Сварка

Покрытые электроды для сварки под водой

Сварка под водой покрытыми электродами имеет свои положительные и отрицательные стороны. К положительным можно отнести:

К отрицательным можно отнести:

На территории стран СНГ для ручной сварки под водой длительное время использовали покрытые электроды марок ЭПС–52 и ЭПС–А. Электроды ЭПС–52 с покрытием рудно–кислого вида и стержнем из малоуглеродистой стали, были разработаны в пятидесятые годы XX столетия. Изготовитель — ФГУП «28–й Военный завод» (г. Ломоносово). Сварка под водой этими электродами характеризуется неустойчивым горением дуги и удовлетворительным формированием сварного шва. Валики высокие с крупночешуйчатой поверхностью. Отделимость шлаковой корки затруднена. При выполнении многопроходного шва, формирование второго и последующих валиков ухудшается. В швах появлялись поры. Механические свойства соединений при сварке под водой электродами ЭПС–52, соответствовали свойствам соединений, выполненных на воздухе электродами типа Э38 (табл. 1). Пластические свойства металла шва низкие (относительное удлинение не превышает 9%).

Электроды ЭПС–А с покрытием флюорито–кальциевого вида и стержнем из проволоки Св–07Х25Н12Г2Т были предназначены для сварки под водой низколегированных сталей повышенной прочности. Удовлетворительные сварочно–технологические свойства обеспечивались только при сварке в нижнем и вертикальном положениях. Механические свойства металла шва при сварке этими электродами в пресной воде на глубине 2 м приведены в табл. 1. Структура наплавленного металла — высоколегированный мартенсит с большим количеством ферритной фазы. В настоящее время выпуск этих электродов приостановлен.

В С–Петербургском государственном морском техническом университете совместно с АО «Электродный завод» разработаны электроды Э38–ЛКИ–1П для подводной сварки углеродистых и некоторых марок низколегированных сталей. Механические свойства соединений, получаемых сваркой электродами Э38–ЛКИ–1П, приведены в таблице 1.

Для сварки низколегированных сталей повышенной прочности в С–Петербургском государственном морском техническом университете были разработаны электроды ЛКИ 2П оригинального состава (Патент 2071895 РФ). Основу газо–шлаковой композиции покрытия электрода составляют рутил и флюорит. Электродный стержень–проволока Св–10Х16Н25АМ6. Металл, наплавленный электродам ЛКИ–2П, имеет более высокие механические свойства по сравнению с электродами ЭПС–А.

В ИЭС им. Е.О.Патона была создана оригинальная газошлаковая композиция, позволившая разработать новый электрод марки ЭПС–АН1 для сварки под водой во всех пространственных положениях. Основной составляющей покрытия является рутил. Легирование и раскисление металла шва осуществляется марганцем и кремнием. Их содержание в наплавленном металле не превышает 0,4% и 0,25% (соответственно). Электроды ЭПС–АН1 обладают хорошими сварочно–технологическими свойствами и предназначены для сварки сталей с пределом текучести до 350 МПа под водой на глубине до 20 м. При их использовании обеспечиваются механические свойства металла шва на уровне класса «В» ANSI / AWS D3.6. По сварочно–технологическим и механическим свойствам они превосходят электроды ЭПС–52 и Э38–ЛКИ–-1П. Хорошие результаты обеспечиваются, при использовании электродов ЭПС–АН1 в случае сварки металлоконструкций, имеющих слой воды на свариваемых поверхностях.

За рубежом сварка покрытыми электродами является основным технологическим процессом, используемым для создания сварных соединений мокрым способом. Количество марок электродов, поставляемых различными фирмами на рынок, колеблется от 40 до 60 наименований. Электроды выпускаются как для сварки сталей общего назначения, так и для сварки сталей повышенной прочности. На рынок СНГ в настоящее время эти электроды поступают малыми партиями. Их стоимость колеблется от 30 до 45 долларов США за 1 кг.

Таблица 1. Механические свойства соединений, выполненные под водой покрытыми электродами

Марка электродаσв, МПаδ5, %КСU, 20 С Дж/см²Угол загиба, α, град.
ЭПС-52390...42016-2070-90≥ 130
ЭПС-А460…49012-16100-130< 50
ЭПС-АН1≥ 420≥ 14Не определялась--
Э38-ЛКИ-1П400≤ 8Не определялась--
    Примечание:
  1. Глубина, на которой выполнялась сварка образцов, состав основного металла и соленость воды авторами не указывается.
  2. Механические свойства соединений Стали 20 толщиной 16 мм на глубине 2 м, выполненные электродами ЭПС-А в пресной воде.