Виды сварочной проволоки

Содержание:

1. Применение
2. Классификация
3. Виды проволоки по составу
4. Расход углекислого газа или смеси
5. Маркировка
6. Выбор сварочной проволоки
7. Контроль расхода проволоки
8. Механизмы и скорость подачи
9. Формы выпуска
10. Защитная экипировка
11. Бренды

Сварочная проволока представляет собой металлическую нить, поставляемую в мотках, катушках, бобинах или отдельными стержнями (прутками).

Она используется в качестве присадки при выполнении сварочных работ в ручном (ММА, TIG), автоматическом (SAW) или полуавтоматическом (MIG, MAG) режиме в среде защитных газов, а также для резки (CUT) сталей, цветных металлов.

Расплавляясь при сварке, она заполняет сварочную ванну, которая после кристаллизации формирует шовный валик.

Применение

Особенности проволоки в том, что при проведении сварочных работ она одновременно выполняет функции электрода и присадочного материала.

От источника тока, через токосъемный наконечник, напряжение передается на проволоку, образуя электрическую дугу между концом присадки и изделием. Металл плавится, создавая сварочную ванну и формируя шов.

Подаваемая от катушки проволока позволяет создавать длинные непрерывные швы, снижая затраты на замену расходника и повышая производительность сварки.

При ее помощи свариваются мельчайшие и тонкие детали металлоконструкций с малым термическим воздействием на соединяемые элементы.

Классификация

Проволока для сварки квалифицируется по различным признакам, в зависимости от выполняемых задач, состава и характеристик.

По назначению

На современном рынке представлена проволока общего и специального назначения.

1. Расходники общего назначения применяются для выпуска электродов, для дуговой сварки автоматом и инвертором-полуавтоматом, наплавки всех видов стали при ремонте.
2. Специальная проволока идет на сварку в особых условиях (например, на большой высоте, в воде и под водой), принудительного формирования шва, соединения сплавов:
   • алюминия;
   • меди;
   • чугуна;
   • никеля;
   • титана.

Для повышения качества сварных швов и предотвращения межкристаллитной коррозии в металл могут добавляться различные модифицирующие добавки.

Проволока общего и специального назначения должна иметь тот же состав, что и свариваемые изделия.

По структуре

Различают три основных вида:

• Сплошная.

Состоит из холоднокатаного металлического сердечника сплошного сечения из стали, меди или алюминия, титановых и других сплавов. Применяется для изготовления электродных стержней или в качестве присадочного материала при автоматической или полуавтоматической (механизированной) сварке в среде защитных газов (азот, аргон, углекислота и т. д.) или под слоем флюса.

• Порошковая (самозащитная)

Это тонкая трубка, заполненная флюсом или его смесью с металлическими порошками, ферросплавами, оксидами. Флюс в сварочной проволоке защищает сварочную ванну и выполняет ту же функцию, что и покрытие электродов. Подходит как для промышленных производственных работ, так и для сварки дома.

Рисунок 2. Порошковая проволока.

• Активированная.

Как и порошковая, данная проволока имеет трубчатую форму, но в своем составе содержит всего 5-7% флюса.

Внутри трубки находится стержень из спрессованного порошка, выполняющий роль фитиля. Металлическую основу выполняют оболочки из низкоуглеродистой стали Св-08Г2С. Активированные добавки равномерно распределены в композитном покрытии.

Как активаторы используются оксиды кремния, титана, магния, карбонаты щелочных металлов. Они дают быстрый розжиг и стабильное горение дуги, без разбрызгивания металла, с последующим легким отделением корки шлака.

Рисунок 3. Схема активированной проволоки.

1 – стержень, 2 – композитное покрытие, 3 – металлическая матрица, 4 – флюс, 5 – внутреннее металлическое покрытие, 6 – внешнее металлическое покрытие.

