Электроды для сварки сталей ЦНИИН-4: состав и назначение
Электроды ЦНИИН-4 — специализированный тип сварочных материалов, разработанный для выполнения ответственных соединений из низколегированных и углеродистых сталей, работающих в условиях знакопеременных и ударных нагрузок. Отличительная особенность стержней — толстое покрытие основного вида, обеспечивающее стабильное горение дуги на постоянном токе обратной полярности и формирование металла шва с минимальным содержанием водорода.
Покрытие ЦНИИН-4 содержит карбонаты и плавиковый шпат, что гарантирует эффективное раскисление сварочной ванны и удаление серы и фосфора. Металл шва легируется через стержень марганцем и кремнием, за счет чего достигается предел текучести наплавленного металла в диапазоне 390–440 МПа при относительном удлинении не менее 22%. Это делает электроды пригодными для сварки конструкций, эксплуатируемых при температурах до –40 C, включая мостовые фермы, крановые балки и элементы гидротехнических сооружений.
Технологические параметры сварки
Сварка электродами ЦНИИН-4 выполняется преимущественно в нижнем и вертикальном положениях. Рекомендуемый сварочный ток для стержней диаметром 3 мм — 90–120 А, для диаметра 4 мм — 140–190 А. Перед применением электроды требуют прокалки при температуре 350–400 C в течение одного часа для удаления кристаллизационной влаги из покрытия. Допустимая влажность покрытия перед сваркой не должна превышать 0,3%.
Техника сварки предусматривает ведение дуги короткой дугой без поперечных колебаний либо с незначительными колебаниями для узких швов. Каждый последующий валик многослойного шва должен накладываться после тщательной зачистки предыдущего от шлака. Прокаленные электроды сохраняют сварочно-технологические свойства в течение пяти суток при хранении в закрытой таре.
Химический состав наплавленного металла
| Элемент | Содержание, % | Влияние на свойства | Метод контроля | Нормативный документ |
|---|---|---|---|---|
| C | 0,07–0,12 | Обеспечение прочности | Химический анализ | ГОСТ 9466-75 |
| Mn | 0,80–1,20 | Раскисление, повышение прочности | Спектральный анализ | ГОСТ 9466-75 |
| Si | 0,25–0,50 | Раскисление, плотность шва | Спектральный анализ | ГОСТ 9466-75 |
| S | 0,030 | Снижение горячих трещин | Химический анализ | ГОСТ 9466-75 |
| P | 0,030 | Повышение хладостойкости | Химический анализ | ГОСТ 9466-75 |
Области применения электродов ЦНИИН-4
Электроды ЦНИИН-4 востребованы при изготовлении и ремонте металлоконструкций, где предъявляются повышенные требования к надежности сварных соединений при динамическом нагружении. Основные сферы использования:
- строительные металлоконструкции — колонны, подкрановые балки, стропильные фермы производственных цехов;
- мостостроение — сварка пролетных строений, ортотропных плит и узлов сопряжения;
- машиностроение — рамы транспортных средств, корпуса редукторов, ходовая часть карьерных самосвалов;
- нефтегазовое оборудование — опорные конструкции, эстакады, технологические площадки;
- судостроение — соединения корпусных конструкций из стали марок 09Г2С и 10ХСНД.
Стержни диаметром 3–5 мм позволяют выполнять швы в диапазоне толщин свариваемого металла от 5 до 40 мм. При сварке высокопрочных сталей с пределом текучести до 390 МПа рекомендуется предварительный подогрев до 100–150 C для предотвращения образования закалочных структур в зоне термического влияния.
Вопросы и ответы
Какие стали можно сваривать электродами ЦНИИН-4?
Электроды предназначены для сварки низколегированных сталей типа 09Г2С, 10Г2С1, 10ХСНД, а также углеродистых сталей марок 20, 30 и 35. Соединения характеризуются стойкостью к хрупкому разрушению при пониженных температурах.
Требуется ли прокалка электродов перед сваркой?
Да, обязательна прокалка при температуре 350–400 C в течение 60 минут. Это необходимо для удаления влаги из покрытия, которая может стать источником пор и трещин в наплавленном металле.
На каком токе выполняется сварка электродами ЦНИИН-4?
Сварка ведется на постоянном токе обратной полярности. Для диаметра 3 мм рекомендуемый ток составляет 90–120 А, для диаметра 4 мм — 140–190 А, для диаметра 5 мм — 190–240 А.
Какие механические свойства гарантирует наплавленный металл?
Предел текучести наплавленного металла достигает 390–440 МПа, временное сопротивление разрыву — 490–590 МПа. Ударная вязкость при температуре –40 C составляет не менее 34 Дж/см.
