Электроды для ответственных конструкций ОЗС-4И: состав и назначение
Электроды ОЗС-4И — сварочные материалы рутилового типа, предназначенные для изготовления и ремонта ответственных металлоконструкций из низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Покрытие ОЗС-4И обеспечивает стабильное горение дуги на переменном и постоянном токе, что делает электроды пригодными для работы от сварочных трансформаторов и выпрямителей. Металл шва, сформированный электродами ОЗС-4И, характеризуется повышенной стойкостью к образованию кристаллизационных трещин, что критично при наложении многопроходных швов и сварке узлов с высокой степенью жесткости закрепления.
Технологические характеристики процесса сварки
Рутиловое покрытие ОЗС-4И относится к категории покрытий с кислым шлаком, что обеспечивает хорошее раскисление сварочной ванны и минимальное содержание водорода в наплавленном металле. Сварка выполняется на постоянном токе обратной полярности или переменном токе при напряжении холостого хода источника питания от 50 В. Электроды ОЗС-4И допускают сварку по окалине и ржавчине, однако для ответственных соединений поверхность кромок рекомендуется зачистить до металлического блеска. Производительность процесса достигается за счет коэффициента наплавки 8,5–9,5 г/(Ач) и разбрызгивания, не превышающего 3,5 %.
Пространственные положения при сварке электродами ОЗС-4И ограничены нижним и нижним «в лодочку». Для вертикальных и потолочных швов применяются электроды других марок с иным составом покрытия. Сварку рекомендуется выполнять на короткой дуге с наклоном электрода 15–20 от вертикали в направлении ведения шва. Погонная энергия при сварке толстостенных элементов не должна превышать 15 кДж/см во избежание перегрева околошовной зоны.
Механические свойства и химический состав наплавленного металла
Наплавленный металл, полученный электродами ОЗС-4И, соответствует требованиям к швам, работающим при статических и динамических нагрузках. Ударная вязкость KCU при температуре –40 C составляет не менее 34 Дж/см, что позволяет эксплуатировать конструкции в условиях умеренно холодного климата. Относительное удлинение металла шва достигает 22 %, что обеспечивает пластичность соединения при знакопеременных нагрузках.
| Параметр | Значение для ОЗС-4И | Метод контроля | Типичная область применения | Условия эксплуатации |
|---|---|---|---|---|
| Предел текучести | 390–410 МПа | Растяжение по ГОСТ 6996 | Несущие фермы | Статические нагрузки |
| Временное сопротивление разрыву | 450–490 МПа | Растяжение по ГОСТ 6996 | Резервуары и емкости | Избыточное давление до 1,6 МПа |
| Ударная вязкость KCU при –40 C | 34 Дж/см | Ударный изгиб по ГОСТ 6996 | Крановые балки | Динамические нагрузки |
| Содержание диффузионного водорода | 12 мл/100 г | Глицериновый метод | Трубопроводы технологические | Вибрационные нагрузки |
Режимы сварки и подготовка кромок
Диапазон диаметров электродов ОЗС-4И — от 2,0 до 5,0 мм. Для каждого диаметра установлены оптимальные токовые режимы, обеспечивающие формирование качественного шва без подрезов и пор. Сварка корневого прохода при монтаже трубопроводов выполняется электродами диаметром 2,5–3,0 мм на токе 70–100 А. Заполняющие и облицовочные слои при сварке листовых конструкций толщиной 10–20 мм производятся электродами диаметром 4,0 мм при токе 140–190 А.
- Сварка конструкций из стали 09Г2С, 17Г1С, 10ХСНД толщиной до 30 мм
- Монтаж технологических трубопроводов, работающих при температуре до 200 C
- Изготовление строительных металлоконструкций: колонн, балок, связей
- Ремонтные работы на объектах энергетического машиностроения
- Сварка узлов грузоподъемных механизмов и транспортных систем
Перед сваркой электроды ОЗС-4И прокаливают при температуре 150–170 C в течение 40–60 минут. Допустимое время нахождения электродов на рабочем месте после прокалки — не более 4 часов при условии хранения в закрытой таре. Повторная прокалка допускается не более двух раз. Влажность покрытия контролируется по косвенным признакам: наличие конденсата на стержне, растрескивание обмазки, нестабильность горения дуги.
Сравнение с электродами других марок
По сравнению с электродами типа УОНИИ-13/55, ОЗС-4И обеспечивают более легкое повторное зажигание дуги и меньшее разбрызгивание, что снижает трудоемкость зачистных операций. Однако по стойкости к образованию горячих трещин ОЗС-4И уступают электродам с основным покрытием при сварке высокоуглеродистых сталей. Для конструкций, эксплуатируемых при температурах ниже –40 C, рекомендуется применять электроды с основным покрытием, обеспечивающие более высокую хладостойкость металла шва.
Вопросы и ответы
Какие стали можно сваривать электродами ОЗС-4И?
ОЗС-4И применяются для сварки низкоуглеродистых сталей типа Ст3сп, Ст3пс и низколегированных сталей 09Г2С, 17Г1С, 10Г2С1 с пределом текучести до 390 МПа. Сварка сталей с более высокими прочностными характеристиками требует применения электродов с основным покрытием.
Требуется ли прокалка электродов ОЗС-4И перед сваркой?
Да, прокалка обязательна при хранении электродов более 3 суток или при нарушении герметичности упаковки. Режим прокалки: 150–170 C, выдержка 40–60 минут. Сварка непрокаленными электродами приводит к пористости шва из-за повышенной влажности покрытия.
Можно ли варить ОЗС-4И вертикальные швы?
Электроды ОЗС-4И предназначены для сварки в нижнем положении и нижнем «в лодочку». Для вертикальных и потолочных швов следует использовать электроды с рутилово-целлюлозным или основным покрытием, обеспечивающие удержание сварочной ванны.
Какой ток используется при сварке электродами ОЗС-4И диаметром 4 мм?
Оптимальный ток для электродов диаметром 4,0 мм составляет 140–190 А при постоянном токе обратной полярности. При использовании переменного тока значение тока увеличивают на 10–15 % для компенсации потерь на стабилизацию дуги.