По количеству легирующих элементов

К основным легирующим элементам относятся хром, никель, марганец, молибден, кремний, вольфрам и тугоплавкие вольфрамовые сплавы.

Технические и эксплуатационные свойства проволоки полностью зависят от процента содержания в ней легирующих элементов:

• до 2,5% — низколегированная;
• от 2,5% до 10% — среднелегированная;
• более 10% — высоколегированная.

В качестве легирующего элемента может быть использован ниобий. При его комбинации с 20% меди образуются высокопрочные сплавы, с алюминием (достаточно сотых долей ниобия) — он делает сплав невосприимчивым к воздействию щелочей, со сталями — делает их стойкими к окислению.

Добавки для легирования позволяют повысить коррозийную стойкость, ударную вязкость, жаропрочность.

По диаметру

Согласно ГОСТ, проволока имеет 17 стандартных диаметров, от 0,3 до 12 мм. Размер расходных материалов подбирается исходя из толщины свариваемой заготовки. Чем толще металл, тем больше величина диаметра проволоки.

Проволока меньшего диаметра обеспечивает оптимальную технологию сварки: быстрый поджиг, более стабильное горение дуги и меньшее разбрызгивание металла.

При работе с проволокой большего диаметра следует увеличивать параметры силы тока.

По виду поверхности

Сварочная проволока делится на омедненную, маркируемую буквой «О» и неомедненную, без покрытия. От состояния поверхности проволоки зависят свойства наплавленного металла. Неомедненная проволока относится к расходным материалам общего назначения, используется для сварки, наплавки, изготовления электродов.

Омеднение позволяет:

• снизить разбрызгивание металла ориентировочно на 40%;
• уменьшить усилия проталкивания проволоки через механизм подачи;
• повысить антикоррозийные свойства расходника.

Благодаря низкому контактному сопротивлению, обеспечивающему большой токопровод, проволока с медным покрытием способствует быстрому розжигу и устойчивому горению дуги, минимальному объему брызг. Она создает меньшее количество вредных примесей в получаемом шве.

Рисунок 4. Омедненная проволока.

По типу свариваемых металлов

Для разных металлов и сплавов применяются разные расходные материалы. От них зависят характеристики шовных участков.

• Углеродистая сталь

Для сварки изделий из стали лучше подходит проволока с медным покрытием и порошковая присадочная проволока:

1. Св-08Г2С — для работы с тонколистовой сталью, заварки емкостей, труб и резервуаров, эксплуатируемых под высоким давлением; зарубежный аналог — ER70S-6 (производится в Китае);
2. Св-09Г2С — легированная стальная неомедненная проволока для сварки низкоуглеродистых низколегированных сталей.
3. Св-10ГА — низкоуглеродистая проволока для аргонодуговой сварки низкоуглеродистых сталей.
4. Св-08ГСМТ — сварка конструкционной нелегированной стали типа 15Г2СФ;
5. Св-01Х17Н14М — соединение деталей с повышенными требованиями устойчивости к межкристаллитной коррозии.

Выбирать присадочные материалы следует исходя из требований к сварному шву.

• Алюминий

Сварка алюминия выполняется с использованием проволоки из чистого алюминия или его сплавов с магнием, марганцем, кремнием.

Наиболее подходящие марки:

1. Св-АК5, Св-АК6 — для сварки термоустойчивых сплавов высокой пластичности;
2. Св-1201 — для сварки деталей с особыми требованиями к качеству сварного шва;
3. Св-А85; Св-А97; Св-АМЦ — для соединения чистого алюминия и пластичных сплавов.

Все перечисленные марки отличаются стойкостью к химическим и атмосферным воздействиям.

• Нержавеющая сталь

Сварка аустенитных и нержавеющих сталей проводится в среде защитных газов.

