гй&ши 5

НОВЫЕ СВАРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ УГЛЕРОДИСТЫХ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ

Проведенные исследования процессов взаимодействия металла с водородом и азотом, условий образования пористости в сварных швах, механизма охрупчивания сварочного шва водородом послужили теоретической основой для разработки в Институте электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины новых прогрессивных марок сварочных электродов и порошковых проволок.

5.1. Низкотоксичные высокопроизводительные и универсальные электроды с рутиловыми и ильменитовыми покрытиями

5.1.1. Высокопроизводительные электроды с железным порошком б покрытии

В период восстановления народного хозяйства в бывшем СССР, разрушенного Великой Отечественной войной, широко использовались электроды с руднокислым покрытием — ЦМ-7, ЦМ-УПУ, ОММ-5, СМ-5 и др. При сварке этими электродами в составе сварочного аэрозоля выделяется большое количество вредных для человека марганцовистых соединений. Особенно неблагоприятными санитарно-гигиеническими характеристиками отличались наиболее производительные электроды марки ЦМ-7. Наиболее эффективный путь повышения производительности ручной дуговой сварки — это создание электродов с большим количеством (с массовой долей 50.60 %) железного порошка в покрытии Для замены электродов ЦМ-7 были разработаны высокопроизводительные низкотоксичные электроды марки АНО-1 типа Э42 по ГОСТ 9467—75. В качестве основы покрытия была выбрана шлаковая система ТЮ2—А1203—8Ю2—КгО. Проведенные исследования показали, что введение больших ко-

5. /. Низкотоксичные высокопроизводительные и универсальные электроды

личеств железного порошка в покрытие еще не обеспечивает высокой производительности электродов. Электроды должны также иметь высокое номинальное напряжение дуги. В покрытии АНО-1 это было достигнуто путем введения минералов талька и каолина, содержащих кристаллизационную влагу.

Введение железного порошка позволяет рационально использовать мощность, выделяемую в столбе дуги. Электроды АНО-1 пригодны для сварки швов, находящихся в нижнем и наклонном положениях, переменным и постоянным током. Они характеризуются следующими показателями расплавления при сварке переменным током на рекомендуемых режимах (диаметр стержня 4.6 мм): коэффициент наплавки 14. 16 г/(Ач); коэффициент набрызгивания 1,5.4,5 %; выход наплавленного металла к массе стержня 170.180 %; выход годного металла к массе электрода 68.71 %.

Производительность электродов АНО-1 в 1,5.1,8 раза выше, чем электродов ЦМ-7, ЦМ-УПУ.

Введение в покрытие электродов АНО-1 алюмо- и магнезиальных силикатов, содержащих кристаллизационную влагу, обеспечивает подавление кремневосстановительпого процесса и интенсивное выделение газов из ванны при кристаллизации. Вследствие этого достигнута меньшая пористость швов и расширена область применения электродов АНО-1 — они рекомендованы для сварки не только низкоуглеродистых, но и низколегированных сталей типа 09Г2. В широком диапазоне режимов электроды АНО-1 позволяют подучить плотные швы с хорошим внешним видом, плавным переходом от шва к основному металлу и малой склонностью к кристаллизационным трещинам. Электроды АНО-1 рекомендованы для сварки ответственных узлов железнодорожных вагонов.

Механические свойства швов характеризуются следующими данными, полученными при испытании многих промышленных партий (основной металл — сталь Ст. 3): ст02 = 340.380 МПа; ст„ = = 440.470 МПа; 65 = 26.-32 %; у = 65.68 %; KCU = 108. 150 Дж/смг при 20 °С; угол загиба 180°. Такие высокие свойства швов обеспечиваются благодаря низкому содержанию в них азота и кислорода.

При сварке электродами АНО-1 выделение пыли (твердой составляющей сварочного аэрозоля) в 3.5, а оксидов марганца в 3.6 раз меньше, чем при сварке электродами с руднокислым покрытием марок ЦМ-7 и ЦМ-УПУ (табл. 5.1).