Сварочная проволока - разновидности, метод применения

Сварочной проволокой называют металлическую нить, представляющей расходный материал, разновидности которого зависят от типа и материала заготовки. Ее поставляют в мотках, катушках, бобинах или отдельными стержнями (прутками). Для удобства установки на подающем механизме промышленных линий, чтобы пруток автоматически направлялся в зону сварки, используют бобины. Вне серийного производства для выполнения сварочных работ возможно применение ручной подачи присадочного прутка, который может быть: цельный, полый или со специальными вкраплениями. Сварщики выбирают материал присадки идентичный со свариваемым металлом: алюминий, сталь, латунь и прочие.

Применение

Сварочные автоматы работают по механизированному процессу с минимальным вмешательством пользователя. При полуавтоматическом способе подача расходного материала осуществляется механизировано, а перемещение горелки - вручную. Возможно применение проволоки со сплошным сечением или как металлическая оболочка с наполнителем. Во время передачи напряжения образуется электрическая дуга. Важно, чтобы поверхность, расплавляясь и формируя шов, была одинакового материала с деталью, поскольку сварочный шов выполняет еще и функцию электрода. Непрерывная подача проволоки от катушки позволяет создавать длинный шов без перерывов, повышая производительность. Но важно учитывать, что проволока отличается от режущих электродов — теплостойкость у нее ниже и скорость окисления жидкого металла не такая высокая.

Виды сварочной проволоки

Классификация подразделяет сварочную проволоку с учетом состава, типа и других характеристик материала.

Назначение

Из проволоки изготавливают электроды, применяют в сварке, а также в ремонтных работах для наплавки.

Специальную проволоку используют в воде и под водой с принудительным формированием шва, соединяя сплавы:

• алюминий;
• медь;
• чугун;
• никель;
• титан.

Чтобы повысить качество шва и предотвратить межкристаллитную коррозию металла, прибегают к различным модифицирующим добавкам. Проволоку общего и специального назначения выбирают такого же химического состава, как изделие, с которым будут проводиться сварочные работы.

Структура

По механическому строению бывает:

• сплошной в виде цельной проволоки с одинаковым диаметром по всей длине, полученного путем холодного проката.
• порошковой (самозащитной)- в виде тонкой трубки, заполненной примесями, занимающими от 15 до 40% всей массы проволоки. Порошковый электрод из флюса в сварочной проволоке служит для защиты сварочной ванны как покрытие электродов. Вовремя поджига дуги образуются шлаки и углекислый газ, защищающие плавящийся металл от окисления. Флюсовая сварочная проволока применяется в сварочных работах и в домашних условиях.
• активированной- это металлическая проволока трубчатой формы, содержащая 5-7% флюса, внутри которой стержень из спрессованного порошка с раскислителями, например, щелочными карбонатами, оксидами кремния Si, титана Ti, магния Mg для обеспечения быстрого розжига и стабильного горения. Разница структуры определяет использование проволоки для разных сварочных задач.

Количество легирующих элементов

К основным легирующим элементам относятся хром, никель, марганец, молибден, кремний, вольфрам и тугоплавкие вольфрамовые сплавы. От состава материала зависят особенности сварочной проволоки:

• высоколегированная - свыше 10%;
• среднелегированная - от 2,5 до 10%;
• низколегированная - до 2,5% от объема.

Выбор подходящего материала зависит от ожидаемых требований по эксплуатации детали. Благодаря добавкам для легирования повышается коррозийная стойкость, ударная вязкость, жаропрочность. Например, для прочности сплава к ниобию добавляют 20% меди, а благодаря алюминию образуется материал невосприимчивый к щелочам, при взаимодействии со сталью- образуется стойкий к окислению. Диаметр расходника подбирают на основании толщины металла детали. Проволока с меньшим диаметром создает стабильное горение с быстрым розжигом и меньшим разбрызгиванием.

Поверхность сварочной проволоки

Проволока делится на стандартную и омедненную, покрытую медным составом, чтобы сваривать в защитном газе. Омедненную проволоку маркируют буквой «О». За счет специального покрытия металлические брызги при сварке сокращаются на 40%. У такого расходника более высокая коррозионная стойкость и низкое контактное сопротивление, поэтому розжиг происходит быстрее, горение более устойчивое, меньше вредных примесей в свариваемом шве.

