Keevitus-elektroodid

Esimese tõhusa keevitus-elektroodi leiutamisest, mille lõi ja patenteeris rootslane O. Kelberg 1911. aastal, on möödunud rohkem kui sada aastat. Vaadates tagasi sellest sündmusest möödunud aastakümnetele, võib ühemõtteliselt öelda, et keevitus-elektroodi leiutamisest on saanud ülemaailmse tähtsusega tõeline sündmus..

Metallide ja sulamite paremaks keevitamiseks on vaja igaühe jaoks valida konkreetne keevituselektroodide kaubamärk. Ja selleks, et valikus mitte eksida, peate teadma, mis tüüpi elektroodid on olemas, kuidas ära tunda nende märgistusi ja rakendusalasid – vastused on selles artiklis.

Elektroodi eesmärk, omadused

Elektrood on oluline lüli elektrikaare keevitamise tehnoloogias – see on ette nähtud keevitusobjektile elektrivoolu tarnimiseks. Tänapäeval on palju keevituselektroodide tüüpe ja kaubamärke, millel on oma kitsas spetsialiseerumine..

Elektroodid peavad vastama järgmistele tingimustele:

• pideva põlemiskaare pakkumine, kvaliteetse õmbluse moodustumine;
• keevisõmbluse metallil peab olema teatud keemiline koostis;
• elektroodivarras ja selle kate sulavad ühtlaselt;
• keevitamine suure tootlikkusega ja elektroodmetallide väikseima pritsimisega;
• keevitamisel saadud räbu on kergesti eraldatav;
• tehnoloogiliste ja füüsikalis-keemiliste omaduste säilitamine teatud aja jooksul (ladustamise ajal);
• madal toksilisus tootmise ja keevitamise ajal.

Kuidas elektroodid töötavad?

Nende valmistamiseks kasutatakse elektrivoolu kandvat keevitustraati või metallvardaid, mille keemiline koostis määrab elektroodide kvaliteedi. Elektroodid võivad koosneda ainult metallvardast (traadist) – selliseid keevituselektroode nimetatakse katmata. Kui elektroodivarras on kaetud spetsiaalse ühendiga, mis on mõeldud keevitamise kvaliteedi parandamiseks, nimetatakse elektroode kaetudks. Kasutatakse mitut tüüpi katteid: happeline, aluseline, rutiilne, tselluloosne ja segatud.

Kattekiht jaotatakse vastavalt otstarbele kahte tüüpi: kaitsev (paksusega kaetud elektroodid) ja ioniseeriv (õhukese pinnaga elektroodid). Seda tüüpi kattekihtide erinevuste paremaks mõistmiseks tuleb märkida, et ioniseeriva kattega elektroodidega keevitamise kvaliteet on halvem kui kaitsekattega elektroodidega keevitamine – esimest tüüpi kattekiht ei suuda keevisõmblust nitrideerimise ja oksüdeerumise eest kaitsta..

Kuidas on elektroodkatte tüüp seotud nende keevitamise ja tehnoloogiliste omadustega?

Keevisvõimalus mis tahes asendis, elektrikeevitusvõime, vajalik keevitusvool, kalduvus pooride moodustumiseks, samuti (mõnel juhul) kalduvus keevisõmbluses pragude tekkeks ja vesiniku sisaldus sadestatud metallis – kõik need tegurid sõltuvad otseselt keevituselektroodide katte tüübist..

Happeline kate koosneb räni-, mangaani- ja raudoksiididest. Happekihiga kaetud elektroodid (SM-5, ANO-1) on vastavalt keevisliite ja keevismetalli omadustele tüübid E38 ja E42. Rooste või katlakiviga kaetud metallide happelise kattega elektroodidega keevitamisel poore ei moodustu (sama – kaare pikendamisel). Selliste elektroodide keevitusvool võib olla vahelduv või püsiv. Happeliste elektroodidega keevitamisel on negatiivne tegur keevismetalli kuumade pragude tekkimine..

Elektroodide (UONII-13, DSK-50) peamine kate on moodustatud fluoriidühenditest ja karbonaatidest. Selliste elektroodide poolt juhitav metalli keemiline koostis on identne vaikse terase omaga. Mittemetallide, gaaside ja kahjulike lisandite madal sisaldus annab keevismetallile kõrge löögitugevuse (normaalsetel ja madalatel temperatuuridel) ja elastsuse, seda iseloomustab suurem vastupidavus kuumadele pragudele. Põhikatega elektroodid kuuluvad nende omaduste järgi tüüpidesse E42A ja E46A, E50A ja E60.

