Сварочная проволока относится к категории расходных материалов для сварочных работ, выступающий в роли присадки. Сварочная проволока выглядит как металлическое волокно.
Присадочная проволока необходима при работе в разных сварочных режимах. В расплавленном состоянии она стекает в виде сварочной ванны, а затем охлаждается и застывает шовным валиком, образуя соединение.
Отличие: проволока — электрод
Проволока обладает более расширенными функциями, чем электрод: проволока дает наплавочное сырье и в то же время проводит ток. Так же, как электрод, проволока образует дугу, которая передает напряжение от нее к металлу заготовки. В процессе плавления присадка наполняет сварочную ванну и в дальнейшем формирует сварочный шов.
В отличие от электрода, проволока не ограничена жесткими размерами — она продается в бобинах, мотках, кассетах, катушках. Удобно использовать проволоку для сварки особо длинных, сплошным соединений. Проволока позволяет работать без перерывов на замену электродов, тем самым экономит время, трудозатраты и расходники.
Сварочная проволока эффективна в работе с тонкими и мелкими элементами, благодаря щадящему температурному действию проволоки на металлические детали.
Сварочная проволока находит применение:
- для сварки автоматом;
- полуавтоматом;
- для ручной (ММА, TIG) сварки;
- для резки сталей (CUT).
Применение проволоки
Проволоку классификация разделяет на две группы: общего назначения и специального.
Назначение присадочной проволоки |
Общее | Специальное |
· В качестве сырья для производства электродов. · Дуговая сварка через инвертор. · Восстановление деталей и ремонт.
| · Сварка в экстремальных условиях — при высотных работах, под водой и т. д.
· Создание сварочного шва, не зависимо от обстоятельств.
· Сваривание заготовок из сплавов не одинаковых по составу металлов.
|
Правило для присадочной проволоки любого назначения: ее компонентный состав эквивалентен составу металла заготовки.
Структура
Проволока для сварки условно делится на три группы в зависимости от своей структуры.
Сплошная структура. Проволока состоит целиком, в том числе и сечение, из одного вида металла или сплава. Металлическая нить изготавливается методом холодного проката.
Проволока сплошного сечения идет на производство электродов, а также для присадки при сварке автоматом или полуавтоматом, которая происходит в облаке защитных газов или под флюсовым слоем. В роли газов выступают следующие вещества: аргон, азот, углекислый газ и др.
Порошковая структура. Проволока содержит порошкообразную массу, заключенную в полую трубочку. В качестве массы-наполнителя может выступать флюс, смесь флюса с оксидами или сплавами железа.
Флюсовый наполнитель играет такую же роль, как обмазка электрода: он создает защитный слой, изолирующий сварку от кислорода и внешней среды в целом.
Порошковая проволока хорошо подходит для решения бытовых и производственных задач.
Активированная структура. Проволока также имеет трубчатую структуру, но ее наполнение намного сложнее, чем у порошковой проволоки.
Центральная часть сечения отведена для уплотненного порошка, который поддерживает горение в процессе сварки, как фитиль.
Полый цилиндр, который выполняет роль трубочки, изготовлен из низкоуглеродистой стали (Св-08Г2С).
Пространство между сердечником и внутренней стенкой трубочки заполнено композитным покрытием с вкраплением активированных добавок и флюса, который занимает всего лишь 5-7% от содержимого.
В качестве активированных добавок в состав проволоки входят оксиды (магния, кремния, титана).
Активированная проволока имеет свои несомненные преимущества в процессе сварки:
- отсутствие брызг;
- свободное открепление шлака;
- хорошее возгорание;
- устойчивая дуга.
