Электроды с рутиловым покрытием

Большую часть покрытия (50 % и более) составляет шлакообразующий компонент – рутил TiO₂, кроме него вводят карбонаты СаСО₃, MgСО₃ и алюмосиликаты (каолин, полевой шпат и др.).

В качестве газообразующих применяют минеральные (СаСО₃) и органические вещества (целлюлоза). В качестве раскислителя и легирующего компонента применяют Fe–Mn , в некоторые вводят железный порошок (покрытия РЖ).

Составы рутиловых покрытий приведены в таблице

Наименование	ОЗС-4	ОЗС-12
Рутиловый концентрат TiO2	45	41
Ильменитовый концентрат FeOTiO2	-	10
Тальк 3MgO4SiO2H2O	10	-
Слюда мусковит K2O3Al2O36SiO22H2O	18	22
Мрамор CaCO3	10	12
Целлюлоза [C6(H2O)5]n	3	2
Ферромарганец Fe-Mn	14	13
Сухая шихта	100 %	100 %
Жидкое стекло Na2O nSiO2 mH2O	23 %	30 %
Сварочная проволока	Св-08-Э	Св-08-Э
Коэффициент покрытия Кп	0,4	0,4

При плавлении покрытия образуется кислый шлак (см. табл. 4)

К_к = (SiO₂+TiO₂)/CaO> 1 , В=0,3 < 1

Шлак рутиловых покрытий содержит большое количество SiO₂, что вызывает окисление железа и марганца

(SiO₂)+2[Fe]=2[FeO]+[Si] (SiO₂)+2[Mn]=2(MnO)+[Si]

Газовая фаза по составу занимает промежуточное положение между газовыми фазами кислых и основных покрытий (см. табл. 3)

Достоинство электродов с рутиловым покрытием:

1. Низкая токсичность покрытия, малое выделение вредных газов в процессе сварки, т.к. в покрытии отсутствует СаF₂ и вдвое меньше Fe-Mn, чем в кислых покрытиях.

2. Высокая стабильность горения дуги, возможность сварки на переменном токе, т.к. в покрытии нет СаF₂ , а рутил TiO₂ и мрамор СаСО₃ повышают стабильность горения дуги.

3. Рутиловые покрытия обеспечивают мелкокапельный перенос металла и меньшее разбрызгивание.

4. При плавлении дают "короткий" шлак, что улучшает сварку в потолочном, положении. Однако при сварке в вертикальном и потолочном положениях требуется техника выполнения сварки «с отрывом».

1 – «длинный» шлак

2 – «короткий» шлак

5. Обеспечивают лучшее растекание жидкого металла и хорошее формирование шва с плавным переходом к основному металлу, что уменьшает концентрацию напряжений.

6. Отличаются легкой отделимостью шлаковой корки, особенно электроды АНО-3, АНО-4.

7. В отличие от кислых покрытий рутиловые меньше окисляют сварочную ванну, она лучше раскислена, по составу соответствует полуспокойной стали (содержание кислорода в шве 0,08-0,09 %). Механические свойства металла шва выше, чем при сварке кислыми покрытиями.

8. В отличие от основных покрытий рутиловые менее чувствительны к увлажнению, окалине, ржавчине, влаге, органическим загрязнениям и удлинению дуги (с точки зрения образования пор).

9. При введение железного порошка дают более высокий коэффициент наплавки: АНО-1 до 15 г/Ач, АНО-20 до 14,5 г/Ач, АНО-19 до 13 г/Ач.

Недостатки электродов с рутиловым покрытием:

1. В отличие от кислых рутиловые покрытия содержат более дорогие, дефицитные компоненты.

2. В отличие от основных рутиловые покрытия сильнее окисляет железо и особенно легирующие элементы, поэтому для сварки средне- и высоколегированных сталей эти покрытия не применяют.

3. Кислый шлак рутиловых покрытий загрязняет шов включениями SiO₂, что снижает пластичность и ударную вязкость.

4. Кислый шлак не обеспечивает десульфурации, дает повышенное содержание серы в шве, пониженную стойкость против горячих трещин по сравнению с основным покрытием.

5. Кислый шлак не обеспечивает дефосфорацию, дает повышенное содержание фосфора в шве и склонность к хладноломкости, в отличие от основных покрытий.

6. Наличие в покрытии целлюлозы ограничивает температуру прокалки 200 – 240 ^оС, влага недостаточно удаляется из покрытия, в шве повышенное содержание водорода (0,2-0,3 г/см³), низкая стойкость против холодных трещин при сварке бейнитных и других сталей, чувствительных к водороду.

7. Электроды с рутиловым покрытием не следует применять для сварки конструкций, работающих при высоких температурах, вследствие повышенной чувствительности сварных швов к деформационному старению и низкой длительной пластичности. В условиях ползучести сварные швы, выполненные рутиловыми электродами имеют повышенную склонность к растрескиванию.

Электроды с рутиловым покрытием применяются для сварки и наплавки ответственных конструкций из низкоуглеродистых и некоторых низколегированных сталей с пределом прочности до 460 МПа. Поэтому электроды с рутиловым покрытием относятся к типу Э-46.

Для сварки ответственных судовых конструкций Морским Регистром допускаются электроды АНО-4 и ОЗС-17Н, а Речным Регистром – электроды ОЗС-4, ОЗС-12 и ОЗС-17Н.

Рутиловые электроды с большим количеством железного порошка можно использовать для сварки среднеуглеродистых сталей без опасения образования горячих трещин в швах.

Электроды НЭ-1, НЭ-2, ОЗС-17Н, АНГ-1 применяются для сварки наклонным электродом. Электроды ОЗС-12 допускают сварку вертикальных швов сверху - вниз.