ПОКРЫТЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ, РЕЗКИ И НАПЛАВКИ

Согласно ГОСТ 9466-75 условное обозначение электродов для дуговой сварки и наплавки приведено на рис. 2.1 с необходимыми пояснениями. Типы электродов и расшифровка индексов металла зависит от группы электродов по назначению (табл. 2.1—2.6).
2.1. Типы электродов для дуговой сварки конструкционных сталей и механические свойств металла шва

*1 Число в обозначении типа электрода соответствует значению σв (по ГОСТ 9466-75) в кгс/мм2. Механические свойства для электродов типов Э38—Э60 установлены в состоянии после сварки, а для электродов типов Э70—Э150 — после термообработки согласно техническим условиям на конкретные марки электродов.
*2 KCU — ударная вязкость по ГОСТ 9454-78.

Электроды для сварки конструкционных сталей согласно ГОСТ 9467-75 подразделяют на типы по механическим свойствам шва при нормальной температуре (табл. 2.1). В индексе металла шва в условном обозначении электрода для сварки сталей с σв< 600 МПа (60 кгс/мм2) цифры расшифровываются следующим образом. Первые две — временное сопротивление
разрыву σв, третья обозначает одно временно относительное удлинение δ и критическую температуру хрупкости Тх. (табл. 2.2).

*1 Первые две цифры индекса — временное сопротивление в десятках мегапаскалей, т.е. минимальное σв, равное 370, 410, 430 и 510 МПа (38, 42, 44 И 52 кгс/мм2 соответственно).
*2 Цифра характеризует одновременно δ и Тх; если эти показатели соот ветствуют разным индексам в таблице, то третий индекс устанавливают по δ, а затем в скобках приводят четвертый дополнительный индекс, характери зующий Тх.
*3 Тх — минимальная температура, при которой ударная вязкость на образцах с V-образным надрезом не менее 0,35 МДж/м2 [3,5 (кгс . м)/см2].

Таким образом, приведенное выше условное обозначение электрода марки УОНИ-13/45 можно расшифровать следующим образом: Э-42А — тип электрода; 4,0 —диаметр, мм; У — элек трод для сварки углеродистых сталей с σв < 600 МПа (60 кгс/мм2); Д — покрытие толстое, 3 — третья группа по качеству изготовления; 43 — σв ≥ 410 МПа; 2 — δ ≥ 22 %; 5 — Тх = – 40 оС; Б — по крытие основное, 2 — сварка возможна во всех положениях, кроме вертикального сверху вниз; 0 — сваривать только постоянным током обрат-
ной полярности.
В условном обозначении электродов для сварки легированных конструкционных сталей с σв > 600 МПа (60 кгс/мм2) группа индексов металла шва двойная. Сначала указывается номинальный химический состав шва (принцип маркировки — как для легированных сталей), а затем через дефис — цифра, характеризующая Тх так же, как и третья цифра индекса в табл. 2.2.
Например, для электродов марки ВФС-85 (типа Э85), обеспечивающих в наплавке 0,09 % С, 2 % Мn, 10 % Ni, до 1 % Mo и Сr и Тх = –20 оС, получаем индексы 09Г2Н1МХ-3.
Электроды для сварки легированных теплоустойчивых сталей согласно ГОСТ 9467-75 подразделяют на типы по химическому со ставу. Для электродов каждого типа регламентированы механические свойства металла шва при нормальной температуре (табл. 2.3). Индекс металла шва для этих электродов двузначный. Первая цифра характеризует Тх так же, как третья — индекс в табл. 2.2. Вторая цифра характеризует максимальную рабочую температуру, при которой регламентированы показатели прочности наплавленного металла и металла шва (табл. 2.4). Например, индексы 27 означают, что для металла шва Тх = 0 оС, а показатели длительной прочности регламентированы до 580 оС.
Электроды для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами согласно ГОСТ 10052-75 подразделяют на типы по химическому составу наплавленного металла. Обозначение их аналогично маркировке высоко- легированных сталей. Для электродов каждого типа регламентированы механические свойства металла шва при нормальной температуре (табл. 2.5).
Группа индексов металла шва в условном обозначении электродов состоит из четырех цифр для электродов, обеспечивающих аустенитно-ферритную структуру наплавленного металла, и из трех цифр — для остальных электродов. Индексы характеризуют стойкость к межкристаллитной коррозии, жаропрочность, жаро стойкость и количество феррита в металле шва (табл. 2.6).
2.3. Типы электродов для дуговой сварки легированных теплоустойчивых сталей и механические свойства металла шва при нормальной температуре

