Единое окно доступа к образовательным ресурсам

Оборудование и основы технологии сварки металлов плавлением и давлением

Голосов: 0

ДОПУЩЕНО УМО вузов по университетскому политехническому образованию в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки 150700 — «Машиностроение»

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
    22ГЛАВА 2. СВАРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Рис. 2.1Классификация материалов для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей в соответствии с DIN 8555
Немецкий стандарт DIN 8555 дает классификацию и обозначение материа-
лов по назначению (группе свариваемых сплавов), способу сварки, характери- 
стикам наплавленного металла (твердости и свойствам) и указывает метод из-
готовления сварочного материала.
На рисунке приведено обозначение покрытых электродов для ручной ду-
говой сварки сплавов группы 2, которые обеспечивают наплавленный металл, 
стойкий к абразивному износу, к ударным нагрузкам и обладающий твердо-
стью HB = 52–57.
В главе будем использовать определения по ГОСТ 2601-84 «Сварка метал-
лов. Термины и определения основных понятий», обязательные для примене-
ния в документации всех видов, научно-технической, учебной и справочной 
литературе.
Сварочные материалы используют и в качестве присадочного металла.
Присадочный металл — металл для введения в сварочную ванну в допол-
нение к расплавленному основному металлу. 

232.2. СВАРОЧНАЯ СПЛОШНАЯ И ПОРОШКОВАЯ ПРОВОЛОКА, ЛЕНТЫ, ПРУТКИ, ПОРОШКИ
Присадочный (дополнительный) металл обычно требуется для получения 
шва с необходимыми геометрическими размерами. В большинстве случаев при  
сварке стыковых швов расплавление только кромок основного металла не обе-
спечивает получение выпуклости шва, заполнение зазора и разделки кромок. 
При сварке угловых швов присадочный металл необходим для получения нуж-
ного сечения шва.
Присадочный металл используют и для получения наплавленного металла.
Наплавленный металл — переплавленный присадочный металл, введен-
ный в сварочную ванну или наплавленный на основной металл.
Если дополнительный металл в процессе сварки расплавляется в виде сва-
рочной (электродной) проволоки, стержней и т.д., включенных в сварочную 
цепь, он обычно называется электродным, а если он не включен в сварочную 
цепь — присадочным.
2.2.  СВАРОЧНАЯ СПЛОШНАЯ И ПОРОШКОВАЯ 
ПРОВОЛОКА, ЛЕНТЫ, ПРУТКИ, ПОРОШКИ
Сварочная проволока — проволока для использования в ка-
честве плавящегося электрода либо присадочного металла при сварке плав-
лением.
Плавящийся электрод для дуговой сварки — металлический электрод, 
включаемый в цепь сварочного тока для подвода его к сварочной дуге, расплав-
ляющийся при сварке и служащий присадочным металлом.
Присадочная проволока — сварочная проволока, используемая как приса-
дочный металл и не являющаяся электродом.
Электродная проволока — сварочная проволока для использования в каче-
стве плавящегося электрода.
Сварочная проволока используется в качестве электродной проволоки 
и присадочной проволоки.
Сварочную проволоку изготавливают сплошной или порошковой.
Для электрошлаковой сварки наряду с проволочными электродами приме-
няют пластинчатые электроды, изготовленные из ленты или листов.
2.2.1. СВАРОЧНАЯ СПЛОШНАЯ ПРОВОЛОКА
Среди сварочных материалов сварочные проволоки сплошно-
го сечения используются в наибольшем объеме. Их широко применяют в ка-
честве электродной проволоки при сварке и наплавке плавящимся электродом 
в среде защитных газов и под флюсом и как присадочную проволоку при сварке 
и наплавке неплавящимся электродом в среде защитных газов и газовой свар-
ке. Кроме этого, сплошную проволоку применяют при изготовлении покрытых 
электродов для дуговой сварки.
