Материалы для сварки: основные виды и их особенности

СОДЕРЖАНИЕ

• Требования к сварочным материалам
• Основные виды материалов для сварки
• Электроды и проволоки
• Газы
• Пластины и стержни
• Флюсы
• Необходимые материалы для сварки чугуна
• Стандартные электроды
• Электроды из чугуна
• Неплавящиеся электроды
• Электроды по чугуну своими руками
• Критерии выбора материалов для сварки
• Как определить расход материалов
• Правила хранения материалов для сварки
• Памятка по мерам безопасности при сварочных работах

Требования к сварочным материалам

Существует множество разновидностей материалов для сварки, которые обладают следующими характеристиками:

• удаляют окислы;
• обеспечивают оптимальный наплав и образование ровного шва;
• защищают шов от кислорода;
• снижают расходы на проведение сварочных работ.

При выполнении сварки оборудование и материалы должны быть высокого качества. Их реализация контролируется так же, как и производство, которое должно соответствовать следующим стандартам: 

• ГОСТы 9466 и 9467 содержат в себе требования к металлическим электродам.
• ГОСТ 2246 – требования для сварочной проволоки.
• ГОСТ 9087 определяет качество сварочных флюсов.
• ГОСТ 23949 — требования для вольфрамовых электродов.

Важно разбираться в данных ГОСТах, поскольку они указаны на упаковках и сертификатах, которые прикрепляются к каждой партии товара. Кроме ГОСТа, на упаковке содержатся следующие данные:

• тип материала, марка;
• номер плавки и партии;
• химический состав;
• механические характеристики сварочных материалов;
• масса нетто.

Читайте также: «Станочные приспособления»

Нужно учитывать требования не только к составу, но и к прокалке. Данная процедура выполняется при температурном режиме 300-350 градусов Цельсия в течение 1-2 часов. Сделав прокалку, можно обнаружить дефекты на расходниках. Существует стандарт, ГОСТ 6032, в нем содержатся требования к материалам, применяемым при сварке с высокой стойкостью. Важно, чтобы они прошли тест межкристаллической коррозии (МКК). Также выдвигаются требования к тому, как должны храниться и транспортироваться материалы.

Основные виды материалов для сварки

Далее рассмотрим, какие материалы применяются при сварке и на какие группы они подразделяются.

Электроды и проволоки

Данные материалы обеспечивают подачу электропитания в сварочную зону, чтобы происходил нагрев, и сами плавятся, обеспечивая соединение деталей. 

Плавящиеся электроды с покрытием, разные виды проволоки, а также защитный флюс для дуговой сварки состоят из специальных компонентов, защищающих металл от негативного воздействия кислорода, стабилизируют сварочный процесс, помогают добиться нужного химического состава металла шва. Присадочный пруток в шов вводят при проведении сварочных работ.

Плавящиеся проволоки применяются в следующих случаях:

• для сварки под флюсом;
• в защитных газах;
• при электрошлаковой сварке.

Стальные проволоки подразделяются на несколько типов:

• легированные;
• высоколегированные;
• низкоуглеродистые.

Читайте также: «Как подключить сварочный аппарат»

Существует 77 разновидностей стальных проволок.

В зависимости от выбранной марки будет отличаться химический состав сварного шва. Обычно используют проволоку, состав которой практически идентичен обрабатываемому металлу. Важно, чтобы материал соответствовал требованиям ГОСТа, указанного на упаковке изделия. Низкоуглеродистая и легированная сталь, из которой производится проволока, может быть омедненной и неомедненной.

В качестве материала для ручной сварки используется проволока, разделенная на куски длиной 36-40 см. Она продается в мотках весом 20-85 кг. На каждом мотке должна быть этикетка с указанием изготовителя и технических характеристик изделия.

Материалы для сварки сталей должны быть высококачественные и от надежного производителя. Важно, чтобы поверхность присадочной проволоки была гладкой, без жира, коррозии и окалины. Чтобы сделать правильный выбор, учитывайте показатель плавления, который должен быть ниже этого же параметра у соединяемых материалов.

Важнейшая характеристика проволоки – постепенное плавление, не должно быть резкого выброса брызг. Когда отсутствуют специальные материалы для сварки цветных металлов, таких как нержавейка, латунь, свинец или медь, можно использовать полоски порезанного металла из свариваемого материала.

Газы

Газы применяют в разных ситуациях. Это могут быть горючие, а также газы, поддерживающие горение. К ним можно отнести:

• водород;
• кислород;
• пропан;
• ацетилен.

