Рис.1. Схема сварки по способу Бенардоса Н.Н.:

1 — электрическая дуга; 2 — присадочный пруток;

3 — угольный электрод; 4 — держатель; 5 — свариваемый металл.

1.2.Сварочная проволока и электроды

Качество наплавленного ма­териала и производительность процесса сварки или наплавки во многом определяются материалом электродов и их покрытий. В зависимости от способа сварки применяют сварочную проволоку, плавящиеся и неплавящиеся электродные стержни, пластины и лен­ты. Наибольшее применение в качестве электродного материала находит выпускаемая промышленностью электродная сварочная проволока. При механизированных способах сварки ее используют без покрытия, а для ручной дуговой сварки проволоку рубят на стержни длиной 350 .400 мм и на их поверхность наносят покры­тие. Плавящийся стержень с нанесенным на его поверхность покры­тием называют сварочным электродом.

Стальная сварочная проволока изготавливается ди­аметром от 0,3 до 12 мм. В зависимости от химического состава стальную сварочную проволоку разделяют на низкоуглеродистую, легированную и высоколегированную.

Низкоуглеродистые проволоки Св-08, Cв-G8A, Св-08ГА, Св-10ГА и другие — всего шесть марок, содержащие не более 0,12% уг­лерода, предназначены для сварки мало- и среднеуглеродистых, а также некоторых низколегированных сталей.

Легированные проволоки Св-08Г2С, Св-08ХН2М, Св-08ХГСМФА и другие включают в себя до шести легирующих элементов с их общим содержанием не более 6%. Эти проволоки применяют для сварки и наплавки углеродистых и легированных сталей. Проволоки марок Св-15ГСТЮЦА и Св-20ГСТЮА можно использовать для изготовления стержней и применять при сварке без дополнительной защиты.

Высоколегированные проволоки Св-12X13, Св-06Х19М9Т и другие — всего 41 марка — содержат в своем составе легирующих элементов более 6%. Эти проволоки применяют для сварки не­ржавеющих, жаростойких и других специальных сталей.

Сварочные электроды выпускаются промышленностью как плавящиеся, так и неплавящиеся. Угольные неплавящиеся электроды изготавливают в виде стержней длиной до 300 мм и ди-.1 метром от 6 до 30 мм. Плавящиеся электроды, занимающие веду­щее место в сварке, выпускают покрытыми различными элементами /urn защиты зоны сварки. По своему назначению покрытия электро­дов делят на стабилизирующие, или тонкие, и качественные, или толстые.

Стабилизирующие покрытия содержат вещества, атомы которых легко ионизируются и поддерживают устойчивое горение дуги, а также облегчают ее возбуждение, особенно при сварке на перемен­ном токе. Лучше всего ионизируются пары калия, а также кальция, который входит в состав мрамора и мела в виде углекислого каль­ция СаСОз. Наиболее простое и распространенное стабилизирую­щее покрытие — меловое: на 15 .20 частей по массе натрового жидкого стекла берут 80 .85 частей мела. Покрытие наносят на электрод тонким слоем — 0,1-0,3 мм, и оно составляет 1 .2% от массы электрода. Стабилизирующие покрытия не защищают на­плавляемый металл от кислорода и азота воздуха, поэтому свар­ной шов получается сравнительно хрупким, со многими посторон­ними включениями.

Качественные защитные покрытия предохраняют наплавленный слой от кислорода и азота окружающего воздуха, а легирующие элементы, входящие в состав покрытия, позволяют получить свар­ной шов, не уступающий по механическим свойствам основному металлу, а иногда и превосходящий его. Эти покрытия наносят на электрод слоем 0,7 .2,5 мм, и они составляют 30 .75% массы электрода.

Электроды в зависимости от отношения наружного диаметра D к диаметру его стержня dЭ подразделяют на несколько групп: М — с тонким покрытием (D : dЭ ) < 1,2), С — со средним покры­тием ( D:dЭ ) 1,45), D — с толстым покрытием (D:dЭ 1,80), Г — с особо толстым покрытием (D:dЭ > 1,80).

Защитные качественные покрытия по составу основных входя­щих в них веществ делят на группы: А — с кислым покрытием; Б — с основным покрытием; Ц — с целлюлозным покрытием; Р — с рутиловым покрытием; П — с покрытием прочих видов.

В соответствии с ГОСТ 9467—75 электроды для ручной дуговой сварки подразделяют на несколько типов, в каждый из которых входит несколько марок, обеспечивающих определенное качество сварочного шва.

Электроды типа Э42, Э42А, Э46, Э46А, Э50 и Э50А (марки АНО-1, АНО-5, УОНИ-13/45, УОНИ-13/55 и др.) предназначены для сварки углеродистых и низколегированных сталей с временным сопротивлением разрыву до 500 МПа. Буква А указывает на то, что электрод дает сварочный шов повышенного качества по плас­тичности и ударной вязкости.

Электроды типа Э55 и Э60 (марки УОНИ-13/55У и УОНИ-13/65) используют для сварки сталей с временным сопротивлением разры­ву до 600 МПа.

Электроды типа Э70, Э85, Э100 и Э150 (марки УОНИ-13/85, НИАТ-3, НИАТ-ЗМ и др.) используют для сварки сталей высокой прочности с временным сопротивлением разрыву свыше 600 МПа.

Электроды типа Э-09МХ, Э-09Х1МФ, Э-10ХЗМ16Ф и другие предназначены для сварки легированных высококачественных и теплоустойчивых сталей. К этим типам относят электроды марок ЦЛ-55, ЦЛ-20, ЦЛ-36, ЦЛ-26М и др.

Электроды типа Э-10Г2, Э-12Г4, Э-30Г2ХМ и другие (марки ОЗН-З00У, ОЗН-400У и др.) используют преимущественно для наплавки деталей, работающих в тяжелых условиях ударных нагру­зок и повышенного износа.

1.3.Выбор электродов и рода тока

Выбор электродов и рода тока зависит от толщины и химиче­ского состава свариваемого материала, от конфигурации детали, расположения накладываемых швов и других факторов. Поэтому марку электрода в каждом конкретном случае должен выбирать квалифицированный специалист по сварке. Общие же положения по выбору электродов, силы и рода тока можно свести к следую­щему.

Детали толщиной более 5 мм хорошо сваривать на переменном токе. Стальные детали толщиной менее 5 мм, а также чугун и цветные металлы лучше варить на постоянном токе. При сварке на постоянном токе стабильно горение дуги на малых токах и, кроме того, можно маневрировать полярностью тока. Если свари­вают тонкие детали, то, чтобы избежать прожога, их подключают к катоду (на минус), а электрод — к аноду (на плюс). При сварке толстых деталей анод подключают к детали, а катод — к электроду.