Электроды с ильменитовым покрытием

Название это покрытие получило от минерала ильменита (FeO-Ti02). Концентрат ильменита является основной составляющей покрытия, в которое могут входить также марганцевая руда, алюмосиликаты, карбонаты, ферросплавы и органические составляющие.

В нашей стране к этой группе можно отнести электроды марок ОММ-5 и СМ-5, покрытия которых иногда относят к рудно-кислому типу. Шлакообразующую основу этих покрытий составляет ильменитовый концентрат Кусинского месторождения, содержащий до 50% окислов железа. Указанные электроды имеют ряд серьезных недостатков — повышенное разбрызгивание металла, неблагоприятные гигиенические характеристики и т. п., что обусловлено высоким содержанием окислов железа в покрытии. Использование ильменитового концентрата Самотканского месторождения, содержащего не более 30—35% окислов железа, позволило создать новые электроды.

Низкое содержание окислов железа в покрытии позволило улучшить сварочно-технологические и гигиенические характеристики электродов и качество выполняемых ими швов. Новые электроды с ильменитовым покрытием, которым присвоена марка АНО-6, предназначены для сварки низкоуглеродистых сталей во всех пространственных положениях. Они рекомендованы для работы в монтажных условиях и для заводской сварки. По сварочно-технологическим свойствам электроды АНО-6 приближаются к электродам с рутиловым покрытием. По механическим свойствам металла шва они относятся к типу Э42 по ГОСТ 9467—60. Производительность электродов АНО-6 на 15— 20% выше, чем электродов типа ОММ-5. Они выпускаются в больших количествах и применяются в различных отраслях промышленности.

Электроды с фтористо-кальциевым покрытием

Шлакообразующую основу фтористо-кальциевого покрытия составляют плавиковый шпат (CaF2) и карбонаты кальция и магния (мрамор, мел, магнезит). Газовая защита расплавленного металла обеспечивается за счет углекислого газа, образующегося при разложении карбонатов. Раскисление металла осуществляется марганцем, кремнием, титаном или алюминием, вводимыми в покрытие в виде соответствующих ферросплавов или металлических порошков.

Главным окислителем при сварке электродами с фтористо-кальциевым покрытием является газовая фаза. Шлаки имеют низкую концентрацию окислов железа и поэтому не играют существенной роли в окислении жидкого металла. Применение активных раскислителей (кремния, титана, алюминия) обеспечивает низкое содержание кислорода в жидком металле. Хорошая рафинирующая способность фтористо-кальциевых шлаков, обусловленная их высокой основностью и низкой вязкостью, способствует почти полному удалению из расплавленного металла продуктов раскисления. Благодаря этому содержание кислорода в металле шва составляет 0,03—0,05%, а количество неметаллических включений не превышает 0,1%.

Содержание азота в металле шва при этом находится в пределах 0,010—0,015%. Однако при удлинении дуги содержание азота в металле шва значительно возрастает. Объясняется это тем, что фтористо-кальциевые шлаки плохо покрывают капли электродного металла и сварочную ванну и не обеспечивают надежной шлаковой защиты металла от воздуха. Электроды с фтористо-кальциевым покрытием обеспечивают низкое содержание водорода (5—7 см3/100 г) в металле. Поэтому их часто называют низководородными.

Удлинение дуги ухудшает газовую защиту, вследствие чего в расплавленном металле увеличивается содержание азота, который, выделяясь при кристаллизации сварочной ванны, вызывает; пористость швов. Для предупреждения пористости необходимо производить сварку короткой дугой.

Металл, наплавляемый электродами с фтористо-кальциевым покрытием, по химическому составу соответствует спокойной стали. Содержание марганца и кремния зависит от назначения электродов и колеблется в пределах 0,5—1,5% Мп и 0,3—0,6% Si. Содержание серы и фосфора не превышает 0,035% каждого. Низкое содержание этих элементов обусловлено повышенной рафинирующей способностью фтористо-кальциевых шлаков. Благодаря малому содержанию газов, неметаллических включений и вредных примесей металл швов, выполненных электродами с фтористо-кальциевым покрытием, стоек против старения, имеет высокие показатели ударной вязкости как при положительных, так и при отрицательных температурах и обладает повышенной стойкостью против образования кристаллизационных трещин. Эти электроды особенно пригодны для сварки металла большой толщины, жестких конструкций из литых углеродистых, низколегированных высокопрочных сталей и сталей с повышенным содержанием серы и углерода.

Металл, наплавленный электродами с фтористо-кальциевым покрытием, весьма чувствителен к образованию пор при наличии ржавчины или масла на кромках свариваемых изделий, а также при увлажнении покрытия и удлинении дуги. Для получения плотного металла необходимо, чтобы влажность фтористо-кальциевого покрытия, определенная после прокалки при температуре 400° С, не превышала 0,2%. Поскольку при транспортировке и хранении электроды могут адсорбировать влагу из окружающей атмосферы, перед сваркой их необходимо подвергать прокалке при температуре 300—350° С. Кромки металла следует очищать от ржавчины и загрязнений.

В зависимости от назначения электроды с фтористо-кальциевым покрытием можно применять для сварки во всех пространственных положениях или только в нижнем положении. Сварку этими электродами производят, как правило, постоянным током обратной полярности. Разработано несколько марок электродов этого типа для сварки переменным током. В покрытие таких электродов введены обычно соединения калия (поташ, калиевое стекло и др.). Наибольшее распространение получили электроды марок УОНИ-13/45 и УОНИ-13/55. Однако эти электроды, как и многие другие электроды с фтористо-кальциевым покрытием, недостаточно технологичны в изготовлении. В последние годы созданы новые марки электродов этого типа АНО-7 и АНО-8 с покрытиями, более технологичными в изготовлении (табл. 7-23).

Регулирование механических свойств металла шва осуществляется введением в покрытие различного количества ферромарганца и ферросилиция, чем достигается изменение степени легирования металла марганцем и кремнием. При необходимости металл шва легируют также хромом, молибденом и другими элементами. Путем сравнительно небольшого легирования можно изменять механические свойства металла шва в широких пределах (табл. 7-22).