Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Сварка при низких температурах

..pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
8.83 Mб
Скачать

структуры. При сварке малоуглеродистой проволокой под вы­ сококремнистым марганцевым флюсом получается крупная столб­ чатая структура. Последняя характеризуется меньшей ударной вязкостью по сравнению с измельченной структурой, которая получается при сварке с высокомарганцовистой проволокой с ис­ пользованием низкокремнистого флюса.

Наблюдается значительное уменьшение ударной вязкости ме­ талла шва, особенно при низких температурах, при сварке с ис­ пользованием высококремнистого флюса, что объясняется повы­ шением содержания кремния в свариваемой стали.

СОВМЕСТНОЕ ВЛИЯНИЕ ФЛЮСА И ЭЛЕКТРОДНОЙ ПРОВОЛОКИ НА КАЧЕСТВО СВАРКИ

При разработке технологии автоматической сварки под флю­ сом важным фактором является подбор состава флюса и электрод­ ной проволоки. Эта задача должна решаться комплексно, так как флюс и проволока влияют в процессе сварки друг на друга, и сле­ довательно, их химический состав должен подбираться совместно.

В Институте электросварки В. В. Подгаецким исследовано влияние состава флюса и электродной проволоки на механические свойства металла шва, в том числе на ударную вязкость при низ­ ких температурах. Исследованию подвергались стали различных марок, химический состав которых приведен в табл. 18.

 

 

 

 

 

 

Таблица 18

 

 

 

 

Химический состав в %

 

 

 

Марка стали

С

Si

Мп

S

Р

 

 

 

МСт.

3 кипящая ................

0,19

0,01

0,42

0,022

0,020

МСт. 3

спокойная................

0,17

0,22

0,53

0,055

0,019

МСт.

4

кипящая ................

0,25

0,04

0,48

0,037

0,024

МСт.

4

спокойная................

0,24

0,28

0,41

0,032

0,022 •

№ 1

 

.....................................

0 ,1 7 -

0,37—

0,69—

0,027

0,023

№ 2

 

 

0,20

0,48

0,74

0,017

0,028

 

........................................

0,16

0 ,9 7 -

0,55—

 

 

 

 

1,11

0,65

 

 

Пластины толщиной 12 мм сваривали двухсторонними стыко­ выми швами без скоса кромок с зазором 3 мм. Флюс и проволоке применялись в различных сочетаниях. При испытании по первому варианту сварки использовали флюс А следующего химического со­ става: 42,3% Si02, 34,6% Мпб, 16,9% А120 3, 2,8% СаО, 0,9% CaF2> 1,2% FeO (в сочетании с малоуглеродистой проволокой). Величи­ ны ударной вязкости сварных соединений приведены в табл. 19,

Данные, приведенные в табл. 19, показывают достаточно вы­ сокие значения ударной вязкости за исключением стали № 2.

9*

131

 

 

 

 

 

 

 

 

\

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 19

 

 

 

 

 

Ударная вязкость в кГм/см*

 

 

 

 

Марка стали

 

при температуре испытания в °С

 

 

 

 

+20

0

-20

—30

—40

 

 

 

 

МСт.

3

кипящая ...............

10,7

11,4

8,1

_

6,3

МСт.

3

спокойная...............

8,7

7,0

5,0

4,7

4,5

МСт.

4 кипящая ...............

9,0

7,1

5,4

4,9

4,4

МСт.

4

спокойная...............

10,4

8,4

8,2

—;

5,7

J\fo

1 .....................................

9,8

8,1

• 7,5

6,3

2 .....................................

7,4

6,5

5,6

3,9

3,4

По второму варианту сварки

использовали

сочетание

низко-

кремнистого флюса с высокомарганцевой электродной проволокой (в составе флюса было 32% Si02, в проволоке — 1,45—1,98% Мп). В этом случае была получена более высокая ударная вязкость для сталей при всех указанных температурах испытания. В третьем ва­ рианте сварки был использован опытный низкокремнистый мар­ ганцевый флюс в сочетании с малоуглеродистой проволокой и опытный высококремнистый безмарганцевый флюс в сочетании с высокомарганцевой проволокой. Наиболее низкая ударная вяз­ кость (вплоть до температуры —40° С) оказалась у металла швов, выполненных малоуглеродистой проволокой. При использовании одной и той же проволоки худшие результаты были получены при сварке с применением высококремнистых флюсов.