Põhikattega elektroodid on nende puuduste tõttu siiski mõne tüüpi elektroodide tehnoloogiliste omaduste osas halvemad – katte niisutamisel ja kaare pikendamisel nendega töötamisel on tundlikkus keevismetalli pooride moodustumise suhtes kõrge. Selliste elektroodidega keevitamine toimub vastupidise polaarsusega alalisvoolu all, elektroodid vajavad enne keevitamise alustamist kaltsineerimist (temperatuuril t 250-420 ° C)..

Rutiilkattega elektroodid (MP-3, ANO-3, ANO-4, OZS-4) mööduvad kõigist teist tüüpi elektroodidest mitme tehnoloogilise kvaliteediga. Vahelduvvooluga keevitamisel on selliste elektroodide kaarpõletus võimas ja stabiilne, minimaalse metalli pritsimisega – moodustub kvaliteetne keevisõmblus ja räbu koorik on kergesti eraldatav. Kaare pikkuse muutmine, märja või roostes metalli keevitamine, pinnaga keevitamine oksiididega – kõik see mõjutab rutiilsete elektroodide pooride moodustumist vähe.

Nende moodustatud keevismetallil on aga ka negatiivsed omadused – vähendatud löögitugevus ja plastilisus, mille põhjustavad ränioksiidi lisandid.

Suurtes kogustes (kuni 50%) orgaanilised komponendid moodustavad tselluloosi tüüpi elektroodkatte (VSC-1, VSC-2, OMA-2). Nende ladestatud metall on identne rahuliku või pool rahuliku terasega (keemilises koostises). Nende omaduste järgi kuuluvad tsellulooskattega elektroodid tüüpidesse E50, E46 ja E42.

Ühepoolne keevitamine tselluloosielektroodidega massi järgi võimaldab teil saada ühtlase pöördõmbluse raami, võite ka keevitada vertikaalseid õmblusi – kasutades ülalt alla meetodit. Tselluloosielektroodidega keevitamisel saadud õmblusmetallis on aga kõrge vesinikusisaldus ja see on suur miinus.

Segatud kate võimaldab teil ühendada erinevat tüüpi elektroodkatete kvaliteedinäitajaid. Segatud katted on hapu-rutiil-, rutiili-tselluloosi-, rutiili-aluselised jne..

Kaane tüüp	Märgistamine vastavalt GOST 9466-75	Rahvusvaheline ISO märk	Märgistamine vastavalt vanale GOST 9467-60
hapu	JA	JA	P (maagi)
peamine	B	IN	F (kaltsiumfluoriid)
rutiil	Lk	R	T (rutiil (titaan))
tselluloosne	C	FROM	Oh (orgaaniline)
segatud katte tüübid
happe-rutiil	AR	AR
rutiilne põhiline	RB	RC
segatud muu	Lk	S
rutiil rauapulbriga	RJ	RR

Tarbitavad ja mittetarbitavad elektroodid – mis vahe neil on

Keevitades kasutatakse õmbluse vormimismaterjalina kulutatavate elektroodide metallvarda, selliste elektroodide materjal on teras või vask. Mittetarbitavad elektroodid on valmistatud kivisöest või volframist – nende eesmärk on toita keevituskohta elektrivoolu, keevitatud elementide kinnitamiseks kasutatakse täitetraati või -varda (mis on ühendatud peamiselt oma metalliga). Söelektroodide tootmiseks kasutatakse spetsiaalset elektrotehnilist amorfset kivisütt, millele antakse ümardatud ristlõikega varraste välimus. Süsinik-elektroode kasutatakse kahel viisil: korrektsete keevisõmbluste saamiseks esteetilisest aspektist – kui lõpptoote välimus on eriti oluline; neid saab kasutada eriti paksu metalli lõikamiseks (õhukaare lõikamine).

