Fili per saldatura: Tipi, selezione e gestione

1. Classificazione dei fili di saldatura

(1) Classificazione in base allo scopo della bacchetta di saldatura

1) Le bacchette per saldatura in acciaio al carbonio sono utilizzate principalmente per la saldatura di acciai a basso tenore di carbonio e di acciai a bassa lega con gradi di resistenza inferiori.

2) Le bacchette per saldatura in acciaio basso legato sono utilizzate principalmente per la saldatura di acciaio basso legato ad alta resistenza, acciaio resistente al calore contenente molibdeno e cobalto-molibdeno con elementi di lega inferiori e acciaio a bassa temperatura.

3) Le bacchette per saldatura in acciaio inox sono utilizzate principalmente per la saldatura di acciai termoresistenti al molibdeno e di acciai termoresistenti al cobalto-molibdeno con elementi di lega più elevati e di vari tipi di acciaio inox.

4) Le bacchette per la saldatura di rivestimento sono utilizzate per il rivestimento della superficie metallica, il cui metallo depositato ha una buona resistenza all'usura e alla corrosione a temperatura ambiente o elevata.

5) Saldatura della ghisa Le barre sono utilizzate specificamente per la saldatura e la riparazione della ghisa.

6) Le bacchette per la saldatura di nichel e leghe di nichel sono utilizzate per la saldatura, la saldatura di riparazione o l'hardfacing di nichel e leghe di nichel.

7) Le bacchette per la saldatura di rame e leghe di rame sono utilizzate per la saldatura, la saldatura di riparazione o l'hardfacing di rame e leghe di rame, e possono essere utilizzate anche per la saldatura di riparazione di alcune ghise o per la saldatura di materiali dissimili. metalli.

8) Le bacchette per saldatura di alluminio e leghe di alluminio sono utilizzate per la saldatura, la saldatura di riparazione o il rivestimento duro di alluminio e leghe di alluminio.

9) Le bacchette per saldatura per usi speciali sono utilizzate per la saldatura subacquea, il taglio e la saldatura di tubi, ecc.

(2) Classificazione in base alle caratteristiche delle scorie che si formano dopo la fusione del rivestimento dell'elettrodo.

Durante il processo di saldatura, dopo la fusione del rivestimento dell'elettrodo, gli elettrodi si dividono in elettrodi basici (basicità della scoria ≥1,5) e elettrodi acidi (basicità della scoria ≤1,5) a seconda che la scoria risultante sia acida o basica. La Tabella 5-7 mostra un confronto tra le prestazioni del processo e le proprietà del metallo saldato degli elettrodi acidi e basici. Gli elettrodi acidi non sono adatti alla saldatura di materiali con un elevato contenuto di elementi di lega. Gli elettrodi basici, avendo una migliore plasticità, tenacità e resistenza alle cricche rispetto agli elettrodi acidi, sono generalmente utilizzati per la saldatura di componenti importanti.

Tabella 5-7 Confronto delle prestazioni del processo e delle proprietà del metallo saldato tra elettrodi acidi e basici

2. Requisiti e principi di selezione degli elettrodi

(1) Requisiti di base degli elettrodi

Durante il processo di saldatura, gli elettrodi devono avere buone prestazioni di processo e garantire che il metallo saldato abbia le proprietà meccaniche, la composizione chimica o le proprietà speciali richieste. Pertanto, si propongono i seguenti requisiti per gli elettrodi:

1) L'arco deve essere facile da accendere, deve bruciare costantemente durante il processo di saldatura e deve essere facile da riaccendere.

2) Il rivestimento di fondente deve fondere in modo uniforme senza agglomerarsi o cadere. La velocità di fusione del rivestimento di fondente deve essere leggermente inferiore a quella del filo d'anima, consentendo all'estremità di fusione dell'elettrodo di formare un manicotto a campana, che favorisce il passaggio delle gocce di metallo e la creazione di un'atmosfera protettiva.

3) Durante il processo di saldatura, non devono esserci né fumo eccessivo né schizzi troppo grandi o troppo numerosi.

4) Assicurarsi che il metallo depositato abbia una certa resistenza alle cricche, le proprietà meccaniche richieste e la composizione chimica.

5) Garantire la normale formazione della saldatura e la facile rimozione delle scorie.

6) L'ispezione radiografica del cordone di saldatura non deve essere inferiore allo standard di livello II specificato in GB/T 3323-2005 "Radiographic Photography of Metal Fusion Welded Joints".

(2) Principi di selezione degli elettrodi

1) Requisiti di prestazione del metallo saldato.

