Сварочные электроды ЦУ-5: состав, свойства и применение
Электроды ЦУ-5 — специализированный тип плавящихся покрытых электродов для ручной дуговой сварки (MMA) ответственных конструкций из низколегированных теплоустойчивых сталей перлитного класса. Основное назначение — формирование сварных соединений, работающих при повышенных температурах до 550 C и в условиях агрессивных сред нефтепереработки и энергетики.
Стержень электрода изготавливается из сварочной проволоки Св-08ХМФА, что обеспечивает легирование наплавленного металла хромом (0,9–1,2 %), молибденом (0,4–0,6 %) и ванадием (0,1–0,2 %). Покрытие — основного типа (карбонатно-фтористое), что гарантирует низкое содержание диффузионного водорода в наплавленном металле и высокую стойкость к образованию кристаллизационных трещин. Коэффициент наплавки составляет 9–10 г/Ач, расход электродов на 1 кг наплавленного металла — около 1,7 кг.
Технические характеристики наплавленного металла
Механические свойства металла шва после сварки и последующего высокого отпуска соответствуют требованиям для теплоустойчивых сталей:
- временное сопротивление разрыву — 540–640 МПа;
- предел текучести — не менее 440 МПа;
- относительное удлинение — не менее 18 %;
- ударная вязкость KCU при +20 C — не менее 78 Дж/см;
- твердость наплавленного металла — 180–220 HB.
Химический состав наплавленного металла нормируется по содержанию серы и фосфора — не более 0,025 % каждого элемента, что обеспечивает стабильность свойств при длительной эксплуатации под нагрузкой.
Режимы сварки и технологические особенности
Электроды ЦУ-5 требуют предварительного прокаливания при температуре 350–400 C в течение 1 часа непосредственно перед использованием. Сварка выполняется на постоянном токе обратной полярности (DC+). Рекомендуемые режимы зависят от диаметра электрода:
| Диаметр, мм | Сила тока, А | Напряжение дуги, В | Положение сварки | Тип соединения |
|---|---|---|---|---|
| 3,0 | 90–130 | 22–26 | нижнее, вертикальное | стыковые, угловые |
| 4,0 | 140–190 | 23–28 | нижнее | стыковые, тавровые |
| 5,0 | 200–260 | 24–30 | нижнее | стыковые с разделкой кромок |
Перед сваркой кромки деталей зачищаются до металлического блеска, обязателен подогрев при толщине металла свыше 20 мм до температуры 200–300 C. После завершения сварки рекомендуется высокий отпуск при 680–720 C для снятия остаточных напряжений и стабилизации структуры металла шва.
Свариваемые стали и области применения
Электроды ЦУ-5 предназначены для сварки теплоустойчивых сталей марок 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 20ХМФЛ, а также для ремонтной наплавки деталей из указанных сталей. Основные сферы использования:
- трубопроводы пара и горячей воды тепловых электростанций;
- корпуса и элементы арматуры котлов высокого давления;
- пароперегреватели и коллекторы парогенераторов;
- оборудование нефтеперерабатывающих установок (реакторы, теплообменники);
- корпусные детали паровых турбин и запорной арматуры.
Работоспособность сварных соединений, выполненных электродами ЦУ-5, сохраняется при температурах до 550 C в средах с умеренной коррозионной активностью. Соединения характеризуются стабильной ползучестью при длительных сроках эксплуатации — до 100 000 часов.
Упаковка и условия хранения
Электроды ЦУ-5 поставляются в герметичных металлических банках или влагонепроницаемых коробках массой 1–5 кг. Гарантийный срок хранения в невскрытой упаковке — 2 года при соблюдении условий складирования: температура не ниже +15 C, относительная влажность воздуха не более 50 %. После вскрытия упаковки электроды должны быть использованы в течение 3–5 дней либо подвергнуты повторному прокаливанию.
Вопросы и ответы
Для сварки каких сталей применяются электроды ЦУ-5?
Электроды ЦУ-5 предназначены для сварки низколегированных теплоустойчивых сталей перлитного класса: 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 20ХМФЛ, а также их зарубежных аналогов типа 13CrMo4-5 и 14MoV6-3.
Какой ток используется при сварке электродами ЦУ-5?
Сварка выполняется только на постоянном токе обратной полярности (DC+). Использование переменного тока не рекомендуется из-за нестабильного горения дуги и ухудшения качества формирования шва.
Требуется ли подогрев перед сваркой электродами ЦУ-5?
При сварке металла толщиной более 20 мм обязателен предварительный подогрев до 200–300 C. Для тонкостенных элементов подогрев не требуется, однако температура окружающей среды не должна быть ниже +5 C.
Какая температура прокаливания электродов ЦУ-5 перед сваркой?
Электроды прокаливаются при температуре 350–400 C в течение 60 минут. После прокаливания электроды должны быть использованы в течение рабочей смены, повторное прокаливание допускается не более двух раз.