Сварочную проволоку изготавливают из различных металлов и сплавов.
Сварочную проволоку получают горячей прокаткой и волочением. Если ме-
талл шва должен иметь высокую твердость, то проволока плохо деформируется 
в горячем и холодном состояниях. В этом случае сварочную проволоку изготав-
ливают литьем в виде присадочных прутков длиной до 1000 мм. 

24ГЛАВА 2. СВАРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Сварочные проволоки выпускают в соответствии с различными стандарта-
ми и техническими условиями. Возможность применения сварочной проволо- 
ки данной марки отечественной или импортной, изготовленной в соответствии 
с конкретным стандартом или техническим условием для сварки конкретного 
изделия определяется нормативными документами на сварку изделий данной 
группы технических устройств. На основе многолетнего опыта разработаны го-
сударственные стандарты:
ГОСТ 2246-70. «Проволока стальная сварочная».• ГОСТ 10543-98. «Проволока стальная наплавочная».• ГОСТ 7871-75. «Проволока сварочная из алюминия и алюминиевых сплавов».• ГОСТ 16130-90. «Проволока и прутки из меди и сплавов на медной основе • сварочные».
В каждом из ГОСТов приведены сведения о химическом составе, о диа-
метрах проволок, о допусках на них, приведены правила приемки, методы ис-
пытаний, упаковки, транспортировки и хранения.
Требования ГОСТ 2246-70 распространяются на холоднотянутую свароч-
ную проволоку из низкоуглеродистой, легированной и высоколегированной 
стали. Этот стандарт регламентирует химический состав 77 марок сварочной 
проволоки, используемых в качестве электродной, присадочной, наплавоч-
ной и для изготовления покрытых электродов для ручной дуговой сварки. 
Стандарт не регламентирует механические свойства металла шва, так как 
они зависят от многих других факторов (доли участия основного металла, 
марки флюса, защитного газа, режима сварки и т. д.).
В стандарте предусмотрены диаметры проволок (мм): 0,3; 0,5; 0,8; 1,0; 
1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0; 12,0 и предельные отклоне-
ния по ним. Для получения проволок с минимальным содержанием вредных 
примесей, газов, неметаллических включений по требованию потребителя 
проволока может быть изготовлена из стали, выплавленной электрошлако-
вым (Ш), вакуумнодуговым (ВД) переплавом или в вакуумноиндукционных 
печах (ВИ). По виду поверхности проволока выполняется неомедненная или 
омедненная (О). Стандарт дает примеры условного обозначения проволок.
Пример условного обозначения проволоки для сварки (наплавки) диаме-
тром 1,2 мм, марки Св-08Г2С с омедненной поверхностью:
Проволока 1,2 Св-08Г2С-О ГОСТ 2246-70.
Пример условного обозначения проволоки сварочной диаметром 4 мм, мар-
ки Св-04Х19Н9, предназначенной для изготовления электродов:
Проволока 4 Св-04Х19Н9-Э ГОСТ 2246-70.
Условные обозначения марок проволоки состоят из индекса Св (сварочная) 
и следующих за ним цифр и букв. Цифры, следующие за индексом Св, указыва-
ют среднее содержание углерода в сотых долях процента. Последующие буквы 
указывают на содержание в проволоке химических элементов, обозначаемых 
следующими буквами: Б — ниобий; В — вольфрам; Г — марганец; Д — медь; 
М — молибден; Н — никель; С — кремний; Т — титан; Ф — ванадий; Х — хром; 
Ц — цирконий; Ю — алюминий.
