Состав обмазки электродов для ручной дуговой сварки

Основные виды покрытий сварочных электродов, которые обязательно нужно знать

Покрытие сварочных электродов – гомогенизированная масса смешанных химических соединений, нанесенных на специальный металлический стержень. Главная задача таких веществ состоит в обеспечении требуемых свойств сварного шва и способствовать правильному, бесперебойному горению дуги при сварке. В зависимости от конечных целей производятся те или иные разновидности электродов с определенными свойствами. Их разнообразие, ассортимент постоянно обновляются на рынке. Разберемся детально в наиболее важных разновидностях.

Целлюлозные электроды

Такие покрытия изготовляются из целлюлозы (до 50%), которая состоит из органических материалов, где в основном используется древесная мука. В состав также могут входить ферросплавы, смолы органического происхождения, тальк. Целлюлозные электроды тонкие, образуют малое количество легкоудаляемого шлака и являются наиболее подходящими для позиционной сварки (при работе с вертикальными швами шлак не сползает вниз). Хорошие результаты получают при односторонней сварке в любом положении, при сваривании корня шва на трубопроводах. В таком случае обратный валик шва ровный и относительно аккуратный. При нагревании электроды диссоциируют на водород и диоксид углерода, которые, в свою очередь, служат в качестве защитных газов. Обычно используется источник постоянного тока. С помощью стабилизаторов для целлюлозных электродов может использоваться переменный ток. По ГОСТу соответствуют таким типам электродов: Э 42, Э 46 и Э 50.

Недостатки

Наплавленный метал содержит относительно повышенное количество водорода, понижающее пластичность сварного шва, в связи с чем вероятны холодные трещины. Характерны брызги.

Электроды с рутиловым покрытием

Как известно, рутил – титановый минерал. Для этой разновидности электродов в покрытии используют концентрат диоксида титана (TiO2), наносимый на стальные стержни. Он дает кислый шлак, обеспечивает газовую защиту из водорода, окислов азота и углерода. Эти электроды используются для низкоуглеродистых сталей в любых пространственных положениях. В классификации ГОСТа по механических свойствам сопоставимы с типом Э 42 и Э 46. Добавление небольшого количества целлюлозы в рутиловые электроды, обеспечивает дополнительный запас для газовой защиты. Иногда незначительное добавление целлюлозы в рутил дает дальнейшее повышение производительности, такая комбинация называется рутил-целлюлозное покрытие (RC). Кроме того, могут быть комбинации с основными и кислыми покрытиями (RB и RA соответственно).

Особенности. По сравнению с электродами на кислой основе, рутиловые «собратья» при сварке производят металл более стойкий к трещинам, они дают меньше брызг и стабильное, сильное горение сварочной дуги при переменном токе. Относительно не восприимчивы к ржавчине, окислениям, влаге. Рутиловые электроды дают просто отделяемый шлак, отлично показывают себя при сваривании вертикальных швов. Пористость возможна в редких случаях при нарушении технологии сварки, например, если для тонкого металла применяются слишком толстые электроды или есть зазоры в тавровых соединениях. Замечательно показывают себя на участках с короткими швами, где необходимы частые перерывы и повторные поджигания дуги.

Слабые стороны

Рутиловые электроды, попавшие под влияние влаги, можно использовать лишь через сутки (потребуется предварительное прокаливание около часа при температуре выше двухсот градусов по Цельсию). Нежелательно их эксплуатация для сваривания конструкций, подвергающихся высоким температурам и ползучести.

Электроды с кислым покрытием

Указанный тип покрытия электродов содержит оксиды металлов, включая оксид железа, силикаты и оксида марганца, которые производят кислый шлак. Соотносятся по ГОСТу с типами э 38 и Э 42. Могут использоваться постоянный и переменный ток. В связи с высоким содержанием кислорода, кислые электроды повышают температуру, делая металл сильно текучим. С одной стороны, перечисленные особенности способствуют быстрой сварке, а с другой могут привести к появлению пор и низкой прочности сварного шва, и подрезам. Для нивелирования этого добавляются некоторые раскислители, улучшающие механические свойства и способность шлака легко удаляться.

Недостатки

Удлиненная дуга, наличие ржавчины, окислов существенно повышают вероятность горячих трещин и пор в сварочном шве. Кислые электроды повышают содержание водорода в сварочной ванне. Они токсичны, обладают повышенным брызгообразованием.

