр сварочной проволоки, выпускае­мой современной промышленностью, может колебаться от 0,3 до 12 мм.

В последнее время используют проволоку с медным покры­тием, защищающим ее поверхность от атмосферного воздейст­вия. Выбирая проволоку, следует внимательно изучить инфор­мацию на бирке, прикрепленной к каждому мотку или бухте. Здесь указывают изготовителя, марку стали, из которой прово­лока изготовлена, и ее диаметр. Кроме того, к каждой постав­ляемой партии проволоки независимо от ее количества должен прилагаться сертификат соответствия.

Ответственные конструкции, к качеству сварки которых предъявляют повышенные требования, варят порошковыми проволоками. Такая проволока представляет собой металличе­скую оболочку из низкоуглеродистой стали, в полость которой запрессован порошок состава, специально подобранного в за­висимости от марки свариваемой стали и требований, предъ­являемых к сварному соединению. Это может быть простой железный порошок, служащий заполнителем сварочного шва, или специальный сплав, обеспечивающий легирование сварного соединения. Оболочку получают путем протягивания стальной ленты через калиброванное отверстие специальных фильеров.

Порошковая проволока маркируется символом «ПП», за которым следует буквенный и цифровой символы, указываю­щие ее тип. Хранят и транспортируют сварочную проволоку в условиях, исключающих ее загрязнение и окисление.

Электроды для ручной дуговой сварки изготовляют в виде стержней из холоднотянутой калиброванной сварочной про­волоки, на которую методом опрессовки под давлением нане­сен слой защитного покрытия. Роль покрытия заключается в металлургической обработке сварочной ванны, защите ее от атмосферного воздействия и обеспечении более устойчивого горения дуги. В состав защитного покрытия входят:

• стабилизирующие вещества, обеспечивающие устойчивый процесс горения дуги за счет соединений щелочных и щелоч­ноземельных металлов, обладающих низким потенциалом ио­низации. К таким металлам относят калий, натрий, кальций, которые содержатся в кальцинированной соде, поташе, неко­торых видах известняка и мрамора;
• шлакообразующие компоненты, представляющие собой руды (титановые и марганцевые) и минералы (полевой шпат, гра­нит, кремнезем, плавиковый шпат). При помощи шлакообра­зующих компонентов вокруг сварочной ванны создается за­щитная шлаковая пленка, препятствующая протеканию окис­лительных процессов;
• газообразующие — неорганические вещества (мрамор СаС0₃, магнезит MgC0₃ и др.) и органические (крахмал, древесная му­ка и т.п.). Роль этих веществ сводится к дополнительной защи­те сварочной ванны за счет выделенных газов, образующих за­щитную оболочку;
• легирующие элементы и раскислители — кремний, марганец, титан и др., а также сплавы этих элементов с железом. Их при­меняют для наполнения сварочной ванны легирующими эле­ментами, придавая металлу нужное состояние;
• раскисляющие вещества, позволяющие восстанавливать ме­таллы из образовавшихся в сварочной ванне оксидов. Для это­го служат ферромарганец, ферросилиций и ферротитан;
• связующие компоненты — водные растворы силикатов натрия и калия, называемые жидким стеклом, которые придают моно­литность покрытию из порошковых материалов;
• формовочные добавки — вещества, придающие покрытию пла­стические свойства (бетонит, каолин, декстрин, слюда и проч.).

Для обеспечения устойчивого горения дуги в покрытия вводят вещества, содержащие элементы с низким потенциа­лом ионизации (соли щелочных металлов). С целью повыше­ния производительности сварки в покрытия добавляют желез­ный порошок, содержание которого может достигать 60 % мас­сы покрытия.

Все электроды для ручной сварки можно разделить на сле­дующие группы: В — для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами (49 типов); Л — для сварки легированных конструкционных сталей с временным сопротивлением раз­рыву свыше 600 МПа (пять типов — Э70, Э85, Э100, Э125, Э150; цифры в обозначении электрода для сварки конструкционных сталей означают гарантируемый предел прочности металла шва); Т — для сварки легированных теплоустойчивых сталей (9 типов); У — для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением раз­рыву; Н — для наплавки поверхностных слоев с особыми свой­ствами (44 типа).