Цифры, следующие за буквенными обозначениями химических элемен-
тов, указывают среднее содержание элемента в процентах. При содержании  

252.2. СВАРОЧНАЯ СПЛОШНАЯ И ПОРОШКОВАЯ ПРОВОЛОКА, ЛЕНТЫ, ПРУТКИ, ПОРОШКИ
элементов менее 2% цифра не ставится. Более точное содержание элементов  
дано в стандарте. Буква А в конце условных обозначений марок низкоуглеро-
дистой и легированной проволок указывает на повышенную чистоту металла 
по содержанию серы и фосфора. В проволоке марки Св-08АА сдвоенная бук-
ва А указывает на пониженное содержание серы и фосфора по сравнению с про-
волокой марки Св-08А. Для высоколегированных проволок не допускается со-
держание серы и фосфора свыше 0,035%.
Проволока выпускается в виде прутков, в кассетах, катушках и бухтах 
в герметичной упаковке. Масса используемых катушек зависит от диаметра 
проволоки и вида сварочного оборудования для механизированной или авто-
матической сварки и колеблется в пределах от 0,5 до 80 кг. При роботизирован-
ной сварке применяют и емкости массой до 250 кг.
При дуговой сварке сталей в защитных газах часть проволоки теряется на 
разбрызгивание. При этом капли расплавленного электродного металла по-
крывают основной металл. Трудоемкость очистки изделия сопоставима с тру-
доемкостью операции сварки. Поэтому ведутся работы по созданию проволок, 
обеспечивающих более устойчивое горение дуги. Одним из способов, умень-
шающих разбрызгивание, является введение в состав проволок материалов 
с низкой работой выхода электронов. При этом присадки должны иметь темпе-
ратуру кипения, превышающую температуру кипения стали. Этим условиям 
удовлетворяют редкоземельные металлы, такие как церий, лантан, неодим 
и другие. Введение в проволоку марки Св-08Г2С редкоземельных элементов 
в количестве 0,01–0,07% улучшает перенос электродного металла при сварке 
в среде углекислого газа и уменьшает разбрызгивание.
ГОСТ 10543-98 распространяется на горячекатаную и холоднокатаную про-• волоку из углеродистой, легированной и высоколегированной стали, пред-
назначенную для механизированной электродуговой наплавки. В ГОСТе 
приведены твердость наплавленного металла и примерное назначение на-
плавляемых изделий для каждой марки проволоки. Проволоки классифи-
цируются по химическому составу.
ГОСТ 7871-75 распространяется на тянутую и прессованную проволоку из • алюминия и алюминиевых сплавов для сварки плавлением. ГОСТ предусма-
тривает выпуск 14 марок тянутой и прессованной проволоки из алюминия 
(Аl более 99,5%), алюминиево-марганцевого сплава (СвАМц), алюминиево-
магниевых сплавов (СвАМг3, СвАМг4 и др.), алюминиево-кремнистых 
сплавов (СвАК5 и др.) диаметром 0,8–12,5 мм.
ГОСТ 16130-90 «Проволока и прутки из меди и сплавов на медной основе • сварочные» регламентирует химсостав, диаметры проволок (0,8-8,0 мм) 
и прутков (6 и 8 мм). Этот стандарт содержит также рекомендации по при-
менению проволок и прутков.
2.2.2. СВАРОЧНАЯ ПОРОШКОВАЯ ПРОВОЛОКА
Порошковая проволока — сварочная проволока, состоящая из 
металлической оболочки, заполненной порошкообразными веществами.
