Сварочные стержни: Типы, выбор и управление

1. Классификация сварочных стержней

(1) Классификация по назначению сварочного прутка

1) Сварочные прутки из углеродистой стали в основном используются для сварки низкоуглеродистой и низколегированной стали с более низкими показателями прочности.

2) Сварочные прутки из низколегированной стали в основном используются для сварки низколегированной высокопрочной стали, молибденсодержащей и кобальт-молибденовой жаропрочной стали с более низкими легирующими элементами, а также низкотемпературной стали.

3) Сварочные прутки из нержавеющей стали в основном используются для сварки молибденовой жаропрочной стали и кобальт-молибденовой жаропрочной стали с более высокими легирующими элементами, а также различных видов нержавеющей стали.

4) Наплавочные сварочные прутки используются для наплавки металлических поверхностей, наплавленный металл которых обладает хорошей износостойкостью и коррозионной стойкостью при комнатных и высоких температурах.

5) Сварка чугуна Стержни специально используются для сварки и ремонта чугуна.

6) Сварочные прутки из никеля и никелевых сплавов используются для сварки, ремонтной сварки или наплавки никеля и никелевых сплавов.

7) Сварочные прутки из меди и медных сплавов используются для сварки, ремонтной сварки или наплавки меди и медных сплавов, а также могут применяться для ремонтной сварки некоторых видов чугуна или сварки разнородных материалов. металлы.

8) Сварочные прутки из алюминия и алюминиевых сплавов используются для сварки, ремонтной сварки или наплавки алюминия и алюминиевых сплавов.

9) Сварочные прутки специального назначения используются для подводной сварки, резки, сварки труб и т.д.

(2) Классификация на основе характеристик шлака, образующегося после плавления электродного покрытия

В процессе сварки, после расплавления электродного покрытия, электроды делятся на основные (основность шлака ≥1,5) и кислые (основность шлака ≤1,5) в зависимости от того, является ли полученный шлак кислым или основным. Сравнение технологических характеристик и свойств металла шва при использовании кислых и основных электродов приведено в таблице 5-7. Кислые электроды не подходят для сварки материалов с высоким содержанием легирующих элементов. Основные электроды, обладающие лучшей пластичностью, вязкостью и трещиностойкостью, чем кислые, обычно используются для сварки важных деталей.

Таблица 5-7 Сравнение производительности процесса и свойств металла шва между кислыми и основными электродами

2. Требования и принципы выбора электродов

(1) Основные требования к электродам

В процессе сварки электроды должны обладать хорошими технологическими характеристиками и обеспечивать получение сварного металла с требуемыми механическими свойствами, химическим составом или специальными свойствами. Поэтому к электродам предлагаются следующие требования:

1) Дуга должна легко зажигаться, устойчиво гореть в процессе сварки и легко зажигаться вновь.

2) Флюсовое покрытие должно плавиться равномерно, без комков и осыпания. Скорость плавления флюсового покрытия должна быть немного медленнее, чем скорость плавления проволоки сердечника, что позволяет плавящемуся концу электрода сформировать колоколообразную втулку, способствующую переходу капель металла и созданию защитной атмосферы.

3) В процессе сварки не должно быть чрезмерного дыма, слишком больших или слишком многочисленных брызг.

4) Убедитесь, что осажденный металл обладает определенной трещиностойкостью, требуемыми механическими свойствами и химическим составом.

5) Обеспечивают нормальное формирование сварного шва и легкое удаление шлака.

6) Радиографический контроль сварного шва должен быть не ниже стандарта уровня II, указанного в GB/T 3323-2005 "Радиографическая съемка сварных соединений металлов плавлением".

(2) Принципы выбора электродов

1) Требования к характеристикам металла сварного шва.