В Институте электросварки им. академика Е. О. Патона [54]

при

сварке стыковых швов

листовых полотнищ из

сталей ма­

рок

Ст. 3, Ст. 4 и 15ХСНД

под флюсами марок

ОЦС-45 и

АН-348А получили наиболее высокую ударную вязкость швов при использовании высокомарганцевой электродной проволоки. В этом случае для всех трех указанных выше сталей порог хладно­ ломкости швов находится ниже —40° С.

Исследованием установлено, что при автоматической сварке под флюсом марки АН-348А проволоками марок Св08 и Св08ГА достигается равнопрочность металла шва с основным металлом как после сварки, так и после высокого отпуска и нормализации с высоким отпуском. Металл шва как без термической обработки, так и после высокого отпуска имеет удовлетворительную ударную, вязкость при температуре испытания до —40° С. Наиболее высокая ударная вязкость получается при сварке проволокой марки Св08ГА.

Проволока, легированная алюминием. В Институте электросвар­ ки им. академика Е. О. Патона [59] были проведены исследо­ вания, которые подтвердили целесообразность применения элек­ тродной проволоки, легированной алюминием, для автоматиче­ ской сварки под флюсом малоуглеродистой и низколегирован­ ных сталей. Оказалось, что (по сравнению с проволокой мар-

132

ки Св08А) новая проволока, помимо обеспечения более устой­ чивого горения дуги и меньшей чувствительности наплавленно­ го металла к ржавчине, значительно улучшает показатели ударной вязкости, особенно при низких температурах, позволяя снизить по­ рог хладноломкости в отдельных случаях ниже --60е С.

Для опытов использовалась электродная проволока марки Св12А, содержащая от 0,23 до 1,1% алюминия. Исследование по­ казало, чт.о при сварке мартеновской стали марки МСт. 3 и низко­ легированных сталей марки типа 15ХСНД значительное снижение порога хладноломкости сварных швов достигается при использо­ вании проволоки, содержащей 0,5% алюминия. При сварке бессе­ меровской стали требуется более высокое содержание алюминия в проволоке (0,8—1,2%). Таким образом, проволока, легированная алюминием, способствует не только резкому измельчению структу­ ры наплавленного металла, но и улучшению механических свойств при статических и ударных нагрузках, в особенности при низких температурах.

' Плавленые флюсы. Б. И. Медовар и А. Е. Аснис [101] про­ вели исследование стыковых и угловых швов, выполненных при

температурах

+15, 0, —40 и

—60° С с

использованием флюса

марки АН-348

и электродной

проволоки

марок I и II. Установ­

лено, что швы малоуглеродистой стали, выполненные автома­

тической сваркой

на морозе

под высокомарганцовистым флю­

сом с применением

обычных

режимов, не уступают швам, нало­

женным при комнатной температуре, по прочности, пластичности и склонности к образованию трещин и пор и имеют меньшую чувст­ вительность к старению. Результаты испытаний показывают луч­ шие качества флюса марки АН-348 по сравнению с флюсом марки АН-3, при использовании которого получали швы с повышенной склонностью к образованию пор от ржавчины и трещин от серы. На основании исследования рекомендуется применение автомати­ ческой сварки под флюсом марки АН-348 для большинства конст­ рукций из малоуглеродистой стали, свариваемых на любом морозе.

Исследователи [174] показали, что автоматическая сварка ли­

стовой малоуглеродистой

стали (при содержании до 0,2%

С)

под флюсами марок АН-348

и ОСЦ-45 может вестись при тем­

пературе воздуха —20° С,

с

использованием электродной

про­

волоки марки Св1А. Ими отмечается, что при выполнении автома­ тической сварки на морозе требования к подготовке кромок необ­ ходимо значительно повысить, особое внимание обратив на тща­ тельную зачистку металла от ржавчины, удаление грязи и влаги. Для этой цели рекомендуется применять обычные газосварочные горелки, укрепляемые на сварочном тракторе и перемещающиеся вместе с ним. Особое внимание следует обращать также на необхо­ димость получения швов без дефектов.