Elektroodi pikkus sõltub selle läbimõõdust:

Elektroodi läbimõõt, mm	Elektroodi pikkus, mm	Elektroodi läbimõõt, mm	Elektroodi pikkus, mm
legeeritud või süsinik	väga legeeritud	legeeritud või süsinik	väga legeeritud
1.6	220 250	150 200	4.0	350 450	350
2.0	250	200 250	5,0 6,0 8,0 10,0 12,0	450	350 450
2.5	250 300	250
3.0	300 350	300 350

Elektroodide märgistamine toimub vastavalt järgmisele skeemile:

1. väärtus vastab elektroodi tüübile;
2. – elektroodi kaubamärk;
3. – läbimõõt (mm);
4. – kirjeldab elektroodide eesmärki;
5. – katte paksus;
6. – indeks, mis teavitab keevismetalli ja keevismetalli omadustest (GOST 9467-75, GOST 10051-75 või GOST 10052-75);
7. – katvuse tüüp;
8. – pindade või keevitamise ruumiliste asenditüüpide tüübid, nende elektroodide jaoks lubatud;
9. – voolu polaarsus ja tüüp, vahelduvvooluallika nimipinge koormuseta.

Elektroodide märgistuse ülesehituse eeltingimus on tehniliste nõuete (GOST) osutamine, mille kohaselt need elektroodid teostati (vastavalt GOST 9466-75, TU 14-4-644-65, TU 14-4-321-73, TU 14-4 tingimustele) -831-77, TU 32-TsTVR-611-88).

Näide elektroodide märgistamisest:

E46A – UONI – 13/45 – 3,0 – UD2	GOST 9466-75, GOST 9467-75
E432 (5) – B10

Kavandatud näide sisaldab E46A tüüpi elektroodide märgistamist, kaaluge selle tähendust üksikasjalikumalt.

Jagaja tähis:

• E – kaarkeevitamiseks ette nähtud elektrood;
• 46 – garanteeritud minimaalne maksimaalne tõmbetugevus (vastavalt GOST 9467-75);
• A – täiustatud tüüpi elektroodid;
• U – elektroodid on kasutatavad konstruktsiooniteraste (süsinik ja vähese legeeritud) keevitamiseks, mille maksimaalne tõmbetugevus on kuni 600 MPa;
• D2 – katte paksus vastab 2. rühmale;

Nimetaja tähised:

• 43 2 (5) – keevisõmbluse ja keevismetalli omadused;
• B – vastavalt ülaltoodud pinnakatete tüüpide tabelile, vastab peamisele tüübile;
• 1 – ruumiline asend, keevitamise ajal lubatud;
• 0 – vastupidine polaarkonstant.

Konstruktsiooniteraste (süsinik ja vähese legeeritud) keevitamiseks kasutatavate elektroodide märgistamisel maksimaalse tõmbetugevusega kuni 600 MPa, kriipsu E-tähe järele (nimetajasse) ei panda.

GOST 9466-75 kohaselt on teraste käsitsi kaarkeevituse tegemiseks ja spetsiaalsete omadustega väliste (pinna) kihtide katmiseks valtsimismeetodil toodetud metallelektroodid tähistatud vastava tähtmärgisega ja jagatud klassidesse:

• süsiniku ja vähese legeeritud terase keevitamiseks (maksimaalse tõmbetugevusega kuni 600 MPa) – tähis “U”;
• legeerteraste keevitamiseks (ülitugevus üle 600 MPa) – tähis “L”;
• suure kuumakindlusega legeerteraste keevitamiseks – tähis “T”;
• spetsiaalsete omadustega kõrge legeeritud terase keevitamiseks – tähis “B”;
• spetsiaalsete omadustega pinnakihtide katmiseks – tähis “H”.

Kõrglegeeritud teraste keevitamiseks mõeldud elektroodid jaotatakse klassidesse sõltuvalt ladestunud metalli keemilisest koostisest ja mehaanilistest omadustest: selliseid elektroode on 49 tüüpi (vastavalt GOST 10052-75), tähistatud tähisega “E”, millele järgnevad numbrid ja tähed. Indeksi taga olevad numbrid (kaks) näitavad süsinikusisaldust (keskmiselt protsentides sajandikus) sadestunud metallis. Keemilistele elementidele antakse järgmised tähtnimetused (märkimisel jutumärke ei panda): lämmastik – “A”, nioobium – “B”, volfram – “B”, mangaan – “G”, vask – “D”, molübdeen – “M”, nikkel – “N”, titaan – “T”, vanaadium – “F” ja kroom – “X”. Kui sadestunud metallis on keemiliste elementide keskmine sisaldus alla 1,5%, siis tähti ei tähistata.