Выпускаемые промышленным способом электроды в зави­симости от допустимого пространственного положения свар­ки подразделяют на четыре группы:

• для сварки во всех положениях шва;
• для сварки во всех положениях, кроме вертикального сверху вниз;
• для сварки в нижнем, горизонтальном положении шва на вер­тикальной плоскости и вертикальном — снизу вверх;
• для сварки в нижнем положении и нижнем «в лодочку».

Маркировка электродов состоит из буквы «Э» и цифр, ука­зывающих прочностные характеристики наплавленного метал­ла Например, электроды Э42 обеспечивают минимальное со­противление шва внешним нагрузкам с давлением 420 МПа. Ес­ли в обозначении после цифр стоит буква «А», то данный тип электрода обеспечивает более высокие пластические свойства наплавленного металла. Электроды различают по маркам, кото­рые указаны в их паспорте. Одному и тому же типу электродов может соответствовать несколько марок. К примеру, электро­дам типа 46 соответствуют марки АНО-4, МР-3 и некоторые другие, электродам типа Э42 — марки УОНИ-13/45 и СМ-11.

Перед сваркой необходимо ознакомиться с надписью на этикетке пачки. Например, условное обозначение на упако­вочной пачке Э42А-УОНИ- 13/45-УД Е432(5)-Б1=ОП рас­шифровывается следующим образом: Э42А — тип электрода с прочностной характеристикой шва 420 МПа; УОНИ-13/45 — марка электрода; У — назначение электрода — для сварки угле­родистых и низкоуглеродистых сталей; Д — электрод с толстым покрытием; Е432(5) — группа индексов, указывающих характе­ристики наплавленного металла; Б — вид покрытия; 1 — для всех пространственных положений; = ОП — постоянный ток обратной полярности.

При необходимости электроды прокаливают не позднее чем за 5 суток до сварки. После этого электроды хранят в запа­янных полиэтиленовых пакетах без доступа воздуха. Нельзя прокаливать электроды более 2 раз (не считая прокалку при их изготовлении), так как покрытие может отслаиваться и осы­паться.

Неплавящиеся электроды применяют для возбуждения и поддержания сварочной дуги, но сами они не наполняют сва­рочную ванну. Для этого применяют электроды в виде стерж­ней цилиндрической формы, выполненные из тугоплавкого материала (в основном вольфрама, реже угля или графита). Ко­нец электрода затачивается на конус. Для поддержания устой­чивой дуги в состав электродов вводят оксиды активирующих редкоземельных металлов (торий, лантан и т.д.), повышающие эмиссионную способность электрода.

Графитовые электроды имеют высокую электрическую проводимость, стойкость против окисления при высоких тем­пературах.

Вольфрамовые электроды изготовляют из чистого вольфра­ма или с добавлением активизирующих присадок, которые обеспечивают более устойчивое горение дуги, повышают стой­кость электрода при повышенной плотности тока. Содержание активирующих добавок обычно не превышает 1 -3 %.

Флюсы для дуговой сварки используют с целью защиты от вредных воздействий атмосферных газов и металлургической обработки сварочной ванны. Их введение обеспечивает высо­кое качество шва за счет поддержания устойчивого процесса сварки, формирования оптимального химического состава шва, механических свойств сварных соединений (прочность) и легкой отделяемости шлаковой корки от поверхности. Швы получаются плотные и не склонные к кристаллизационным трещинам. Флюсы вводят в сварочную ванну различными спо­собами: наносят в виде паст на кромки свариваемых деталей, вводят в виде порошков или газов непосредственно в свароч­ную дугу или пламя (рисунок ниже).

Схема дуговой сварки под слоем флюса

кислотный оксид + основной оксид = соль.

Образующиеся при этом легкоплавкие соли в виде шлака всплывают на поверхность сварочной ванны.

Для сварки чугуна в качестве флюса может применяться чистая бура. Сварку низкоуглеродистых сталей выполняют преимущественно низкоуглеродистой сварочной проволокой в сочетании с высококремнистым марганцевым флюсом.