Для сварки конструкционных сталей при сварке одного и того же типа стали выбирайте электроды в соответствии с принципом соответствия прочности стали на разрыв;

При сварке различных типов стали выбирайте меньшую прочность;

При сварке жаропрочной стали следует учитывать не только характеристики металла шва при комнатной температуре, но и выбирать его по высокотемпературным характеристикам;

При сварке нержавеющей стали убедитесь, что состав шва совместим с составом основного материала, что обеспечивает особые характеристики сварного соединения.

2) Учитывайте условия работы свариваемых деталей.

Для сварки деталей, работающих в условиях высоких или низких температур, следует использовать электроды из жаропрочной стали или электроды из низкотемпературной стали;

Для сварных деталей, требующих износостойкости и устойчивости к царапинам, выбирайте электроды, обладающие твердостью при комнатной или высокой температуре и хорошей устойчивостью к царапинам, окислению и другим свойствам в соответствии с их рабочей температурой;

Для сварки деталей, контактирующих с агрессивными средами, используйте электроды из нержавеющей стали или другие коррозионностойкие электроды; для сварки деталей, подвергающихся вибрационным или ударным нагрузкам, помимо обеспечения прочности на разрыв, выбирайте электроды с низким содержанием водорода, обладающие повышенной пластичностью и вязкостью;

Для сварки деталей, подвергающихся только статическим нагрузкам, достаточно выбрать электроды с прочностью на разрыв, сопоставимой с основным материалом.

3) Учитывайте форму, жесткость и положение сварки свариваемых деталей.

Для сложных, жестких сварных деталей из-за больших напряжений, возникающих при сжатии металла шва, следует использовать электроды с лучшей пластичностью; при выборе одного и того же типа электрода учитывайте не только механические свойства, но и влияние формы сварного соединения.

Так как при сварке стыковых соединений, если прочность и пластичность умеренные, то при сварке филейных швов прочность будет высокой, а пластичность низкой; для сварных деталей, которые трудно очистить, используйте окислительные, нечувствительные к ржавчине и маслу кислотные электроды, чтобы обеспечить качество сварного шва.

4) Рассмотрите трещиностойкость металла сварного шва.

При высокой жесткости свариваемой детали, высоком содержании углерода, серы и фосфора в основном материале или низкой внешней температуре свариваемая деталь склонна к образованию трещин. Для сварки лучше выбрать щелочной электрод с повышенной трещиностойкостью.

5) Оцените работоспособность электрода.

В процессе сварки дуга должна быть стабильной, с минимальным количеством брызг, аккуратным и симметричным формированием шва, легким удалением шлака и пригодной для сварки во всех положениях.

Если требованиям отвечают как кислотные, так и щелочные электроды, следует по возможности использовать кислотные электроды с хорошей работоспособностью, но в первую очередь необходимо убедиться в работоспособности и трещиностойкости сварного шва.

6) Учитывайте оборудование и условия строительства.

При отсутствии сварочного аппарата постоянного тока не следует использовать электроды, рассчитанные только на постоянный ток, вместо них следует выбирать электроды с низким содержанием водорода, подходящие как для переменного, так и для постоянного тока; если заготовку нельзя повернуть и необходимо сварить ее во всех положениях, следует выбирать электроды, которые могут адаптироваться к различным пространственным положениям.

Для вертикальной и верхней сварки рекомендуется выбирать электроды в порядке убывания титановых и ильменитовых покрытий.

При сварке в замкнутом пространстве или узком помещении, помимо усиления вентиляции, необходимо по возможности избегать использования щелочных электродов с низким содержанием водорода, так как эти электроды выделяют большое количество вредных газов и пыли во время сварки.

Для некоторых заготовок (например, перлитная жаропрочная сталь), которые требуют послесварочной термообработки, но не могут быть подвергнуты термообработке из-за конструктивных особенностей, можно выбрать специальные электроды, позволяющие избежать послесварочной термообработки.

7) Рассмотрите экономическую рациональность.

При соблюдении условий, обеспечивающих требования к производительности сварного шва, следует выбирать электроды с меньшей стоимостью.

