Рис. 7-2. Характер плавления сердечника и оболочки трубчатой порошковой проволоки

К отставанию плавления сердечника от плавления металлической оболочки (рис. 7-2) и снижению эффективности защиты металла от воздуха. Нераспла-вившиеся частицы сердечника, попадая в сварочную ванну, засоряют ее неметаллическими включениями.

Уменьшение отставания плавления сердечника достигается следующими путями: 1) увеличением электропроводности сердечника за счет повышения содержания железного порошка. При сохранении оптимального количества газо- и шлакообразующих материалов этого эффекта можно достичь уменьшением толщины ленты; 2) понижением температуры плавления сердечника за счет применения шлаковых систем эвтектического состава с низкой температурой плавления или же введением в сердечник плавней, 3) разделением сердечника проволоки на части металлическими перегородками, электрически связанными с оболочкой проволоки

Наиболее распространенные конструкции порошковых проволок приведены на рис. 7-3. Проволоки простых трубчатых конструкций (а-б) обычно используют для сварки в углекислом газе. Проволоки сложных конструкций - с одним и двумя загибами

г) д)

Рис. 7-3. Конструкции порошковой проволоки

а -в ~- простые трубчатые; - с двумя загибами оболочки;

е - с одним загибом оболочки, е - двухслойная

Рис. 7-4. Зависимость содержания азота в металле шва от напряжения дуги

/ - проволока трубчатой конструк-

дни,

2 - проволока двухслойной рукцнн

конст-

0,03

о,ог

0,01

кромок {г, (3), а также двухслойные

(е) применяются без дополнительной -j 25 26 2 1 28UjB защиты. Проволоки двухслойной

конструкции позволяют более надежно защитить расплавленный металл от воздуха (рис. 7-4). Эффективность защит1з1металла снижается при повышении напряжения дуги (рис. 7-4).

Порошковые проволоки различают по назначению, способу защиты металла и составу сердечника. Наиболее широкое распространение получили проволоки для сварки низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей. В последнее время порошковые проволоки находят все большее применение для сварки легированных сталей, чугуна, цветных металлов и сплавов.

По способу защиты порошковые проволоки делятся на самозащитные (защита расплавленного металла осуществляется с помощью составляющих сердечника проволоки) и используемые с дополнительной защитой зоны сварки газом или флюсами. Наиболее часто в качестве защитной среды употребляют углекислый газ.

По составу сердечника порошковые проволоки, выпускаемые в настоящее время промышленностью, делятся на пять типов: рутил-органические, карбонатно-флюоритные, флюоритные, ру-тиловые и рутил-флюоритные Название типа проволоки определяется наименованием основных составляющих сердечника. Проволоки первых трех типов применяют, как правило, без дополнительной защиты. Проволоки рутилового и рутил-флюоритного типов используют для сварки в углекислом газе.

Самозащитные проволоки. Проволоки рутил-органического типа предназначены для сварки низкоуглеродистых сталей Сердечник их состоит в основном из рутилового концентрата и алюмосиликатов (полевой шпат, гранит, слюда и др ). В качестве раскислителей использован ферромарганец, а газообразующих - органические материалы (крахмал, целлюлоза). При расплавлении проволок образуются кислые шлаки, содержащие преимущественно окислы титана и кремния Такие шлаки можно отнести к системам TiOg-S1O2-AlgOg или TiOg-S1O2-MgO

Наплавленный металл по химическому составу близок к кипящей или полуспокойной низкоуглеродистой стали и содержит значительное количество водорода, азота и неметаллических включений. Это отрицательно сказывается на механических свойствах металла шва и сварного соединения С увеличением силы тока металл сварочной ванны более интенсивно поглощает газы,

главным образом водород и азот. Для предупреждения пористости швов при сварке проволоками этого типа ограничивают силу тока, что снижает производительность сварки.

Проволоки рутил-органического типа обладают удовлетворительными сварочно-технологическими свойствами и в широком диапазоне напряжений дуги обеспечивают получение плотных швов.

Металл швов, выполненных проволоками этого типа, в диапазоне рекомендованных режимов сварки мало склонен к образованию пористости при увлажнении сердечника или наличии ржавчины и окалины на поверхности свариваемого металла. Склонность к пористости повышается при сварке металла с большим содержанием кремния.

Рутил-органические проволоки ПП-АН1, ПП-1ДСК, ПВС-1Л нашли применение при изготовлении и монтаже неответственных конструкций в строительстве, машиностроении, речном судостроении и т. п. Основные технические данные самозащитной порошковой проволоки ПП-АН1, а также состав и свойства наплавленного металла приведены в табл. 7-9, 7-10 и 7-11. Подобные характеристики имеют и проволоки ПП-1ДСК и ПВС-1Л.

Проволоки карбонатно-флюоритного типа предназначены для сварки ответственных конструкций из низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Шлакообразующую часть сердечника составляют флюоритовый и рутиловый концентраты, алюмосиликаты и окислы щелочноземельных металлов. В качестве газообразующих материалов использованы карбонаты кальция, магния и натрия. Раскислителями служат ферромарганец, ферросилиций, ферротитан и ферроалюминий.

Наплавленный металл по составу представляет собой кремне-марганцевую сталь. Содержание газов в нем зависит от состава и конструкции проволок, а также от режимов сварки.

При расплавлении проволок карбонатно-флюоритного типа образуются основные шлаки, составы которых приближенно можно отнести к системам СаО-CaFg-TiOj, CaO-CaFj-AljOg, CaO-CaFg--SiOj и др. Шлаки, образующиеся при сварке проволоками карбонатно-флюоритного типа, плохо защищают расплавленный электродный металл и металл сварочной ванны. Вследствие этого при удлинении дуги в ряде случаев имеет место интенсивное поглощение азота расплавленным металлом. Нейтрализация вредного влияния азота достигается введением в сердечник нитридообразующих элементов - титана или алюминия. При высоких напряжениях дуги в металле швов, легированных титаном и алюминием, фиксируются значительные количества азота в виде нитридов титана или нитридов алюминия, что резко снижает пластические свойства металла (рис. 7-5, 7-6). Недостаточное количество нитрообразующих элементов приводит к образованию пор, поэтому их содержание в металле шва необходимо строго контролировать.