Статьи Электроды и сварочная проволока

Классификация и виды порошковой проволоки

Дефекты образующиеся при механизированной сварке порошковой проволокойКлассификация и виды порошковой проволокиКонтроль качества сварных соединенийОбласти применения механизированной сварки порошковой проволокойОсобенности плавления порошковой проволокиОсобенности сварки порошковой проволокой различных типов и марокПроизводство порошковой проволокиСущность способа сварки порошковой проволокойТехника сварки порошковой проволокой

Классификация порошковой проволоки

Порошковая проволока классифицируется по основному назначению, способу применяемой защиты, возможности сварки в различных пространственных положениях, механическим свойствам, типу сердечника.

Большинство выпускаемой в нашей стране порошковой проволоки предназначено для сварки низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей. Различают проволоку общего и специального назначения. К проволоке специального назначения относится проволока для сварки с принудительным формированием шва, подводной сварки, ванной сварки, сварки арматуры, автоматической сварки с принудительным формированием.

Наиболее важной является классификация порошковой проволоки по механическим свойствам металла шва и сварочного соединения. Это дает возможность определить пригодность проволоки той или иной марки для сварки заданной конструкции, для которой уже определены минимальные требования к механическим свойствам металла шва, обеспечивающие необходимую работоспособность этой конструкции. Этот вид классификации порошковой проволоки построен по принципу определения минимально требуемых значений временного сопротивления разрыву, ударной вязкости металла шва, получаемых при испытании стандартных сварных образцов. Для определения типа проволоки по гарантируемому временному сопротивлению разрыву устанавливают предел прочности. При классификации по ударной вязкости определяют температуру испытаний, при которой гарантируется ударная вязкость не менее 35 Дж/см2. В настоящее время при классификации порошковой проволоки указывают следующее: тип проволоки (требующая дополнительной защиты - ПГ, самозащитная - ПС), характеристику прочности металлов (наплавленного металла и сварного соединения) по гарантируемому пределу прочности, допускаемые пространственные положения сварки, например Н - нижнее и горизонтальное на вертикальной плоскости, В - вертикальное, нижнее и горизонтальное, Вх - горизонтальные швы, Ву - вертикальные швы, Т - все положения, включая кольцевые швы без вращения. Критическая температура (°С) перехода к хрупкому состоянию металла шва, которое характеризуется значениями ударной вязкости меньшими, чем 35 Дж/см2, определяется следующими цифрами: + 20°С - 0; 0°С - 1; - 20°С - 2; - 30°С - 3; - 40°С 4; - 50 °С - <5. Если в обозначении стоит буква Д, то это значит, что требования по температуре не регламентированы, т. е. проволоку можно применять только при сварке самых неответственных конструкций при положительных температурах их эксплуатации.

↑наверх

Обозначение порошковой проволоки

Так, наиболее распространенная порошковая проволока марки СП-3 обозначается следующим образом: ПС-50-Н2. Это расшифровывается так: проволока - самозащитная (ПС), минимально гарантируемый предел прочности металла шва и сварочного соединения - 50 кгс/мм2; проволока применяется для сварки в нижнем положении (Н); минимальная температура окружающей среды, в которой металл шва обеспечивает ударную вязкость не менее 35 Дж/см2, составляет - 20 °С.

↑наверх

Требования к порошковой проволоке

Порошковая проволока должна отвечать следующим требованиям: дуга легко возбуждаться и стабильно гореть; проволока плавиться равномерно и без чрезмерного разбрызгивания; образующийся при плавлении шлак равномерно покрывать поверхность шва и легко отделяться после охлаждения; сварной шов должен быть хорошо сформирован и не иметь дефектов сварных швов - пористости, трещин.

Эти требования характеризуют сварочно-технологические свойства сварочных материалов. Уровень сварочно-технологических свойств определяет возможность применения порошковой проволоки той или иной марки для сварки конструкции или изделия в конкретной обстановке. Сварочно-технологические свойства порошковой проволоки устанавливаются следующим образом. Стабильность горения дуги определяется при выполнении механизированной наплавки валика на пластину из низкоуглеродистой стали в нижнем положении без колебаний при среднем значении тока и напряжения, рекомендованного для выполнения данного типоразмера шва.

