Евгений Банников - Сварка
Есть еще одна маркировка по ГОСТу 9466–75. Она включает марку электрода, диаметр стержня, группу качества и ГОСТ. Например: «УОНИ–13/65–3, 0–2 ГОСТ 9466–75. Это означает: электроды марки УОНИ–13 с пределом прочности металла шва 65 кгс/мм2. Диаметр электрода 3 мм.
На Западе сотни типов электродов также разделены на группы в соответствии с Международной организацией стандартов. Например: Аn Е4322R означает: электрод для электродуговой сварки (индекс Е). Первые две цифры означают прочность при растяжении металла электрода, а две последние – его расширение и ударную прочность. Буква «R» означает материал покрытия – рутил.
По Международной классификации электроды подразделяют по механическим свойствам шва, типу покрытия, положению шва в пространстве, роду тока и полярности.
Тип покрытия обозначают буквами:
А – руднокислое;
В – основное (фтористо-кальциевое);
С – органическое (целлюлозное);
О – окислительное;
К – рутиловое;
V – специальное.
Почему на этом вопросе мы остановились более подробно? Потому что это весьма важно. Рассмотрим, например, толщину покрытия.
Тонкое покрытие облегчает возбуждение дуги и стабилизирует ее горение. Тонкое покрытие не создает защиты для расплавленного металла и потому применяется для неответственных сварных швов. Шов при этом получается хрупкий, пористый с различными включениями неметаллов. Металл в месте шва окисляется и азотируется. Тонкое покрытие содержит углекислые соли: мел, поташ, углекислый барий. Эти вещества содержат молекулы калия, натрия, кальция, бария, стронция, лития, которые легко ионизируются в воздушном промежутке дуги.
Толстое покрытие применяют для соединений высокого качества. Обычно в состав качественных (толстых) покрытий электродов входят следующие группы компонентов:
• стабилизирующее или ионизирующее покрытие;
• газообразующее покрытие;
• раскисляющее покрытие;
• шлакообразующее покрытие;
• легирующее покрытие;
• связующие или клеящие компоненты.
Рассмотрим влияние самих покрытий на качество сварки.
Кислое покрытие сильно окисляет металл шва кислородом и водородом, что сказывается на прочности шва. Металл шва имеет относительно малую вязкость и пластичность. Достоинство – в плотном шве и возможности вести сварку переменным и постоянным током любой полярности. Металл шва обладает большей ударной вязкостью и малой склонностью к образованию и старению трещин. Работа такими электродами требует высокого мастерства сварщика. Применяются для ответственных видов сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Электроды обладают хорошими сварочно-технологическими свойствами, т. к. позволяют вести сварку в любом пространственном положении. Возможна сварка по ржавчине и окалине. Металл шва по составу соответствует кипящей стали. Недостаток: высокая токсичность соединений марганца, поэтому производство таких электродов сокращается.
Основное покрытие позволяет вести сварку для больших сечений при обратной полярности постоянным током. Шов имеет при этом малую склонность к образованию кристаллизационных и холодных трещин. Сварочно-технологические свойства ограничены. Но при наличии ржавчины металл шва склонен к образованию пор, поэтому требуется температурная прокалка (400–450 °C) перед сваркой.
Наплавленный металл хорошо раскислен и по составу соответствует спокойной стали. Применяется для сварки ответственных конструкций из сталей всех классов. Возможно дополнительное легирование шва через покрытие.
Рутиловое покрытие придает шву плотность. Сварка ответственных конструкций из низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Наплавленный металл по составу соответствует полуспокойной стали. Позволяет проводить сварку по кромке при наличии ржавчины. Высокая устойчивость дуги для формирования сварных швов в любом пространственном положении. Незначительное разбрызгивание металла на постоянном и переменном токе. Меньшая токсичность по сравнению с другими видами.