Per le saldature di acciaio strutturale, quando si salda lo stesso tipo di acciaio, selezionare gli elettrodi in base al principio della resistenza alla trazione dell'acciaio;

Quando si saldano diversi tipi di acciaio, scegliere in base alla resistenza inferiore;

Per la saldatura di acciai resistenti al calore, non bisogna considerare solo le prestazioni a temperatura ambiente del metallo saldato, ma anche scegliere in base alle prestazioni ad alta temperatura;

Per la saldatura dell'acciaio inossidabile, assicurarsi che la composizione della saldatura sia compatibile con la composizione del materiale di base, garantendo così le prestazioni speciali del giunto saldato.

2) Considerare le condizioni di lavoro delle parti saldate.

Per i pezzi saldati che lavorano in condizioni di alta o bassa temperatura, si devono utilizzare elettrodi di acciaio resistenti al calore o elettrodi di acciaio a bassa temperatura;

Per le parti saldate che richiedono resistenza all'usura e ai graffi, selezionare elettrodi con durezza a temperatura ambiente o ad alta temperatura, buona resistenza ai graffi, antiossidazione e altre proprietà in base alla temperatura di esercizio;

Per le parti saldate a contatto con agenti corrosivi, utilizzare elettrodi in acciaio inox o altri elettrodi resistenti alla corrosione; per le parti saldate sottoposte a carichi vibrazionali o d'urto, oltre a garantire la resistenza alla trazione, selezionare elettrodi a basso contenuto di idrogeno con maggiore plasticità e tenacità;

Per i pezzi saldati sottoposti solo a carichi statici, è sufficiente selezionare elettrodi con una resistenza alla trazione paragonabile a quella del materiale di base.

3) Considerare la forma, la rigidità e la posizione di saldatura delle parti saldate.

Per le parti saldate complesse e rigide, a causa delle forti sollecitazioni generate dalla contrazione del metallo saldato, si dovrebbero utilizzare elettrodi con una migliore plasticità; nella scelta dello stesso tipo di elettrodo, non bisogna considerare solo le proprietà meccaniche ma anche l'influenza della forma del giunto saldato.

Infatti, quando si saldano giunti di testa, se la resistenza e la plasticità sono moderate, quando si saldano filetti, la resistenza sarà alta e la plasticità bassa; per le parti saldate difficili da pulire, utilizzare elettrodi acidi ossidanti, insensibili alla ruggine e all'olio per garantire la qualità della saldatura.

4) Considerare la resistenza alle cricche del metallo saldato.

Quando la rigidità della parte saldata è elevata, il contenuto di carbonio, zolfo e fosforo nel materiale di base è alto o la temperatura esterna è bassa, la parte saldata è soggetta a cricche. È meglio scegliere un elettrodo alcalino con una maggiore resistenza alle cricche per la saldatura.

5) Considerare l'operatività dell'elettrodo.

Durante il processo di saldatura, l'arco deve essere stabile, con spruzzi minimi, formazione della saldatura ordinata e simmetrica, facile rimozione della scoria e adatto alla saldatura in tutte le posizioni.

Quando sia gli elettrodi acidi che quelli alcalini soddisfano i requisiti, si dovrebbero utilizzare il più possibile elettrodi acidi con una buona operatività, ma prima si devono garantire le prestazioni e la resistenza alle cricche della saldatura.

6) Considerare le condizioni delle attrezzature e della costruzione.

In assenza di una saldatrice a corrente continua, non si dovrebbero usare elettrodi limitati alla corrente continua, ma elettrodi a basso contenuto di idrogeno adatti sia alla corrente alternata che a quella continua; quando il pezzo non può essere girato e deve essere saldato in tutte le posizioni, si dovrebbero scegliere elettrodi in grado di adattarsi a varie posizioni spaziali.

Per la saldatura verticale e aerea, si consiglia di scegliere gli elettrodi nell'ordine dei rivestimenti di tipo titanio e di tipo ilmenite.

Quando si salda in un contenitore o in un ambiente ristretto, oltre a potenziare la ventilazione, è necessario evitare il più possibile l'uso di elettrodi alcalini a basso contenuto di idrogeno, poiché questi elettrodi rilasciano una grande quantità di gas e polveri nocive durante la saldatura.

Per alcuni pezzi (come gli acciai perlitici resistenti al calore) che richiedono un trattamento termico post-saldatura ma che non possono essere trattati termicamente a causa delle condizioni di costruzione, è possibile scegliere elettrodi speciali per evitare il trattamento termico post-saldatura.

7) Considerare la razionalità economica.

A parità di condizioni che garantiscono i requisiti di prestazione della saldatura, è opportuno scegliere elettrodi con costi inferiori.