Võimalikud ruumilised asukohad keevitamise ajal on näidatud järgmiselt:

• kui seda tüüpi elektroodide puhul on keevitamine kõigis asendites lubatud – “1”;
• kõik positsioonid, välja arvatud keevitamine ülalt alla – “2”;
• ainult horisontaalse asendi korral vertikaalselt asuval tasapinnal, vertikaalse asendi korral alt üles ja alumise asendi korral – “3”;
• ainult madalamas asendis ja paadis madalamal – “4”.

Elektroodid jagunevad mitmeks rühmaks

Rühm elektroode keevitustöödeks süsiniku ja madala legeerterastega

Sellesse rühma kuuluvaid elektroode kasutatakse süsinikteraste (süsinikusisaldus kuni 0,25%) ja vähese legeeritud teraste keevitamiseks, mille lõplik tõmbetugevus on kuni 590 MPa. Seda elektroodide rühma ühendavad järgmised keevisliite omadused ja keevismetalli mehaanilised omadused: löögitugevus ja venivus, paindenurk ja maksimaalne tõmbetugevus.

Need elektroodide omadused määravad nende klassifikatsiooni rühmas (tähistamisel tähistavad E-tähed järgnevad numbrid keevitatud liigendi või keevismetalli väikseimat lõplikku tõmbetugevust, kgf / mm2):

• keevitatud terasetel, mille tõmbetugevus on alla 490 MPa (E38, E42, E46 ja E50);
• keevitatud teraste keevitustööd, millel on kõrged löögitugevuse ja keevisõmbluse suhtelise pikenemise nõuded (E42A, E46A ja E50A);
• keevitatud terastel, mille tõmbetugevus on üle 490 MPa, kuid mitte üle 590 MPa (E55 ja E60).

Elektroodide rühm keevitamiseks kõrge legeeritud terase ja sulamitega

Rühma sees jagunevad elektroodid, mille eesmärk on keevitada niklil ja raud-niklil põhinevaid sulamid, samuti kõrge legeeritud terased:

• mõeldud kuumakindlate (kuumuskindlate) teraste ja sulamite keevitamiseks;
• mõeldud korrosioonikindlate teraste ja sulamite keevitamiseks.

Vastavalt standardi GOST 10052-75 tingimustele liigitatakse kõrge legeeritud teraste ja korrosioonikindluse, kuumakindluse ja kuumakindlusega sulamite keevitamiseks mõeldud elektroodid vastavalt keevismetalli mehaanilistele omadustele ja sadestunud metalli keemilisele koostisele 49 tüüpi. Enamiku tööstuslike elektroodide puhul määratakse keevismetalli omadused kindlaks tootja spetsifikatsioonides..

Suure legeeritud sulamite ja teraste keevitamiseks mõeldud elektroodidel on olulised erinevused ladestunud metalli omadustes ja keemilises koostises nende keevitatud metallide omadustest ja koostisest. Parima valiku tegemiseks on vaja saavutada keevitatud vuukide põhilised tööparameetrid (korrosioonikindlus ja mehaanilised omadused, kuumuskindlus ja kuumuskindlus) ning keevismetalli lõhenemiskindlus..

Kõrge legeeritud terase ja sulamite keevitamine toimub rutiili-, põhi- ja rutiil-põhitüüpi kattega elektroodidega. Sellistel elektroodidel on kõrge legeeritud sulamist ja terasest valmistatud varraste tõttu kõrge sulamis- ja sadestumiskiirus, võrreldes madala legeeritud, legeeritud ja süsinikterase keevitamiseks mõeldud elektroodidega – asi on selles, et suure legeeritud sulamite ja teraste keevitamiseks mõeldud elektroodidel on kõrge elektritakistus ja madal soojusjuhtivus. Samad omadused nõuavad keevitamist vähendatud väärtustega keevitusvoolu ja elektroodide pikkuse vähendamise abil, keevitamine toimub peamiselt pöördpolaarsusega alalisvoolu korral.