Основные электроды или низководородные электроды

Базовый электрод разновидности содержит карбонат кальция, карбонат магния, фторид кальция и другие минералы (такие как плавиковый шпат). Эти электроды должны храниться в сухом состоянии и правильно подогреваться перед использованием. Газовая защита включает в себя углекислый газ с низким содержанием водорода и кислорода. Контроль водорода обеспечивает защиту от воздействия атмосферы, делает электроды пригодными для высоко- и низколегированных сталей, для сталей с низким содержанием углерода. При сварке под воздействием высоких температур дуги происходит диссоциация карбонатов, которая в конечном итоге способствует повышенной основности шлаков, появлению защитной среды газов практически без выделения водорода. Дополнительно водородную составляющую связывает фтористый кальций. Из-за таких особенностей разновидность получила свое второе название – фтористо-кальциевые электроды. Они незаменимы для сооружений с жесткой основой, для закалывающихся сталей, предрасположенных для появления холодных трещин, а также образуют швы не склонные к быстрому старению. Низководородные электроды в ручной дуговой сварке используют вне зависимости от пространственного положения. Швы могут быть значительной толщины.
Тип в соответствии с ГОСТ 9467-75 по механике наплавлений: сопоставляется с Э42А — Э50А.

Слабые стороны

Возможно возникновение пор в случае если свариваемый металл будет иметь ржавчину, окисления. Дуга при горении менее стабильна чем у других видов электродов. Применяется преимущественно с постоянным током. Для переменного потребуется поташ или специальный калий-натриевые соединения сочетании с прогревом электродов (до 400 °C).

Электроды с примесью железного порошка

Железный порошок добавляют во все типы покрытий для повышения эффективности электродов. Дополнительный порошок железа увеличивает скорость осаждения. Это уменьшает напряжение, позволяет целлюлозным электродам справиться с переменным током. Кроме того, добавка контролирует вязкость шлака. Свойство весьма полезное в позиционной сварке.

Подведем краткие итоги в табличном виде.

Покрытие сварочных электродов отличается своими параметрами, свойствами, сферой применения. Мы рассмотрели основные виды покрытий, обозначили главные преимущества, недостатки. Надеемся, что материал будет максимально полезным для вас, наши уважаемые читатели.

Правильный выбор марки электродов для дуговой ручной сварки

Сварка — одно из важнейших ремесел для человека. Благодаря открытиям в этой области мы можем воплотить любые, даже самые смелые идеи: от изготовления распашных ворот до конструирования космических кораблей. Существует множество видов сварки, в том числе и промышленной, но среди них именно ручная дуговая сварка получила наибольшее распространение. Это простая и понятная технология, которой можно обучиться самостоятельно.

Современный рынок предлагает разные типы электродов для ручной дуговой сварки, в которых трудно разобраться начинающим сварщикам. В этой статье мы расскажем, какие бывают марки электродов для электродуговой ручной сварки и как их выбрать исходя из своих задач.

Суть ручной дуговой сварки

Прежде чем мы расскажем об электродах, давайте разберемся, что из себя представляет ручная дуговая сварка. Дугой называют поток частиц, образующихся в ходе ионизации анода и катода. Сам процесс ионизации образуется при взаимодействии тока и короткого замыкания. При этом на процесс сварки влияет также состав обмазки электрода и кислород, получаемый из атмосферы. В совокупности эти процессы приводят к нагреву дуги и выделению большого количества тепла, достаточного для плавления кромок свариваемых деталей. Затем кромки остывают, образуя прочный и надежный шов.

Ключевым элементом этого процесса является электрод. Без него невозможно зажечь дугу и поддерживать ее горение. Сварку можно производить, используя один или несколько электродов для дуговой сварки. Не существует единой классификации стержней, поскольку виды электродов для ручной сварки можно разделить на множество небольших категорий: начиная от назначения, заканчивая материалами изготовления. Кстати, сами электроды для электродуговой сварки могут изготавливаться не только из металла и об этом мы поговорим далее.

Краткая классификация электродов

Как мы писали выше, электроды сложно классифицировать лишь по одному параметру. Но в основном все стержни прежде всего делятся по типу материала, из которых они изготовлены, а также по покрытию (или обмазке). Вот краткая классификация электродов:

• Плавящиеся электроды. Их изготавливают из металла, например, чугуна, алюминия, стали или меди. Материал, из которого изготовлен электрод, подбирается в соответствии с металлом, который необходимо сварить. Плавящиеся электроды одновременно являются и анодом, и катодом. Это самый распространенный тип стержней на данный момент.
• Неплавящиеся электроды. Изготавливаются из угля, графита или вольфрама. Их используют в паре со сварочной проволокой, потому что такие стержни не способны сформировать сварочный шов. При использовании угольных стержней используйте прямую полярность вместо обратной. Вольфрамовые стержни незаменимы при аргонодуговой сварке за счет высокой температуры плавления, но редко используются при ручной дуговой сварке.
• Электроды без покрытия или обмазки. Они используются в связке с флюсом, который непрерывно подается на протяжении всего сварочного процесса. При ручной дуговой сварке такие стержни не используются.
• Электроды с покрытием или обмазкой. Самые распространенные электроды на рынке. Покрытие электродов для ручной дуговой сварки выполняет сразу несколько функций: защищает металл от негативного влияния кислорода, обеспечивает стабильное горение дуги, улучшает качества сварного соединения. Такие электроды используются не только при ручной дуговой сварке, но и при полуавтоматической и автоматической.