Классификация по типу свариваемых металлов

От расходных материалов, применяемых с разными металлами и сплавами, зависят участки швов.

Углеродистая сталь

Чтобы приварить стальные изделия, используют медную и порошковую присадочную проволоку следующих марок:

• Св-08Г2С — тонколистовая сталь для резервуаров в случае эксплуатации с давлением;
• Св-09Г2С — легированная стальная проволока для сварочных работ с низкоуглеродистыми низколегированными сталями.
• Св-10ГА — низкоуглеродистая проволока для аргонодуговой сварки низкоуглеродистых сталей.
• Св-08ГСМТ — сваривание конструкционной нелегированной стали 15Г2СФ;
• Св-01Х17Н14М — сварка изделий с повышенными требованиями к коррозийной устойчивости.

Присадки выбирают на основании требований к сварному шву.

Алюминий

При сварке алюминия используют алюминиевую проволоку или проволоку с добавлением магния, марганца, кремния:

• при сварочных работах
• термоустойчивых сплавов;
• с особыми требованиями к шву.

Св-А85, Св-А97 - это марки устойчивые к химическим и атмосферным воздействиям.

Нержавеющая сталь

Аустенитные стали сваривают в газах с помощью:

• Св-01Х19Н9, Св-01Х18Н10 — для коррозионностойкой стали;
• Св-06Х19Н9Т, Св-01Х18Н10 — для аустенитной стали;
• Св-08Х19Н10М3Б — для нержавеющей стали с хромом.

Углерод в составе проволоки для сварки деталей из нержавейки предотвращает коррозию, а кремний — повышает прочность шва.

Медь

Активное взаимодействие меди и ее сплавов с кислородом воздуха во время плавления, негативно сказывается на качестве сварочных работ. Оптимально подходят медно-никелевая или медно-кремниевая проволоки.

Чугун и никель

Для сварки чугуна и никеля имеются популярные порошковые проволоки:

• ПП АНЧ-1 — холодный метод;
• ПП АНЧ-1 — полугорячий метод- подогрев до 350 °С;
• ПП АНЧ-3 — горячий метод- подогрев до 600 °С.

Сварка чугуна ведется полуавтоматом при постоянном токе обратной полярности

Виды сварочной проволоки по составу

Химический состав сварочной проволоки должен совпадать с основным материалом.

Используют следующие виды проволоки:

• “Самозащищенную” флисовую проволоку для термической обработки высокоуглеродистой стали, чугуна, а также других сложных металлов. Благодаря наличию флюса 14- 40% от общей массы можно обойтись без защитной газовой среды. Расходный материал удобно применять для работы в сложных условиях. Порошковая проволока позволяет сваривать углеродистые стали. Основные достоинства трубчатой проволоки заключаются в высоком качестве шва, высокой стабильности сварки. С учетом наполнителя порошковая проволока подразделяется на:
• рутил-флюоритную, предназначенную для низколегированной стали;
• органическую рутиловую для соединения низкоуглеродистых металлов;
• рутиловую для среднеуглеродистой стали;
• флюоритно-карбонатную;
• флюоритную - промежуточное звено между флюоритно-карбонатной проволокой и рутил-флюоритным типом.
• Стальную проволоку очень часто используют для заготовок, обеспечения наплавки металла на поверхности или резки под флюсом и в среде газов сталей. Разновидности стальной проволоки состоят из армированной, пружинной, сварочной, колючей и других марок. В маркировке материала, характеризующимся прочностью, диаметром сечения: от 0,3 мм до 12 мм содержится аббревиатура «Св». Более 50 марок, относятся к трем группам. Иногда стальную проволоку покрывают тонким слоем меди, чтобы защитить металл от окисления и улучшить электропроводность. Стальная проволока самый подходящий вид при аргонной сварки. В качестве легирующих элементов используют хром, марганец, никель, титан, вольфрам или молибден.
• Алюминиевую проволоку применяют в судостроении и автомобилестроении, а также для конструкций, взаимодействующих с водой благодаря повышенной прочности и устойчивости. Во время сварки кремне- медно-, хромосодержащих алюминиевых сплавов цвет шва идентичен основной заготовке. По техническим условиям регламентируются выпуск сплавов. Важно соблюдать их содержание в заготовках и расходном материале, за исключением магния, быстро испаряемого.

