Materiały spawalnicze: definicja, charakterystyka, produkcja, przechowywanie. Główny materiał spawalniczy

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Łączenie konstrukcji metalowych przez spawanie jest najpowszechniejszą metodą w budownictwie, wytwarzaniu przyrządów, produkcji maszyn i mechanizmów. W procesie spawania dwie powierzchnie są łączone po stopieniu metalu podstawowego za pomocą ciepła. Stosuje się dodatkowy osadzony element, który po schłodzeniu i krystalizacji tworzy spoinę, czyli napawanie. Materiał spawalniczy jest wprowadzany do przestrzeni roboczej za pomocą spawalniczej, przewodzącej prąd, nietopliwej elektrody lub spawania gazowego. W procesie pracy materiały spawalnicze wykonują pracę:

• podczas topienia, poruszania się po łuku, przebywania w wannie, krzepnięcia chronią stopiony metal;
• stop i odtlenienie metalu poprzez dostosowanie składu chemicznego stali;
• usuń tlenki, żużle, fosfor i siarkę z wypełnienia szwu;
• uwolnij masę złącza od azotu i wodoru.

Klasyfikacja materiałów do spawania

Duża liczba materiałów wymaganych do łączenia metali przez spawanie utrudnia dokładną klasyfikację, ale główne materiały spawalnicze są klasyfikowane w następujący sposób:

• drut wypełniającydo spawania i napawania;
• dla elektrod sztyftowych do spawania łukowego;
• elektrody drutowe i płytkowe do spawania żużla;
• dodatki wypełniające o nieciągłym, stałym przekroju rurowym;
• wypełniacz ciągniony, walcowany, ciągnione pręty i druty odlewane, taśmy spawalnicze malowane proszkowo;
• łatwopalny gaz lub tlen;
• Sprzęt spawalniczy, sprężarka;
• butle do przechowywania gazu;
• generator do produkcji węglika wapnia acetylenu lub butli acetylenowej pod ciśnieniem;
• Reduktor do redukcji ciśnienia gazu spawalniczego;
• palniki do spawania, hartowania, napawania z zestawem niezbędnych typów końcówek o różnych średnicach;
• węże gumowe do transportu tlenu;
• topniki i proszki do spawania.

Druty topliwe, płytki i pręty

Ten typ elektrody jest używany do spawania w gazach osłonowych, łuku krytym, elektrożużlu. Drut stalowy jako materiał spawalniczy dzieli się na wysokostopowy, niskowęglowy i stopowy. Łącznie według asortymentu określa się 77 rodzajów podobnych produktów. Wybierając wymagane gatunki, zmień skład chemiczny szwu. Zazwyczaj stosuje się strukturę drutu podobną do spawanego metalu. Charakterystyka materiału spawalniczego musi być zgodna z GOST i jest wskazana na opakowaniu.

Stale stopowe i niskowęglowe do produkcji drutu dzielą się na miedziowane i niemiedziowane. Do spawania ręcznego stosuje się drut pocięty na kawałki o długości od 360 do 400 mm. Dostarczone do konsumentamotki o wadze od 20 do 85 kg. Wszystkie cewki wyposażone są w etykiety wskazujące producenta i parametry techniczne drutu.

Płyty są używane do spawania elektrożużlowego. Spawanie łukowe ręczne wykonuje się za pomocą specjalnie powlekanego metalowego pręta elektrodowego zwanego elektrodą. Elektrody dzielimy w zależności od grubości i składu osadzanej warstwy oraz jakości wykonania. W zależności od grubości wyróżnia się szczególnie grubą, średnią i cienką powłokę. Trzy grupy w GOST służą do podziału elektrod w zależności od dokładności produkcji oraz zawartości siarki i fosforu w składzie powłoki. Rodzaj materiału spawalniczego pokrytego składnikami stabilizującymi, wiążącymi, odtleniającymi, stopowymi jest oznaczony literami:

• powłoka kwasowa - A;
• podstawowa klasyka - B;
• powłoka celulozowa – C;
• mieszane materiały w warstwie wierzchniej - P.