Например, стоимость электродов ильменитового типа намного ниже, чем стоимость электродов титаново-кальциевого типа, и электроды ильменитового типа следует выбирать, исходя из соображений обеспечения производительности. Кроме того, для обеспечения производительности и работоспособности следует выбирать электроды с большими техническими характеристиками и более высокой эффективностью.

3. Использование электродов

Электроды должны иметь сертификат качества от производителя, а при отсутствии сертификата или сомнениях в их качестве необходимо провести испытания проб партии.

Особенно при сварке важных изделий, выбранные электроды должны быть идентифицированы перед сваркой, а те, которые хранились долгое время, также должны быть идентифицированы перед тем, как определить, можно ли их использовать.

Если внутри электрода обнаружена ржавчина, перед использованием его необходимо проверить и признать годным. Если покрытие электрода сильно увлажнено и наблюдается отслоение покрытия, его следует отбраковать.

Перед использованием электроды обычно сушат при температуре, указанной в руководстве. При сушке электродов следует обратить внимание на следующие моменты:

1) Перед использованием целлюлозные электроды следует высушить при температуре 100~200°C в течение 1 часа, стараясь не перегреть, так как целлюлоза склонна к возгоранию.

2) Кислотные электроды следует сушить при температуре 70~150°C в течение 1~2 часов в зависимости от степени влажности. Если срок хранения короткий и упаковка не повреждена, их можно использовать для общей сварки конструкционной стали без дополнительной сушки перед использованием.

3) Щелочные электроды обычно сушат при температуре 350~400°C в течение 1~2 часов. Если свариваемая низколегированная сталь склонна к холодному растрескиванию, температуру сушки можно увеличить до 400~450°C и хранить в нагревательном цилиндре с температурой 100~150°C для немедленного использования.

4) При сушке электродов поместите их в печь при более низкой температуре и постепенно повышайте температуру.

Не вынимайте их непосредственно из высокотемпературной печи; подождите, пока температура печи снизится, прежде чем вынимать их, чтобы предотвратить растрескивание покрытия из-за помещения холодных электродов в высокотемпературную печь или резкого охлаждения.

5) При сушке сварочных прутьев их не следует складывать в стопки или пучки, а следует раскладывать слоями, причем каждый слой не должен быть слишком толстым, обычно 1~3 слоя.

6) Сварочные прутки с низким содержанием водорода обычно нуждаются в повторной сушке, если они находились при комнатной температуре более 4 часов, за исключением тех, которые хранятся при постоянной температуре в низкотемпературной печи. Количество повторных сушек не должно превышать 3.

7) При работе на открытом воздухе сварочные прутки должны храниться на ночь надлежащим образом и не должны оставаться на открытом воздухе.

4. Управление сварочными прутьями

(1) Хранение и консервация сварочных прутьев

1) Сварочные стержни должны храниться по типам, маркам, партиям, спецификациям и срокам хранения, а каждая стопка должна быть четко маркирована, чтобы избежать путаницы.

2) Сварочные стержни должны храниться в сухом и хорошо проветриваемом помещении. В помещении для хранения сварочных стержней должны быть установлены термометр и гигрометр. Температура в помещении для сварочных прутков с низким содержанием водорода должна быть не ниже 50°C, а относительная влажность воздуха - ниже 60%.

3) Сварочные стержни следует хранить на стеллажах, высота которых должна составлять не менее 300 мм от земли и не менее 300 мм от стен. Для защиты от влаги под стеллажами должны быть размещены влагопоглотители.

4) После поставки в пользовательское подразделение сварочные стержни должны быть гарантированы для дальнейшего использования в течение не менее 6 месяцев, а при выдаче сварочных стержней приоритет должен отдаваться тем, которые хранились первыми.

5) Не допускается хранение на складе сварочных стержней, которые отсырели или имеют поврежденную упаковку, а также тех, которые не прошли повторную проверку.

6) Отсыревшие, обесцвеченные или ржавые сварочные прутки должны быть высушены перед оценкой качества. Их можно хранить только в том случае, если они соответствуют всем стандартам качества, в противном случае они не допускаются к хранению.