↑наверх

Разбрызгивание при сварке порошковой проволокой

Величина разбрызгивания определяется при наплавке валика длиной 150 - 200 мм на пластину в нижнем положении без колебаний при минимально и максимально возможных напряжениях на дуге для данного тока. По сравнению с разбрызгиванием, имеющим место при сварке электродами УОНИ-13/55Ø5 мм, для порошковой проволоки разбрызгивание может быть незначительным, малым, умеренным и значительным. Для большинства порошковых проволок для сварки в углекислом газе разбрызгивание незначительное, а для самозащитных - малое. Умеренное разбрызгивание, превышающее по количеству брызг разбрызгивание электродов УОНИ-13/55Ø05 мм, является признаком необходимости прокалки. Значительное разбрызгивание, обычно связанное с ухудшением стабильности горения дуги, является признаком или нарушения параметров режима (несоответствие значений тока и напряжения), или некачественного изготовления проволоки.

↑наверх

Отделимость шлаковой корки при сварки порошковой проволокой

Отделимость шлаковой корки оценивается при сварке швов с V-образной разделкой кромок с заполнением на половину высоты разделки. Большинство порошковых проволок обладают хорошей отделимостью шлака, характеризуемой самоотделением шлака из разделки при постукивании по пластине. Стойкость против порообразования определяется визуально при наплавке на пластину из низкоуглеродистой стали при минимально возможном для данного тока напряжении на дуге, которое обеспечивает стабильное горение дуги и хорошую отделимость шлака. Затем напряжение на дуге повышают на 2 В и определяют наличие пористости. При диапазоне напряжений (в котором поры не возникают) в 2 - 3 В стойкость против порообразования считается удовлетворительной, при 4 - 6 В - хорошей, при более 6 В - отличной.

В условиях строительно-монтажных площадок и промышленных предприятий нашла применение самозащитная порошковая проволока, в которой из-за отсутствия дополнительной защиты зоны сварки углекислым газом функция защиты от отрицательных последствий взаимодействия жидкого металла с кислородом и особенно азотом осуществляется введением в шихту необходимых для этого компонентов. Сварка самозащитной порошковой проволокой благодаря простоте, маневренности, малой зависимости от погодных условий (аналогичной, как и при сварке электродами) и высокой производительности стала одним из ведущих направлений механизации сварочных работ там, где другие механизированные способы сварки (под флюсом или в углекислом газе) не могут найти применения.

При автоматической сварке порошковой проволокой выполняют за один проход швы значительного сечения (250 - 450 мм2), что существенно усложняет получение требуемых механических свойств металла шва и сварного соединения без последующей термической обработки. Это объясняется неблагоприятными условиями кристаллизации жидкого металла ванны, схожими с условиями электрошлаковой сварки, в результате которых образуется крупнозернистая структура металла шва, отличающаяся малой пластичностью и склонностью к образованию трещин.

↑наверх

Марки порошковой проволоки

Порошковая проволока ПП-2ВДСК Ø2,4 мм

Для автоматической сварки с принудительным формированием применяют самозащитную порошковую проволоку следующих марок: ПП-2ВДСК, ПП-АН19 в различных модификациях, ПП-АНЗС, СП-7, ПП-АН24. Проволока ПП-2ВДСКØ2,4 мм сложного сечения (см. рис. 1, б) изготавливается из ленты толщиной 0,3мм; по своим сварочно-технологическим свойствам (горение дуги, отделимость и цвет шлака) она аналогична проволоке ПП-2ДСК. Более сложные задачи, стоящие перед автоматической сваркой в обеспечении требований к механическим свойствам металла шва по сравнению с механизированной сваркой, решаются усложнением состава шахты, в который вводятся никель, а другие компоненты подбираются таким образом, чтобы образовавшийся при их плавлении шлак как можно более полно способствовал извлечению из жидкого металла оксидных и нитридных соединений, в которые связан азот и кислород воздуха.

↑наверх

Порошковая проволока ПП-АН19 Ø3,0мм

Проволока ПП-АН19 в различных модификациях Ø3,0мм сложного сечения (см. рис.1,г) изготавливается из ленты толщиной 0,2мм. По своим сварочно-технологическим свойствам она аналогична проволоке ПП-АН7. Модификации проволоки отличаются по количеству образующегося при плавлении шлака: ПП-АН19Н дает большое количество шлака, что несколько затрудняет ведение процесса сварки, но благодаря улучшению защиты зоны сварки обеспечивает более стабильные механические свойства; ПП-АН19С более технологична при сварке, так как при работе с ней не требуется часто сливать излишние количества расплавляющегося шлака.

