Порошковая проволока — это непрерывный элек­трод, состоящий из металлической оболочки и порошкообразного наполнителя (сердечника). Последний представляет собой смесь газообразующих и шлакообразующих материалов, ферросплавов и металлических порошков.

Порошковая проволока имеет вид свернутой из стальной ленты (20 х 0,2 мм) трубки (для этого использу­ется лента из низкоуглеродистой стали марки 08 КП холод­ного проката мягкая или особо мягкая), в которую засыпана шихта (порошок) из газо- и шлакообразующих компонентов, благодаря которым значительно улучшаются сварочный процесс и его результат.

Шихта может иметь различный состав, в частности:

• рутиловый;
• рутилово-целлюлозный;
• рутилово-флюоритный;
• карбонатно-флюоритный;
• флюоритный (флюорит — это плавиковый шпат СаР2).

Но при этом она должна быть такой, чтобы сплав, кото­рый получится после расплавления оболочки проволоки и по­рошка и их затвердения, имел бы химический состав и харак­теристики, требуемые от металла шва.

Порошковая проволока находит применение в следу­ющих случаях:

• для сварки открытой дугой;
• для сварки под флюсом;
• для сварки в защитных газах (в углекислом, инерт­ных);
• для наплавки с целью образования твердосплавного слоя.

Для придания проволоке необходимой жесткости и защи­ты от смятия подающими роликами при сварке и наплавке ее сечение специально делают сложным (рис. 1).

Конструкция порошковой проволоки:

а-в – простые трубчастые;

г – с одним загибом оболочки;

д – с двумя загибами оболочки;

е – двухслойная.

Проволоки простых трубчатых кон­струкций (а—в) обычно используют для сварки в углекислом газе. Проволоки сложных конструкций — с одним и двумя загибами кромок (г, д), а также двухслойные (е) применяются без дополнительной защиты.

Порошковые проволоки различают по назначению, способу защиты металла и составу сердечника. Наиболее широкое распро­странение получили проволоки для сварки низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей. В последнее время порошковые проволоки находят все большее применение для сварки легированных сталей, чугуна, цветных металлов и сплавов.

По способу защиты порошковые проволоки делятся на самозащитные (защита расплавленного металла осуществляется с по­мощью составляющих сердечника проволоки) и используемые с дополнительной защитой зоны сварки газом или флюсами. Наи­более часто в качестве защитной среды употребляют углекислый газ.

По составу сердечника порошковые проволоки, выпускаемые в настоящее время промышленностью, делятся на пять типов: рутил-органические, карбонатно-флюоритные, флюоритные, ру­тиловые и рутил-флюоритные. Название типа проволоки опреде­ляется наименованием основных составляющих сердечника. Про­волоки первых трех типов применяют, как правило, без дополни­тельной защиты. Проволоки рутилового и рутил-флюоритного типов используют для сварки в углекислом газе.

Самозащитные проволоки. Проволоки рутил-органического типа предназначены для сварки низкоуглеродистых сталей. Сердечник их состоит в основном из рутилового концентрата и алюмосиликатов (полевой шпат, гранит, слюда и др.). В качестве раскислителей использован ферромарганец, а газообразующих — органические материалы (крахмал, целлюлоза).

Проволоки рутил-органического типа обладают удовлетвори­тельными сварочно-технологическими свойствами и в широком диапазоне напряжений дуги обеспечивают получение плотных швов.                                

Рутил-органические проволоки ПП-АН1, ПП-1ДСК, ПВС-1Л нашли применение при изготовлении и монтаже неответственных конструкций в строительстве, машиностроении, речном судостроении и т. п.

Проволоки карбонатно-флюоритного типа предназначены для сварки ответственных конструкций из низкоуглеродистых и низ­колегированных сталей. Шлакообразующую часть сердечника составляют флюоритовый и рутиловый концентраты, алюмоси­ликаты и окислы щелочноземельных металлов. В качестве газообразующих материалов использованы карбонаты кальция, маг­ния и натрия. Раскислителями служат ферромарганец, ферро­силиций, ферротитан и ферроалюминий.

Проволоки с сердечником, карбонатно-флюоритного типа требуют тщательного хранения, не допускается их увлажнение, ржавление и наличие слоя волочильной смазки на поверхности! Влага и следы смазки служат источниками водорода, который в дуге интенсивно поглощается расплавленным металлом. Это является причиной образования пор и снижения пластических свойств металла швов. Удаление влаги и следов волочильной смазки путем прокалки проволоки при температуре 250° С позво­ляет резко снизить содержание водорода и уменьшить склонность к образованию пористости.