Выбирая материалы для газовой сварки, необходимо понимать, что для защитных целей применяются инертные и активные газы. Углекислый газ и смеси на его основе относятся к активным, в качестве инертных выступают гелий и аргон. Инертные газы практически не вступают в реакцию с металлами, чего нельзя сказать про активные газы.

Кислород тяжелее воздуха, поэтому он способствует более быстрому горению газов и паров. В ходе этой реакции происходит выделение тепла, при этом температура плавления повышается до максимальной.

Сжатый кислород взаимодействует со смазочными материалами и жирными маслами. Из-за этого может произойти взрыв либо самопроизвольное воспламенение. Поэтому проводить сварку с кислородными баллонами допустимо лишь в чистых условиях, чтобы исключить возникновение опасных ситуаций. Хранение материалов кислородного типа для сварки должно осуществляться с соблюдением правил противопожарной безопасности.

Читайте также: «Что такое фреза»

Сварочный кислород может быть техническим, его получают из атмосферы. Воздух при этом обрабатывают в разделительном аппарате, чтобы удалить из него углекислые примеси, после этого готовый продукт подвергается сушке. Хранить и перевозить жидкий кислород необходимо в специальных емкостях с повышенной теплоизоляцией.

Пластины и стержни

Пластины применяются для электрошлаковой сварки. В качестве материала для дуговой сварки используется металлический стержень с покрытием – электрод. Электроды отличаются по толщине и бывают:

• толстые;
• средние;
• тонкие.

Читайте также: «Обработка металла на токарном станке»

Тип материалов контактной сварки в зависимости от покрытия может быть обозначен следующими буквами:

• А — покрытие с кислотными добавками;
• Б — классическое покрытие;
• Ц — с добавлением целлюлозы;
• П — в поверхностном слое есть смешанные материалы.

Флюсы

Флюсы обеспечивают эффективное растворение окислов, которые появляются на поверхности обрабатываемых заготовок. Кроме того, флюс не дает кислороду, из-за которого начинаются окислительные процессы, проникать к области cварки. Также флюсы облегчают нагревание металлических деталей.

Флюсы подразделяются на несколько типов в зависимости от метода производства: плавленые, неплавленые, жидкие и в виде порошка. Жидкие флюсы применяются для того, чтобы подготовить область, где будет сварной шов. Прежде чем сваривать заготовки, следует удалить оксидный слой с поверхности, затем обезжирить при помощи жидкого флюса.

Для повышения эффективности данного вещества в него добавляют щелочи и кислоты. Поэтому выбирать флюс необходимо, ориентируясь на особенности металла, который подвергается обработке. Жидкие флюсы после нанесения следует смыть водой. Порошкообразный материал не нуждается в удалении, поскольку выполняют другую функцию. При повышении температуры такой флюс выделяет газ, защищающий шов от образования окислов.

Необходимые материалы для сварки чугуна

Присадочные материалы для сварки чугуна могут отличаться. В основном применяют разные электроды, чтобы сделать прочный шов, не испортив материал. Далее рассмотрим подробно основные виды электродов.

Стандартные электроды

Когда бюджет ограничен, для снижения расходов многие применяют электроды из стали. Но такие прутки не подойдут для сварных швов, испытывающих повышенную нагрузку. Важно сваривать заготовки не сплошным непрерывным швом, а формировать его отдельными участками, так вы исключите перегрев материала.

Читайте также: «Гибочные прессы»

Электроды из чугуна

Сваривать заготовки из чугуна необходимо стержнями из такого же материала по холодной технологии. Чтобы шов получится качественным, следует предварительно нагреть сплав. Для проведения работ используется и переменный, и постоянный ток.

Неплавящиеся электроды

Сварка неплавящимися стержнями – это соединение заготовок в защитной среде с помощью флюсов. Для этого в рабочую область подается аргон. В качестве защитных материалов для сварки, кроме газа, специальных составов на основе флюсов, применяются специальные присадки. Чаще всего используются чугунные, алюминиевые и медные стержни. При проведении работ необходимо учесть следующие требования:

1. свариваемые поверхности должны быть очищены от загрязнений;
2. закреплять элементы нужно несколькими точками;
3. подача присадки должна осуществляться под углом 30 градусов;
4. охлаждение заготовок следует осуществлять постепенно после завершения сварочных работ.

Надо использовать наиболее эффективную технологию сваривания деталей, чтобы получить сверхпрочные швы.

Электроды по чугуну своими руками

Когда невозможно приобрести готовые стержни для проведения сварочных работ, можно изготовить их самим. Последовательность действий следующая:

1. Потребуется проволока из меди, сечение которой до 5 мм. Зашкуриваем ее мелкой наждачкой, протираем обезжиривателем.
2. Очищаем электроды от покрытия. Получившийся порошок перемешиваем с железным порошком в пропорции один к одному. Добавляем силикатный клей, смешиваем компоненты.
3. Медную проволоку обмазываем приготовленным клеевым составом, толщина слоя не более 2 мм.
4. Дожидаемся, пока электроды, сделанные своими руками, высохнут на воздухе.
5. Закаляем стержни в духовом шкафу при температуре 250 градусов.

