Электроды с тонким или стабилизирующим покрытием
Это самый старый и примитивный тип электродов, до сих пор достаточно обширно употребляемый. Покрытие наносят на электродный стержень узким слоем, толщиной в десятые доли миллиметра; вес покрытия в большинстве случаев не превышает 1—5% веса электрода, большие колебания числом покрытия не имеют особенного значения, исходя из этого покрытие моншо наносить несложными методами, к примеру обмакиванием стержня в обмазочную пасту.
Наименование «стабилизирующие» говорит о основном назначение покрытия: стабилизировать, т. е. делать более устойчивым горение дуги и уменьшить ее зажигание; время от времени эти покрытия именуют ионизирующими, поскольку они усиливают ионизацию дугового промежутка.
При горении дуги вместе с электродным стержнем плавится и испаряется кроме этого и покрытие, нанесенное на поверхность электрода- Пары материала покрытия, попадая в столб дуги и подвергаясь действию большой температуры, в первую очередь диссоциируют (сложные химические соединения распадаются на более простые, впредь до образования свободных атомов). В случае если в покрытии имеются вещества с низким потенциалом ионизации, к примеру щелочные и щелочноземельные металлы, то пары их легко ионизируют и повышают электропроводность дугового промежутка, облегчая горение дуги.
опыт и Теория говорят о том, что достаточно примешать к газу с высоким потенциалом ионизации маленькое количество паров с низким потенциалом ионизации, дабы понизить средний действенный потенциал ионизации газовой смеси и быстро расширить степень ее ионизации и электропроводность.
При сварке металлическими электродами в дуговом промежутке имеются много пары железа с потенциалом ионизации 7,8 в. Исходя из этого усиливать ионизацию дугового промежутка смогут только элементы с потенциалом ионизации менее 7,8 в, — это щелочные и щелочноземельные металлы: калий, натрий, кальций, барий, стронций. Особенно действенными являются соединения калия, что имеет мельчайший потенциал ионизации 4,3 е. Небезразлично в виде какого именно соединения введен тот либо второй легко ионизирующийся элемент.
К примеру, по опытам автора книги, из соединений калия, самоё сильное ионизирующее воздействие оказывают следующие соединения: ферроцианид калия K3Fe(CN)e (красная кровяная соль) и монохромат калия К2Сг04 (небольшой светло-желтый порошок, используемый в красочной индустрии). Хорошими ионизирующими особенностями владеют карбонат калия К2С03 (поташ), карбонат кальция СаС03 и т. д., и мел, мрамор, известняк, полевой шпат (ортоклаз), кое-какие глины, подобные вещества и древесная зола, которые содержат Щелочные и щелочноземельные металлы.
Возможно, подобные вещества усиливают кроме этого термоэлектронную эмиссию на катоде.
Автором настоящей книги предложен объективный способ сравнения устойчивости и оценки дуги разных электродов и покрытий в этом отношении (рис. 1). Электрод закрепляют вертикально в штативе над металлической пластиной с железны чистой поверхностью.
электрод и Пластина присоединены к обычному сварочному трансформатору. Зажигается дуга при помощи замыкания Дугового промежутка прикосновением финиша угольного стержня.
Дуге позволяют догореть до естественного обрыва, по окончании чего замеряют промежуток между поверхностью пластины и концом электрода. Чем больше протяженность обрыва дуги, тем выше ее устойчивость.
Подобные испытания продемонстрировали несомненную сообщение между потенциалом ионизации составных частей покрытия и устойчивостью дуги. К примеру, соединения калия (потенциал ионизации 4,3 в) постоянно дают более высокую устойчивость дуги, чем подобные соединения натрия (потенциал ионизации 5,1 в).
Рис. 1. Определение устойчивости Дуги
К гасителям дуги относится вода; это одна из обстоятельств, из-за чего отсыревшие электроды не рекомендуются для сварки, не говоря уже о понижении качества соединения; для обмазок кроме этого не рекомендуются вещества, которые содержат кристаллизационную воду либо очень сильно гигроскопические. Гасят дугу галоиды, в особенности хлор и их соединения и фтор, борная и фосфорная их соединения и кислоты.