Ученые [187], исследовавшие сварку сталей марок Ст.З (успо­ коенной кремнием), Ст.З (кипящей) и Ст.З для сварных мостов, пришли к выводу, что швы, выполненные под флюсом марки

133

АИ-348, имеют более высокие пластические свойства по сравнению

со швами, сваренными под флюсом марки АН-3.

Флюсы для сварки высокопрочных сталей ЗОХГСНА. Проведен­ ное в 1958—1959 гг. в Институте электросварки им. Е. О. Патона исследование сварки высокопрочных сталей типа ЗОХГСНА под

плавлеными флюсами показало целесообразность применения флюса марки АН-15 в сочетании с электродной проволокой мар­

ки 18ХМА.

Ударная вязкость термически обработанных образцов (закал­ ка при 900° С, отпуск при 250—300° С) составляет 8 кГм/см2 при нормальной температуре и 5,5 кГм/см2 при температуре —70° С.

Плавленый флюс АН-15, состоящий из глинозема, полевого шпата, плавикового шпата, каустического магнезита и марганцо­ вой руды, обладает хорошими технологическими свойствами. Кро­ ме того, благодаря низкому содержанию МпО почти отсутствует переход фосфора из флюса в металл шва.

На кафедре «Сварочное производство» Московского вечернего машиностроительного института проф. К. В. Любавским было про­ ведено исследование о влиянии флюса на свойства швов при свар­ ке высокопрочной стали марки ЗОХГСНА, которое показало, что из числа опробованных флюсов марок (АН-348А, АН-26, ФЦЛ-2 и ФЦК-М) наилучшие результаты дает флюс марки ФЦК-М. Сварка под этим флюсом с применением проволоки марки 15ХГСНА обес­ печивает (после термической обработки) высокие механические свойства, в том числе ударную вязкость при температуре испыта­ ния —78° С около 6 кГм/см2.

Керамические флюсы. Следует указать на целесообразность при­ менения керамических неплавленых флюсов с целью получения хладостойких сварных соединений. Керамические флюсы пред­ ставляют собой механическую смесь тонко измельченных компо­ нентов, сцементированных в виде крупки соответствующей грану­ ляции.

То обстоятельство, что при изготовлении керамических флюсов отсутствует плавление, позволяет вводить в их состав, кроме обыч­ ных шлакообразующих компонентов, ферросплавы, металлы, кар­ бонаты, высшие окислы металлов и другие материалы, необходи­ мые для металлургической обработки наплавленного металла в процессе сварки. Кроме того, керамические флюсы дают возмож­ ность при использовании обычной малоуглеродистой проволоки производить раскисление, легирование и модифицирование наплав­ ленного металла, а также снижать в нем содержание вредных при­ месей.

Керамические флюсы, составленные на основе высших окислов марганца, железа или на базе карбонатов, создают газовую защиту наплавленного металла, резко снижают в нем содержание водоро­ да, что обеспечивает высокую стойкость швов против образования пор, позволяют производить сварку без очистки металла от ржавчи­ ны. Малая чувствительность к наличию ржавчины и влаги на свари-

134

ваемых кромках является весьма ценным свойством керамических флюсов. Керамические флюсы, разработанные в лаборатории элек­ тротермии Института электротехники АН УССР, могут изготовлять­ ся для различных целей. Например, керамический флюс К-11, со­ ставленный на основе марганцовой руды, весьма прост по составу и не содержит дорогих дефицитных компонентов. Он отличается стойкостью против образования пор и обеспечивает высокие меха­ нические свойства шва.