Elektroodide rühm legeeritud konstruktsiooniteraste keevitustöödel (kõrge ja tugev)

Selle rühma elektroode kasutatakse keevitamiseks, mille lõplik tõmbetugevus on üle 590 MPa. Selliste teraseklasside keevitamine toimub kahel viisil: pärast keevitamist kuumutatakse õmblusi või seda ei tehta.

Keevitatud õmbluste kuumtöötlus võimaldab saada võrdse tugevusega keevisliiteid. Seda tüüpi teraste keevitamiseks on ette nähtud viit tüüpi elektroode (vastavalt GOST 9467-75) (E70, E85, E100, E125 ja E150). GOSTi kohaselt ei tohi ladestunud metall sisaldada rohkem kui 0,030% väävlit ja 0,035% fosforit..

Oluline märkus: enne konstruktsioonide keevitustööde tegemist, mille töö eeldab ekstreemsete tingimuste olemasolu, tuleb pöörata tähelepanu elektroodi ja selle keevitatava metalli keemilisele koostisele (keemilise koostise saate kindlaks teha normatiivdokumentatsiooni abil või kasutada üldandmeid elektroodide täielikust märgistusest).

Juhul, kui keevitamise ajal pole erilist vajadust võrdse tugevusega vuukide järele, võib kasutada elektroode, mis tagavad õmblusmetalli austeniitse struktuuri. Sel viisil saadud keevisliidetel on suurenenud vastupidavus pragunemisele ja keevismetalli eripärasteks omadusteks on sitkus ja elastsus. Seda tüüpi elektroode saab kasutada erinevate ja suure legeeritud teraste keevitamiseks, võttes arvesse selliste selliste elektroodide kõiki omadusi, mis on loodud keevitamise ajal kõrge legeeritud terase keevitamiseks..

Keevitus-elektroodid

Pinnakihtide moodustamiseks kattekihi abil (välja arvatud värviliste metallide pinnakihid) on spetsiaalne elektroodide rühm, mis on toodetud vastavalt standarditele GOST 10051-75 ja GOST 9466-75..

Sellesse rühma kuulub 44 tüüpi elektroode (näiteks E-16G2XM, E-110X14V13F), mis on klassifitseeritud kõvaduse (normaaltemperatuuril) ja ladestatud metalli omaduste (selle keemiline koostis) järgi. Elektroodide sadestunud metalli omadused määratakse mitmel juhul vastavalt iga tootja spetsifikatsioonidele..

Vastavalt ladestunud metalli ja valitud legeerimissüsteemi tööomadustele võib pindamise elektroodid jagada (tinglikult) kuueks rühmaks, mis moodustavad ladestunud metalli:

• madala süsinikusisaldusega, vähese sulamiga, kõrge vastupidavus löögikoormustele ja kahe metalli hõõrdumisele;
• keskmise süsinikusisaldusega, vähese legeeritud, kõrge löögikindlusega, kahe metalli hõõrdumisega normaalsel ja kõrgendatud temperatuuril (kuni 600–650 ° C);
• süsinikusulam (kõrge legeeritud), vastupidav abrasiivse kulumise ja löögikoormuse suhtes;
• kõrge legeeritud süsinik, suurenenud vastupidavus kõrgetele temperatuuridele (650–850 ° C) ja kõrgetele rõhkudele;
• kahe metalli kõrge korrosiooni- ja erosioonikindlusega kõrge legeeritud austeniitse struktuur, mis kulub kõrgel temperatuuril (kuni 570–600 ° C);
• dispersioonkõvendatud, kõrge legeeritud, eriti raskete deformatsioonide ja temperatuuritingimuste (910–1100 ° C) suhtes vastupidav.

Metallkattega töötamisel kasutatakse spetsiaalseid tehnoloogiaid, mis võivad hõlmata kuumutamist (eel- ja samaaegset) kuumtöötlust jne – lähtudes metallide olekusest ja keemilisest koostisest (alus ja ladestunud). Tehnoloogia range järgimine võimaldab saada spetsiaalsete tööomadustega keevismetalli pindu.

Rühm elektroode, mida kasutatakse malmist toodete külmkeevitamiseks ja pindamiseks

Sellised elektroodid võimaldavad malmist valandites leiduvaid defekte parandada; samasse rühma kuuluvad elektroodid, mida kasutatakse kulunud seadmete remondi- ja restaureerimistöödel. Keevitatud-sissepritse meetodil on konstruktsioonide loomisel külmade keevitamiseks võimalik kasutada elektroode.

