Электродуговая сварка нержавеющей стали электродом с порошковым наполнением и металлическим электродом

Опубликовано: 23.02.2019

Электродуговая сварка электродом с порошковым наполнением (FCAW):

Процесс сварки FCAW (с порошковой проволокой в качестве электрода) — это разновидность GMAW-процесса. При FCAW сварке проволочный электрод представляет собой полый стержень из нержавеющей стали, наполненный порошкообразной смесью, который выполняет ту же роль, что и защитное покрытие электрода при ручном процессе SMAW. Порошковое внутреннее наполнение электрода продуцирует восстановительные и формирующие шлак (окалину) компоненты, а также может создавать защитную атмосферу для процесса.

Техника сварочных работ FCAW сочетает в себе преимущества методики сварки SMAW с высокой производительностью автоматического или полуавтоматического процесса, благодаря возможности постоянной подачи проволоки с порошковым наполнением (флюсом). В сравнении с традиционным цельным электродом, без внутренней полости, флюс способствует образованию шлака и является более производительным. Так, при силе тока 200 А, скорость плавления цельного электрода из проволоки диаметром 1.6 мм с вхождением 20% Cr и 10% Ni составляет 100 г/мин, а скорость плавления проволоки с порошковой сердцевиной — 170 г/мин. Такая большая разница возникает из-за того, что в проволоке, наполненной флюсом, только металлическая оболочка является проводником, в то время, как порошок, состоящий из смеси металлической и минеральной пудры, преобразовывается в жидкое стекло, обладающее высоким удельным сопротивлением.

Толщина обрабатываемой поверхности из нержавеющей стали — от 1.0 до 5.0 мм.

Электродуговая сварка защищенным металлическим электродом (SMAW)

Процесс сварки SMAW, также известный как MMA (ручная сварка металлическим электродом), — самый традиционный вид сварки, с тех пор, как в 1907 году она была впервые применена Келбергом. На данный момент, SMAW остается наиболее используемым видом сварки нержавеющей трубы , благодаря своей гибкости и простоте.

В данном процессе используется электрод, состоящий из металлического стержня, покрытого слоем флюса. Как правило, стержень изготавливается из цельной нержавеющей стали в виде проволочного прута. Порошковое покрытие электрода, играющее значимую роль в процессе сварки, нанесено на проволочный стержень прессованием и придает каждому отдельному электроду «индивидуальность».

Защитное покрытие электрода выполняет три функции: электрическую, физическую и металлургическую. Электрическая функция подразумевает разжигание дуги и ее стабилизацию, физическая — связана с вязкостью и напряжением на поверхности окалины, которая контролирует перемещение капель раскаленного металла, эффективную защиту сварочной ванны и ее свариваемость. Металлургическая функция включает в себя обмен, происходящий между сварочной ванной и окалиной на химическом уровне, то есть преобразование свариваемого металла.

Покрытие электрода содержит небольшое количество карбоната кальция (CaCO3), который распадается в дуге при температуре около 900 градусов Цельсия, превращаясь в CO и CO2, при этом углекислый газ обеспечивает защиту зоны дуги.

Краткая характеристика наиболее часто применяемых электродов с защитой:

Электроды из рутила (титана). Образование окалины — это основной защитный механизм электродов на основе рутила, которые отличаются простотой в использовании – они не образуют большого количества брызг и формируют сварочный шов с гладкой поверхностью. Окалина, образовавшаяся в процессе сварки, быстро снимается.

Электроды на основе известняка (базовые). Известняк — это основной компонент базовых электродов с защитой благодаря своим отличным металлургическим свойствам и способности стабилизировать электрическую дугу. Он также содержит составляющую в виде двуокиси углерода, которая продуцирует защитный газ. Самым значительным недостатком известняка является высокая температура плавления, однако, введение CaF2 позволяет снизить точку преобразования металла в шлак. Базовые покрытия электрода адсорбируют влагу из окружающей атмосферы, поэтому электрод требует просушки, для чего он подвергаются нагреву в течении часа при температурном режиме от 150°C до 250°C.

Электроды с покрытием из рутила применяются как в AC (сварка при переменном токе), так и в DC (сварка при постоянном токе) методиках выполнения сварки, в то время как базовые электроды с известковым покрытием используются, преимущественно, при DCEP (постоянный ток, положительный электрод) методологии ведения сварки.

Толщина рабочей поверхности из нержавеющей стали для процесса сварки FCAW:

от 1.0 мм до 2.5 мм — при одиночном проходе; от 3.0 мм до 10.0 мм — при технике со множественными проходами.
rss