Виды электродов по назначению

В зависимости от свариваемого металла выбирается режим работы сварочного аппарата и электроды. Для разных металлов необходимы разные электроды, это называется назначением. Назначение указывается одной буквой на упаковке и на самом стержне.

Электроды с маркировкой «У» используются для сварки низколегированных и углеродистых сталей. Буквой «Л» обозначают стержни, используемые для сварки легированных конструкционных сталей, а для высоколегированных используется обозначение «В». Буквой «Т» обозначают стержни для теплостойких металлов, а буквой «Н» — стержни для наплавки.

Виды покрытий для электродов

На ряду с материалом изготовления и назначением выбирается и тип покрытия электрода. Выбор покрытия также зависит от свариваемого металла. Покрытие (или обмазка) выполняет защитную функцию. При плавлении электрода покрытие выделяет защитные вещества и шлак, что улучшает качество шва, получаются надежные и долговечные сварные соединения. Производители используются следующие виды покрытий электродов:

• Кислое покрытие. Маркируется буквой «А» на упаковке и самом электроде. Используется для узконаправленных задач, например, для нижних сварочных швов. Можно использовать как с переменным, так и с постоянным током.
• Рутиловое покрытие. Маркируется буквой «Р». Одно из самых популярных покрытий как у новичков, так и у профессионалов. По сравнению с другими покрытиями почти не токсично и обеспечивает хорошее качества швов. При сгорании образует шлак с защитными свойствами. Состав может быть разнообразным, но в основе всегда двуокись титана или просто рутил. Отсюда и название.
• Целлюлозное покрытие. Маркируется буквой «Ц». Подходит для выполнения любых сварных соединений, обеспечивает хорошее качество шва, но при этом способствует сильному разбрызгиванию металла. Мы рекомендуем использовать электроды с целлюлозным покрытием при сварке трубопровода, поскольку при такой работе недостатки не критичны.
• Основное покрытие. Обозначается буквой «Б». Самый популярный вид покрытия на ряду с рутиловым. Имитирует сварку под газом за счет выделения углекислоты при горении дуги. Мы рекомендуем использовать стержни с основным покрытием только в сочетании с постоянным током и обратной полярностью. Если использовать переменный ток, то сварочный шов получится некачественным и потребуются дополнительные меры по улучшению прочности шва.
• Прочие виды покрытий. Маркируются буквой «П». В составе содержат легирующие вещества. Благодаря этому качество шва улучшается. В целом, прочие виды покрытий используются реже всего.
• Специальные виды покрытий. Обозначаются буквой «С» или надписью «специальные» на упаковке. Используются для сложной сварки под водой, поскольку содержат в своем составе жидкое стекло и смолосодержащие вещества.

Как видите, электроды выбираются исходя из конкретных задач. Для ручной дуговой сварки чаще всего используют стержни с рутиловым покрытием, поскольку они универсальны.

Выбор диаметра электрода

Большинство начинающих сварщиков классифицируют сварочные стержни именно по диаметру, что правильно. Ведь от толщины детали напрямую зависит диаметр электрода. И даже если вы выберите стержень с нужным покрытием и из нужного материала, но размер будет неправильным, вы не получите качественный шов.

Диаметр электрода указывается в миллиметрах на упаковке или на самом стержне. При этом от диаметра зависит и длина электрода. Для сварки в домашних условиях обычно используют электродов для дуговой сварки с диаметром от 2 до 4 мм. Это универсальный размер, подходящий для большинства сварочных работ. Более толстые электроды используются на заводах или в частных мастерских.

Выбор электродов в зависимости от типа шва

Также целесообразно проводить выбор электродов для ручной дуговой сварки по типу шва, которым вы собираетесь варить металл. Помимо стандартных горизонтальных, вертикальных, наклонных и швов под углом существуют также косые, стыковые, со скосами и многие другие. Это полезно скорее для опытных мастеров, но и начинающим сварщикам стоит знать эту информацию. Теперь поговорим о том, какие бывают марки электродов для ручной дуговой сварки.

Марки электродов, подходящие для ручной дуговой сварки

Существуют также виды электродов для ручной дуговой сварки, разделяющиеся по маркам. Марка используемого электрода так же зависит от металла, который вам нужно сварить.