Продукцию для полуавтоматических сварочных аппаратов, выпускают из алюминия, чтобы сварочному шву:

• придать дополнительную прочность;
• точно соответствовать цвету заготовки;
• обладать устойчивостью к коррозии.

Отличительной характеристикой является пластичность и небольшой вес. Применяется, чтобы соединять другие цветные металлы. Поскольку проволока не содержит компоненты, защищающие сварочную ванну, то сварку выполняют с углекислым газом. Материал для соединения в защищенной среде, вне зависимости от марки аппарата за счет простого повторного поджига сварочной дуги и поддержания горения в разных режимах.

• Омедненную проволоку толщиной 0,6; 0,8 и 1 мм используют в аргонодуговой сварке, в вагоностроении, железнодорожной отрасли, автомобильном производстве и судостроительстве, а также при производстве труб, резервуаров. Например, сварочная проволока (омедненная) Esab OK Autrod 12.51 ⌀ 0,8 мм (тип упаковки кассета 5 кг, аналог СВ-08Г2С) Медное покрытие обеспечивает расходнику улучшенные эксплуатационные свойства:
• высокую скорость продвижения благодаря низкому контактному сопротивлению;
• экологическую безопасность за счет малого количества примесей.
• Нержавеющую сварочную проволоку выпускают из высоколегированной стали с никелем, хромом и прочими аналогичными включениями для формирования шва с повышенным сроком службы благодаря снижению коррозии.
• Сплошную проволоку используют с газами, которые помогают защитить от проникновения кислорода во избежание окислительных процессов при термическом соединении нержавейки, но с другой стороны, снижая качество сварного шва.

Порошковые расходники в виде тонкостенной трубки с засыпанным внутрь флюсом и дополнительными элементами для образования газа без инертной среды.

Основные достоинства:

• высокое качество шва;
• устойчивость шва;
• небольшое число брызг.

Маркировка

Маркировкой называют стандартную информацию для обозначения сварочной проволоки с указанием ключевых технических характеристик для применения материала.

Например, марка Св-06Х19Н9Т.

• “Св” – означает расходник “общего применения”.
• 06 — содержится 0,06% углерода;
• Х — наличие хрома;
• 19 — содержится 19% хрома;
• Н — в составе имеется никель;
• 9 — содержится 9% никеля;
• Т — имеется титан, когда отсутствует цифра, то количество менее 1%.

Химические элементы, входящие в состав данных присадок для сварки, имеют стандартное обозначение:

• Г – марганец;
• Д – медь;
• М – молибден;
• С – кремний;
• Ц – цирконий;
• Ф – ванадий;
• Ю – алюминий.

“Пп”- обозначение порошковой проволоки, “Нп”- обозначение наплавочной проволоки.

Буква "Э" показывает, что расходник хорошо подходит для изготовления электродов. “А” или “АА” означает отсутствие вредных примесей, повышенную чистоту наплавленного материала.

Способ изготовления

• “Ш” обозначает шлаковый переплав, “ВД” — вакуумно-дуговая плавка;
• “ВИ” — выплавка в вакуумно-индукционной печи.

Для правильного выбора присадки в магазине важно заранее знать о виде планируемых сварочных работ. Выбирают проволоку с учетом состава, поскольку совместимость влияет на конечный результат.

Защитная экипировка

Для операции с проволокой нужно максимально защититься и выбрать такие средства, как:

• защитные очки, сварочные комплектующие и маски, где есть фильтры для обеспечения переменного затемнения в зависимости от яркости горения дуги;
• краги или специальные перчатки;
• спецодежда — роба, куртка или комбинезон с утеплением в холодный период;
• ботинки;
• инструменты, как электродержатель.

Контроль расхода проволочной присадки

При автоматической сварке используется газосварочное оборудование, где проволока непрерывно подается и не нужно менять электроды, как в ручном режиме.

Расход проволоки зависит от:

• технических характеристик;
• толщины металла;
• диаметра и качества проволоки.

Доставка проволоки контролируется счетчиками, как автоматическими — встроенными в программное обеспечение аппарата, так и механическими - на кассетах с проволокой.