Электроды. Часть 4

Электродные покрытия различаются по характеру шлака. По химическому составу шлаки, полученные при расплавлении электродных обмазок, могут быть разделены на кислые и основные. Для обмазок применяется оба типа. Преобладание кислотных или основных оксидов делает шлак соответственно кислым или основным.

Кислые шлаки могут уменьшать содержание кислорода в наплавленном металле - происходит непрерывный переход закиси железа FeO из металла в шлак, т. е. процесс раскисления металла кислым шлаком.

Обмазки, дающие шлаки сильно основного характера, с большим содержанием окиси кальция СаО, обеспечивают получение наплавленного металла особенно высокого качества. Шлаки основного характера не производят раскисление металла, и для уменьшения содержания кислорода в ванне обмазка содержит сильные раскислители (кремний, титан) в форме ферросплавов.

Важны и физические свойства шлака. Температура плавления шлака должна находиться в пределах 1100- 1200ºС, шлак должен обладать малой вязкостью, большой подвижностью и жидкотекучестью для правильного формирования сварного шва. Шлаки не имеют строго определенной температуры плавления. Например, обмазка электродов УОНИИ13 дает шлак основного характера и состоит из следующих компонентов: мрамор СаС03 - 53%, плавиковый шпат CaF2 - 18, кварц Si02 - 9, ферромарганец - 2, ферросилиций - 3, ферротитан - 15%. Жидкое стекло (водный раствор плотностью 1,4) - 30 частей на 100 частей сухой смеси (по весу). Электроды УОНИИ13 имеют малую склонность к образованию трещин в наплавленном металле и в ЗТВ (зоне термического влияния). Образование трещин в металле связывается с влиянием водорода. Водород в атомарной форме диффундирует в металл и восстанавливает имеющуюся там закись железа с образованием паров воды. Пары воды, имеющей молекулу значительных размеров, не могут диффундировать сквозь металл и накапливаются в значительных размерах, развивают огромное давление и разрывают металл, образуя трещины. Источником водорода могут быть крахмал, влага и др. Электроды УОНИИ13 не содержат органических веществ и при сухой обмазке обеспечивают минимум водорода в шве, трещины не образуются.

Роль различных компонентов обмазки УОНИИ13 следующая. Основная составная часть - мрамор, представляющий собой углекислый кальций, при нагревании разлагается, образуя сильно основную окись кальция и газообразную двуокись углерода С02, создающую защитную оболочку вокруг дуги. Двуокись углерода, заполняя зону сварки, вытесняет из нее водород и частично окисляет его в водяной пар. Окислительное действие двуокиси углерода компенсируется наличием сильных раскислителей в сварочной ванне. Как С02, так и СО нерастворим в расплавленном металле.

Плавиковый шпат, представляющий собой почти чистый фтористый кальций, вводится в обмазку для понижения температуры плавления и уменьшения вязкости шлака. При разложении плавикового шпата образуется HF, нерастворимый в металле. Все указанные факторы сводят к минимуму содержание водорода в металле, что уменьшает образование пор и трещин. Электроды подобного типа иногда называют низководородными.

Кварц вводится для разжижения шлака и для уменьшения выгорания кремния в металле.

Ферромарганец и ферросилиций вводятся в обмазку для легирования металла шва, ферротитан действует как раскислитель и модификатор, улучшающий структуру шва.

Электроды УОНИИ13 (всех четырех модификаций) разработаны в ИЭС им. Патона под руководством инженера К.В. Петраня до 1940 г.

Электроды подразделяются на типы и марки. Тип электрода характеризует механические свойства или химический состав металла шва. Марка (промышленная марка) содержит название электрода, используемое в промышленном обиходе, и не содержит технической информации об электродах, но названием, как правило, зашифрована организация-разработчик.

К каждому типу электродов относится несколько различных промышленных марок.

Электроды. Часть 3 Сварочные работы Характеристики электродов. Часть 1

Электроды