Для сварки углеродистых низколегированных сталей используются следующие марки:

• Э42: марки АНО-6, АНО-17, ВСЦ-4М.
• Э42: УОНИ-13/45, УОНИ-13/45А.
• Э46: АНО-4, АНО-34, ОЗС-6.
• Э46А: УОНИ-13/55К, АНО-8.
• Э50: ВСЦ-4А, 550-У.
• Э50А: АНО-27, АНО-ТМ, ИТС-4С.
• Э55: УОНИ-13/55У.
• Э60: АНО-ТМ60, УОНИ-13/65.

Для сварки легированных сталей (в том числе высокопрочных):

• Э70: АНП-1, АНП-2.
• Э85: УОНИ-13/85, УОНИ-13/85У.
• Э100: АН-ХН7, ОЗШ-1.
• Э125: НИИ-3М, Э150: НИАТ-3.

Для наплавки металла: ОЗН-400М/15Г4С, ЭН-60М/Э-70Х3СМТ, ОЗН-6/90Х4Г2С3Р, УОНИ-13/Н1-БК/Э-09Х31Н8АМ2, ЦН-6Л/Э-08Х17Н8С6Г, ОЗШ-8/11Х31Н11ГСМ3ЮФ.

Для сварки чугуна: ОЗЧ-2/Cu, ОЗЧ-3/Ni, ОЗЧ-4/Ni.

Для сварки алюминия и его сплавов: ОЗА-1/Al, ОЗАНА-1/Al.

Для сварки меди и ее сплавов: АНЦ/ОЗМ-2/Cu, ОЗБ-2М/CuSn.

Для сварки никеля и его сплавов: ОЗЛ-32.

Как выбрать качественные электроды

Как и любое оборудование для сварки, электроды подчиняются ГОСТам, которые регулируют их качество. Так, согласно нормативам, стержни должны быть изготовлены из качественных материалов, закупленных у сертифицированных поставщиков.

Покрытие электродов для ручной дуговой сварки не должно иметь существенных дефектов, допускается наличие небольших трещин и вмятин из-за плохой транспортировки. При плавлении покрытие электрода не должно осыпаться или плавиться неравномерно, а также должно разбрызгиваться в пределах нормы для каждого конкретного типа обмазки.

Стержни должны быть прочными и устойчивыми к механической нагрузке. Шов должен получаться качественным, без трещин и пор. Зная эти особенности, вы сможете без труда выбрать качественные электроды и быть уверенным в результате.

Вместо заключения

Теперь вы знаете, как бывают типы покрытий электродов для ручной сварки и как их правильно выбрать. Начинающим сварщикам трудно разобраться в разнообразии маркировок и предназначении каждого типа электродов, но изучив их однажды вы существенно расширите свои возможности. Опытные мастера могут поделиться своим опытом в комментариях, он будет полезен для всех новичков. Желаем удачи!

Виды сварочных электродов и их выбор

Не все начинающие сварщики знают, что электроды для сварки – это более 200 видов, из которых около ста видов используются в ручной сварке. Знать им все нет необходимости, но о некоторых самых популярных и часто используемых получить информацию надо. Поэтому перейдем к выбору электродов для ручной дуговой сварки.

Составляющие электрода

Электрод – это проволока, которая сверху обмазана специальным составом, называющимся обмазкой. В процессе сварки проволока (сердечник) плавится под действием электрического тока высокой мощности, заполняя собой пространство между сварными металлическими изделиями. Плавится также и обмазка, которая в процессе горения выделяет газ. Последний обволакивает зону сварки, не давая кислороду проникнуть внутрь.

Второе предназначение обмазки – это защита самого сварного слоя. В процессе плавления часть обмазочного материала становится жидкой и покрывает собой сварочный шов. Эта тонкая пленка защищает его от негативного воздействия кислорода. Почему необходима данная защита.

• В процессе плавки металла кислород будет забирать часть энергии на себя, поэтому электрического тока может не хватить на саму сварку.
• При соприкосновении с кислородом при небольшой влажности на металлах появляется окисел, снижающий его качественные характеристики.

Виды обмазки

В настоящее время применяются четыре вида обмазки.

1. Основное с маркировкой «Б».
2. Кислое – «А».
3. Целлюлозное – «Ц».
4. Рутиловое – «Р».

Есть смешанные виды, к примеру, АР – кисло-рутиловое, РБ – рутилово-основное, РЖ – рутиловое смешанное с железным порошком и РЦ – рутилово-целлюлозное.