Основные марки присадок для нержавейки:

1. Св-06Х19Н9Т, Св-06Х21Н7БТ, Св-01Х19Н9, Св-01Х18Н10 — сварка коррозионно-стойких жаропрочных сталей;
2. Св-01Х19Н9, Св-06Х19Н9Т, Св-01Х18Н10 — варка изделий из аустенитных сталей;
3. Св-08Х19Н10М3Б, Св-06Х20Н11М3ТБ — сваривание изделий из нержавеющей стали с содержанием никеля, хрома, молибдена.

В материале проволоки для нержавейки присутствует углерод, предотвращающий межкристаллитную коррозию, и кремний — для повышения прочности шва.

• Медь

Так как медь и ее сплавы при плавлении начинают активно взаимодействовать с кислородом воздуха, негативно влияя на качество сварки, работы необходимо выполнять в среде инертных аргона или гелия. При работе следует использовать медно-никелевую или медно-кремниевую проволоку.

Оптимально подходят для сварки медных изделий расходные материалы бренда Esab: ОК Autrod 12.64 OK Autrod 19.12, OK Autrod 19.30. OK Autrod 19.40, ОК ПРО 51С.

• Чугун и никель

Для сваривания изделий из чугуна и никеля наиболее подходящими марками являются СВ08Г2, СВ08Г2С, а также порошковые проволоки:

1. ПП АНЧ-1 — для варки холодным методом;
2. ПП АНЧ-1 — для полугорячего метода, с подогревом до 350 °С;
3. ПП АНЧ-3 — для горячего метода, с подогревом до 600 °С.

 Сварку чугуна нужно вести полуавтоматами на постоянном токе обратной полярности.

Виды проволоки по составу

По составу сварочная проволока бывает стальной, алюминиевой, омедненной, порошковой и пр.

Каждый тип проволоки предназначен для определенной работы.

Стальная

Самый распространенный вид проволоки, используемый в строительстве, коммунальном хозяйстве, машиностроении, энергетике и т. д. Применяется для соединения, наплавки или резки под флюсом и в среде различных газов низкоуглеродистых, средне-, низко- и высоколегированных сталей.

Включает в себя более 50 марок. Наиболее популярные из них:

• Св-08, Св-10Г2, Св-ЮГЛ — для сварки конструкций из низкоуглеродистых сталей;
• Св-08ГС,Св-08Г2С, Св-18ХС — для низколегированных и среднелегированных сталей;
• Св-08Х14ГНТ. Св-12Х13 — для соединения заготовок из высоколегированной стали.

При добавлении в качестве легирующих добавок хрома, никеля и марганца можно использовать материал для соединения изделий из высокоуглеродистой нержавеющей стали.

Алюминиевая

Предназначена для полуавтоматической сварки алюминия и его сплавов с магнием, кремнием, медью, хромом.

Способствует созданию сварных соединений, отличающихся повышенной прочностью и устойчивостью к коррозии. Цвет получаемого шва соответствует цвету заготовки.

Алюминиевая сварочная проволока широко применяется в автомобилестроении, судостроении и других сферах, где металл часто взаимодействует с водой.

С медным покрытием

Изготавливается из низколегированных и низкоуглеродистых сталей.

Материал обладает улучшенной проводимостью, низким контактным сопротивлением, высокой коррозийной стойкостью. Плюсы:

• экологическая безопасность, обусловленная минимальным количеством примесей;
• незначительное разбрызгивание металла сварного шва;
• повышение производительности труда благодаря высокой скорости подачи проволоки.

Эта проволока востребована при повышенных требованиях к качеству сварного шва. Расходник идеально подходит для аргонодуговой сварки. Может использоваться при изготовлении резервуаров и трубопроводов, производстве морских и речных судов, автомобилей и железнодорожных вагонов.

Так как в составе проволоки не содержатся компоненты для защиты сварочной ванны, сварка выполняется в углекислоте или смеси аргона с углекислым газом.

Порошковая

Трубчатая самозащищенная проволока, заполненная порошковым наполнителем, играющим роль флюса и заменяющим газ.

