Общие сведения о порошковых проволоках

ПОРОШКОВЫЕ ПРОВОЛОКИ ДЛЯ СВАРКИ И НАПЛАВКИ

Общие сведения о порошковых проволоках

Создание комплекса новых сварочных и наплавочных электродных материалов — порошковых проволок, оборудования и технологии их массового производства явилось крупным достижением в технике и технологии сварочных работ. Порошковая проволока применяется практически во всех отраслях промышленности и строительства, занятых изготовлением сварных металлических изделий.

Высокие технико-экономические показатели обеспечиваются при сварке и наплавке порошковой проволокой не только в сочетании с защитой зоны дуги газом или флюсом, но и самостоятельно, без дополнительных защитных средств. Применяемая в этом случае самозащитная порошковая проволока сочетает в одном материале присадочный металл и защитные материалы.

Порошковая проволока—это непрерывный электрод, состоящий из металлической оболочки и порошкового сердечника. Металлическая оболочка через поверхность, которой подводится сварочный ток, удерживает порошковый сердечник и дает возможность осуществлять непрерывный процесс плавления при малом вылете (расстояние от места подвода тока до сварочной дуги) электрода, предотвращая тем самым преждевременное термическое разложение компонентов сердечника. Сердечник состоит из смеси порошков минералов, руд, химических веществ, ферросплавов и других металлических порошков, уплотненных при обжатии проволоки в процессе изготовления. Сердечник порошковой проволоки служит для выполнения физико-металлургических и технологических функций стабилизации дугового разряда, защиты расплавленного металла от воздуха, раскисления и легирования металла шва, регулирования процесса переноса электродного металла в сварочную ванну, формирования шва и др.

Специфичность этого электродного материала позволяет применять большие плотности сварочного тока, чем достигается высокая производительность плавления. Использование в качестве компонентов сердечника порошков материалов без их обработки и связующих дает возможность широкой вариации составов и создания таких композиций электродного материала, которые чрезвычайно трудно выполнить иными техническими средствами.

Порошковая проволока, как и другие электродные материалы, должна удовлетворять целому ряду технических требований, определяющих возможность и целесообразность ее промышленного применения. К их числу относятся требования металлургического характера, например, получение металла шва требуемого состава и свойств, предотвращения дефектов металлургического происхождения в виде пор и трещин.

Технологические требования определяют необходимость обеспечения стабильного горения дуги, хорошего формирования шва и надежного сплавления с основным металлом, легкой отделимости шлаковой корки и малых потерь электродного металла на разбрызгивание, возможности сварки в различных пространственных положениях и ряда других характеристик. Порошковая проволока должна обеспечивать технико-экономическую эффективность ее применения в сопоставлении с другими сварочными материалами, изготавливаться из доступных материалов на промышленном оборудовании и отвечать санитарно-гигиеническим нормам процесса сварки и наплавки.

Оболочкой для подавляющего большинства порошковых проволок, изготовляемых в промышленном масштабе, является холоднокатаная лента из низкоуглеродистой стали. Она используется при изготовлении проволок для сварки и наплавки сталей, различных сплавов и чугуна. Использование легированных стальных лент экономически не оправдано. При изготовлении порошковых проволок для сварки и наплавки цветных металлов используется лента из соответствующего металла. Проволока, изготовляемая из трубной заготовки, носит название бесшовной.

Компоненты сердечника по своему основному функциональному назначению подразделяют на газообразующие, шлакообразующие, легирующие и стабилизирующие материалы, раскислители и специальные добавки. Это деление является условным, поскольку многие материалы выполняют в процессе сварки несколько функций.

Газообразующие материалы служат для создания за­щитной газовой среды в зоне плавления. Защитное действие проявляется в снижении парциального давления вредных, с металлургической точки зрения, газов (азот, водород) путем их оттеснения от поверхности расплавленного металла или связывания в нерастворимые в металле соединения (например, фтороводород). Газообразующими материалами служат органические вещества (крахмал, целлюлоза), карбонаты, преимущественно щелочноземельных и щелочных металлов (мрамор, магнезит, кальцинированная сода), фториды с низкой температурой диссоциации (гексафторсиликат натрия, фторцирконат калия). Материалы минерального происхождения являются одновременно и шлакообразующими материалами.

Шлакообразующие материалы служат для образования сварочного шлака, функции которого помимо обычных металлургических носят также технологический характер, так как шлак участвует в формировании сварного шва. В качестве шлакообразующих используют простые или комплексные соли металлов (оксиды, фториды, карбонаты) и их сочетания в виде минералов и руд (рутил, глинозем, кремнезем, алюмосиликаты типа полевого шпата, флюорит, мрамор, магнезит и др.); фториды и оксиды щелочных металлов выполняют роль плавней:

В качестве раскислителей используют металлы, обладающие высоким сродством к кислороду и вводимые в сердечник в виде ферросплавов и металлических порошков (ферромарганец, ферросилиций, ферротитан, алюмомагний и др.).

Легирующие материалы входят в состав сердечника для придания металлу необходимых свойств. Легирующие функции выполняют раскислители, а также другие ферросплавы и металлы (феррохром, молибден, никель, ферровольфрам и др.).

Стабилизирующие материалы служат для поддержания стабильного дугового разряда (горение дуги) в широком диапазоне режимов сварки или наплавки. Используемые для этой цели соли элементов с низким потенциалом ионизации обычно не вводят самостоятельно, а выбирают газообразующие или шлакообразующие материалы с относительно высоким содержанием этих элементов (полевой шпат, силикат-глыба, нефелин и др.).

Специальные добавки имеют косвенное значение в металлургическом процессе получения сварного шва или наплавки. В качестве специальных добавок используют ингибиторы коррозии, выполняющие роль защитного средства от ржавления металлических составляющих проволоки. Железный порошок, являющийся обязательным компонентом большинства порошковых проволок участвует в образовании сварного шва, повышая производительность процесса.

Конкретное техническое решение при изготовлении порошковой проволоки предусматривает не только создание композиции сердечника, но и определение целесообразной конструкции проволоки, ее диаметра и соотношения долей оболочки и сердечника. Важным является учет условий применения порошковой проволоки и характеристик сварочных аппаратов, на которых она используется. Пост механизированной электродуговой сварки включает источник питания дуги, сварочный автомат или шланговый полуавтомат и аппаратуру управления. Надежная подача проволоки по трактам автоматов и шлангам полуавтоматов является обязательным условием надежности ее производственного использования. Порошковую проволоку, поставляемую в бухтах, расходуют из размоточных устройств сварочных аппаратов в виде, фигурок. Проволоку, поставляемую в формованных мотках или намотанную на каркасы, расходуют из разъемных катушек. Последний вид поставки предназначен для автоматических способов сварки. Поскольку порошковая проволока трудно подвергается перемотке, очистке и при увлажнении теряет свои свойства, хранят и транспортируют ее в герметической упаковке.

Номенклатура порошковых проволок, выпускаемых промышленностью для сварки и наплавки, достаточно широка. Основной объем производства составляют проволоки общего назначения для сварки. Развивается производство проволоки для специализированных целей сварки и наплавки. Небольшой объем проволоки выпускают для сварки чугуна и нержавеющей стали, подводной сварки и сварки цветных металлов.

Дата добавления: 2015-12-08