Ad esempio, il costo degli elettrodi di tipo ilmenite è molto inferiore a quello degli elettrodi di tipo titanio-calcio e gli elettrodi di tipo ilmenite dovrebbero essere scelti con la premessa di garantire le prestazioni. Inoltre, per soddisfare le prestazioni e l'operatività, si dovrebbero scegliere elettrodi con specifiche più ampie e maggiore efficienza.

3. Uso degli elettrodi

Gli elettrodi devono essere dotati di un certificato di qualità del produttore; in mancanza di un certificato di qualità o in caso di dubbi sulla loro qualità, è necessario effettuare test di campionamento per lotti.

Soprattutto quando si saldano prodotti importanti, gli elettrodi selezionati devono essere identificati prima della saldatura e anche quelli conservati per lungo tempo devono essere identificati prima di stabilire se possono essere utilizzati.

Se all'interno dell'elettrodo si riscontra la presenza di ruggine, è necessario testarlo e identificarlo come qualificato prima dell'uso. Se il rivestimento dell'elettrodo è fortemente umido e si osserva un distacco del rivestimento, deve essere rottamato.

Prima dell'uso, gli elettrodi devono essere essiccati alla temperatura specificata nel manuale. Durante l'asciugatura degli elettrodi è necessario tenere presente i seguenti punti:

1) Gli elettrodi di cellulosa devono essere essiccati a 100~200°C per 1 ora prima dell'uso, facendo attenzione a non surriscaldarsi perché la cellulosa è soggetta a bruciature.

2) Gli elettrodi acidi devono essere asciugati a 70~150°C per 1~2 ore a seconda del grado di umidità. Se il tempo di conservazione è breve e l'imballaggio è intatto, possono essere utilizzati per la saldatura di acciaio strutturale generale senza ulteriore asciugatura prima dell'uso.

3) Gli elettrodi alcalini vengono generalmente essiccati a 350~400°C per 1~2 ore. Se l'acciaio basso-legato da saldare è soggetto a cricche da freddo, la temperatura di essiccazione può essere aumentata a 400~450°C e conservata in un cilindro di riscaldamento a 100~150°C per l'uso immediato.

4) Durante l'asciugatura degli elettrodi, posizionare gli elettrodi nel forno a una temperatura più bassa e aumentare gradualmente la temperatura.

Non rimuoverli direttamente da un forno ad alta temperatura; attendere che la temperatura del forno diminuisca prima di rimuoverli per evitare che il rivestimento si screpoli a causa dell'inserimento di elettrodi freddi in un forno ad alta temperatura o di un raffreddamento improvviso.

5) Quando si asciugano le barre di saldatura, non devono essere impilate o raggruppate, ma devono essere disposte a strati, con ogni strato non troppo spesso, generalmente 1~3 strati.

6) Le bacchette per saldatura a basso contenuto di idrogeno devono generalmente essere riasciugate se sono rimaste a temperatura ambiente per più di 4 ore, ad eccezione di quelle mantenute a temperatura costante in un forno a bassa temperatura. Il numero di tempi di reidratazione non deve essere superiore a 3.

7) Quando si opera all'aperto, le bacchette di saldatura devono essere adeguatamente conservate durante la notte e non devono essere lasciate all'aperto.

4. Gestione delle bacchette di saldatura

(1) Stoccaggio e conservazione delle barre di saldatura

1) Le barre di saldatura devono essere conservate per tipo, marca, lotto, specifiche e tempo di stoccaggio e ogni pila deve essere chiaramente contrassegnata per evitare confusione.

2) Le barre di saldatura devono essere conservate in un ambiente interno asciutto e ben ventilato. Nel locale di stoccaggio delle barre di saldatura devono essere installati un termometro e un igrometro. La temperatura del locale per le barre di saldatura a basso contenuto di idrogeno non deve essere inferiore a 50°C e l'umidità relativa deve essere inferiore a 60%.

3) Le barre di saldatura devono essere conservate su scaffalature, con un'altezza di almeno 300 mm dal suolo e di almeno 300 mm dalle pareti. Sotto le rastrelliere devono essere collocati prodotti essiccanti per evitare l'umidità.

4) Dopo la fornitura all'unità utente, le barre di saldatura devono essere garantite per un uso continuato per almeno 6 mesi e il rilascio delle barre di saldatura deve dare priorità a quelle che sono state immagazzinate per prime.

5) Le barre di saldatura umide o con imballo danneggiato e quelle che non superano una nuova ispezione non possono essere stoccate in magazzino.

6) Le barre di saldatura umide, scolorite o arrugginite devono essere asciugate prima della valutazione della qualità. Possono essere immagazzinate solo se soddisfano tutti gli standard di prestazione, altrimenti non possono essere immagazzinate.