Порошок (сердечник), состоящий из смеси минералов, руд, ферросплавов 
и металлов, предназначен для газошлаковой защиты, раскисления и легирования  

26ГЛАВА 2. СВАРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
расплавленного металла, а также для стабилизации дугового разряда. В качестве  
газообразующих материалов используют карбонаты кальция, магния, натрия 
(например, мрамор, магнезит, кальцинированную соду), и органические веще-
ства (целлюлозу, крахмал, древесную муку). В качестве шлакообразующих ма-
териалов используют рутиловый концентрат, алюмосиликаты, окислы щелоч-
ноземельных металлов, флюоритовый концентрат. В качестве раскислителей 
применяют активные элементы, обладающие высоким сродством к кислороду, 
в виде ферросплавов (ферромарганец, ферросилиций и др.) и металлических по-
рошков. Легирующие материалы, такие как марганец, кремний, хром, бор, ни-
кель и другие, обеспечивающие металлу шва необходимые свойства, вводят так-
же в виде ферросплавов и металлических порошков. Введение дополнительного 
металла в виде железного порошка (до 30%) позволяет увеличить производи-
тельность наплавки и улучшить сварочно-технологические свойства. В качестве 
компонентов сердечника можно использовать порошки из различных материа-
лов без обработки и связующих веществ. Это дает широкую возможность изме-
нять составы порошковых сердечников и создавать такие композиции, которые 
невозможно получить в других сварочных материалах. По составу сердечника 
порошковые проволоки делятся, также как и электроды, по виду покрытия на: 
рутил-органические, рутиловые; рутил-основные и основные.
Оболочкой для большинства порошковых проволок для сварки и наплавки 
сталей, сплавов и чугуна является холоднокатаная лента толщиной 0,2–0,8 мм 
из низкоуглеродистой стали, имеющая высокую пластичность, необходимую 
для формования и волочения проволоки. Оболочка порошковой проволоки для 
сварки и наплавки цветных металлов соответствует свариваемому металлу.
По конструкции порошковые проволоки могут быть классифицированы на 
бесшовные (рис. 2.2а) и шовные (рис. 2.2б–д) с одним (рис. 2.2б) и двумя за-
гибами (рис. 2.2в, г), а также двухслойные (рис. 2.2д). Шовную порошковую 
проволоку изготавливают из ленты. Введение части оболочки внутрь сердечни-
ка (рис. 2.2в–д) обеспечивает более равномерное плавление его и более эффек-
тивную защиту металла от воздуха. При размещении всех металлических по-
рошков во внутренней части двухслойной конструкции проволоки (рис. 2.2д), 
а газообразующих и шлакообразующих материалов в наружной полости сер-
дечника, обеспечивается лучшая защита расплавленного металла.
Рис. 2.2Конструкции порошковой проволоки
Бесшовные проволоки (рис. 2.2а) изготавливают из пластичной трубы, за-
полненной наполнителем, волочением. Ее можно получать малого диаметра 
(до 1 мм) и обмеднять. Такая проволока негигроскопична. Отношение массы  

272.2. СВАРОЧНАЯ СПЛОШНАЯ И ПОРОШКОВАЯ ПРОВОЛОКА, ЛЕНТЫ, ПРУТКИ, ПОРОШКИ
порошкового наполнителя проволоки к массе оболочки находится в пределах  
15–40%. Чем больше это отношение, тем легче обеспечить качественную за-
щиту расплавленного металла и легирование металла шва.
По способу защиты порошковые проволоки делятся на самозащитные и ис-
пользуемые с дополнительной защитой зоны сварки газом или флюсом. Наи-
более часто в качестве защитной среды используют углекислый газ. Сварка 
в углекислом газе порошковой проволокой имеет ряд преимуществ по сравне-
нию со сваркой сплошной проволокой. Порошковая проволока, содержащая 
шлакообразующие и раскислители, позволяет хорошо раскислить металл сва-
рочной ванны, интенсивно обработать его шлаком и снизить содержание в нем 
газов и неметаллических включений. Швы получаются гладкими, с плавным 
переходом от основного металла ко шву. Содержащиеся в сердечнике прово-
локи вещества, обеспечивающие стабильность горения дуги, приводят к мини-
мальному разбрызгиванию и набрызгиванию на свариваемые детали.
Самозащитная проволока — электродная проволока, содержащая веще-
ства, которые защищают расплавленный металл от вредного воздействия воз-
духа при сварке. Самозащитные проволоки содержат газообразующие и шлако-
образующие вещества в достаточном количестве для сварки без дополнительной 
защиты газом.