Чаще всего для ручной сварки инвертором используют сварочные электроды с основным или рутиловым покрытием. К первой категории относятся электроды марки УОНИ. Их обычно используют в тех случаях, когда нужно получить сварочный шов высокого качества. То есть, шов должен отвечать высокой прочности, ударной вязкости и высокому показателю пластичности. При этом швы из сварного электрода УОНИ гарантируют, что внутри сварного материала не будут образовываться трещины кристаллического типа, плюс электроды данного типа не подвержены старению. Поэтому специалисты рекомендуют их применять для сварки ответственных конструкций, которые будут эксплуатироваться в жестких условиях.

Есть у УОНИ и свои отрицательные стороны. Влага на электродах, ржавчина на торце проволоки, масляные или жирные пятна на обмазке, ржавчина на соединяемых металлических изделиях – все это гарантия появления внутри сварочного шва раковин, которые снижают его качество. К тому же работать с этими электродами можно только на постоянном токе с обратной полярностью.

Сварочные материалы с рутиловым покрытием используются в основном для соединения деталей из низкоуглеродистой стали. Их ярким представителем является марка МР. Вот положительные характеристики данной категории.

• Могут работать как на постоянном, так и на переменном токе.
• Разбрызгивание металла минимальное.
• С помощью электродов данного типа могут получаться высококачественные сварочные швы, сделанные в любом положении заготовок.
• Шлак после сварки легко отходит.
• С помощью МР можно варить и ржавые изделия, и даже сильно загрязненные.
• Легкий розжиг даже при низком показателе вольт-амперной характеристики инвертора.

Когда перед новичком стоит вопрос, как правильно выбрать электрод для сварки, то оптимальный для него вариант – это марка МР.

Внимание! Специалисты не рекомендуют использовать МР для сварки вертикальных швов направлением сверху вниз.

К рутиловым покрытиям относятся марки АНО. Их используют для соединения изделий из углеродистой стали, к примеру, для сварки трубопроводов. Все остальные характеристики точно такие же, как и у МР.

Почему опытные сварщики не любят пользоваться электродами с рутиловой обмазкой? Во-первых, они их называют бенгальскими огнями. Во-вторых, это мягкая и быстрая сварка, а для хорошего прогрева металла нужна медленная сварка. Поэтому профессионалы отрицательно относятся к ним, а для новичков – это в самый раз.

Другие параметры выбора

Еще несколько параметров, определяющих выбор электродов для сварки. Один из важнейших показателей – это полярность подключения, а соответственно и род тока.

Если для сварки используется инвертор, то необходимо понимать, что он выдает ток постоянного типа. Поэтому подключение электрода для сварки может производиться по двум схемам.

1. Полярность прямая. Схема такова: минус подключается к сварочному электроду, плюс к массе.
2. Полярность обратная. Здесь наоборот: минус к массе, плюс к держаку.

В чем особенность каждой схемы подключения. Все зависит от силы проварки металлов. При прямой полярности металлические свариваемые изделия подвергаются высокому нагреву. При обратной полярности температура нагрева не столь высокая. Поэтому, когда нужно сварить два металлических листа небольшой толщины, то лучше использовать обратную полярность, что обеспечит защиту от прожога. К тому же обратную полярность используют, когда сваривают изделия из высоколегированных сталей. Они чувствительны к высоким температурам.

Есть еще три показателя, на которые необходимо обращать внимание.

Толщина сварочного изделия

Диаметр электрода необходимо связать толщиною свариваемых деталей. То есть, эти два параметра взаимосвязаны между собой. Вот некоторые соотношения.

Выбирать электрод по диаметру важно. Все дело в том, что чем больше данный показатель, тем хуже плотность шва, при учете соотношений в таблице. К тому же неправильный подбор приводит к неустойчивости сварочной дуги, ухудшению провара, увеличению ширины самого шва.

Еще одна зависимость диаметра сварочного электрода. В данном случае от силы тока.

Получается так, что три параметра: сила тока, толщина свариваемых металлов и диаметры электродов взаимосвязаны. Поэтому, отвечая на вопрос, какие электроды выбрать, необходимо учитывать эту взаимосвязь. Правда, отметим, что сила тока в каждой категории может немного отличаться от представленных в таблице. Электроды МР диаметром 2 мм могут варить и при силе тока в 40 А. УОНИ при 30 А. Поэтому обязательно перед тем как выбрать электроды, изучите их характеристики, которые указываются производителем на упаковке сварочного материала.

Типы свариваемых металлов

Подбирать сварочные материалы под необходимые металлы не всегда просто, потому что на глаз можно определить лишь сталь, нержавейку, чугун или цветмет. Понятно, что кроме стальных конструкций, где используются вышеописанные электроды, во всех остальных случаях используются специальные сварочные изделия: для чугуна, для нержавеющей стали, для алюминия и так далее.

Что касается стальных изделий, тот тут есть определенные трудности, зависящие от определения типа стали. Но если с этим разобраться, то на вопрос, как правильно выбрать электроды, станет проще отвечать.