Перед употреблением флюсы обычно прокаливают, соблю­дая режимы, указанные в ТУ или в паспортах, разработанных заводом-изготовителем.

Защитные газы, служащие для снижения вредного воздейст­вия окружающей среды, могут применяться как в чистом виде, так и в виде смесей. В основном это инертные газы аргон и ге­лий. Инертные газы не вступают в химическую реакцию с ме­таллом и не растворяются в нем. Их используют преимущест­венно при сварке химически активных металлов (титан, алю­миний, магний и т.д.). Кроме инертных газов для защиты сварочной ванны могут применять активные газы — углекис­лый газ и азот.

Аргон — бесцветный негорючий неядовитый газ тяжелее воздуха, не образующий с ним взрывчатых смесей. Он хорошо обеспечивает защиту сварочной ванны, не вступая с ним в ре­акцию. Поставляется в баллонах вместимостью 40 л под давле­нием.

Гелий — значительно легче воздуха, следовательно, аргона, поэтому расход гелия при сварке увеличивается в 1,5-2 раза. По своим качествам гелий не уступает аргону, а в некоторых случаях превосходит его. Так, при одном и том же токе дуга в среде гелия выделяет в 1,5-2 раза больше энергии, чем в арго­не. Это позволяет повысить скорость сварки; но стоимость ге­лия выше, чем аргона, поэтому он применяется реже.

Азот — активный газ без цвета, запаха и вкуса. В соедине­нии с металлами, азот образует нитриды, снижающие механи­ческие свойства металла. Его используют для сварки меди и ее сплавов, по отношению к которым азот является инертным га­зом.

Водород — горючий взрывоопасный газ, не имеющий цвета, запаха и вкуса, в 14,5 раза легче воздуха. Так как водород обра­зует взрывоопасные смеси (особенно с кислородом), то его не применяют в чистом виде для сварки. Смесь водорода и аргона значительно улучшает процесс формирования шва, повышает чистоту его поверхности, увеличивает глубину проплавления. Такой смесью часто пользуются при сварке тонких металлов (толщиной до 1 мм).

Кислород — газ, не имеющий цвета,запаха и вкуса, активно поддерживает горение. Его используют для газопламенной сварки металлов. Однако при соприкосновении сжатого ки­слорода с маслом происходит мгновенное окисление, сопрово­ждающееся выделением теплоты, что может привести к вос­пламенению масла и даже к взрыву.

Смесь кислорода и аргона при сварке благоприятно влияет на металлургические процессы и технологические характери­стики. Так, при содержании кислорода в аргоне до 5 % повы­шается стабильность сварочной дуги, увеличивается текучесть сварочной ванны, улучшается процесс формирования шва, пе­ренос металла становится мелкокапельным.

Углекислый газ (диоксид углерода) со слабым запахом и рез­ко выраженными окислительными свойствами является ак­тивным защитным газом. Для сварки применяют сварочный углекислый газ чистотой 99,5 %. Углекислый газ не токсичен и не взрывоопасен. При содержании его в рабочей зоне до 0,5 % не представляет опасности для здоровья. Более высокие кон­центрации (свыше 5 %) могут оказать вредное воздействие на организм человека.

В качестве сварочных материалов для ручной электродуговой сварки применяются штучные электроды.

Электроды для дуговой сварки бывают двух основных типов: плавящиеся и неплавящиеся.

Штучные плавящиеся электроды (рис.2) с покрытием используются очень широко, для сварочных работ в домашних условия — это основной материал.

Рисунок 2. Плавящийся электрод для сварки

Стержни электродов для сварки стали изготовляются из низкоуглеродистой, легированной или высоколегированной сварочной проволоки. Стандартом предусматривается 77 марок стальной проволоки, идущей на изготовление штучных электродов диаметров от 1,6 до 6 мм.

