Исследование покрытия электрода электродуговой сварки

Электрод для сварки является одной из главных продукций, широко используемой во всех отраслях промышленности. Монголия ежегодно покупает 800 т электродов, импортируемых за 2,5 млн долларов из России, Китая, Австралии, США, Кореи и других стран.

В последнее время частные лица, компании привозят в Монголию различное оборудование для производства электродов, но все материалы и сырье этих производств зарубежное, в связи с чем производство становится нерентабельным, зависимым от сырья, материалов. Поэтому возникает вопрос разработки компонентов покрытия электрода за счет собственного минерального сырья.

Материал исследования

В работе использовали стержень электрода 4 мм низкоуглеродистой проволоки марки СВ-8 и СВ-О8А. В качестве материалов использовали известь (продукция Хутулского цементноизвесткового производства), фтористый кальций (обогащенный шпат 92% очистки Бор-Ундура), каолин (из горы Баян-Овоо сомона Тумэнцогт, Сухэ-Батор аймак), песок (бассейн реки Хэрлэн, Хэнтий аймак), жидкое стекло, ферромарганец (измельченная заготовка), мрамор.

В качестве измельчителя использован КДУ-2.

Рис. 1. Схема сварки металлическим покрытым электродом

Результаты и обсуждение

Сухие вещества, входящие в состав покрытий, после измельчения до однородного состояния разбавляли жидким стеклом, затем окунали металлический прут длиной 350 мм до покрытия электрода и выдерживали при комнатной температуре. Проводили дополнительную сушку электрода. Оптимальную структуру покрытия, поддерживающего стабильность сварочной дуги, устанавливали экспериментальным путем многократной сварки металлических заготовок электродом с различным составом покрытия. Созданная методика покрытия электрода фтористым кальцием содержит мало окиси марганца, железа. Основным составом покрытия является углекислый кальций, плавиковый шпат.

В ходе испытания случалось утончение шлакового слоя и плохое отхождение шлакового слоя, пористость металлического шва. Для устранения данных недостатков была увеличена газовая защита дуги и объем углерода в жидком металле, в состав покрытия, содержащего сухие порошковые вещества, добавляли уголь, воду, органические вещества для получения необходимого результата. На рис. 2 и 3 представлены экспериментальные данные по разработке и испытанию электрода с покрытием из местного минерального сырья.

Рис. 2. Компонент, изготовленный в Монголии в результате эксперимента

Рис. 3. Металлический шов, сваренный электродом, произведенным экспериментальным путем

Таблица

Сравнительная характеристика химических составов электродов марки ОСЗ-3 и ФК-1

* электроды марки ФК-1 разработаны авторами

Как видно из таблицы, разработанные электроды по химическому составу имеют некоторые отличия. Экспериментальные данные позволяют предположить, что электроды с покрытием из местного сырья можно использовать при сварке переменным и постоянным током.

Выводы

• 1.    На основе минерального сырья Монголии разработаны и испытаны электроды с покрытием из фтористого кальция с целью сварки стали с малым и средним содержанием углерода. Проведенные эксперименты показали достаточно хороший результат, что позволяет рекомендовать их к применению в производстве.

• 2.    Установлено, что электроды с предлагаемым покрытием можно использовать при сварке переменным и постоянным током.