• Для сварки сталей кипящего типа можно использовать любые марки с любой обмазкой. К таким сталям относятся: низкоуглеродистая и слабораскисленная.
• Для сварки полуспокойных сталей лучше использовать электроды с рутиловой или основной обмазкой.
• Для сварки конструкций из спокойной стали, которые подвергаются высоким динамическим нагрузкам, и которые эксплуатируются при достаточно низких минусовых температурах, лучше использовать марки с основной обмазкой.

На качество шва будет влиять и стабильность горения дуги. Поэтому выбранный вами электрод должен соответствовать типу используемого тока. Для сварочных материалов с основной обмазкой требуется только постоянный ток, для остальных типов можно использовать и постоянный, и переменный. У электродов с рутиловой, целлюлозной и кислой обмазкой, которые работают от сварочных трансформаторов, то есть на переменном токе, дуга горит стабильно. А значит, и шов получается качественный.

Что касается направления сварки, то в нижнем положении и вертикально хорошо варят электроды с целлюлозным покрытием. Потому что у этих электродов получается достаточно вязким шлак и плюс металл проволоки переносится на шов мелкими каплями, что позволяет равномерно заполнить стык между металлическими деталями. В этом плане хуже всех формируется сварочный шов у электродов с основным покрытием.

Когда стоит вопрос сварки толстостенных изделий, то технология определяет многослойность наносимого шва. Поэтому такой параметр, как хорошая отделяемость шлака, становится основной при выборе электродов. В этом плане электроды с основной обмазкой опять проигрывают. Сюда же добавим, что сварочные изделия данного типа требуют определенной чистоты свариваемых металлов.

Заключение по теме

Подобрать сварочный материал по всем параметрам непросто. Придется учитывать много нюансов, поэтому рекомендуется взять на вооружения таблицы, расположенные выше, а также информацию, которая обозначает назначение самих электродов.

Сварочные электроды. Назначение, виды и характеристики

Сварочные электроды необходимы при создании конструкций из металла, соединении и ремонте различных металлических деталей.

Именно они формируют сварочный шов, являющийся прочным связующим «мостиком» между соединяемыми элементами.

Существует свыше 200 видов сварочных стержней, из которых примерно половина разработана специально для ручной сварки.

Где и как используют сварочные электроды?

Сварочные электроды применяют как в домашнем строительстве, так и при возведении массовых промышленных объектов.

В обоих случаях, как правило, используют одинаковые виды этих расходников.

Приобретают их всегда под конкретный сварочник, с учетом условий эксплуатации, и технологических параметров.

В процессе сварки стержни плавятся, и расплавляют места соединения металлических элементов, следствием чего становится прочная молекулярная связь последних.

Посредством сварочных электродов можно выполнять:

• Соединение двух металлических частей. Это, в принципе, основное их назначение.
• Заваривание трещин.
• Резка металлических конструкций и отдельных элементов.

Также сварочные электроды нередко применяют для наплавки металла на различные детали, которые в процессе эксплуатации, подверглись износу, и утратили изначальные геометрические размеры.

Сварочными стержнями можно работать в различных положениях, в зависимости от их типа:

• Нижнее расположение сварочного соединения – используют в тех случаях, когда к соединению не предъявляется каких-либо особых требований. Считается самым производительным и оптимальным способом. Электрод располагается вертикально, а соединяемые поверхности – горизонтально.
• Горизонтальное расположение – горизонтальный шов, горизонтальное положение электрода, вертикальное положение свариваемых элементов.
• Вертикальное – вертикальный шов, вертикальное расположение свариваемых элементов, горизонтальное позиционирование электрода.
• Потолочное – вертикальное расположение электрода, горизонтальное размещение соединяемых элементов. Это самый трудновыполнимый вид шва, так как мастер выполняет сварку снизу, из-за чего расплав может стекать, минуя сварочную ванну.

Кроме прочего, существует сварка «в лодочку».

Тут свариваемые элементы располагаются по отношению друг к другу под углом.

Сварка производится преимущественно в нижнем положении, за счет чего повышается скорость работы.

Что касается позиционирования самого электрода, в процессе работы он может быть расположен под 90-градусным углом по отношению к шву, а также под 30 – 60 градусов в наклоне вперед или назад.

Устройство и характеристики

Сварочный электрод представляет собой сердечник, выполненный в виде проволоки, покрытый обмазкой из специального состава.

В процессе работы плавится как внутренняя, так и внешняя часть, причем первая заполняет место стыка двух деталей, а вторая выделяет газ, предотвращающий проникновение кислорода в сварочную зону.