↑наверх

Порошковая проволока ПП-АН24 Ø2,8мм

Проволока ПП-АН24 Ø2,8мм сложного сечения (см. рис. 1, г) изготавливается из ленты толщиной 0,2мм. По своим свойствам она аналогична проволоке ПП-АН19Н, но отличается составом образующегося шлака, требования к формированию которого при сварке проволокой ПП-АН24 несколько другие, так как она применяется при сварке трубопроводов, где положение шва в пространстве меняется от нижнего до потолочного.

↑наверх

Порошковая проволока СП-7 Ø2,8мм

Проволока СП-7 Ø2,8мм трубчатого сечения изготавливается из ленты толщиной 0,5мм. По своим сварочно-технологическим свойствам (горение дуги, отделимость и цвет шлака) она аналогична проволоке СП-3. Количество расплавляющегося шлака при сварке проволокой СП-7 сравнительно невелико (аналогично проволоке ПП-АН19С), поэтому для обеспечения требуемого комплекса механических свойств металла шва состав шлакообразующих усложнен и введен дополнительно никель.

↑наверх

Порошковая проволока ПП-АН3С Ø3,2мм

Проволока ПП-АНЗС Ø3,2мм сложного сечения (см. рис: 1,г) изготавливается из ленты толщиной 0,2мм. Эта проволока применяется лишь при сварке горизонтальных швов на вертикальной плоскости с полупринудительным формированием и является практически аналогом проволоки ПП-АНЗ.

Одним из обязательных условий применения порошковой проволоки, в том числе и самозащитной, является обеспечение высокой производительности сварки (не менее, чем в 2,0 - 2,5 раза превышающей производительность сварки покрытыми электродами). Это объясняется тем, что стоимость изготовления порошковой проволоки в 1,5 раза выше, чем электродов, а необходимое для сварки порошковой проволокой оборудование дороже, чем для ручной дуговой сварки. Поэтому, чтобы обеспечить экономическую эффективность применения порошковой проволоки, необходима высокая производительность сварки, позволяющая существенно уменьшить затраты, что в итоге делает применение порошковой проволоки экономически выгодным. Поэтому широко применяют только такую самозащитную порошковую проволоку, которая обеспечивает получение качественных швов при сварке на вылете 40 - 60 мм при больших плотностях тока, что предопределяет высокую производительность сварки Это порошковая проволока марок ПП-АНЗ, ПП-2ДСК, СП-2, СП-3 для сварки в нижнем положении, ПП-АН7, ПП-АН11, ППВ-5 для сварки в вертикальном положении, проволока марки ППТ-7 для сварки поворотных стыков трубопроводов.

↑наверх

Порошковая проволока ПП-АН3 Ø3,0мм

Порошковая проволока марки ПП-АНЗ Ø3,0 мм сложного сечения (см. рис. 1,г) изготавливается из ленты толщиной 0,2мм. Такая малая толщина оболочки делает проволоку весьма чувствительной к перегибам подающего шланга, механическим повреждениям, которые могут привести к высыпанию шихты в шланге и ухудшению качества швов из-за возникновения дефектов. Отличительным признаком проволок этой конструкции сечения является наличие белого кольцевого слоя в поперечном сечении. Заполнение проволоки шихтой при изготовлении происходит в два этапа: сначала заполняют наружный слой шлакообразующими компонентами - мрамором, плавиковым шпатом, содой, которые при перемешивании и образуют шихту белого цвета. Внутренний объем заполняют смесью железного порошка и ферросплавов марганца и кремния. Сложное сечение проволоки и разделение шихты по слоям позволили отказаться от применения таких элементов, как титан или алюминии. Порошковая проволока марки ПП-АНЗ может применяться как на монтажных площадках, так и в заводских условиях. Параметры режима сварки проволоки следующие: сварочный ток 270-450 А, напряжение на дуге 24 - 29 В, скорость подачи проволоки 88 - 382 м/ч величина вылета 40 - 50 мм. Оптимальный режим сварки проволокой ПП-АНЗ при выполнении однопроходных тавровых швов: сварочный ток 350 А, напряжение на дуге 26 - 28 В, скорость подачи проволоки 188 м/ч.