Покрытие сварочных электродов оказывает множественное действие: образует атмосферу защищающую металл от кислорода и азота, находящихся в воздухе, стабилизирует горение дуги, удаляет вредные примеси из расплавленного металла, легирует его с целью улучшения свойств. Для выполнения всех этих функций покрытие включает в себя множество компонентов:

· Шлакообразующие вещества, защищающие металл от азота и кислорода. В их состав входит марганцевая руда, каолин, титановый концентрат, мел, мрамор, полевой шпат, доломит, кварцевый песок.

· Раскисляющие вещества, удаляющие из расплавленного металла кислород. В качестве них используются марганец, кремний, алюминий, титан в виде ферросплавов.

· Газообразующее компоненты, создающие при сгорании покрытия газовую среду, защищающую расплавленный металл от кислорода и азота воздуха. В основном это декстрин и древесная мука.

· Легирующие вещества, придающие металлу шва особые свойства — прочность, жаростойкость, износостойкость, повышение сопротивляемости коррозии. Для этого используются хром, марганец, титан молибден, никель, ванадий и некоторые другие вещества.

· Стабилизирующие элементы, способствующие ионизации сварочной дуги — натрий, калий, кальций.

· Связующие вещества, служащие для связывания компонентов покрытия друг с другом и всего покрытия со стержнем электрода. Основным связующим веществом является калиевое или натриевое жидкое стекло (силикатный клей).

Для сварки цветных металлов и их сплавов наряду с неплавящимися применяют плавящиеся электроды из соответствующих металлов и сплавов — алюминия, меди, никеля, бронзы, латуни и т.п.

Электроды, применяемые для сварки и наплавки, классифицируются по широкому ряду признаков:

· по назначению (для сварки стали, чугуна, цветных металлов, для наплавочных работ и пр.);

· по технологическим особенностям (для швов различного пространственного положения, для сварки с глубоким проплавлением и т.п.);

· по виду покрытия (кислое рутиловое, основное и пр.) и его толщине (толстое, тонкое, среднее, особо толстое);

· по химическому составу покрытия и стержня;

· по механическим свойствам металла шва;

· по роду и полярности тока, величине номинального напряжения холостого хода источника питания;

· по качеству изготовления, состоянию поверхности покрытия, содержанию вредных примесей фосфора и серы.

Каждый параметр электрода имеет свое буквенное или цифровое обозначение в определенной части маркировки. В частности, электроды для сварки углеродистых и низколегированных конструкционные сталей с временными сопротивлением разрыву до 60 кгс/ммІ обозначаются буквой У. Электроды со средним по толщине рутиловым покрытием имеют в маркировке букву С (среднее) и Р (рутиловое). Стоящая предпоследней цифра 1 сообщает, что электрод может использоваться для выполнения шва любого пространственного положения, а завершающая обозначение цифра 0 информирует о том, что данный электрод используется при работе сварочным аппаратом дающим постоянный ток.

В соответствии с ГОСТ 9466-75 обозначение электрода содержит информацию о типе, марке, диаметре и прочих его характеристиках. В обозначение типа электродов для сварки конструкционных сталей входит буква Э ("электрод для дуговой сварки") и цифра, сообщающая о минимальном временном сопротивлении разрыву металла шва в кгс/ммІ. Если после цифр присутствует буквы А (например, Э42А, Э46А), это означает, что данный тип электрода обеспечивает более высокие пластические свойства металла шва.

Наряду с типом, электроды имеют и марку. Одному типу электродов может соответствовать несколько марок. Например, электродам типа Э42 соответствуют марки ГОСЦ-2, ЦМ-7, АНО-6.

Неплавящиеся электроды бывают угольными, графитовыми и вольфрамовыми.

Температура плавления всех этих материалов превышает ту, до которой они нагреваются при сварке. Эта особенность и обусловила их название.

Графитовые электроды изготавливают из синтетического прессованного графита, угольные — из электротехнического угля. Электроды из графита обладают определенными преимуществами перед угольными. У них выше электропроводимость позволяющая в 2,5-3 раза повысить плотность тока, и более высокая устойчивость против окисления при высоких температурах. Последнее качество позволяет снизить их расход по сравнению с угольными.