В дополнение электродное покрытие обладает такими свойствами, как защита шва от разрушительного воздействия кислорода, в частности, от окисления, дополнительно предотвращая рассеивание сварочной энергии.

Размеры и вес сварочных электродов

Диаметр – основная величина электрода.

Обычно этот параметр находится, как правило, в пределах 1,6 – 8 мм, но ГОСТами предусмотрены варианты на 10 и 12 мм.

В быту обычно используют 2,5-миллиметровые стержни.

На вес каждого стержня влияет материал изготовления, его длина (обычно это 250 – 450 мм, однако далеко не всегда), толщина покрывающего слоя, иные факторы.

Изделия упаковываются в пачки весом от 1 до 7 кг.

Материал и виды покрытия

Электродное покрытие по соотношению общего диаметра электрода к диаметру сердечника делится на следующие категории (коэффициент):

• Типа М – тонкое покрытие (до 1,2).
• С – среднее (до 1,45).
• Д – толстое (до 1,8).
• Г – особо толстое (свыше 1,8).

По составу также существует отдельная классификация:

• А – кислое.
• Б – основное.
• Ц – целлюлозное.
• Р – рутиловое.
• Две буквы (указанные выше, а также рутилово-железные с обозначением РЖ) – смешанный тип.
• П – прочие типы.

Приведенные буквы участвуют в маркировке.

Предусмотрено дополнительное деление электродов на несколько групп, в зависимости от состояния обмазки, точности изготовления этих изделий.

Вольфрамовые электроды отдельно имеют цветовую маркировку, указывающую на тип и процентный вес содержащегося в составе оксида:

• Торий – голубые (0,35 – 0,55%), желтые (0,8 – 1,2%), красные (1,7 – 2,2%), сиреневые (2,8 – 3,2%), оранжевые (3,8 – 4,2%).
• Цирконий – коричневые (0,15 – 0,5%) и белые (0,7 – 0,9%).
• Оксид лантана – черные (0,9 – 1,2%), золотые (1,4 – 1,6%), синие (1,8 – 2,2%).
• Оксид церия – серые, соответствующие 1,8 – 2,2%.

Сиреневым и бирюзовым цветами отмечаются смешанные оксиды, состоящие из редкоземельных элементов. Зеленые стержни производятся из чистого вольфрама.

Для покрытых стержней, посредством которых выполняется дуговая сварка, разработан ГОСТ 9466-75.

Кроме него существуют стандарты, распространяющиеся на электроды, исходя из их назначения.

Для примера, это ГОСТ 9467-75, ГОСТ 10052-75 и ГОСТ 1051-75.

Маркировка сварочных электродов

Маркировка электродов бывает простой, например, состоящей буквально из 3-х символов, и крайне сложной.

В качестве примера можно привести изделия Э50А и, например, Э42А, где:

• Первая бука Э буквально означает «электрод».
• Идущее следом число означает минимальное время сопротивления разрыву.
• Последующие буквы указывают на назначение изделия (А – допускается применение пластичного наплавляемого металла, имеющего повышенную вязкость, Н – изделия для наплавления на поверхности, У – для углеродистых сталей, Т – для теплоустойчивых легированных сталей).

Также в наплавке содержатся самые разные химические элементы, которые маркируются буквами Х, М, Б и Ф, что соответствует хрому, молибдену, ниобию и ванадию.

Касательно непосредственно сердечника, он маркируется следующим образом (последовательно):

• Св – буквенное обозначение сварочного типа проволоки.
• Число, указывающее на процентное содержание углерода.
• Буквы, в которых зашифрован код содержащихся легирующих веществ.
• Число, указывающее на процентное содержание легирующих веществ.

Сварочные электроды, виды и цена

Универсальной классификации сварочных стержней по причине огромного их разнообразия попросту не существует, тем более что никакими универсальными стандартами не регламентированы марки этих изделий.

Из-за этого разумно разделить их на виды по определенным критериям.

В зависимости от материала, из которого изготовлен стержень, все электроды можно отнести к неметаллическим, либо же металлическим.

Неметаллические варианты состоят исключительно из неплавящихся изделий, делятся на:

Графитовые

Бывают обычные и омедненные, используются для соединения медных проводов.

Необходимы для строжки, резки и прошивки отверстий.

Применяются по легированным, низколегированным и углеродистым сталям.

Металлические электроды, в свою очередь, делятся еще на две подгруппы:

Неплавящиеся

Как и в случае с неметаллическими вариантами, в работе либо вовсе не плавятся, либо же плавятся, но незначительно, так как сам материал этих расходников не участвует в процессе образования шва и наплавленного металла.

Плавящиеся

Материал сердечника плавится, одновременно расплавляя и кромки соединяемого материала, что в купе и формирует шов.