Несложной узкой обмазкой есть широко известная меловая обмазка, складывающаяся из узкого порошка мела, сцементированного жидким стеклом. Узкий порошок мела взбалтывают в водном растворе жидкого стекла до получения пасты нужной консистенции.
Электродные стержни погружают в пасту, при медленном вытаскивании из нее они покрываются равномерным узким слоем; после этого электроды устанавливают либо подвешивают в вертикальном положении для подсушки. На данный момент меловая обмазка считается устаревшей, и использование ее расценивается как показатель низкого уровня сварочной техники.
Жидкое стекло является силикатом , т. е. соль кремниевой кислоты щелочных металлов, и есть самый распространенным связующим веществом для всех типов электродных обмазок, используемых на данный момент. Самый распространено натровое жидкое стекло, т. е. силикат натрия Na20(Si02)m. Уровень качества жидкого стекла определяется прежде всего его модулем, что равен молекулярному отношению содержащейся в нем щёлочи и двуокиси кремния:
От модуля жидкого стекла зависит клеящая свойство стекла, возрастающая с повышением модуля. Для электродных обмазок используется жидкое натровое стекло с модулем 2,2—3.
Кроме меловой обмазки, имеются и другие, узкие обмазки, каковые сохранили собственный значение сейчас, к примеру для сварки неответственных изделий из стали малых толщин, 0,5—2 мм. Узкие обмазки не ликвидируют ухудшений состава металла, вызванных процессом сварки, и не хватает защищают расплавленный металл от действия окружающего атмосферного воздуха.
Исходя из этого уровень качества наплавленного металла получается низким и довольно часто не отвечает требованиям, предъявляемым к сварным соединениям важных изделий. К примеру, меловая обмазка при электродных стержнях из проволоки Св-08 дает следующие средние показатели механических сварного металла соединения и свойств шва (главной металл — низкоуглеродистая сталь Ст.
2 либо Ст. 3): предел прочности при растяжении 0 =35-2-40 кГ/мм2; относительное удлинение б = 3 5 8%; ударная вязкость ан = 1 1,5 кГм/см2; угол загиба (при толщине металла 10—12 мм) а = 40 г 50°.
Эти показатели намного ниже показателей главного металла, в особенности уменьшена свойство металла к пластическим деформациям, что совсем недопустимо для важных сварных изделий, как к примеру паровых котлов, частей автомобилей, действующий при громадных переменных и динамических нагрузках, и т. п. Падение механических особенностей происходит благодаря больших негативных трансформаций в составе наплавленного металла, вызываемых процессом сварки.
Для сравнения приведем состав стержня электрода с меловой обмазкой и металла, наплавленного этим электродом в процентах (табл. 3).
Изменение состава сводится к следующему: очень сильно выгорает углерод, более чем наполовину выгорает и испаряется марганец, практически начисто выгорает кремний, и только вредные примеси — фосфор и сера — остаются в том же количестве, что и до сварки. Помимо этого, в наплавленном металле много появляются новые составляющие — азот и кислород, попавшие из атмосферного воздуха.
Количество этих примесей существенно превышает нормы, допускаемые для главного металла. Содержание кислорода возрастает в 5—10 раз, а содержание азота в 50 раз и более.
Высокое содержание азота в наплавленном металле придает металлу хрупкость. Электроды с узкой обмазкой для дуговой сварки самые ответственных изделий не допускаются.
Электроды без покрытия именуются обнажёнными. Сейчас ведутся работы по созданию обнажённых электродов, дающих приблизительно те же результаты, что и электроды с узким стабилизирующим покрытием.
Для данной цели изготовляют особую легированную проволоку, в которую вводят элементы, повышающие ионизацию дугового промежутка и, что особенно принципиально важно, связывающие азот в металле и сохраняющие удовлетворительную пластичность наплавленного металла. Для автоматической дуговой сварки, где неприемлемо покрытие на поверхности проволоки, созданы особые типы сварочной проволоки, где компоненты обмазки тем либо иным методом введены вовнутрь проволоки; стержни, нарубленные из таковой автоматной проволоки, возможно использовать как электроды для ручной дуговой сварки без нанесения наружного покрытия.