Вольфрамовые неплавящиеся электроды изготавливаются из чистого или с наличием присадок вольфрама. В качестве присадок используются окислы тория, иттрия, лантана и других веществ. О наличии той или иной присадки говорит марка и цвет электрода. Обозначение ЭВ (WP) означает чистый вольфрам (конец окрашен в зеленый цвет), ЭВТ (WT) — вольфрам с торием (красный), ЭВИ (WY) — с иттрием (темно-синий), (WL) — с лантаном (синий или золотистый, в зависимости от содержания лантана), WC — с церием (серый), WZ — с цирконием (белый).

С помощью неплавящихся электродов варят сталь, чугун, медь латунь, бронзу, алюминий и прочие металлы. Сварка производиться чаще всего в среде защитного газа (аргона, гелия азота и их смеси). Ее можно осуществлять как с присадочным материалом, так и без. В качестве последнего используется проволока, металлические прутки или полосы.

Выбор типа электрода для сварки сталей зависит не только от марки последний, но и от характера соединения, пространственного положения шва, рода сварочного тока (постоянный или переменный), температуры окружающего воздуха во время работ и пр. В настоящее время производиться несколько сотен марок электродов для самого различного назначения.

Электроды для сталей подразделяются на несколько групп — в зависимости от марки материалы, для сварки которого они предназначены.

Первую группу образуют электроды для сваривания углеродистых и низколегированных конструкционных сталей, содержащих до 0,25% углерода и имеющих сопротивление разрыву до 490 МПа. К таким сталям относятся марки Ст5пс, Ст3сп, Ст0 и другие используемые для производства металлопроката, из которого в быту изготавливается большинство конструкций, к прочности которых не предъявляют особых требований — ворота, ограждения и пр. Для их сваривания применяют такие известные всем сварщикам марки электродов, как АНО-4, АНО-21, МР-3, ОЗС-41. Популярный электрод МР-3 пригоден для сварки как переменным, так и постоянным током во всех пространственных положениях шва кроме вертикального сверху вниз.

Для сварки сталей, имеющих сопротивление разрыву от 490 до 590 МПа, используются электроды типа Э50А, Э60 (марки УОНИ-13/55, ОЗС-28, УОНИ-13/65). Эти электроды дают шов, выдерживающий более значительные нагрузки, чем предыдущая группа электродов.

Конструкционные легированные стали повышенной и высокой прочности, имеющие сопротивление разрыву свыше 590 МПа, необходимо варить электродами НИАТ-5, ЭА-981/15, ЭА-395/9 (если изделие не подвергается после сварки термообработке) или электродами ОЗШ-1, НИАТ-3М, УОНИ-13/85 — если сваренную конструкцию планируется подвергнуть термообработке с целью обеспечения равнопрочности швов.

Для сварки низколегированных и легированных теплоустойчивых сталей, работающих при температурах до 550-600°C, предназначены электроды типа Э-09Х1М, Э-09МХ, Э50А (марки АНЖР-2, ОЗС-11, ЦУ-5).

Не часто, но приходится в быту сталкиваться и со сваркой жаропрочных и жаростойких сталей, предназначенных для работы при температура свыше 550-600°C. Например, при изготовлении несгораемых колосников для печи. Если удастся добыть такую сталь, варить ее нужно электродами КТИ-7А, ОЗЛ-38, ЦТ-15.

Коррозионно-стойкие стали, обладающие устойчивостью к коррозии в кислотной, щелочной и прочих агрессивных средах, известные в быту под названием "нержавейки", варятся электродами марок ЦЛ-11, ОЗЛ-7, ОЗЛ-22.

Диаметр электрода выбирается, прежде всего, с учетом толщины свариваемого металла (Таб.1). Прочие условия работы: марка свариваемого металла, род тока, параметры сетевого напряжения, формы подготовки кромок и т.п. — также могут выдвигать свои требования к диаметру электрода, но в гораздо меньшей степени, чем толщина свариваемого металла.

Для первоначального выбора электрода можно использовать нижеследующие таблицу, значения в которой соответствуют нижнему шву.

Таблица 1. Зависимость диаметра от электрода от толщины металла.

Во время сварки изделий применяются сварочные материалы. Они позволяют обеспечить стабильное горение дуги, беспористые сварные швы, которые устойчивы к образованию повреждений. Ниже будет представлена их классификация и назначение.