Для изготовления ответственных конструкций, эксплуатируемых при низких температурах, может с успехом применяться керамиче­ ский флюс марки К-4, который при автоматической сварке мало­ углеродистой стали снижает порог хладноломкости до —60°С. Мож­ но также применять керамический флюс марки КВС-19, разрабо­ танный во ВНИИСТе. В сочетании с обычной малоуглеродистой проволокой этот флюс, легированный марганцем и алюминием, обеспечивает получение сварных швов с высокой ударной вязко­ стью, даже при —50° С. Киевским политехническим институтом разработан {181] керамический флюс марки КС-12НЗ для автома­ тической сварки хладостойкой стали марки 12НЗ малоуглероди­ стой проволокой марки Св08А. Этим институтом разработан также режим сварки и термической обработки сварных конструкций из стали марки 12НЗ.

На основе ранее разработанного флюса КС-1 был разработан новый флюс КС-12НЗ, обеспечивающий химический состав метал­ ла шва, близкий к основному металлу. Во флюс КС-1 дополнитель­ но введены легирующие составляющие, а именно, ферросилиций, ферромарганец и металлический никель, причем количество крем­ ния в виде ферросилиция и никеля во флюсе устанавливалось с та­ ким расчетом, чтобы их содержание в металле шва было близким

к основному металлу.

керамического флюса следующая

(в %):

Рецептура нового

52,9 — мрамора; 20 — плавикового шпата;

15 — двуокиси

титана;

6.0 — ферротитана;

0,8 — ферромарганца;

1,2 — ферросилиция,

4.0 — металлического

никеля; 22% жидкого стекла (плотностью

1,3) от общего веса смеси. При разработке технологии сварку об­ разцов производили на пластинах из стали марки 12НЗ толщиной 6,3 мм двухсторонним стыковым швом на флюсовой подушке. Ре­ жим сварки: переменный ток 425—450 а, напряжение дуги 31—35 в, скорость сварки 21 м/час, диаметр электродной проволоки

С-в08А 3 мм.

Металл шва, близкий по химическому составу к основному, пос­ ле термической обработки (нормализации или закалки с отпуском) имел удовлетворительную ударную вязкость. В остальных случаях, т. е. при отсутствии указанной термической обработки, требуемые свойства не достигались. Результаты испытания металла шва, выполненного под флюсом марки КС-12НЗ, на ударную вязкость в зависимости от вида термической обработки приведены в табл. 20. Оптимальные свойства металла шва для стали марки 12НЗ

135

 

 

 

 

Таблица 20

 

 

 

Ударная вязкость в кГм/см* пои темпера­

Вид термической обработки

 

 

 

туре испытания в «С

 

 

+20

-1 6 0

 

 

 

Без термической обработки ...................

 

 

10,8

1,9

Отпуск .........................................................

 

 

11,8

2,0

Нормализация пламенем газовой горелки

11,9

6,5

Нормализация и о т п у с к ................

' . .

12,0

6,6

Закалка и отпуск ......................................

 

 

11,8

6,5

обеспечиваются при химическом составе наплавленного металла (по верхнему пределу его содержания в основном металле) до 4% Ni; 0,60—0,10% Мп до 0,3% Si. Содержание углерода в металле шва не должно превышать 0,11%.

ЭЛЕКТРОДЫ

В выполнении сварочных работ при низких температурах боль-

.шую роль играют электроды, от которых во многом зависит каче­ ство металла шва. Поэтому выбору электрода, как правило, пред­ шествует обычно специальное исследование.

В нашей стране находят широкое применение электроды с двумя типами покрытий: основными — на базе мрамора и плавикового шпата, и кислыми — на базе ферромарганца и кислородосодержа­ щих руд (марганцевой руды, ильменитового концентрата, гематита и т. д.).

Преимуществами электродов с основным покрытием, которые сейчас имеют все большее и большее применение во всех странах, является: низкая чувствительность металла шва к старению и хруп­ кому разрушению, низкое содержание в шве водорода, нечувстви­ тельность к повышенному содержанию углерода и серы в основном металле, высокие механические свойства наплавленного металла и особенно незначительное снижение ударной вязкости при низких температурах, возможность выполнения сварки во всех пространст­ венных положениях, а также возможность получения качественной сварки легированных и высоколегированных сталей. К недостат­ кам основных покрытий относятся их высокая чувствительность к влаге и необходимость поддержания при сварке короткой дуги.

Электроды марки УОНИ-13. Эти электроды обеспечивают успеш­ ную сварку большинства сталей повышенной прочности с образова­ нием не только прочного, но и весьма вязкого, пластичного наплав­ ленного металла. По качеству сварных соединений электроды типа УОНИ-13 не уступают лучшим электродам заграничных фирм. Сварные соединения, выполненные в этом случае указанными электродами, обеспечивают ударную вязкость свыше 3 кГм1см2 при температуре испытания минус 40° С.

136

Электроды марки СМ-11. Кроме электродов марки УОНИ-13/45

и УОНИ-13/55, для сварки ответственных металлоконструкций, ра­ ботающих при низких температурах, можно рекомендовать элек­ троды марки СМ-11, обеспечивающие при соответствующем качест­ ве основного металла порог хладноломкости металла шва около —70° С. Эти электроды дают возможность производить сварку, ма­ лоуглеродистых и низколегированных сталей во всех пространствен­ ных положениях с использованием переменного тока или постоян­ ного тока обратной полярности, обеспечивают высокие механиче­

ские свойства

наплавленного

металла:

предел прочности

44 /сГ/жж2, удлинение более 30%,

сужение 75%, угол загиба свар­

ного соединения

180° и ударная вязкость его при нормальной тем­

пературе свыше 20 кГм/см2. Эти электроды обеспечивают также высокий предел усталости сварного соединения, равный 27 кГ/мм2 при числе циклов более 5 млн. Состав покрытия в весовых процен­ тах: 28,5—мрамор; 20,4 — плавиковый шпат; 3,5 — ферромарганец; 3,5 — двуокись титана; 7,9 — ферросилиций; 33,0 — железный поро­ шок; 2,0 — целлюлоза; 1,2 — поташ; 23 — жидкое стекло от общего веса остальных компонентов. Небольшое количество ферросплавов в этом покрытии — почти в 2 раза меньше, чем в покрытии электро­ дов типа УОНИ-13.— также является преимуществом покрытия марки СМ-11. Имеющийся в покрытии в большом количестве же­ лезный порошок значительно улучшает их технологические каче­ ства, например, коэффициент перехода достигает 108%, а коэффи­ циент наплавки 9,5—10,5 г/а-ч.

Электроды марки ВСН-3 для сварки марганцовистой стали марки 10Г2. Для сварки специальных технологических трубопроводов, ра­ ботающих при температуре —70°С, в лаборатории сварки ВНИИСТа

в 1957 г., в

результате

проведенных

исследований [88], была

разработана

технология сварки марганцовистой стали

марки

10Г2 толщиной

10 мм.

Химический состав

этой стали: 0,15% С,

1,6% Мп, 0,24%

Si, 0,025% S, 0,015%

Р,

механические

свойства

стали марки 10Г2 при нормальной и низких температурах приведе­ ны в табл. 21.

На первой стадии опытов применялись только марганцовистые электроды, причем введение марганца в сварочную ванну произво-

Таблица 21

Механические свойства

 

 

Температура испытания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

стали марки 10Г2

+ 20

—40

- 5 0

- 6 0

- 7 0

- 8 0

- 9 0

Предел прочности п кГ/мм 2 . .

60,2

_

_

_

_

_

_

Относительное

удлинение в %

23,9

Относительное сужение в %

61,0

Ударная вязкость в состоянии

9,5

8,0

6,3

_

4,5

2,7

0,7

поставки кГм/см2............

То же, после

старения . . . .

6,9

6,9

3,5

3,1

1,4

0,6

 

137

дилось либо через электродный стержень из марганцовистой про­ волоки Св08Г с покрытием марки УОНИ-13/45, либо через покры­ тие марки УОНИ-13/45 с повышением до ,12% содержания ферро­ марганца. Стержни в этом случае изготовлялись из малоуглероди­ стой проволоки марки'Св08А. При трехслойной сварке на постоян­ ном. токе обратной полярности электроды указанных двух типов обеспечивали хорошие технологические свойства, но сварные со­ единения при температуре —70° С не обеспечивали без дополни­ тельной термической обработки стабильных показателей по ударной вязкости. Поэтому на второй стадии опытов были использованы электроды, легированные никелем.

Легирование никелем производилось через электродную прово­ локу. При этом учитывалось, что легирование никелем в большом количестве приводит к получению крупностолбчатой структуры, при которой возможно возникновение горячих трещин в сварных швах.

Наилучшие результаты для сварки стали марки 10Г2 показали электроды со стержнем из проволоки марки 08НЗ с содержанием от 3 до 3,5% Ni и до 0,08 С.

На основе проведенных опытов были разработаны электроды марки ВСН-3 с покрытием на базе мрамора и плавикового шпата, отличающиеся высокими технологическими свойствами, обеспечи­ вающие нормальное формирование сварных швов и возможность производства работ в любых пространственных положениях. Швы получались без пор и других дефектов, а самое главное обеспечи­

 

 

 

 

вали

без дополнительной

терми­

 

 

 

 

ческой обработки

ударную

вяз­

 

 

 

 

кость

более

6 кГм/см2 при

тем­

 

 

 

 

пературе —100°С. При

нормаль­

 

 

 

 

ной температуре

ударная

вяз­

 

 

 

 

кость

равна 16 кГм/см2,

предел

 

-40 -60

 

прочности

62

кГ1мм2 и

относи­

 

 

тельное сужение

17,6%. . Приве­

Теппсратуро испытания

денный на фиг. 45 график значе­

Фиг. 45. График зависимости ударной

ний ударной вязкости

показыва­

вязкости стали марки

10Г2 и сварных

ет, что после старения изменение

швов от температуры

испытания (об­

вязкости сварных швов

 

и основ­

разцы после старения)

(по Л. С. Лив­

ного

металла

стали

примерно

шицу'и

А. С. Рахманову):

I — основной

металл

— сталь марки

одинаковы:

 

при температуре

10Г2; 2 — сварное соединение, выполнен­

—50° С ударная

вязкость

свар­

ное электродами марки ВСН-3;

3 — тем­

пература перехода в хрупкое

состояние.

ных

швов

неоколько выше, чем

у основного металла. Электродами марки ВСН-3 было сварено свыше 3500 трубных

стыков из стали марки 10Г2, работающих при температуре —70° С. Сварные соединения отличались высокими качествами. Электроды марки ВСН-3 могут применяться при низких температурах не только для трубных стыков, но и других соединений из стали марки 10Г2 при сварке на постоянном токе обратной полярности в любых пространственных положениях.

138

Рутиловые электроды. Во ВНИИСТе [95] были разработаны марки ВСР-50 с содержанием рутила (двуокиси титана) в покры­ тии более 20%. Эти электроды предназначены для сварки во всех пространственных положениях конструкций из малоуглероди­ стых. среднеуглеродистых и низколегированных сталей на по­ стоянном токе обратной полярности. Электроды этой марки дают металл шва, мало склонный к хрупкому разрушению при пони­ жении температуры, и поэтому могут быть рекомендованы для

сварки на морозе; ударная вязкость металла

шва на

малоугле­

родистой стали при температуре испытания

—40° С

составляет

около б кГм{см2.

исследованиями и

Аустенитные электроды. Многочисленными

производственной практикой установлено, что наилучшими элект­ родами, обеспечивающими получение соединений, не склонных к хрупким разрушениям, являются аустенитные электроды. Одна­ ко высокая стоимостьаустенитных электродов позволяет рекомен­ довать их только для особо ответственных конструкций.

Л. С. Лившиц и М. Я. Чушенкова [89] показали, что при сварке труб из сталей марок 12.Х5МА и 12Х5ВФ наиболее целесо­ образно применять аустенитные электроды марок ЦЛ-ЗМ и ЭНТУ-3 (стержень из стали типа 1Х18Н9) даже без последующей термиче­ ской обработки, так как при сварке этими электродами швы наиме­ нее склонны к хрупкому разрушению и ударная вязкость не падает при температуре—150° С.

Электроды с железным порошком в покрытии. Исследователя­ ми [34] разработаны электроды, в покрытии которых входит дисперсный порошок железа в количестве от 50 до 100% от веса металлического стержня. Наличие металла в покрытии обеспе­ чивает более широкую регулировку тепла дуги между электродом и свариваемым металлом. При исследовании проверялось влияние регулировки тепла дуги на скорость охлаждения металла околошовной зоны. На пластины наплавлялись сварные валики при раз­ личных значениях погонной энергии дуги и, таким образом, при малых значениях ее воспроизводились условия сварки элементов большой толщины при низких температурах. Опыты производи­ лись на пластинах из стали марки 15ХСНД. Установлено, что ис­ пользование электродов с железным порошком в покрытии обеспе­ чивает резкое снижение твердости и повышение ударной вязкости на 30%. Последнее особенно заметно при незначительных погонных энергиях дуги, иначе говоря, при скорости охлаждения околошов- ■ ной зоны, равной скорости охлаждения при низких температурах. Расчетом скорости охлаждения определено, что для сварки мало­ углеродистой' стали в покрытие нужно вводить порошок в количе­ стве 50% от веса стержня, а для сварки низколегированной стали— 100% от веса стержня. Подобные электроды рекомендуется исполь­ зовать для сварки при низких температурах без предварительного подогрева свариваемых деталей, что-и делается, в частности, в США, где ряд фирм еще с 1956—1957 гг. выполняют сварку электродами

139

с железным порошком в покрытии при температурах до —20—25°С без подогрева. Железный порошок, входящий в покрытие электро­ дов, оказывает благоприятное тепловое влияние на основной ме­ талл, задерживая его перегрев, а также уменьшая скорость охлаж­ дения сварного соединения. Эти электроды применяют для сварки низколегированных, никелевых, хромомолибденовых, марганцево­ молибденовых и хромистых сталей, из которых сооружаются трубо­ проводы ответственного назначения, резервуары, вакуумные колон­ ны и другие изделия.

В США электроды с железным порошком в покрытии стандар­ тизированы. В современной заграничной сварочной технике видна отчетливая тенденция применять качественные электроды с основ­ ным покрытием, содержащим железный порошок, для сварки не только легированных, но и обычных малоуглеродистых сталей.

Электроды с железным порошком в покрытии выпускаются во все возрастающих количествах не только в США, но и в Англии, Франции, Бельгии, Голландии и других странах. Они пользуются большим спросом, так как обладают повышенным коэффициентом расплавления и, следовательно, позволяют значительно повысить производительность ручной дуговой сварки (в некоторых случаях на 150—180%) по сравнению со сваркой обычными электродами. Кроме того, такие электроды, обладая способностью глубокого про­ плавления металла шва, дают возможность производить сварку лис­ тов толщиной до 12 мм без разделки кромок. Не случайно в США на долю электродов данного типа приходится свыше 50% всего ко­ личества расходуемых электродов; это же наблюдается в Герман­ ской Демократической Республике.

Электроды с пластмассовым покрытием. А. Г. Мазель и Е. М. Ро­ говой [94] разработаны электроды с пластмассовым покры­ тием— органической смолой. Последняя применена в качестве свя­ зующего и газообразующего компонента вместо жидкого стекла. Такие электроды применяются для сварки малоуглеродистых и низ­ колегированных сталей на постоянном и переменном токе. Они обеспечивают высокую производительность наплавки на постоян­ ном токе прямой полярности и глубокое проплавление на обратной полярности. Электроды с пластмассовым покрытием были испыта­ ны также при низких температурах. Изменения ударной вязкости швов, выполненных электродами марки ВСП-16 при сварке стали марки МСт.З при комнатной и отрицательных температурах (—20, —40, —60°С), показаны на фиг. 46. Понижение ударной вязкости швов после искусственного старения происходит примерно в 2 раза, что можно считать удовлетворительным. Что касается других меха­ нических характеристик сварных соединений, выполненных этими электродами, то они соответствуют требованиям, предъявляемым к электродам типа Э50 по ГОСТу 2523-51.

Антикоррозийные электроды марки АН-Х7. При' эксплуатации морских судов было установлено, что сварные швы на сталях марок 10ХСНД и 10ХГСНД, выполненные электродами марки

140