Весьма вредными примесями в металле шва являются сера и фосфор. В металл шва сера и фосфор попадают из основного металла, электродного стержня и покрытия. Коэффициенты перехода серы из основного металла, электродного стержня и покрытия неодинаковы. Из основного металла сера почти полностью переходит в металл шва. Переход серы из стержня меньше, чем из основного металла, но значительно больше, чем из покрытия. Это свидетельствует о неодинаковой интенсивности взаимодействия расплавленных основного и электродного металлов со шлаком.

Сварочные шлаки вследствие своей сравнительно низкой основности не способны связать значительное количество фосфора и серы. Ввиду этого для получения металла шва высокого качества с малым содержанием серы и фосфора следует применять электродные стержни и составляющие покрытия с минимальным содержанием этих элементов.

Электроды для сварки углеродистых и низколегированных сталей. Для сварки углеродистых и низколегированных сталей применяют преимущественно электроды с рудно-кислым, рутиловым, органическим и фтористо-кальциевым покрытиями. Наибольшее распространение в нашей стране получили электроды с рутиловым покрытием. Доля электродов с рутиловым покрытием в настоящее время составляет около 70% общего выпуска электродов. Для сварки особо ответственных конструкций применяют главным образом электроды с фтористо-кальциевым покрытием. Доля отечественных электродов с органическим покрытием невелика. Эти электроды применяют главным образом при строительстве магистральных трубопроводов. Все более широкое распространение получают высокопроизводительные электроды с железным порошком в покрытии на рутиловой и фтористо-кальциевой шлакообразующей основе.

Все указанные электроды изготовляют с использованием сварочной проволоки Св-08 и Св-08А. Легирование металла шва

Общее и истинное содержание марганца и кремния в металле, наплавленном электродами с покрытиями различных типов, %

при сварке электродами этой группы осуществляется путем введения легирующих составляющих в покрытие.

Электроды со стабилизирующим покрытием. Стабилизирующее покрытие наносят на электродный стержень тонким слоем. Масса покрытия составляет обычно 1-2% массы стержня.

Повышение устойчивости горения дуги достигается введением в состав покрытия соединений калия и натрия (хромата, бихро-мата, силиката, карбоната и др.), а также карбонатов кальция, магния или бария. Наличие в покрытии солей щелочных и щелочноземельных металлов приводит к уменьшению энергии, выделяемой на катоде при сварке постоянным током прямой полярности, вследствие чего резко снижается скорость плавления электрода.

Из-за больших потерь от угара и разбрызгивания, малой скорости расплавления, отсутствия возможности производить сварку на повышенных токах электроды со стабилизирующим покрытием обладают весьма низкой производительностью.

Механические свойства металла шва, сваренного электродами со стабилизирующим покрытием, низкие и практически не отличаются от свойств металла шва, сваренного голой проволокой. Вследствие этого электроды со стабилизирующим покрытием применяют чрезвычайно редко, лишь для сварки неответственных изделий.

Электроды с рудно-кислым покрытием. Шлакообразующую основу рудно-кислого покрытия составляют окислы железа и марганца (преимущественно в виде руд) и различные алюмосиликаты (полевой шпат, пегматит, гранит и др.). Газовая защита расплавленного металла в основном обеспечивается за счет разложения органических составляющих покрытия (оксицеллюлозы, крахмала, декстрина, древесной муки). Раскисление металла осуществляется марганцем, который вводят в покрытие в виде ферромарганца. При сварке электродами с рудно-кислым покрытием активно протекают реакции окисления марганца (7-2) и железа:

РеРз + Fe = 3FeO. (7-7)

Реакция (7-7) приводит к обогащению жидкого металла кислородом. Значительное количество теплоты, выделяющейся при окислении марганца, обеспечивает высокую скорость расплавления электрода. Основная часть марганца в ферромарганце в процессе сварки окисляется, и лишь небольшая часть переходит в металл шва. Металл, наплавленный электродами с рудно-кислым покрытием, по химическому составу чаще всего соответствует кипящей стали и содержит до 0,12% С, до 0,10% Si, 0,6-0,9% Мп, до 0,05% S и до 0,05% Р. Содержание газов обычно находится в следующих пределах: 0,09-0,12% кислорода, 0,015-0,025% азота, 20-25 см/100 г водорода.

Электроды с рудно-кислым покрытием позволяют производить сварку переменным и постоянным током. При нормальной толщине покрытия (коэффициент массы покрытия 30-40%) эти электроды пригодны для сварки во всех пространственных положе-

ниях. При большой толщине покрытия электроды применяются только для сварки в нижнем положении. В табл, 7-18 приведены некоторые технологические характеристики электродов с рудно-кислым покрытием.

Металл швов, выполненных электродами с рудно-кислым покрытием, склонен к образованию кристаллизационных трещин. Это обусловлено высоким содержанием в нем газов и неметаллических включений.

Шлаки, образующиеся при расплавлении рудно-кислых покрытий, обладают сравнительно небольшой способностью обессеривать металл шва. По вышеизложенным причинам электроды с рудно-кислым покрытием не рекомендуется применять для сварки сталей с повышенным содержанием серы и углерода, а также для сварки жестких конструкций, в которых могут возникать значительные напряжения.

Электроды с рудно-кислым покрытием позволяют сваривать металл с ржавыми кромками и окалиной, вести сварку удлиненной дугой и обеспечивают при этом получение плотных швов. Поры при сварке электродами этого типа могут возникать при чрезмерно высокой температуре их прокалки, при повышенном содержании марганца в покрытии, при сварке сталей с высоким содержанием кремния или серы.

Высокотемпературная прокалка рудно-кислого покрытия способствует снижению парциального давления водорода и паров воды в атмосфере дуги, а следовательно, и снижению содержания водорода в сварочной ванне. В результате степень пересыщения металла газом уменьшается и при снижении температуры расплавленного металла процесс дегазации идет медленно. Вялое кипение не обеспечивает дегазации металла до момента кристаллизации, и в металле образуются поры.

Высокотемпературная прокалка электродов и чрезмерное раскисление марганцем способствуют развитию кремневосстановительного процесса и повышению концентрации кремния в жидком металле. Кремний, будучи поверхностно-активным элементом, адсорбируется на поверхности металла и ухудшает условия дегазации. Выделение газов при этом протекает медленно, что вызы-

Технологические характеристики электродов с покрытием рудно-кислого типа