Материалы для сварки выполняют такие функции:

• обеспечивают стабильность сварочного процесса;
• удаляют из металла шва вредные примеси;
• обеспечивают правильные геометрические размеры швов;
• обеспечивают получение материала шва с определенным химическим составом и свойствами;
• помогают защитить расплавленный металл от воздействия воздуха.

Классификация сварочных материалов

Итак, на какие категории подразделяются данные материалы:

• электроды и присадочные прутки — к ним относятся электроды с кислым, целлюлозным, смешанным, рутиловым, основным и другим покрытием, а также неплавящиеся электроды;
• проволока — бывает активированной, порошковой или сплошной;
• флюсы — подразделяются на электропроводные и защитные;
• газы — для поддержки горения, защитные, которые бывают активными и инертными, и горючие;
• керамические подкладки — используются для соединения стыковых, угловых и тавровых швов, бывают всепозиционными, круглыми и др.

Электроды и проволоки

Проволоки и электроды нужны для обеспечения подачи электропитания в сварочную зону с целью нагрева. Плавящиеся электроды с покрытием, некоторые виды проволоки и защитный флюс для дуговой сварки включают в себя специальные компоненты, которые способны защитить металл от воздействия воздуха, поддерживают стабильность процесса работы и помогают получить определенный химический состав металла шва и не только. А присадочный пруток в шов вводится при сварке.

Плавящиеся проволоки используются в работе в таких ситуациях:

• под флюсом;
• в защитных газах;
• при электрошлаковой сварке.

Стальные проволоки бывают трех видов:

• легированные;
• высоколегированные;
• низкоуглеродистые.

Всего по сортаменту насчитывается 77 разновидностей.

При выборе той или иной марки меняется химический состав сварного шва. Чаще всего применяют проволоку, по составу напоминающую металл, который обрабатывается. Материал должен соответствовать ГОСТу и быть указан на упаковке изделия.

В свою очередь, низкоуглеродистая и легированная сталь для производства проволоки бывает омедненной и неомедненной. Для ручного типа сварки применяется проволока, которая порублена на куски по 360−400 мм в длину. Приобрести ее можно в мотках по 20−85 кг весом. Каждый такой моток имеет этикетку, где указаны производитель и технические параметры изделия.

Для работы нельзя использовать проволоку сомнительного производства неизвестной марки. Поверхность присадочной проволоки должна быть гладкой, на ней не должно быть жира, ржавчины или окалины. Выбирать ее нужно по показателю плавления, он должен быть ниже аналогичной характеристики у соединяемых материалов.

Одно из качественных свойств проволоки — это способность плавиться постепенно, без резкого выброса брызг. Если специальной проволоки для соединения изделий из нержавейки, латуни, свинца или меди нет, то применяют полоски порезанного металла из того же материала, который сваривается.

Пластины и стержни

Пластины используются для электрошлаковой сварки, а дуговая сварка осуществляется с применением электродного металлического стержня с покрытием на основе электрода. Толщина электродов бывает трех видов:

Тип сварочного материала с разным покрытием обозначается буквами таким образом:

• А — покрытие имеет кислотные добавки;
• Б — классический вариант;
• Ц — покрытие содержит целлюлозу;
• П — в поверхностном слое присутствуют смешанные материалы.

При резке и газовой сварке применяют горючие газы и те, что поддерживают горение. Сюда относятся:

• кислород;
• ацетилен;
• водород;
• пропанобутановая смесь;
• метилацетилен-алленовая фракция.

Защитные газы предназначены для обеспечения газовой защиты материала в расплавленном виде от воздуха. Защитные газы такие:

• инертные (гелий, аргон и смеси на их основе);
• активные (углекислый газ и смеси на его основе).

Инертный газ в химическую реакцию с металлом вступать не умеет и почти в нем не растворяется, а активные газы способны вступать в такую реакцию и растворяться в металлах.