Содержание флюсовых присадок в ней составляет от 14 до 40%.

Так как в качестве защиты от контакта с атмосферой выступает порошок, не нужно использовать газовые вещества.

Трубчатая проволока хорошо подходит для работы на высоте и в других случаях, когда нет возможности доставить к месту сварки газовый баллон.

Пример такой проволоки — марка ПП2ДС. Позволяет варить полуавтоматом нержавейку (аустенитно-ферритные стали), оцинкованное железо, комплектующие из углеродистых сталей.

Проволока должна максимально точно повторять состав соединяемых металлов.

Рисунок 5. Нержавеющая проволока бренда ESAB.

Расход углекислого газа или смеси

Защитные газы предотвращают попадание кислорода внутрь сварочной зоны, что способствует улучшению качества соединений и повышению производительности работ.

Уровень их (или газовой смеси) расходования зависит от характеристик свариваемого металла, силы тока и диаметра присадочной проволоки.

Ориентировочные расходные параметры при полуавтоматической сварке представлены в таблице 1.

Таблица 1. Удельный расход углекислого газа или его смеси.

С увеличением силы тока увеличиваются и нормы потребления газового вещества.

На его расходование влияют скорость и условия сварки: его потребление будет выше при проведении сварочных работ на сквозняке или на улице, особенно при ветре. Опытные сварщики выполнят работу быстрее и четче, с существенной экономией расходных материалов.

Маркировка

Проволока российского производства маркируется согласно ГОСТ 2246-70 «Проволока стальная сварочная».

В маркировке зашифрованы основные характеристики проволоки, включая назначение изделия, состав.

1. диаметр изделия;
2. назначение проволоки:
   • Св – означает сварочная;
   • Нп — наплавочная;
   • Пп – порошковая.
3. содержание углерода в %;
4. содержание присадок,

в том числе:

• Г – марганца;
• Д – меди;
• М – молибдена;
• Н – никеля;
• С – кремния;
• Т — титана;
• Ц – циркония;
• Ф – ванадия;
• Ю – алюминия.

Цифровые значения в расшифровке обозначают процентное содержание в общей массе.

Далее указывается метод изготовления проволоки:

• ВИ — выплавлена в вакуумно-индукционной печи;
• ВД — вакуумно-дуговой переплав;
• Ш — шлаковый переплав.

Буква Э указывает, что материал пригоден для изготовления электродов.

О — обозначает омедненную проволоку.

Обозначение А или АА указывает на чистоту от вредных примесей (серы и фосфора).

В маркировке указывается ГОСТ, регламентирующий изготовление изделия.

Для примера расшифруем маркировку: 2Св-30Х25Н16Г7-Ш ГОСТ 2246-70.

• 2 – цифра указывает на диаметр изделия в мм;
• Св – проволока для сварки;
• 30% углерода от общей массы материала;
• Х25 – хрома 25%;
• Н16 – никеля 16%;
• Г – марганца 7%;
• Ш – изготовлена из стали, выплавленной электрошлаковым переплавом.

Проволока произведена по ГОСТ 2246-70. На упаковке указывается длина проволоки в мм или в метрах.

Наименование присадок, содержание которых в изделии менее 1% в маркировке, не указывается.

Рисунок 6. Схема маркировки сварочной проволоки сплошного сечения.

Выбор сварочной проволоки

Прежде чем выбирать расходные материалы, нужно изучить состав заготовок.

Сварочная проволока должна соответствовать следующим требованиям:

• диаметр присадки выбирается исходя из толщины свариваемого металла;
• характер металла проволоки должен максимально соответствовать составу изделий;
• присадочные элементы не должны содержать следов ржавчины, окислов, масла, краски и других загрязнений;
• температура плавления проволоки должна быть немного ниже или равна температуре плавления основного металла.

Сечение проволоки должно быть круглым и равномерным по всей длине. Намотка — ровными рядами, без петель и изгибов.