Во избежание образования пористости требуется очистка свариваемого металла от ржавчины и загрязнений.

Сварку порошковой проволокой карбонатно-флюоритного типа выполняют на постоянном токе обратной полярности при питании от источника сварочного тока с жесткой внешней характеристикой.

Проволоки карбонатно-флюоритного типа высоко­производительны и допускают применение большой плотности тока.                                              

В промышленности для сварки низкоуглеродистых и низколе­гированных сталей нашли широкое применение рутиловые прово­локи марок ПП-АМ8 и ПП-АН10 и рутил-флюоритные проволоки марок ПП-АН4 и ПП-АН9.

Порошковые проволоки рутилового типа для сварки в углекислом газе. Сварка в углекислом газе проволокой сплошного сечения Св-08Г2С наряду с известными преимуществами, обусловившими ее массовое при­менение, имеет ряд недостатков. Важнейшие из них: повышенное разбрызгивание электродного металла и посредственный внешний вид швов при сварке проволокой диаметром 1,6—2,0 мм в диапа­зоне наиболее употребляемых сварочных токов (340—400 А). В ряде случаев наблюдается недостаточная пластичность металла шва.

Применение порошковой проволоки позволяет устранить эти недостатки. Введение в сердечник проволоки шлакообразующих составляющих и раскислителей в сочетании с дополнительной защитой углекислым газом позволяет хорошо раскислить металл сварочной ванны, интенсивно обработать его шлаком и снизить содержание в нем газов и неметаллических включений. При этом существенно повышается пластичность металла швов.

При сварке порошковой проволокой нагрев основного металла менее концентрированный, чем при сварке сплошной проволокой. Это дает возможность получить благоприятную форму швов при высоких скоростях плавления металла. Введением в сердеч­ник проволоки материалов, активно влияющих на характеристики дуги, достигается высокая стабильность дугового процесса и ми­нимальное разбрызгивание электродного металла.

В качестве шлакообразующих материалов в сердечник прово­лок рутилового типа вводят рутиловый концентрат, алюмосили­каты и руды. Раскисление металла в основном осуществляется ферромарганцем.

Проволоки с рутиловым сердечником обеспечивают устой­чивое горение дуги в широком диапазоне токов, отличное формиро­вание швов, малое разбрызгивание электродного металла. Металл шва и сварные соединения, выполненные проволоками рутилового типа на низкоуглеродистых и низколегированных сталях, отве­чают требованиям, предъявляемым к электродам типа Э50А.

Рутиловые проволоки применяют при изготовлении большой номенклатуры деталей и узлов машин, строительных металло­конструкций и особенно на тех объектах, где к внешнему виду швов предъявляются повышенные требования. Проволоки рутил-флюоритного типа рекомендуются для сварки особо ответственных конструкций, эксплуатируемых в сложных климатических усло­виях при значительных динамических и знакопеременных нагруз­ках.

Применение порошковых проволок позволяет значительно повысить производительность сварки. Производительность полу­автоматической сварки порошковой проволокой в 2—4 раза выше, чем ручной сварки покрытыми электродами, и на 10—15% выше, чем проволокой Св-08Г2С.

Кроме трубчатой порошковой проволоки, в соответствии с ГОСТ 26467—85 выпускают порошковую ленту, использование которой многократно повы­шает производительность наплавочных работ. Наплавка и сварка порош­ковой проволокой может выполняться под слоем флюса, в углекислом га­зе или открытой дугой. Порошковая проволока для сварки под флюсом состоит из стальной оболочки и легирующего наполнителя, в котором ко­личество шлако- и газообразующих компонентов сокращено, и применяется для сварки и наплавки высоколегированных сталей и сплавов.

Такая проволока маркируется буквами ПП с указанием стали, для наплавки которой она разработана. Например, ПП-Х10ВЦ, ПП-Х42ВФ.

В качестве оборудования для сварки порошковыми проволоками используются выпрямители классического или инверторного типа в комплекте с блоками подачи с установленными специальными подающими роликами, исключающими проскальзывание и деформацию порошковой проволоки. Опытный завод выпускает такое оборудование на токи от 250 до 650 ампер.