2.4. Максимальная рабочая температура швов Tmax, при которой регламентированы показатели длительной прочности наплавленного металла и металла шва, выполненных электродами для сварки легированных теплоустойчивых сплавов

2.5. Типы электродов для дуговой сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами и механические свойства металла шва
при нормальной температуре

2.6. Индексы металла шва в условном обозначении электродов для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами

*1 Наплавленный металл и металл шва не склонны к межкристаллитной коррозии при испытании по методу, соответствующему ГОСТ 6032-2003.
*2 Максимальная рабочая температура, при которой регламентированы показатели длительной прочности, °С.
*3 Максимальная рабочая температура сварных соединений, при которой допускается применение электродов при сварке жаростойких сталей, °С.
*4 Содержание феррита в аустенитно-ферритном расплавленном металле, %.

Условное обозначение электродов для наплавки такое же, как и электродов для сварки. Согласно ГОСТ 10051-75 они подразделяются на типы по химическому составу наплавленного металла. Индексы металла шва в условном обозначении электродов двойные. Первая группа индексов — средняя твердость наплавленного металла по Виккерсу и Роквеллу (через косую черту). Второй индекс показывает, что твердость наплавленного металла обеспечивается без термообработки (индекс 1) или после термообработки (индекс 2). Если твердость регламентируется в обоих случаях, то в скобках приводится вторая группа индексов.
Существующие национальные стандарты условного обозначения электродов для сварки и наплавки имеют подобные схемы построения; в их основу положено буквенное и цифровое обозначение наплавленного электродного металла и его служебные характеристики, типа электродного покрытия и сварочно-технологические особенности его применения (рис. 2.2—2.4).
Европейский и международный стандарты разработаны на основе национальных, что облегчает использование их на практике (рис. 2.5—2.8).

Рис. 2.4. Условное обозначение покрытых электродов для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей в соответствии со стандартом США AWS/ASME SFA-5.1

Вследствие малого объема применения электродов для ручной сварки цветных металлов и сплавов, соответствующих стандартов на них нет; их изготавливают по специальным техническим условиям.
Конкретные марки покрытых электродов для ручной дуговой сварки и резки сталей приведены в табл. 2.7—2.13; для наплавки — в табл. 2.14, для сварки чугуна в табл. 2.15—2.16, а для сварки цветных металлов в табл. 2.17.
2.7. Электроды для сварки и наплавки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей (dэ — диаметр электрода, Iсв — сварочный ток)

2.8. Электроды для сварки низколегированных теплоустойчивых сталей

2.9. Электроды для сварки высоколегированных жаропрочных и жаростойких сталей и сплавов

2.10. Электроды для сварки высоколегированных коррозионно-стойких сталей

2.11. Электроды для сварки разнородных сталей

2.12. Электроды для сварки и резки под водой

2.13. Электроды для резки на воздухе (ГОСТ 9466-75)*1

*1 Все электроды предназначены для удаления дефектов в сварных швах и литье, резки, строжки, пробивки отверстий в изделиях из сталей, чугуна и цветных металлов.
*2 Кромки не насыщаются углеродом, поверхность реза чистая, в аэрозолях не содержатся вредные компоненты.

2.14. Электроды для наплавки

*1 Отжиг.
*2 Отпуск.
*3 Наклеп.
*4 Закалка и отпуск.