Порошковая проволока — универсальный сварочный материал, пригодный 
для сварки сталей практически любого легирования и для наплавки слоев с осо-
быми свойствами. Порошковую проволоку выпускают диаметром 1–3,2 мм. 
Для сварки во всех пространственных положениях используют в основном про-
волоки малых диаметров (чаще диаметром 1,2 мм).
Применение порошковых проволок позволяет обеспечивать производитель-
ность расплавления до 10–11 кг/ч, что выше, чем при сварке в углекислом газе 
сплошной проволокой (до 6–8 кг/ч), и выше, чем при ручной дуговой сварке 
покрытыми электродами (до 4 кг/ч).
ГОСТ 26271-84 дает классификацию, сортамент и технические требования 
на порошковую проволоку для сварки углеродистых и низколегированных ста-
лей с временным сопротивлением до 900 МПа диаметром 1,2–6 мм.
По условиям применения сварочную порошковую проволоку подразделяют 
на газозащитную (ПГ), применяемую для сварки в углекислом газе или газо-
вых смесях, и самозащитную (ПС) — для сварки без дополнительной защиты.
В соответствии с допустимыми пространственными положениями сварки 
и условиями формирования сварного шва проволоки подразделяют: для ниж-
него (Н); нижнего и горизонтального на вертикальной плоскости (Г); нижнего, 
горизонтального на вертикальной плоскости и вертикального (В); для всех по-
ложений (У); горизонтального на вертикальной плоскости с принудительным 
формированием шва (ГП); вертикального с принудительным формированием 
шва (ВП) и всех положений с принудительным формированием шва (УП).
Стандарт приводит марки отечественных порошковых проволок и дает 
пример их условного обозначения. Например, проволока марки ПП-АН3 диа-
метром 3,0 мм, самозащитная (ПС), по значению предела текучести наплавлен-
ного металла типа 44, по химическому составу наплавленного металла кате-
гории А, обеспечивающей ударную вязкость наплавленного металла не ниже  

28ГЛАВА 2. СВАРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
35 Дж/см2 при температуре –20°С (2), для сварки в нижнем положении (Н): 
ПП-АН3 3,0 ПС44-А2Н ГОСТ 26271-84.
2.2.3. ПРОВОЛОКА ПОРОШКОВАЯ НАПЛАВОЧНАЯ
Проволоки предназначены для наплавки поверхностных слоев 
для работы в условиях абразивного износа и износа от трения при больших  
удельных давлениях и повышенных температурах, а также в агрессивных сре-
дах. ГОСТ 26101-84 «Проволока порошковая наплавочная» приводит марки 
отечественных проволок, их химический состав, твердость наплавленного ме-
талла и типичные объекты (детали) наплавки.
В соответствии с ГОСТ 26101-84 различают проволоку, предназначенную 
для наплавки под флюсом (Ф), в защитном газе (Г), без дополнительной защи-
ты — самозащитную (С) и универсальную (У) — для сварки под флюсом, в за-
щитном газе и без дополнительной защиты.
По конструкции проволоки могут быть трубчатой стыковой (Т), трубчатой 
с нахлестом кромки (Н) и двухслойной (Д).
Условное обозначение наплавочной порошковой проволоки по стандарту, на-
пример, марки ПП-Нп-30Х5Г2СМ, трубчатой стыковой конструкции (Т), само-
защитной (С), диаметром 2,6 мм: ПП-Нп-30Х5Г2СМ-Т-С 2,6 ГОСТ 26101-84.