↑наверх

Порошковая проволока ПП-2ДСК Ø2,4мм

Порошковая проволока марки ПП-2ДСК Ø2,4 мм сложного сечения (см. рис. 1,б) изготавливается из ленты толщиной 0,3мм. Более простое по сравнению с проволокой ПП-АНЗ сечение осложнило обеспечение надежной защиты зоны сварки от азота и кислорода воздуха, которое в данном случае достигается введением в состав шихты значительных количеств алюминиевого порошка, а содержание плавикового шпата составляет более 50 %. В результате при плавлении проволоки ПП-2ДСК образуется плотный шлак белого цвета, легко отделяющийся от шва. По этому признаку проволоку ПП-2ДСК можно отличить от любой проволоки для сварки в нижнем положении. Диапазон параметров режима сварки проволокой следующий: сварочный ток 200 - 450 А, напряжение на дуге 23 - 31 В, скорость подачи проволоки 99 - 337 м/ч. Оптимальный режим проволоки при выполнении сварки тавровых соединений следующий: сварочный ток 260 А, скорость подачи проволоки 142 м/ч. Однако наиболее эффективна проволока при сварке стыковых соединений, где возможно применение максимальных для нее значений тока.

↑наверх

Порошковая проволока СП-2 Ø2,6мм

Большое распространение в нашей стране из проволок, предназначенных для сварки в нижнем положении, получила проволока марки СП-2 Ø2,6 мм сложного сечения (см. рис. 1,в) из ленты толщиной 0,3мм. В проволоке СП-2 надежность защиты зоны сварки обеспечивается введением в состав шихты как алюминиевого порошка, так и ферротитана, которые, находясь в небольшом количестве в шихте, оказывают комплексное воздействие на азот и кислород, проникшие в жидкий металл, благодаря которому соединения алюминия и титана с азотом и кислородом в подавляющем большинстве удаляются в шлак. Это обеспечило высокие сварочно-технологические свойства проволоки СП-2 наряду с высокой производительностью, достигающей 11 кг/ч наплавленного металла, по сравнению с 3 - 4 кг/ч, наплавляемыми покрытыми электродами. Отличительной особенностью проволоки СП-2 является темно-зеленый шлак, плотно сформированный, легко отделяющийся от шва. Диапазон параметров режима сварки проволокой СП-2 следующий: сварочный ток 260 - 480 А, напряжение на дуге 26 - 32 В, скорость подачи проволоки 236 - 500 м/ч. Наибольший эффект достигается при сварке проволокой СП-2 тавровых швов катетом 6 - 8 мм на режиме: сварочный ток 340 - 360 А, напряжение на дуге 28 - 30 В, скорость подачи проволоки 382 м/ч.

↑наверх

Порошковая проволока ППТ-7 Ø2,4мм

Для сварки поворотных стыков трубопроводов используется проволока марки ППТ-7 Ø2,4 мм со сложным сечением (см. рис. 1,б), изготавливаемая из ленты толщиной 0,3мм. Надежность защиты зоны сварки в данном случае обеспечивается шлаком, в состав которого введена двуокись циркония, очень благоприятно влияющая на сварочно-технологические свойства проволоки и облегчающая защиту зоны сварки от азота воздуха. Отличительной особенностью сварки проволокой ППТ-7 является получение гладких, блестящих, практически бесчешуйчатых швов. Диапазон параметров режима сварки проволокой ППТ-7 аналогичен сварке проволокой ПП-2ДСК.

↑наверх

Порошковая проволока СП-3 Ø2,2мм

Все рассмотренные марки порошковой проволоки для сварки в нижнем положении изготавливают из лент толщиной 0,2 - 0,3 мм сложного сечения. Однако трудности в обеспечении качественного их изготовления при волочении на скоростях 300 - 350 м/мин, типичных для основных заводов-изготовителей порошковой проволоки, оснащенных современным высокопроизводительным оборудованием, а также недостаточный объем производства в нашей стране лент толщиной 0,2 - 0,3 мм привели к тому, что объем производства этой проволоки намного отстает от потребностей производства в различных отраслях народного хозяйства. Поэтому с целью расширения объемов применения самозащитной порошковой проволоки для сварки в нижнем положении была предложена проволока марки СП-3 Ø2,2мм трубчатого сечения, для изготовления которой применяется распространенная в нашей стране лента толщиной 0,5мм. Упрощение конструкции сечения усложнило обеспечение надежности защит зоны сварки от взаимодействия жидкого металла с азотом и кислородом воздуха. Поэтому в шихту проволоки введен комплекс элементов, связывающих азот и кислород, таких, как алюминий, титан, ванадий, кремний, а состав шлакообразующих компонентов подобран таким образом, чтобы образовавшийся шлак полностью покрывал жидкий металл капель и ванны, изолировав их таким образом от контакта с воздухом. Отличительной особенностью проволоки СП-3 от других марок самозащитной порошковой проволоки для сварки в нижнем положении является ее минимальный диаметр и большая механическая прочность, что обеспечило лучшие эксплуатационные характеристики. Большая механическая прочность проволоки дает возможность использовать для ее подачи в зону сварки механизмы, применяющиеся только для подачи монолитной проволоки СВ-08Г2С Ø2 мм в углекислом газе. Параметры режима сварки проволокой СП-3 следующие: сварочный ток 250 - 500 А, напряжение на дуге 26 - 34 В, скорость подачи проволоки 236 - 600 м/ч. Оптимальный режим сварки проволокой СП-3 следующий: сварочный ток 380 - 400 А, напряжение 29 - 32 В, скорость подачи проволоки 382 - 435 м/ч.