Что касается кислорода, то он тяжелее воздуха и помогает газам и парам сгореть максимально быстро, при этом способно выделяться тепло, а температура плавления при этом максимальная. При этом сжатый кислород при взаимодействии со смазочными материалами и жирными маслами может привести к взрыву и самопроизвольному воспламенению, соответственно, работать с кислородными баллонами следует только в чистых условиях, где подобное исключено. Сварочные материалы кислородного типа нужно хранить, только соблюдая нормы пожарной безопасности.

Сварочный кислород бывает техническим, получается из атмосферы. А воздух при этом обрабатывается в разделительном аппарате, в итоге удаляются углекислые примеси, а готовый продукт сушат. В жидком виде кислород для хранения и перевозки содержится в специальных емкостях, имеющих высокую теплоизоляцию.

Другой газ, ацетилен, — это кислород, соединенный с водородом. При нормальной температуре ацетилен имеет газообразное состояние. Он бесцветный и включает примеси сероводорода и аммиака. Опасность представляют воспламеняющиеся компоненты такого материала, сварочное давление от 1,5 кгс/см2 или же ускоренное нагревание до температуры в 400 градусов также могут привести к взрыву.

Газ производится посредством электродугового разряда, который разделяет жидкие горючие компоненты, или через разложение карбида кальция под воздействием жидкости.

Существуют и заменители ацетилена. Согласно требованиям к материалам для сварочных работ, возможно применение паров жидкостей и прочих материалов. Их используют, если температура нагрева в два раза больше показателя плавления металла.

Чтобы горел тот или иной вид газа, нужно определенное количество кислорода в горелке. Те или иные горючие вещества используются вместо ацетилена, поскольку они недорогие и их легко добыть. Использовать их можно в разных промышленных сферах, но применение таких веществ ограничено ввиду их относительно низкой границы нагрева.

Флюсы для сварки и другие материалы

Флюс в процессе сварочных работ имеет разное назначение. Благодаря ему можно растворить окислы на поверхности металла, что способствует облегчению процесса смачивания заготовки расплавленным металлом. Еще флюс является барьером для доступа кислорода, выступая в роли покрытия горячей поверхности заготовки, и не допускает окисления металла. А еще расплав флюса может выступать как теплообменная среда, облегчая нагревание стыка.

Флюсы отличаются друг от друга по следующим параметрам:

• способу производства;
• назначению;
• своему химическому составу и прочим параметрам.

Например, по способу производства они бывают плавлеными и неплавлеными. Плавленые флюсы производятся посредством сплавления частей шихты в печах. А вот неплавленые части флюсовой шихты могут быть скреплены без сплавления.

Флюс состоит из порошка или пасты определенного состава, его производят на основе борной кислоты или же прокаленной буры. Флюсы не применяют для соединения легированных сталей.

А другой вид материала для сварки, керамическая подкладка, применяется для того, чтобы создать качественный шов и сформировать обратный валик.

Все перечисленные сварочные материалы еще могут подразделяться по типу свариваемых металлов и сталей. Например, одни предназначаются для соединения углеродистых сталей, другие — для нержавеющих или низколегированных либо чугуна, меди и прочих материалов.

Общие требования к сварочным материалам

Независимо от того, какой используется тип сварки, следует применять материалы согласно существующим стандартам, где прописаны все требования к ним. Все заводские изделия должны иметь сертификат с указанием технических характеристик:

• товарный знак производителя;
• буквенно-цифровые условные обозначения, указывающие на тип и марку изделия;
• заводской номер смены и партии плавки;
• показатель поверхностного состояния проволоки или электрода;
• химический состав материала и процентное соотношение его компонентов;
• механические особенности направленного шва;
• вес нетто.

Для всех электродов важным требованием является хорошо сформированный шов и дуга со стабильным горением. Металл полученной направки обязан соответствовать заранее заданному химическому составу, во время работы должно происходить равномерное расплавление стержня, без брызг и выделения токсичных компонентов. Проволока позволяет осуществить качественную работу. Электроды могут очень долго сохранять свои технические параметры.

Чтобы произвести качественную работу, важно учитывать каждую деталь. Чтобы соединение было прочным и стойким, используйте только качественные материалы и делайте все согласно требованиям.