Nie zużywające się sznury i elektrody do spawania maszynowego

Do łączenia powierzchni w gazach osłonowych stosuje się specjalne materiały spawalnicze. Definicja takiego spawania jest podana jako proces wykorzystujący łuk elektryczny pomiędzy elektrodą a powierzchnią jako źródło ciepła. Okrągłe elektrody wolframowe o średnicy 5-10 mm dostarczają prąd elektryczny do obszaru łuku. Jako materiał stosuje się czysty wolfram lub dodawane są dodatki tlenków lantanu, itru, dwutlenku sodu. Samego wolframu nie da się zastąpić tańszym metalem, ponieważ jest najbardziejogniotrwały, o wysokiej temperaturze wrzenia (5900 ºС) i służy do spawania prądem stałym i przemiennym.

Używanie tlenu

Tlen jest cięższy od powietrza, przyczynia się do spalania gazów i par z dużą prędkością, podczas gdy ciepło jest uwalniane i osiąga wysoką temperaturę topnienia. Oddziaływanie sprężonego tlenu z olejami tłuszczowymi i smarami prowadzi do samozapłonu i wybuchu, dlatego praca z butlami tlenowymi odbywa się w czystych warunkach, bez niebezpieczeństwa takiego zanieczyszczenia. Magazynowanie materiałów spawalniczych typu tlenowego odbywa się zgodnie z normami bezpieczeństwa pożarowego.

Tlen do spawania jest techniczny, pozyskiwany z atmosfery. Powietrze oczyszczane jest w specjalnej aparaturze separacyjnej, usuwane są zanieczyszczenia dwutlenkiem węgla, a produkt końcowy jest suszony. Ciekły tlen do transportu i przechowywania wymaga specjalnych pojemników o podwyższonej izolacyjności termicznej.

Używanie acetylenu

Acetylen jest związkiem tlenu i wodoru. Ten gaz palny w normalnej temperaturze jest w stanie gazowym. Bezbarwny gaz zawiera zanieczyszczenia amoniakiem i siarkowodorem. Palny składnik materiału jest niebezpieczny. Do wybuchu wystarcza ciśnienie spawania powyżej 1,5 kgf/cm2 lub przyspieszone nagrzewanie do 400 ºС. Gaz wytwarzany jest przez wyładowanie łuku elektrycznego, które sprzyja oddzielaniu ciekłych składników palnych lub przez rozkład węglika wapnia pod wpływem wilgoci.

Zamienniki gazu dla acetylenu

Wymaganiado materiałów spawalniczych pozwalają na wykorzystanie oparów cieczy i innych gazów do pracy. Stosuje się je, jeśli temperatura ogrzewania jest dwukrotnie wyższa od szybkości topnienia metalu. Do spalania różnych rodzajów gazów wymagana jest taka lub inna ilość tlenu wchodzącego do palnika. Substancje palne zamiast acetylenu są stosowane ze względu na ich niski koszt i możliwość powszechnej produkcji. Są stosowane w wielu różnych gałęziach przemysłu, ale stosowanie zamienników jest ograniczone ich stosunkowo niskim limitem ciepła.

Drut i topniki do spawania

Nieznany drut niezidentyfikowanej marki nie jest używany do spawania. Powierzchnia drutu elektrodowego jest gładka, pozbawiona rdzy, zgorzeliny, tłuszczu. Dobiera się go według wskaźnika topnienia, który jest niższy od tej charakterystycznej dla spawanych stali. Jedną z jakościowych właściwości drutu jest jego stopniowe topienie bez ostrego rozprysku. Wyjątkowo, jeśli wymagany drut nie jest dostępny, do spawania mosiądzu, ołowiu, miedzi, stali nierdzewnej stosuje się paski ciętego metalu z tego samego materiału, które są połączone.

Podczas spawania metali takich jak aluminium, magnez, miedź, mosiądz, żeliwo występuje aktywne oddziaływanie odlewów nieżelaznych z tlenem z atmosfery lub płomieniem utleniającym. Reakcja prowadzi do powstania tlenków o wysokiej temperaturze topnienia, które tworzą szkodliwy film i utrudniają płynność substancji na powierzchni. Materiał spawalniczy zwany topnikiem, składający się z pasty lub proszku o odpowiednim składzie,służy do ochrony powierzchni stopionej masy. Materiałem jest kwas borowy, kalcynowany boraks. Topniki nie są używane do spawania stali stopowych.