Selle rühma elektroodide abil on võimalik saada teatud omadustega keevismetalli – terase ja nikli baasil sulamid, raua ja nikli sulam, vask jne..

Kuumuskindlate teraste keevitamine – kasutatud elektroodid

Kuumuskindlad terased (klassid TsL-17, TsL-39, TML-1U, TML-3U, TsU-5, OZS-11 jne), mis on võimelised töötama kõrgel temperatuuril – kuni 550-600 ° C) keevitatakse spetsiaalsete elektroodidega, mille peamised omadused on sadestunud metalli keemilised omadused ja keevismetalli mehaanilised omadused tavalisel temperatuuril. Enne keevitamise alustamist on oluline võtta arvesse töötemperatuuri maksimaalset suurust, selle vastavust keevismetalli pikaajalise tugevuse arvutatud näitajatele.

GOST 9467-75 tingimuste kohaselt on põhi- ja rutiilkattega üheksa tüüpi elektroode (E-09M, E-09MH, E-09x1M, E-05x2M1, E-09x1M1NFB, E-10x3M1BF, E-10x5MF), mille spetsialiseerumine (vastavalt keevismetalli ja keevismetalli keemilised omadused ja mehaanilised omadused) koosneb kuumakindlate teraste keevitamisest.

Samuti võib kuumakindlate teraste keevitamist teostada elektroodidega, mis ei kuulu GOST 9467-75 alla – eeldusel, et need on ette nähtud keevitustöödeks teiste klasside terastega (näiteks ANZhR-1 klassi elektroodid, mille peamine eesmärk on erinevate teraste keevitamine)..

Kuumakindlate terastega keevitamisel kuumutatakse neid reeglina ja keevitamise lõppedes kuumtöödeldakse.

Värviliste metallide keevitamine – mõned üksikasjad

Vase ja selle sulamite keevitamisel on oluline arvestada selle metalli suurt aktiivsust koostoimes gaasidega (kõige enam vesiniku ja hapnikuga). Nende reaktsioonide tagajärjeks võivad olla keevismetallis mikrolõhede ja pooride moodustumine, mida saab vältida ainult deoksüdeeritud vasega töötades. Enne keevitamise alustamist tuleb elektroodid hästi kaltsineerida ja keevitatud elementide õmbluste kohti puhastada, kuni ilmub metalliline läige, oksiidide, rasvade, saasteainete jne täieliku eemaldamisega. Pronksdetailide keevitamisel on peamiseks raskuseks nende suur haprus ja tugevuse vähenemine kuumutamisel; messingkonstruktsioonide keevitamisel aurustub tsink aktiivselt.

Alumiinium ja selle sulamid on väga oksüdeeruvad – keevitatavate elementide pinnal asuv tihe oksiidkile on väga tulekindel. Keevisõmblusbasseini pind võib olla kaetud ka alumiiniumoksiidi kilega, mis segab keevitusprotsessi – segab keevisõmbluse moodustumist, aitab kaasa keevitamata alade ja mittemetalliliste sissetungide ilmumisele keevismetallis. See on vajalik oksiidkile eemaldamiseks – selle probleemi lahendus käsitsi keevitamisel on leelismetallide (leelismuldmetallide) fluoriidide ja kloriidide soolade viimine elektroodide kattekompositsiooni, mis sula olekus aitab kilet eemaldada ja säilitada stabiilse kaare..

Eriti nikli sitkus ja tugevus – selle sulamid, millel (sõltuvalt koostisest) on kõrge korrosioonikindlus, kuumuskindlus ja kuumuskindlus, muudavad selle atraktiivseks konstruktsioonimaterjaliks. Sellest metallist (selle sulamitest) valmistatud konstruktsioonielementide keevitamisel tekivad raskused aga nikli suurenenud tundlikkusega lisandite, eriti lahustunud gaaside (vesinik, hapnik ja suuremal määral lämmastiku) suhtes, samuti kuumade pragude ilmnemisega. Noorsest (selle sulamitest) valmistatud ülipuhtad keevituselektroodid ja keevituselemendid on võimalik ära hoida pooride moodustumise ja pragude tekkimise, pöörates suuremat tähelepanu keevituse ettevalmistamisele.