Органическое (целлюлозное) покрытие. Применяется для сварки низкоуглеродистых сталей. Металл шва имеет пониженную пластичность. Подходит для сварки в любых пространственных положениях на постоянном и переменном токе для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Наплавленный металл по составу соответствует полуспокойной или спокойной стали.
7. Сварочный кабель
Сварочный кабель подбирают соответственно силе тока. Обычно для малых токов до 200 А рекомендуется провод сечением 25 мм2. Провод марки типа ПРГ – «провод резиновый гибкий» или типа ПРНГ – «провод резиновый нейритовый гибкий». Сварочный кабель сплетают из нескольких сотен медных жил. Эти проволочки диаметром 0,18–0,2 мм отжигают при изготовлении и лудят. Итак, максимальная длина сварочного кабеля не более 30–40 метров. Дело в том, что падение напряжения в цепи равно:
U1=1,73 × I × Rуд × L/S,
где: U1 – падение напряжения (В);
I – сварочный ток (А);
Rуд. – удельное сопротивление проводов (Ом×м);
L – длина провода (м);
S – площадь сечения провода (м2).
Если при расчетах падение напряжения больше 5 %, тогда увеличивают сечение кабеля.
8. Провод сетевой
Итак, после расчетов получили потребляемую сварочным аппаратом мощность.
Теперь по закону Ома определим ток, текущий по цепи, разделив мощность аппарата (Вт) на напряжение сети (В). Например, мощность равна 4000 Вт, напряжение в сети 220 В, тогда ток, потребляемый аппаратом, равен: 4000: 220 = 18,2 А. Для медных проводов можно приближенно считать токовую нагрузку 1 мм2 на 10 А. Тогда для нашего примера сечения провода в 2 мм2 вполне достаточно.
Литература
1. Бадьянов Б. Н. Сварочные процессы в электронной технике. – М., «Высшая школа». – 1988.
2. Геворкян В. Г. Основы сварочного дела. – М., «Высшая школа».
3. Дальский А. М. Технология конструкционных материалов. «Машиностроение». – 1985
4. «Делаем САМИ». – 2000. – № 2. – с. 18–19.
5. Ландо С. Я. Восстановление автомобильных деталей. М., «Транспорт». – 1987.
6. Маслов В. И. Сварочные работы. Учебник для проф. образования. – М., 1999.
7. Мезенин В. К. Парад всемирных выставок. – М., «Знание». – 1990.
8. Металловедение / под ред. Е. В. Эхиной. – М., «Металлургия». – 1990.
9. «Млад конструктор» (Болгария) – 1982. – № 10. – c. 12–13
10. «Млад конструктор» (Болгария) – 1983. – № 10. – с. 21–23.
11. «Моделист-конструктор». – 1979. – № 2. – с. 24–25.
12. Ниппель Ф. Мастеру на все руки. – М., «Мир» – 1993. – с. 246–253.
13. Пестриков В. М. Домашний электрик и не только. – СПб., «Наука и техника». – 2002.
14. «Радиолюбитель». – 1993. – № 5. – с. 22–24.
15. Работа с металлом. – Челябинск, «Урал». – 1998.
16. «САМ». – 2001. – № 6.
17. «САМ». – 2002. – № 7.
18. «САМ». – 2004. – № 4.
19. Справочник сварщика и газорезчика / под ред. профессора Г. Г. Чернышева. – М. – 2004.
20. Справочник сварщика / под ред. профессора В. В. Степанова. – М., «Машиностроение». – 1974.
21. Устройство питания сварочной дуги «Разряд-150/250» / Техническое описание.
22. Физическая энциклопедия. – М., «Советская энциклопедия». – 1988.
23. Электромагниты переменного тока. – М., «Энергия». – 1968.
24. Эраносян С. А. Сетевые блоки питания с высокочастотным преобразованием. – Л., «Энергоатомиздат». – 1991.
25. Яворский Б. М., Детлаф А. А. Справочник по физике. – М., «Наука». – 1990.