Легирующие элементы проволоки
Легирующие вещества вводятся для коррекции тех или иных свойств материала. Однако процентное содержание легирующих веществ по отношению к массе в целом может быть разное, именно это служит основанием для деления сварочной проволоки на три категории:
Категория | Содержание легир. элементов | Количество марок |
Низколегированная
|
2,5
|
6
|
Среднелегированная
|
2,5 — 10
|
30
|
Высоколегированная
|
10 и больше
|
40
|
В роли легирующих компонентов могут быть использованы: Ni (никель), Cr (хром), Si (кремний), Mo (молибден), W (вольфрам).
Как легирующий элемент применяют ниобий Nb. На его примере рассмотрим легирующие способности добавки:
- Nb + Al — минимальное количество ниобия (сотые части) в совокупности с алюминием придают сплаву стойкость при контакте с щелочами;
- Nb + Cu — сочетание ниобия с медью повышает прочность сплава;
- Nb + сталь — улучшают устойчивость к окислительным реакциям.
С помощью легирования можно улучшить жаропрочность, антикоррозийное свойство, ударную вязкость.
Диаметр
При выборе присадочной проволоки обращают внимание на ее диаметр: он должен быть тождественен толщине металла детали.
Ассортимент проволоки - в 17 вариантах, где самый маленький диаметр составляет 0,3 мм, а самое крупное сечение — 12 мм.
С проволокой небольшого сечения работать удобнее и продуктивнее: она дает меньше брызг, обеспечивает быстрое возгорание и стабильность дуги.
Проволока большого сечения требует особого навыка работы с ней: из рекомендаций — не забудьте повысить силу тока.
Вид поверхности
Проволока либо покрывается медью, либо остается без покрытия (такая проволока никак не маркируется). Омедненная проволока обозначается О.
Неомедненная проволока входит в группу общего назначения: из нее делают электроды, широко применяют для сваривания и наплавления.
Омедненная проволока улучшает следующие показатели:
- коррозийную устойчивость;
- подачу проволоки посредством автомата;
- ускоряет розжиг;
- придает бОльшую стабильность при горении дуги;
- уменьшает почти наполовину образование брызг;
- снижает число примесей в шовном валике.
Тип свариваемых металлов
Самая большая сложность при подборе сварочной присадки — среди большого ассортимента выбрать те расходники, которые будут соответствовать деталям по типу металла. Если не соблюдать это правило, невозможно добиться качественного результата.
Углеродистая сталь
Общие принципы подбора проволоки для сварки стальных заготовок: отдавать предпочтение омедленной проволоке и расходникам порошкового типа. Перейдем к конкретным примерам.
Наименование свар. проволоки | Особенности применения |
Св-08ГСМТ
|
Для сварки нелегированной стали
|
Св-08Г2С
|
Для сварки тонких листов. Для герметизации резервуаров, которые будут испытывать в дальнейшем нагрузки под давлением.
|
Св-09Г2С
|
Для сварки низкоуглеродистых сталей
|
Св-01Х17Н14М
|
Для сварки с доп. защитой от транскристаллитной коррозии
|
Cв-10ГA |
Для углеродистых сталей в среде аргона
|
Нержавеющая сталь
Распространенные марки проволоки для нержавеющей стали.
Наименование свар. проволоки | Особенности применения |
Св-08Х19Н10М3Б Св-06Х20Н11М3ТБ
|
Для сварки материала с долей Ni, Cr, Mo. |
Св-01Х18Н10 Св-01Х19Н9 Cв-06X21H7БTCв-06X19H9T |
Высокая коррозийная защита; устойчивость к высоким температурам
|
Cв-01X18H10 Cв-01X19H9 Cв-06X19H9T |
Для аустенитных марок стали
|
В состав проволоки входят два химических элемента:
- углерод (он исключает трансклисталлитную коррозию);
- кремний (усиливает прочность соединения).
Медь
Во время процесса плавления медь легко контактирует с кислородом из атмосферы и активирует реакцию окисления. Это отрицательно сказывается на процессе сварки. Чтобы исключить взаимодействие данных элементов, необходимо изолировать сварочную зону от атмосферного влияния. Поэтому сварка меди и ее сплавов проходит в защитном облаке газов (а именно, аргона или гелия).