Zamki zabezpieczające przed wodą

Urządzenia zabezpieczające rurociąg gumowy i wytwornicę gazu przed cofaniem się płomienia wstecznego z palnika nazywane są przesłoną. Wymagania dotyczące materiałów spawalniczych określają, że uszczelnienie wodne jest zaprojektowane w taki sposób, że nie powoduje zapłonu masy tlenu lub acetylenu w palniku lub kryzie palnika. W urządzeniu koniecznie jest obecny zamek wodny, jest to wymóg bezpieczeństwa przeciwpożarowego, który musi być spełniony.

Przesłona jest umieszczona w szczelinie między przecinakiem a palnikiem, zgodnie z instrukcją jest w dobrym stanie i jest okresowo napełniana wodą do wymaganego poziomu. Ta przystawka jest najważniejsza w łańcuchu urządzeń spawalniczych.

Cylindry do przechowywania sprężonych gazów

Cylindry są wykonane w formie cylindrycznych zbiorników stalowych. Stożkowy otwór w okolicy szyjki jest zamknięty gwintowanym zaworem odcinającym. Połączenie ścianek butli wykonane jest w sposób bezszwowy, materiał to stal stopowa i węglowa. Kolorystyka zewnętrzna umożliwia rozpoznanie rodzaju gazu umieszczonego w środku. Tlen transportowany jest w niebieskich naczyniach, butle z acetylenem są pomalowane na biało, żółto-zielony odcień wskazuje na zawartość wodoru, reszta gazów palnych jest umieszczona w czerwonych pojemnikach.

Litery paszportowe są napisane na górze balonudane dotyczące gazu. Wymóg przechowywania materiałów spawalniczych wymaga, aby butle były instalowane pionowo i mocowane do ściany za pomocą zacisku. Zawory do butli do przechowywania tlenu wykonane są z mosiądzu, stosowanie stali jest niedopuszczalne ze względu na korozję materiałów w środowisku gazowym. Zawory butli z acetylenem są wykonane ze stali, zabrania się stosowania miedzi i stopu o zawartości miedzi powyżej 70%. Acetylen reaguje z miedzią, tworząc mieszaninę wybuchową.

Reduktory gazu

Taki materiał spawalniczy jak reduktor służy do uwolnienia ciśnienia gazu z butli i utrzymania wskaźnika na stałym poziomie podczas całej operacji, niezależnie od spadku ciśnienia substancji w butli. Reduktory produkują dwukomorowe i jednokomorowe. Te pierwsze pracują wydajniej, utrzymują stałe ciśnienie i nie zamarzają podczas długotrwałego użytkowania mieszanek gazowych. Do doprowadzania gazu do palnika stosuje się węże gumowe z uszczelkami tkaninowymi, które przechodzą wstępny test wytrzymałości i wytrzymałości na ciśnienie, ponieważ istnieją specjalne dokumenty. Oddzielnie używane węże do tlenu i acetylenu. Do dostarczania nafty i benzyny używane są węże wykonane z materiału odpornego na benzynę.

Wymagania dotyczące materiałów spawalniczych

Do każdego rodzaju spawania stosowane są materiały zgodnie z surowymi normami, w których wymagania dotyczące akceptacji i kontroli są wyraźnie wskazane. Wszystkie partie używane do produkcji materiałów spawalniczych w fabryce są dostarczane z certyfikatem wskazującym:wskaźniki techniczne:

• znak towarowy producenta;
• symbole składające się z liter i cyfr, przedstawiające markę i typ;
• fabryczny numer topienia i zmiany partii;
• wskaźnik stanu powierzchni elektrody lub drutu;
• skład chemiczny stopu, wskazujący procent;
• charakterystyka mechaniczna powstałej spoiny;
• waga netto.

Wspólne wymagania dla wszystkich elektrod to stabilny łuk, dobrze uformowana spoina. Metal powstałej nawierzchni odpowiada z góry ustalonemu składowi chemicznemu, topienie pręta podczas pracy przebiega równomiernie, bez rozpryskiwania i uwalniania toksycznych substancji. Drut przyczynia się do uzyskania wysokiej jakości spawania, żużel jest łatwo usuwany z powierzchni spoiny, a powłoka spoiny jest trwała. Elektrody długo zachowują parametry techniczne.

W procesie spawania liczy się każdy szczegół. Zastosowanie w pracach wysokiej jakości materiałów odgrywa ważną rolę w procesie stabilnego i trwałego łączenia metali.