2.2.4. ЛЕНТА ПОРОШКОВАЯ НАПЛАВОЧНАЯ
Для дуговой механизированной наплавки поверхностных сло-
ев с особыми свойствами применяют порошковые ленты (ПЛ), состоящие из 
металлической оболочки и порошка-наполнителя из легирующих материалов 
и флюса. В соответствии с ГОСТ 26467-85 выпускают ленты шириной 10–18 мм 
и толщиной 3 и 3,8 мм, предназначенные для наплавки под флюсом (Ф), или 
без дополнительной защиты (самозащитная порошковая лента) — С, или для 
наплавки под флюсом и без дополнительной защиты (универсальная порош-
ковая лента) — У. Условное обозначение наплавочной порошковой ленты по 
стандарту, например, марки ПЛ-Нп-350Х25Н3С3 двухзамковой универсаль-
ной: ПЛ-Нп-350Х25Н3С3-А-У ГОСТ 26467–85.
Порошковую ленту поставляют намотанную на кассеты.
2.2.5. ЛЕНТА НАПЛАВОЧНАЯ СПЕЧЕННАЯ
Наплавочную ленту спеченную (ЛС) изготовляют спеканием 
порошкообразных компонентов, обеспечивая ей необходимые прочностные 
и пластические свойства. Ленты поставляют потребителям в рулонах и приме-
няют преимущественно при автоматической наплавке под флюсом для наплав-
ки износостойких и коррозионностойких слоев.
2.2.6. ПРУТКИ ДЛЯ НАПЛАВКИ
Литые прутки для наплавки деталей, работающих в условиях 
абразивного изнашивания с ударными нагрузками, а также при повышенных 
температурах в условиях коррозии и эрозии, согласно ГОСТ 21449-75* «Прут-
ки для наплавки», выпускают диаметром 4, 5, 6 и 8 мм длиной 300–500 мм  

292.3. ПОКРЫТЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ И НАПЛАВКИ
пяти марок: 3 на основе железа — Пр-С27 (тип ПрН-У45Х28Н2СВМ), Пр-С1  
(тип ПрН-У30Х28Н4С3), Пр-С2 (тип ПрН-У20Х17Н2) и 2 на основе кобальта — 
ПрВ3К (тип ПрН-У10ХК63В5), Пр-В3К-Р ( тип ПрН-У20ХК57В10).
ГОСТ 16130-90 «Проволока и прутки из меди и сплавов на медной основе 
сварочные» приводит марки прутковых материалов для наплавки контактов 
в электротехнических приборах, для наплавки деталей, подверженных кор-
розии при работе в морской воде и в условиях, где необходимы коррозионная 
и износостойкость.
Выпускают прутки и из других металлов и сплавов длиной до 1000 мм для 
использования их в качестве дополнительного присадочного металла при руч-
ных дуговых способах сварки неплавящимися электродами и газовой сварке.
2.2.7. ПОРОШКИ ДЛЯ НАПЛАВКИ И НАПЫЛЕНИЯ
Порошки применяют для наплавки и напыления плазменным 
или газопламенным способом износостойкого слоя на детали машин и оборудо-
вания, работающего в условиях воздействия абразивного изнашивания, кор-
розии, эрозии при повышенных температурах или в агрессивных средах. В со-
ответствии с ГОСТ 21448-75* выпускают порошки с разной величиной частиц: 
1,25–0,8 мм — крупный (К); 0,8–0,4 мм — средний (С); 0,4–0,16 мм — мел-
кий (М) и менее 0,16 мм — очень мелкий (ОМ). ГОСТом предусмотрено 8 марок 
порошков: ПГ-С27 ( тип ПН- У40Х28Н2С2ВМ), ПГ-С1 (тип ПН-У30Х28Н4С4), 
ПГ-УС25 (тип ПН-У50Х38Н), ПГ-ФБХ6-2 (тип ПН-У45Х35ГСР), ПГ-
АН1 (тип ПН-У25Х30СР), ПГ-СР2 (тип ПН-ХН80С2Р2), ПГ-СР3 (тип ПН-
ХН80С3Р3). Порошки поставляют в металлических банках массой до 50 кг.