Присадочная проволока для меди содержит добавку никеля или кремния.
Примеры сварочной проволоки для меди: OK Autrod 19.40, OK Autrod 19.12, ОК Autrod 12.64.
Алюминий
Для соединения алюминиевых заготовок необходима проволока из алюминия или сплавов с ним. Примеры использования марок.
Наименование свар. проволоки | Особенности применения |
Св-А97 Св-А85
|
Для сварки материала специальной пластичности.
|
Св-1201
|
Особая прочность соединения
|
Св-АК5 Св-АК6
|
Для сварки металла, устойчивого к высоким температурам
|
Чугун
Для сварки деталей из чугуна чаще всего применяют порошковые проволоки. Вот самые ходовые:
Наименование свар. проволоки | Особенности применения |
ПП АНЧ-1
|
Для сварки небольших деталей. Содержит углерод и кремний.
|
ПП AHЧ-2
|
Для сварки и наплавления с горячей подготовкой заготовок при t 350°С.
|
ПП AHЧ-3
|
Для сварки массивных заготовок горячим методом (до 500-600°С).
|
Условия сварки чугуна:
- полуавтомат;
- обратная полярность;
- постоянный ток.
Никель
Присадочная проволока для сварки никеля на никелевой основе придает шву особую пластичность. В качестве примера сварочной присадки: OK Autrod NiCrMo-13 1, СВ08Г2С и др.
Состав проволоки
Рассмотрим несколько видов сварочной проволоки в зависимости от ее элементного состава.
Стальная
Неслучайно данная категория проволоки стоит первым в списке — это самая ходовая присадка. Ассортимент марок очень широк и составляет 50 вариантов. Стальная проволока активно применяется в строительстве, энергетике, машиностроении, автомобилестроении и пр. Проволока выполняет три функции:
- сварить,
- наплавить слой,
- разрезать
Особенности применения стальной сварочной проволоки: работы выполняются под флюсом, в защитной газовой среде.
Свариваемые материалы: низкоуглеродистые средне-, низко- и высоколегированные стали.
В качестве примеров стальной проволоки:
Наименование присадки | Особенности применения |
Св-08 Св-10Г2 Св-10ГЛ
|
Для сварки низкоуглеродистых сталей
|
Св-08ГС Св-08Г2С Св-18ХС
|
Для сварки низко- и среднелегированных сталей
|
Cв-08X14ГHTCв-12X13
|
Для сварки высоколегированной стали
|
Чтобы сваривать детали из высокоуглеродистой нержавейки, можно скорректировать свойства присадочного материала за счет легирования, добавив марганец Mn, хром Cr или никель Ni.
Алюминиевая
Присадочная проволока из алюминия рассчитана на контакт с одноименным металлом и его сплавами (в состав сплава могут входить кремний Si, хром Cr, медь Cu, магний Mg).
Вследствие сваривания получается шовный валик, не отличающийся по цвету от заготовки, прочный, абсолютно не склонный к коррозии, нейтральный к воздействию влаги. Сварочная проволока из алюминия используется, например, в судостроении, где металл часто контактирует с водой.
Омедненная
Медное покрытие наносится на стальной сердечник. Категории стали проволоки при этом относятся к низколегированным и низкоуглеродистым.
За счет сочетания стали и поверхностного медного слоя проволока увеличивает проводимость тока и устойчивость к коррозии.
Омедненная проволока практически не выделяет вредных токсических веществ, образует малое число примесей и уменьшает количество брызг металла в процессе сварки.
Увеличивает скорость подачи металлической нити, что положительно влияет на эффективность рабочего процесса.
Омедненная проволока нашла свое применение в железнодорожной промышленности, в автомобилестроении, в судостроении, а также при установке трубопроводов.
Проволока имеет сплошное сечение, а это значит, что не может создать защитное облако при плавлении. Вследствие этой особенности сварка происходит с дополнительным применением газа из баллонов.