2.15. Состав чугунных стержней для сварки чугуна с предварительным подогревом

2.16. Электроды для холодной сварки чугуна

2.17. Электроды для сварки цветных металлов и сплавов

Наряду с материалами, изготавливаемыми в странах СНГ, приведены характеристики некоторых марок электродов швейцарской фирмы AIR-LIQUIDE Group. Для удобства восприятия информации эти сведения, насколько это возможно, представлены в условном обозначении, приближенном к ГОСТ 9466-75.
Выбор нужного типа и марки электрода связан со многими соображениями: степень ответственности конструкции, место проведения сварочных работ (в цеху) или на монтаже), толщина свариваемого металла, производительность и т.д. При этом следует помнить, что электроды с кислым покрытием — рутиловые, обладают следующими преимуществами и недостатками:
Преимущества. 1. Возможна сварка плохо подогнанных и зачищенных от ржавчины и окалины кромок. 2. Сварка может выполняться на любом токе и любой полярности. 3. Электроды обладают достаточно высокой производительностью и требуют низкотемпературной прокалки перед сваркой (100…180 °С в течение 1…2 ч).
Недостатки. 1. Наплавленный металл отличается повышенной газонасыщенностью и склонен к старению, так что его пластические и, особенно, динамические характеристики со временем снижаются почти на половину.
2. Электроды обладают повышенным разбрызгиванием.
Электроды с таким же кислым покрытием (целлюлозным) по сравнению с рутиловыми имеют те же преимущества и недостатки, но дополнительно:
преимуществом является большая способность к перекрытию зазоров, а недостатком — еще большее разбрызгивание.
Поэтому электроды с кислым покрытием не могут использоваться при изготовлении изделий особо ответственного назначения, подведомственным независимым надзорным организациям.
Электроды с основным покрытием обладают следующими преимуществами: шлаковая система обеспечивает получение ненасыщенного газами металла шва, который не склонен к старению, способствует рафинированию металла, уменьшая количество вредных примесей серы и фосфора; нейтральна по отношению к легирующим элементам, обеспечивая их сохранность в процессе сварки.
Недостатками являются:
1. Необходимость в тщательной подготовке кромок перед сваркой: зазоры должны быть минимальными, а кромки зачищены до металлического блеска, а иногда и обезжирены.
2. Сварка должна вестись предельно короткой дугой (иначе трудно избежать порообразования и выгорания легирующих элементов) только на постоянном токе обратной полярности.
3. Электроды имеют невысокую производительность и для них требуется высокотемпературная прокалка (200…400 оС в течение 1…2 ч).
Тем не менее электроды с основным покрытием используются для изготовления металлоконструкций особо ответственного назначения из углеродистых сталей, а также, за редким исключением, для сварки и наплавки всех легированных сталей и сплавов.
Важным показателем качества электродов является их сертификация и одобрение к применению различными независимыми надзорными, в том числе и судостроительными обществами, как то: Речным регистром России, Морским регистром России (MRS), германским Ллойдом (GL), британским Ллойдом (LR), французским бюро Веритас (BV), Американским бюро судоходства (ABS), обществом технического надзора ФРГ (TU..V) и др.
Это важное обстоятельство следует учитывать в случае изготовления металлоконструкций на экспорт, когда требуется использование сертифицированных основных и присадочных материалов, оборудования и рабочих мест, а сварщики должны пройти аттестацию согласно европейским стандартам.
Такие характеристики электродов, как производительность, режим прокалки и расход на 1 кг наплавленного металла, в таблицах не приведены, так как они часто обозначены на этикетке с паспортными данными на конкретную марку электродов. Для ориентировочных расчетов можно принять коэффициент наплавки электродов для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей равной 8…10 г (A . ч). Коэффициент расхода для всех типов и марок электродов лежит в пределах 1,4…1,8.

Быковский О. Г., Петренко В. Р., Пешков В. В.
Б 95 Справочник сварщика. М.: Машиностроение, 2011.

Обсудить на форуме