Характеристика видов электродных покрытий и их влияние на технологические и металлургические свойства электродов

Электроды с рутиловыми покрытиями

Шлаковую основу рутиловых покрытий составляет минерал рутил, состоящий в основном из двуокиси титана. С увеличением содержания в покрытии карбонатов возрастает основность шлака, что способствует снижению кислорода и кремния в наплавленном металле. Это повышает его ударную вязкость и стойкость против образования горячих трещин.

Надежность защиты расплавленного металл в дуге и в сварочной ванне завит от состава, вида и массы покрытия. При ручной дуговой сварке электродами с покрытиями всех видов образуются шлаки, представляющие собой расплавы неметаллических соединений – окислов, сульфидов, галоидов и др. как свободных, так и образующих комплексные соединения.

Окислительная способность рутиловых покрытий меньше, чем у кислых, и металл, наплавленный электродами с рутиловыми покрытиями, нанесенными на стержни из малоуглеродистой проволоки, соответствует полуспокойной или спокойной стали.

Однако, как и кислые электроды, рутиловые не склонны к образованию пор в швах при сварке сталей, имеющих на поверхности окалину и ржавчину, не чувствительны к изменениям длины дуги. Поры в швах появляются при применении повышенных режимов тока, при сварке тавровых швов с зазорами, а также при сварке тонкого металла электродами слишком большого диаметра. Рутиловые электроды позволяют производить сварку по грунтовочным покрытиям толщиной 20-25 мкм без образования пор в швах и без снижения механических свойств металла швов . Стойкость против образования горячих трещин металла швов несколько большем, чем выполненного электродами с кислыми покрытиями.

По сварочно-технологическим свойствам рутиловые электроды значительно превосходят электроды с покрытиями кислого и основного видов. Они обеспечивают хорошую стабильность горения дуги при сварке переменным и постоянным током, имеют низкий коэффициент разбрызгивания металла, обладают легкой отделимостью шлаковой корки, а также являются лучшими для сварки в вертикальном и потолочном положениях швов в пространстве. Это обусловлено тем, что образующиеся при плавлении покрытий титанаты обладают высокой способностью к коагуляции и быстро всплывают из жидкой ванны на поверхность металла. Кроме того вязкость шлака рутиловых покрытий резко возрастает при снижении температуры.

Важным преимуществом рутиловых электродов является также легкость зажигания дуги, определяемая наименьшей плотностью тока, при которой возможно существование дугового разряда.

Малая склонность к образованию пор при зажигании и кратковременном удлинении дуги способствует исключению так называемой «стартовой» пористости. Электроды с рутиловыми покрытиями значительно превосходят кислые и основному по формированию швов и обеспечению плавного перехода от шва к основному металлу. Сопротивление усталости сварных соединений , работающих при знакопеременных нагрузках, существенно снижается при наличии концентраторов напряжений в местах перехода от швов к основному металлу, особенно при угловых швах. Поэтому, если плавность перехода в этих местах не может быть обеспечена механической обработкой , то для сварки таких соединений рутиловые электроды являются незаменимыми, т.к. они обеспечивают более высокое сопротивление усталости сварных соединений, чем выполненных электродами с кислыми и с основными покрытиями.

Область применения рутиловых электродов та же, что и кислых – сварка конструкций, из малоуглеродистых и низколегированных сталей в строительстве и машиностроении, но , благодаря улучшенным сварочно-технологическим и санитарно-гигиеническим характеристикам рутиловых электродов, они нашли широкое применение вместо электродов с кислыми покрытиями, производство которых практически прекращено.