Использовать самодельные стержни можно точно так же, как и прутки заводского производства.

Критерии выбора материалов для сварки

Эффективность плавления материалов и качество сварки зависят от того, правильно ли они подобраны для проведения конкретного вида сварочных работ. Чтобы не ошибиться с выбором, учитывайте следующие характеристики:

• Тип сварки.
• Состав свариваемых материалов.
• Стоимость. Следует выбирать материалы среднего ценового сегмента, у них, как показывает практика, наилучшее качество.

Приобретать расходники необходимо у надежных поставщиков, реализующих оригинальный товар с хорошим сроком годности, который хранили и перевозили в подходящих условиях. Сделать правильный выбор поможет изучение отзывов других покупателей, поэтому следует заранее выяснить, какой материал лучше всего подойдет для вашей конкретной ситуации.

Как определить расход материалов

Стоимость высококачественных материалов для сварки будет тем выше, чем дороже сырье и сложнее технологии производства. Важно использовать расходники экономично. Для снижения финансовых затрат можно принять специальные нормы, которые регулируют, сколько потребуется материала для определенного вида сварки с учетом применяемого оборудования.

Читайте также: «Металлические стеллажи для склада»

Данные нормы носят рекомендательный характер. Ориентируясь на них, вы сможете определить требуемый объем материала. Чтобы рассчитать приблизительный расход, применяют формулы, в которые нужно поставить реальные параметры. К примеру, для проволок и электродов необходимо знать площадь поперечного сечения и длину шва, коэффициент наплавки.

Полученное число нужно соотнести со значениями в нормативных документах, важно учитывать запас на пробные швы либо устранение дефектов. Табличка коэффициентов расхода электродов на единицу материала:

Чтобы рассчитать расход газов, воспользуйтесь специальными таблицами, созданными для каждого вида:

Для получения удовлетворительного результата сварочных работ следует учитывать множество нюансов. Шов получится прочным, если применять высококачественные расходники и строго соблюдать технологию сварки.

Правила хранения материалов для сварки

При проведении сварочных работ нужно не только вести учет расхода материалов, но также правильно хранить расходники. По инструкции РД 34.10.124-94, в складских условиях необходимо обеспечить хранение материалов в заводской упаковке, предварительно рассортировав и промаркировав их.

Непосредственно сам склад или кладовка должны находиться в отведенном для этих целей закрытом помещении. Электроды с дополнительным покрытием, которые предварительно прокаливались, нужно хранить в сушильных шкафах либо в жесткой емкости с крышкой и уплотнителем. Температурный режим – не менее 15 градусов Цельсия.

Флюсы, прошедшие прокалку, можно хранить в шкафах и точно в таких же условиях, как и покрытые электроды. В ряде ситуаций допустимо складировать их на противнях из нержавеющей стали.

Важно! Порошковую проволоку, используемую при аргонодуговой сварке, следует хранить предварительно прокалив.

Длительность хранения вышеуказанных материалов в сушильных шкафах, термопеналах и иных герметичных емкостях ничем не ограничена. Если же расходники находятся на открытом воздухе в кладовках, срок хранения ограничен: для электродов и флюса составляет до полумесяца. Для порошковой проволоки и плавильных изделий, применяемых при обработке перлитной стали, срок хранения – не более пяти суток.

Читайте также: «Оборудование для СТО»

В местах, где хранятся расходники, чтобы сварщику было удобнее работать, необходимо сделать указатели. На таких табличках должна быть нанесена информация об основных характеристиках материалов: марка, количество, номер партии.

Памятка по мерам безопасности при сварочных работах

Для обеспечения полной безопасности при проведении сварочных работ придерживайтесь следующих правил:

1. Важно использовать резиновые перчатки, маску для защиты лица, спецодежду.
2. Сварщик должен находиться на коврике из резины.
3. С рабочей области нужно убирать подтеки масла и горючих жидкостей.

Работать следует в помещении, которое хорошо проветривается. Технология сварки чугуна достаточно сложная. Чтобы не допустить ошибку и обработать детали, необходимо строго соблюдать все требования с процессу.

Итак, чтобы результат проведения сварочных работ получился удовлетворительным, необходимо правильно выбрать расходники, а также обеспечить оптимальные условия хранения материалов. Тогда сварщик сможет выполнить прочный шов при обработке заготовок.