↑наверх

Порошковая проволока ПП-АН7 и ПП-АН11 Ø2,0мм

В строительстве значительный объем сварочных работ приходится на выполнение швов, расположенных в вертикальном положении. Порошковая проволока обеспечивает хорошее формирование швов как в нижнем, так и в вертикальном положениях. Проволока ПП-АН7 и ПП-АН11 для сварки швов, расположенных на вертикальной плоскости, изготавливается Ø2,0 мм из ленты толщиной 0,18мм, сечение проволоки сложное (см. рис. 1,д). Отличительной особенностью этих марок проволоки, как и проволоки ПП-АНЗ, является наличие белого кольцевого слоя в изломе проволоки; им присущи все те особенности при сварке, которые характерны для проволоки ПП-АНЗ.

Для обеспечения возможности формирования швов на вертикальной плоскости кроме уменьшения диаметра в состав шихты этих проволок введены компоненты, обеспечивающие получение такого шлака, который, быстро закристаллизовываясь, способствует удержанию жидкой ванны на вертикальной плоскости до затвердевания. Режим сварки, при котором обеспечиваются хорошие сварочно-технологические свойства этой проволоки при сварке на вертикальной плоскости, следующий: сварочный ток 130 - 170 А, скорость подачи проволоки 112 - 126 м/ч. Проволока ПП-АН7 и ПП-АН11 может быть использована при сварке в нижнем положении, для чего ее диаметр увеличивается до 2,3мм. При этом оптимальный режим сварки следующий: сварочный ток 220 - 230 А, напряжение 22 - 24 В, скорость подачи проволоки 210 м/ч.

↑наверх

Порошковая проволока ППВ-5 Ø2,35мм

Необходимость применения для изготовления этих марок проволоки ленты толщиной 0,18мм (ее производится в нашей стране весьма небольшое количество) в значительной степени ограничило возможности широкого применения этой проволоки. Большее распространение получила проволока марки ППВ-5 диаметром 2,35мм, сложной конструкции (см. рис. 1,в), изготавливаемая из ленты толщиной 0,3мм. Сварка на вертикальной плоскости обеспечивается только составом шихты, так как диаметр проволоки аналогичен диаметру проволоки ПП-2ДСК, применяемой при сварке в нижнем положении. В состав проволоки входят компоненты, при плавлении которых образуется шлак, затвердевающий быстро, что удерживает ванну на вертикальной плоскости. Отличительной особенностью проволоки ППВ-5 является белый шлак, хорошо отделяющийся от швов на вертикальной плоскости. При сварке вертикальных швов оптимальный режим следующий: сварочный ток 130 - 150 А, напряжение на дуге 24 - 26 В, скорость подачи проволоки 142 - 159 м/ч. Этой же проволокой можно варить швы, расположенные в нижнем положении, на следующем оптимальном режиме: сварочный ток 300 - 330 А, напряжение на дуге 26 - 31В, скорость подачи проволоки 337 - 435 м/ч.

↑наверх

Статьи по теме: производство порошковой проволоки, техника сварки порошковой проволокой


Автор: Материал подготовила: Рогова Ирина Юрьевна
Технические газы
Технологии сварки
Дуговая сварка
Вспомогательное оборудование
Источники питания
Разное по теме
Электроды и сварочная проволока
Оборудование для дуговой сварки
Сварка пластмасс
контакты добавить оборудование регистрация полезные публикации услуги сайта каталог сайтов Каталог сварочного оборудования
Сварочное оборудование Aurora официальный сайт Каталог фирм Статьи Словарь терминов Видео Библиотека Галерея Рейтинг
Сварка, сварочное оборудование, сварочные материалы
Каталог электродов | Марочник сталей | Рейтинг сварки | Реклама
Добавить оборудование [?]
Добавить новость [?]
Добавить прайс-лист [?]
На главную

Написать письмо
Забыли пароль?
Регистрация [?]