2.3.  ПОКРЫТЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ 
ДУГОВОЙ СВАРКИ И НАПЛАВКИ
2.3.1. ПОКРЫТИЕ ЭЛЕКТРОДА
Покрытый электрод — плавящийся электрод для дуговой 
сварки, имеющий на поверхности покрытие, адгезионно связанное с металлом 
электрода.
Покрытие электрода — смесь веществ, нанесенная на электрод для уси-
ления ионизации, защиты от вредного воздействия среды и металлургической 
обработки металла сварочной ванны.
В покрытие электрода вводят следующие материалы (компоненты): иони-
зирующие, газообразующие, шлакообразующие, легирующие, раскисляющие, 
связующие и формовочные.
Ионизирующие, или стабилизирующие, компоненты вводят для обеспече-
ния устойчивого горения дуги. Они содержат элементы с низким потенциалом 
ионизации, такие как калий, кальций, которые содержатся в меле, полевом 
шпате и граните, а также натрий и др.
Газообразующие компоненты вводят для создания газовой защиты зоны 
дуги и сварочной ванны. К ним относятся органические вещества: крахмал, 
пищевая мука, декстрин и др., а также неорганические вещества: обычно  

30ГЛАВА 2. СВАРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
карбонаты (мрамор СаСО3, магнезит МgСО3) и др. Газовая защита образуется 
в результате диссоциации органических веществ при температуре выше 200°С 
и диссоциации карбонатов при температуре около 900°С. Процесс диссоциации 
происходит недалеко от торца электрода. При обычном составе электродных  
покрытий на каждый грамм металла электродного стержня выделяется 90–
120 см3 защитного газа, состоящего из углекислого газа СО2, угарного газа СО, 
водорода Н2 и кислорода О2. При этом обеспечивается достаточно надежное от-
теснение воздуха из зоны сварки и попадание очень небольшого количества 
азота в металл шва (не свыше 0,02–0,03%).
Шлакообразующие компоненты вводят для образования жидких шлаков. 
В качестве шлакообразующих используют руды и минералы: ильменит, ру-
тил, полевой шпат, кремнезем, гранит, мрамор, плавиковый шпат и др. В со-
став шлакообразующих входят окислы СаО, МgО, МnО, FeO, Аl2О3, SiO2, TiO2, 
Na2O, плавиковый шпат СаF2 и др. Имеющиеся в покрытии ферросплавы свя-
зывают кислород, который отдают при нагревании шлакообразующие окис-
лы, входящие в покрытие. Жидкий шлак, покрывая расплавленный металл 
электродных капель и сварочной ванны, химически взаимодействуя с расплав-
ленным металлом, раскисляет металл шва и связывает окислы в легкоплавкие 
соединения. В то же время происходит легирование металла шва элементами, 
содержащимися в шлаке. Жидкий шлак пропускает (впитывает в себя) газы, 
выделяющиеся в процессе химических реакций в жидком металле, и формиру-
ет поверхность сварного шва.
Легирующие компоненты предназначены для придания металлу шва повы-
шенных механических свойств, жаростойкости, износостойкости, коррозионной 
стойкости и других свойств. Легирующими элементами служат хром, марганец, 
титан, ванадий, молибден, никель, вольфрам и другие элементы. Легирующие 
элементы вводят в покрытие в виде ферросплавов и чистых металлов.
Раскисляющие компоненты вводят для раскисления (восстановления) ча-
сти расплавленного металла, находящегося в виде окислов. К ним относят-
ся элементы, имеющие большее, чем железо (при сварке сталей), сродство 
к кисло роду и другим элементам, окислы которых требуется удалить из ме-
талла шва. Большинство раскислителей вводится в электродное покрытие 
в виде ферросплавов.
Связующие компоненты применяют для связывания порошковых состав-
ляющих покрытия в однородную вязкую массу, которая будет крепко удержи-
ваться на стержне электрода при опрессовке и образовывать прочное покрытие 
после сушки и прокалки. В качестве связующих чаще всего применяют водные 
растворы натриевого (Na2O SiO2) или калиевого (K2O SiO2) жидкого стекла.