7) Сварочные стержни, хранящиеся более года, должны пройти различные эксплуатационные испытания перед распределением. Они могут быть выданы только в том случае, если соответствуют требованиям, в противном случае их не следует выпускать из хранилища.

8) Сварочные прутки, используемые в важных сварочных проектах, особенно прутки с низким содержанием водорода, в идеале должны храниться на специальном складе, где поддерживается определенный уровень температуры и влажности. Рекомендуемая температура 10~25°C, относительная влажность <50%.

(2) Управление сварочными прутьями во время строительства

1) Во время строительства сварочные прутки должны находиться в ведении специально назначенного лица, которое получает их из кладовой с помощью бланка заявки на сварочные прутки.

В форме должны быть указаны фамилия лица, получившего стержни, тип (марка) сварочного стержня, диаметр, количество взятых стержней, подпись ответственного лица из базового подразделения, дата подачи заявки, а также указания на производителя, производственную партию, дату изготовления и дату хранения.

2) После получения сварочных прутков базовое производственное подразделение должно заполнить журнал хранения сварочных прутков, в котором указывается производитель, производственная партия, тип (марка) сварочного прутка, диаметр и количество полученных прутков.

Перед использованием стержни должны быть высушены, и в ходе этого процесса необходимо заполнить протокол сушки. Основное содержание записи включает в себя данные о производителе, типе (марке) сварочного прутка, партии производства, диаметре, температуре сушки, времени сушки, количестве высушенных прутков, подписи ответственного за сушку и инспектора.

Этот документ должен быть составлен в трех экземплярах для ведения учета. После сушки стержни могут быть выданы сварщикам, которые должны заполнить форму заявки на высушенные стержни, указав в ней такие данные, как производитель, тип (марка), партия, диаметр, количество, время заявки и подпись лица, принимающего стержни.

В примечаниях должно быть указано, для каких сварных швов на каких заготовках используются стержни. При получении стержней сварщики должны запросить у хранителя базы документы, подтверждающие сушку. Стержни без документов о сушке не должны выдаваться сварщикам.

3) После получения высушенных сварочных прутков сварщики должны поместить их в изоляционный цилиндр для сварочных прутков.

На один баллон допускается только один тип (марка) стержня, чтобы предотвратить смешивание и возможные нарушения качества сварки. Сварщики не должны брать более 5 кг стержней за один раз, а все оставшиеся стержни должны надлежащим образом храниться в материальной комнате мастерской или в материальной бригаде строительной площадки.

(3) Обращение со сварочными прутьями с истекшим сроком годности

Термин "просроченный" означает не превышение определенного срока хранения, а разную степень ухудшения качества (порчи). Хорошо хранящиеся сварочные прутки могут оставаться неизменными в течение многих лет.

1) Сварочные стержни, хранившиеся в течение многих лет, должны пройти испытания на работоспособность. Перед испытанием щелочные низководородные стержни должны быть высушены при температуре около 300°C в течение 1~2 часов, а кислые стержни - при температуре около 150°C в течение 1~2 часов.

Если при проверке характеристик процесса флюс не сходит кусками, а щелочные низководородные стержни не имеют пористости, механические свойства сварных соединений, как правило, гарантированы.

2) Стержень сварочного прутка имеет небольшую ржавчину, что в целом не влияет на его механические свойства, однако электроды с низким содержанием водорода не следует использовать для сварки ответственных конструкций.

3) Если низководородные электроды имеют сильную ржавчину или флюсовое покрытие отслаивается, их можно понизить в классе или использовать для сварки общих компонентов. Если возможно, перед принятием решения о понижении класса электродов их механические свойства могут быть проверены в соответствии с национальными стандартами.

4) Если сварочные прутки различных типов сильно испорчены, их нельзя использовать повторно; покрытие флюсом должно быть удалено, а проволока сердечника может быть очищена для повторного использования.