Неправильный выбор присадки может привести к пористости и хрупкости сварного шва.

Автоматизированная или полуавтоматическая сварка при помощи проволочной присадки обеспечит прочный, надежный шов.

Следует подобрать тип расходного материала, максимально соответствующий основному металлу.

Контроль расхода проволочной присадки

При сварке с использованием сварочной проволоки сварщик не меняет электрод, как при ручном режиме, а расходный материал непрерывно подается в рабочую зону с помощью автоматического механизма.

На расход проволоки влияют следующие факторы:

• технические характеристики полуавтомата;
• толщина и химический состав свариваемого металла;
• диаметр и качество проволоки.

Скорость подачи проволоки настраивается с помощью механического регулятора полуавтомата при каждой смене кассеты.

Для контроля расхода присадки используются специальные счетчики. Они бывают автоматические — встроенные в программное обеспечение сварочного аппарата или механические, на кассетах с проволокой.

Счетчики многофункциональных аппаратов могут не только следить за количеством используемой проволоки, но и просчитывают ее оптимальный расход с учетом потерь.

Механизмы и скорость подачи

Подающий механизм может быть встроенным в полуавтоматический сварочный аппарат или полностью автономным.

Устройство состоит из электрического привода, редуктора, прижимных и подающих роликов, устройства торможения. Кассеты с проволокой могут быть размещены внутри или снаружи корпуса.

Механизм подачи может быть:

• толкающим;
• тянущим;
• комбинированным.

Скорость подачи проволоки зависит от числа оборотов двигателя, передаточного числа редуктора и диаметра роликов.

Проволока с помощью вращающихся роликов направляется в горелку, куда подается напряжение. Между наконечником проволоки и свариваемым металлом возникает электрическая дуга, обеспечивающая плавление и заполнение сварочной ванны.

Рисунок 7. Механизм подачи проволоки СПМ-207.

Формы выпуска

Проволока для сварки выпускается в бобинах, мотках, металлических кассетах или пластмассовых катушках (бухтах).

Вес металлических катушек в упаковке обычно составляет от 12 до 30 кг.

Пластмассовые катушки обычно весят от 1 до 5 кг, реже до 20 кг.

При выборе сварочной проволоки следует учитывать наружный диаметр и вес катушки, так как в маленькие аппараты помещаются кассеты диаметром до 200 мм и массой до 5 кг.

Для больших механизмов подходят и маленькие, и большие бобины.

При существенных объемах сварки целесообразно выбирать большие катушки, не требующие частой замены расходного материала.

Защитная экипировка

Для выполнения сварочных операций с использованием проволоки требуется максимальная защита сварщика. В перечень защитной амуниции входят такие средства, как:

• самозащитные очки, щитки или маски «хамелеон»; последние более удобны, поскольку в них содержатся светофильтры, которые обеспечивают переменное затемнение в зависимости от яркости горения дуги;
• краги или специальные перчатки;
• спецодежда — роба, куртка или комбинезон с утеплением в холодный период;
• ботинки или сапоги;
• такой инструмент, как электродержатель.

Бренды

К наиболее популярным брендам относятся:

• БМК — продукция Белорецкого металлургического комбината, выпускающего непокрытую и омедненную проволоку;
• ЧЗСМ | ARCUS — одно из крупнейших предприятий России. Изделия Череповецкого завода представлены сварочной проволокой без покрытия, омедненной и полированной, для низколегированных и углеродистых сталей;
• СМС — отечественный производитель низкоуглеродистой, легированной и порошковой проволоки различного сечения;
• ESAB — шведский производитель, выпускающий полированные и омедненные марки изделий.
• Farina — китайский бренд высококачественной омедненной проволоки, отличающейся высокой вязкостью и точностью намотки.

Вся продукция соответствует мировым стандартам качества и требованиям отечественных ГОСТ.