Формовочные компоненты — вещества, придающие обмазочной массе луч-
шие пластические свойства: бентонит, каолин, декстрин, слюда и др.
Некоторые материалы в покрытии выполняют несколько функций, напри-
мер: мрамор является одновременно стабилизирующим, шлакообразующим 
и газозащитным компонентом, а ферросплавы — легирующими и раскисляю-
щими компонентами.
Покрытие электродов оказывает существенное влияние на весь про-
цесс сварки. Поэтому к покрытию предъявляются следующие требования:  

312.3. ПОКРЫТЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ И НАПЛАВКИ
обеспечение стабильного горения дуги; получение металла шва с необходи- 
мым химическим составом и свойствами; спокойное, равномерное плавление 
электродного стержня и покрытия; хорошее формирование шва и отсутствие 
в нем пор, шлаковых включений и др.; легкая отделимость шлака с поверх-
ности шва после остывания; хорошие технологические свойства обмазочной 
массы, не затрудняющие процесса изготовления электродов; удовлетвори-
тельные санитарно-гигиенические условия труда при изготовлении электро-
дов и сварке. Состав покрытия определяет и такие важные технологические 
характеристики электродов как: род и полярность сварочного тока, возмож-
ность сварки в различных пространственных положениях или определенным 
способом (сварка опиранием, наклонным электродом и т. д.). Состав покры-
тия электродов и свойства образующихся шлаков определяют и величину ре-
комендуемого для сварки тока. Для получения качественных сварных швов 
покрытие электрода должно удерживаться на металлическом стержне и быть 
сплошным до конца использования электрода (огарка), чтобы обеспечить не-
обходимую защиту зоны сварки. Поэтому нагрев металлического стержня, 
определяемый величиной сварочного тока, к концу расплавления электрода 
не должен быть более 500°С, а с покрытиями, содержащими органические ве-
щества, не более 250°С.
К физическим свойствам шлака, образуемого покрытием, относят темпе-
ратуру плавления, температурный интервал затвердевания, теплоемкость, те-
плопроводность, теплосодержание, вязкость, газопроницаемость, плотность, 
поверхностное натяжение, тепловое расширение (линейное и объемное). Все 
электродные покрытия должны обеспечивать при их плавлении плотность 
шлака ниже плотности жидкого металла для обеспечения всплывания шлака 
из сварочной ванны. Температурный интервал затвердевания шлака должен 
быть ниже температуры кристаллизации металла сварочной ванны для пропу-
скания газов, выделяющихся из сварочной ванны. Наилучшие качества при 
сварке имеют шлаки, если температура плавления их составляет 1100–1200°С. 
В зависимости от изменения вязкости шлака от температуры различают шла-
ки «длинные» и «короткие». «Длинные» шлаки, у которых переход от жидко-
го к твердому состоянию растянут на значительный температурный интервал, 
при прочих равных условиях хуже обеспечивают формирование шва. У «ко-
ротких» шлаков возрастание вязкости расплавленного шлака с понижением 
температуры происходит быстро и закристаллизовавшийся шлак препятству-
ет стеканию металла шва, находящегося еще в жидком состоянии при сварке 
в различных пространственных положениях. «Короткие» шлаки дают элек-
троды с основным покрытием. Вязкость шлака имеет важное значение. Чем 
менее вязок шлак, тем больше его подвижность, а следовательно, физическая 
и химическая активность, тем быстрее в нем протекают химические реакции 
и физические процессы растворения окислов, сульфидов и т. п. Кислые шлаки 
обычно бывают очень вязкими и длинными, при этом вязкость возрастает с по-
вышением кислотности.
Затвердевшие шлаки должны иметь небольшое сцепление с металлом, ко-
эффициенты линейного расширения шлака и металла должны быть различны-
ми для более легкого отделения шлака со шва. 


    
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика