8(495)139-71-63     8(495)139-71-64 8(495)139-71-65     8(495)139-71-66 8(495)139-71-67     8(495)139-71-68 8(495)139-71-69     8(495)139-71-70						Обратная связь Заказать звонок Сделать заказ E-mail: postmaster@spetselectrode.ru			Рекламные материалы скачать
Поиск по сайту:		Например электроды УОНИ-13/55
Главная	Компания СпецЭлектрод	Каталог электродов	Алфавитный каталог электродов	Прайс (Цена)		Контакты	Купить в регионах	Видео СпецЭлектрод	Новости

Истоки разработки сварочных материалов -

Электроды с Покрытием и Сварка Плавящимся Электродом Защищенной Дугой (РДС)

Изначально в дуговой сварке не использовали сварочные материалы

Хотя частицы угля время от времени могли попадать в сварочную ванну, дуговая сварка угольным электродом была разработана как автогенный процесс, использующий дугу, горящую между угольным электродом и обрабатываемой деталью. Плавящийся сварочный электрод появился, когда Славянов заменил уголь на голый металлический электрод, обычно изготавливавшийся из изделий из холоднокатаной стали (например, телеграфная проволока, проволока для изгороди и т.д.). Процесс был не слишком благоприятен для пользователя и сопровождался образованием неровных поверхностей плавления, пористости и довольно обильным крупнокапельным переносом. Соответственно, самые ранние усилия в «разработке сварочных материалов» были направлены просто на «приручение» самого процесса. Первые флюсы, наносимые непосредственно на поверхность сварочных электродов, были перенесены из кузнечной сварки (песок, борат, пепел и т.п.). Учитывая то, что дуговая и кузнечная сварки ставят перед пользователем совершенно разные технические задачи, неудивительно, что данный подход не был эффективным. Основной прогресс был достигнут (приблизительно в 1902 г.), когда Кьельберг изготовил флюс для голых электродов. Стержни опускали в пасту, состоящую из порошкообразных карбонатов и окисей, смешанных с водой. Покрытие высушивали при низкой температуре, от 20 до 30С, и электрод был готов к применению. Эти покрытые электроды, изначально разработанные для ремонта бойлеров на кораблях, заложили фундамент для разработок в области сварочных материалов на много десятилетий вперед. Действительно, изготовители сварочных электродов все еще используют в работе такие составляющие, как CaCO₃, K₂CO₃, MgO, C, KNaSiO₂, B₂O₃, HAISiO₄.

Стабильность дуги и качество сварки

Хотя по современным стандартам этого легкое покрытие электрода считается сырым, оно может давать некоторую газовую защиту при сварке и в какой-то степени облегчать стабилизацию дуги. Разработки продолжались, и к 1912 году появилось толстое электродное покрытие, по существу представляющее собой обертку из синего асбеста, пропитанного жидким стеклом. Преимущество толстого покрытия заключалось в существенных добавках других составляющих, чего не было в тонком покрытии. Эти и другие подобные им инновации давали важные преимущества перед сваркой голым электродом, заключавшиеся в том, что они предлагали некоторую стабилизацию дуги и шлаковую защиту, обеспечивающие более высокий уровень качества сварных соединений. Они нашли применение в таких жизненно важных областях, как изготовление вооружения и ремонт бойлеров/кораблей. Использование флюсового покрытия было обусловлено не только потому, что оно обеспечивало некоторую защиту от атмосферного загрязнения, но также потому, что легко ионизируемые компоненты обеспечивали стабилизацию и локализацию дуги. Это помогло компенсировать недостаток умения сварщика, улучшая шансы получения шва без дефектов, прочность которого равнялась бы прочности основного металла. Даже при преимуществах, возможных при покрытии электродов, в большинстве случаев в сварке использовали голые металлические электроды. Вплоть до 20-х гг. ХХ века это происходило отчасти по экономическим причинам, так как разработка экструзионного пресса сделала покрытые сварочные электроды более дешевыми и доступными. Также в равной степени возможно, что эти первые покрытые электроды не полностью удовлетворяли требованиям по качеству и работоспособности. Железнодорожная и судостроительная промышленности, развитие которых диктовалось потребностями Первой мировой войны, явились первыми областями промышленного применения, стимулировавшими большинство первых разработок сварочных материалов. Хотя сварка нашла применение в различных областях промышленности, общее признание сварных конструкций продвигалось медленно. Не хватало общепринятых методов контроля и демонстрационных испытаний. Постоянными проблемами оставались пластичность и плотность шва. Швы часто характеризовали как «хрупкие и губчатые». Все надежды возлагались на большое усиление, чтобы достичь адекватной прочности сварного шва. Даже перед лицом этих испытаний экономика двигала развитие вперед. Промышленность нуждалась в более быстрых методах производства, которые бы не так сильно зависели от квалификации рабочей силы. Дуговая сварка давала это преимущество перед механическим соединением (например, заклепки и болты), особенно для ремонта.

Первая официальная попытка легализации дуговой сварки была предпринята Регистром Ллойда для судостроения примерно в 1918 г., в основном на основе работ Кьельберга - изобретение популярных марок электродов ОК 46.00 и ОК 48.00, которые сегодня поставляются СпецЭлектродом. Испытания включали работу на усталость, определение прочности, модуля упругости и пластичности. Хотя пластичность, достигнутая для сварных швов была только порядка 8% удлинения, 7% сокращение поперечного сечения по сравнению с удлинением 29% и 45% сокращение площади поперечного сечения для основного металла, считалось, что стыковой шов в эксплуатации превосходит свойства заклепочного соединения эквивалентной толщины. Регистр Ллойда аттестовал процесс и сварочные материалы для применения в качестве «экспериментальных». Располагая этим первым документальным одобрением классификационного общества и экономическими преимуществами сварки перед клепкой, судостроительная промышленность могла двигаться дальше по пути изготовления сосудов с применением дуговой сварки. И хотя сварка была лучше, чем клепка, потребность достижения лучшей пластичности и плотности швов обусловила дальнейшую разработку электродов.

Несмотря на то, что большая часть разработок носила все еще эмпирический характер, нацеленный на улучшение рабочих характеристик, исследователи проделали долгий путь в разработке покрытых электродов. Этому в значительной мере способствовала доступность более чистых сталей для материала сердечника, и, к середине 20-х гг., было четко определено назначение покрытия электродов.

• Покрытие должно было обеспечивать защиту сварного соединения от атмосферного загрязнения.

• Первоочередным назначением шлака было облегчение регулирования химического состава наплавки. Было предложено несколько механизмов - раскисление, деазотирование, поддержание приемлемого состава посредством реакций шлак/металл и замедление скорости охлаждения. Непосредственные легирующие добавки в покрытие появились позднее. Другой важной характеристикой шлака было то, что он легко удалялся с поверхности.

• Покрытие должно было содержать легко ионизируемые элементы для облегчения поддержания дуги при более низком напряжении и улучшения ее стабильности при более высоких токах.

Первые два пункта были направлены на улучшение свойств готового сварного шва. Последний пункт был направлен на повышение производительности. Наряду с тем, что стабильность дуги, безусловно, обеспечивала более высокое качество наплавленного металла с улучшенными механическими свойствами, она также в значительной степени компенсировала недостаток квалификации сварщика и улучшала рабочий диапазон, что в конечном итоге привело к повышению производительности.

[ часть1] [ часть2] [ часть3] [ часть4] [ часть5] [ часть6]