7) Le barre di saldatura stoccate per più di un anno devono essere sottoposte a vari test di rendimento prima della distribuzione. Possono essere rilasciate solo se soddisfano i requisiti, altrimenti non devono essere rilasciate dallo stoccaggio.

8) Le barre di saldatura utilizzate in progetti di saldatura importanti, in particolare quelle a basso contenuto di idrogeno, dovrebbero essere conservate in un magazzino dedicato che mantenga determinati livelli di temperatura e umidità. La temperatura consigliata è 10~25°C, con umidità relativa <50%.

(2) Gestione delle bacchette di saldatura durante la costruzione

1) Durante la costruzione, le barre di saldatura devono essere gestite da una persona designata, che le recupera dal magazzino con un modulo di richiesta delle barre di saldatura.

Il modulo deve includere il nome della persona che recupera le barre, il tipo (marca) di barra di saldatura, il diametro, la quantità prelevata, la firma del responsabile dell'unità di base, la data della richiesta e le note sul produttore, il lotto di produzione, la data di produzione e la data di stoccaggio.

2) Dopo aver ricevuto le bacchette di saldatura, l'unità di produzione di base deve compilare un registro di stoccaggio delle bacchette di saldatura, che include dettagli quali il produttore, il lotto di produzione, il tipo (marca) di bacchetta di saldatura, il diametro e la quantità ricevuta.

Le barre devono essere essiccate prima dell'uso e durante questo processo deve essere compilato un registro di essiccazione. I contenuti principali del registro includono il produttore, il tipo (marca) di bacchetta per saldatura, il lotto di produzione, il diametro, la temperatura di essiccazione, il tempo di essiccazione, la quantità di bacchette essiccate, le firme della persona responsabile dell'essiccazione e dell'ispettore.

Questo documento deve essere preparato in triplice copia per la registrazione. Dopo l'essiccazione, le barre possono essere consegnate ai saldatori, che devono compilare un modulo di richiesta per le barre essiccate, includendo dettagli come il produttore, il tipo (marca), il lotto, il diametro, la quantità, l'ora della richiesta e la firma della persona che prende le barre.

Le note devono specificare per quali saldature su quali pezzi sono utilizzate le barre. Quando ricevono le barre, i saldatori devono richiedere i documenti di certificazione dell'essiccazione al custode del magazzino di base. Le bacchette prive dei documenti di essiccazione non devono essere consegnate ai saldatori.

3) Dopo aver ricevuto le bacchette di saldatura essiccate, i saldatori devono riporle in un cilindro isolante per bacchette di saldatura.

È consentito un solo tipo (marca) di bacchetta per bombola per evitare mescolanze e potenziali incidenti di qualità della saldatura. I saldatori non devono prendere più di 5 kg di bacchette alla volta e le bacchette rimanenti devono essere conservate in modo appropriato dalla sala materiali dell'officina o dalla squadra materiali del cantiere.

(3) Manipolazione delle bacchette di saldatura scadute

Il termine "scaduto" non si riferisce al superamento di uno specifico limite di tempo di stoccaggio, ma piuttosto a vari gradi di degrado della qualità (deterioramento). Le barre di saldatura ben conservate possono rimanere inalterate per molti anni.

1) Le barre di saldatura conservate per molti anni devono essere sottoposte a test di rendimento del processo. Prima del test, le barre alcaline a basso contenuto di idrogeno devono essere essiccate a circa 300°C per 1~2 ore e le barre acide a circa 150°C per 1~2 ore.

Durante il test di prestazione del processo, se il flusso non si stacca in pezzi e le barre alcaline a basso contenuto di idrogeno non presentano porosità, le proprietà meccaniche dei giunti saldati sono generalmente garantite.

2) L'anima della bacchetta di saldatura presenta una leggera ruggine, che generalmente non influisce sulle sue proprietà meccaniche; tuttavia, gli elettrodi a basso contenuto di idrogeno non dovrebbero essere utilizzati per la saldatura di strutture critiche.

3) Se gli elettrodi a basso idrogeno presentano una forte ruggine o il rivestimento di flusso si sta staccando, possono essere declassati a seconda dei casi o utilizzati per la saldatura di componenti generici. Se possibile, le loro proprietà meccaniche possono essere testate secondo gli standard nazionali prima di decidere se declassarli o meno.

4) Se vari tipi di barre di saldatura sono gravemente deteriorati, non devono essere riutilizzati; il rivestimento di flusso deve essere rimosso e il filo centrale può essere pulito per essere riutilizzato.