Например, проволока с медным покрытием применима при дуговой сварке под защитой аргона.
Порошковая
У порошковой проволоки есть несомненные преимущества по сравнению с другими видами.
Она помогает упростить производственный процесс, так как состав порошка настолько универсален, что заменяет и газ, и флюсовые присадки.
Порошковая проволока удобна для работ в труднодоступных местах, при высотных работах, так как рабочий процесс не требует дополнительных расходников и инвентаря.
Единственное условие, которое требуется соблюдать при работе с порошковой проволокой — ее содержимое должно совпадать с составом свариваемого материала как можно точнее.
Сварка с углекислотой. Примерный расчет
Сварщикам часто приходится создавать защитный слой, подавая газ из баллонов. Это очень важный момент: без газового облака в зоне сварочных работ нельзя добиться качественного шва. Защитный слой вытесняет кислород и повышает эффективность сварки.
Встает вопрос: как рассчитать необходимый объем газовой смеси? Этот показатель зависит от силы тока, диаметра проволоки и, конечно, от параметров заготовки.
Примерный расчет газа для сварки на полуавтомате продемонстрирован в таблице.
Ø проволоки (mm) | Интервал силы тока (А) | Расход газа (М3/С·10⁴) |
0,8
|
60—120
|
1,33—1,5
|
1
|
60—160
|
1,33—1,5
|
1,2
|
100—250
|
1,5—2,0
|
1,4
|
120—320
|
2,0—2,5
|
1,6
|
240—260
|
2,3—2,5
|
1,6
|
260—380
|
2,5—3,0
|
2
|
240—280
|
2,5—3,0
|
2
|
280—450
|
3,0—3,33
|
Данные таблицы дают понимание следующей закономерности: при возрастании силы тока повышается объем газа, необходимого для сварки.
При расчете потребления газа делайте поправку на ветер: чем он сильнее, тем больше потребуется газового вещества. Тот же принцип относится к сквозняку: порывы ветра или сквозняка сдувают защитное облако и вынуждают его восстанавливать.
Новичку потребуется больший объем газа, так как ему нужно больше времени на выполнение работы.
Как читать маркировку
Сведения о сварочной проволоке закодированы в маркировке в соответствии с ГОСТом 2246-70.
Маркировка читается слева направо:
Первый знак указывает на размер сечения проволоки в миллиметрах.
Второй знак — две буквы, которые расшифровывают назначение, а именно Св — сварка, Нп — наплавление, Пп — порошок.
Третий знак — процентное количество углерода.
Четвертый знак — присадки и их процентное соотношение к массе.
Присадки обозначаются русскими буквами. Иногда маркировка совпадают с первой буквой названия вещества (Н — никель, М — молибден, Х — хром, Т — титан, Ц — цирконий), а иногда — не совпадает (Г — марганец, Д — медь, С — кремний, Ю — алюминий).
После буквы идет цифра, которая дает представление о доле % к общей массе.
Пятый знак — каким образом изготовлена проволока:
ВИ (вакуумно-индукционная печь)
BД (вакуумно дуговой переплав)
Ш (шлаковый переплав).
В дополнении к основным сведениям, в маркировке можгут появиться буквы Э, О и А.
Э (электрод) — из данного сырья можно производить электроды.
О (омедненная) проволока.
А - без вредных примесей.
Пример: 2Св-30Х25Н16Г7-Ш ГОСТ 2246-70.Пример: 2Св-30Х25Н16Г7-Ш ГОСТ 2246-70.
Проволока сечением 2 миллиметра для сварки (СВ), содержит 30% углерода.
В проволоке есть присадки хрома (25%), никеля (16%), марганца (7%).
Проволока изготовлена шлаковым переплавом.
Далее ссылка на ГОСТ, который регламентирует выпуск данного изделия.
Этикетка на упаковке содержит информацию о длине проволоки.
Как выбрать сварочную проволоку
Такой вид расходного материала, как сварочная проволока, всегда подбирается под конкретную задачу и определенный тип металла свариваемой заготовки.
- Сравните компоненты в составе присадки и металла: элементный состав проволоки должен точно совпадать или максимально приближаться к составу свариваемого металла.
- Измерьте толщину заготовки. Значение должно равняться диаметру присадочной проволоки.
- Сравните температуру плавления металла детали и проволоки. Она должна быть тождественной (допустима меньшая температура у присадки).
- Внимательно осмотрите сварочную проволоку на предмет брака и порчи: она должна быть чистой (без пятен масла, ржавчины, краски и пр.) и без повреждений.
- Проконтролируйте намотку на катушке или бобине: проволока должна лежать аккуратно, ровно, не путаться, не перегибаться.
Если выбор сварочной проволоки сделан правильно, вам гарантирован надежный шовный валик. В противном случае, если подбор расходников был сделан с ошибкой — соединение будет непрочным, пористым, склонным к разрушению.
Расход проволоки
В отличие от электрода, который приходится периодически менять вручную, проволока имеет длину, которой хватит на весь сеанс сварки. Более того, проволока удобна тем, что разматывается и поступает к месту сварки автоматически.
Механизм подачи присадочной проволоки можно настроить под необходимую скорость.
Чтобы рассчитать расход проволоки, нужно учитывать параметры, которые на него влияют, а именно:
- диаметр проволоки,
- толщина металла заготовки,
- компонентный состав металла, который требуется сварить,
- качество и покрытие проволоки,
- тип полуавтомата.
На данном этапе развития сварочного дела учет расхода проволоки ведут счетчики. Они могут быть механическими или автоматическими. Механические отмеряют метраж на кассетах с проволокой. Автоматические отсчитывают длину проволоки непосредственно в сварочном аппарате, при этом счетчики могут подсчитать и ее расход.
Механизмы, подающие проволоку
Существуют два вида подающих устройств: в виде отдельного механизма или встроенного в сварочный аппарат.
Движение проволоки осуществляется с помощью роликов, механизм в действие приводит электрический привод. Устройство может работать по принципу протягивания или толкания проволоки. Вращающиеся ролики подают проволоку в сварочную зону к горелке. Электрическая дуга за счет напряжения тока идет от проволоки к металлу заготовки. Присадочная проволока начинает плавиться и формировать сварочную ванну.
Мотки, катушки, бобины?
Присадочная проволока упаковывается в разных намотках: от мотка до большой бухты.
Если планируется большой объем работ на больших сварочных аппаратах — целесообразнее купить проволоку в объемных бобинах (хотя маленькие катушки тоже вполне подойдут). Таким образом вы сэкономите время на частой замене катушек.
Если сварочные работы проводятся на маленьких аппаратах, ассортимент упакованной проволоки будет ограничен 5 килограммами и диаметром кассеты 20 см.
Защита сварщика
При использовании присадочной проволоки необходима защитная амуниция мастера. По требованиям техники безопасности, сварщик должен быть экипирован таким образом:
- для защиты глаз: спец.очки, маски или щитки (предпочтение отдается стеклу с фильтрами, которые затемняются, подстраиваясь под уровень внешнего света);
- для защиты рук: рабочие краги и держатель;
- для защиты ног: термостойкие ботинки;
- для защиты тела: специальная одежда по сезону.
Кто производит сварочную проволоку?
Производить присадочную проволоку может кто угодно. Вопрос в том, каким торговым маркам можно доверять и кто соблюдает требования стандартов (российских или международных).
Назовем некоторых производителей, положительно зарекомендовавших себя на рынке:
СМС «СварМонтажСтрой» (Россия)
ЧЗСМ «Череповецкий Завод Сварочных Материалов» - торговая марка ARCUS (Россия)
БМК «Белорецкий металлургический комбинат» (Россия)
ESAB (Швеция)
Farina (Китай)