Группа неплавящихся металлических электродов состоит из следующих типов изделий:

Вольфрамовые

Так называемые чистые (без добавлений, перечисленных ниже) электроды, необходимые для работы в среде аргона (метод сварки TIG). Температура плавления вольфрама составляет 3410°С, за счет чего этот металл является самым тугоплавким.

Торированные

Предыдущий вариант, но с добавлением тория-232 в количестве 1,7 – 2,2%. Обладает минимальным расходом, устойчив к коррозии и высоким температурам, отличается отличными рабочими показателями, из-за чего применяется в автоматизированном создании швов.

Лантанированные

С добавлением лантана. Отличаются отличным возбуждением высокостабильной дуги, низкой скоростью расплавления присадочной проволоки.

Иттрированные

Расходники повышенной стойкости за счет введения в вольфрам окиси иттрия (Y2O3).

Группа плавящихся металлических электродов содержит варианты без покрытия (представляют собой непрерывную проволоку) и изделия с покрытием.

Последние необходимы в ММА-сварке, а по материалу сердечника распространения получили:

Изготавливаются из специальной сварочной проволоки толщиной от 0,3 до 12 мм, имеющей несколько марок.

Из них 5 марок – углеродистая, 23 – легированная, а 28 – высоколегированная стали.

Широкое распространение получили в промышленности, имеют намного меньше подвидов.

Сварочные электроды из цветных металлов

Бывают медные, алюминиевые, бронзовые и другие.

Электродные покрытия также получили классификацию, исходя из химического состава:

Руднокислые

Обладают довольно высокой скоростью плавления.

По сути, это универсальные электроды, причем одновременно и инверторные, и трансформаторные, то есть подходят для работы как на постоянном, так и на переменном токе.

Следует помнить, что при сварочных работах выделяется едкий дым, из-за содержания большого количества марганцевой руды, который оказывает негативное влияние на легкие сварщика.

Производятся, соответственно из рутила, да еще и с двуокисью титана.

Эти дуговые электроды по своим характеристикам схожи с предыдущим вариантом, но меньше выделяют газ, не так интенсивно разбрызгивают материал и обеспечивают лучшее формирование.

Рутил-целюлозные (РЦ) варианты – хороший пример покрытия смешанного типа, обладающего свойствами одновременно двух представленных категорий.

Фтористо-кальциевые

Низководородистые покрытия, которые еще называют основными.

Стержни работают на постоянном обратном токе.

Яркий представитель – марка УОНИ, которую используют в случаях, когда требуется получить высококачественный шов.

Органические

Изготавливаются из различных органических материалов, вроде оксицеллюлозы.

Само целюлозное покрытие обеспечивает низкую чувствительность к состоянию поверхности и качеству сборки материала.

Такие расходники используют на постоянном и переменном токе, причем в любом доступном положении.

Отдельно следует упомянуть ильменитовые покрытия, которые занимают свое место где-то между кислыми и рутиловыми.

Такие электроды обеспечивают плавное и стабильное горение дуги, что дает возможность полностью контролировать рабочий процесс.

Необходимо уточнить, что многие марки электродов в тех же интернет-магазинах рассортированы по материалам, для работы с которыми они предназначены:

• По нержавейке (в зависимости от марки самой стали) – это электроды ОЗЛ-8, НЖ-13, ОЗЛ-6 и другие.
• По чугуну – это популярные ОЗЧ-2 и 4, ОК 92.18, ОЗЖН-1, МНЧ-2 и другие. Для правильного выбора марки необходимо знать вид чугуна: серый, высокопрочный или ковкий.
• По алюминию и сплавам – применяются в основном для работы в полевых условиях и частном производстве. Предварительно свариваемые алюминиевые детали требуют серьезной подготовки, в частности это очистка от загрязнений и обезжиривание. Для сварки применяют стрежни типа ОЗАНА, ОК, ОЗА, УАНА и ЭВЧ.
• Для сварки меди и ее сплавов используют стержни К-100, ЗТ, Комсомолец, ММ3-2, ОЗЧ-1 и другие.
• По углеродистым сталям – подбирают электроды, соответствующие конкретной марке свариваемого материала. Это стержни МР, АНО, УОНИ и ОЗС.

Учитывая огромное разнообразие видов и размеров сварочных электродов, а также тот факт, что этот расходник поставляется в упаковках с разным количеством, стоимость последних варьируется в широких пределах.

Обычно ценник составляет 160 – 1300 рублей за пачку.

Для сварки пластика, следует отметить справедливости ради, изготавливают специальные электроды.

По сути, это присадочные пластиковые прутки или полоски (плоские электроды), которые применяют для ремонта распространенных видов термопластика, вроде полиамида, полибутилентерефталата, и, конечно, полипропилена с полиэтиленом.

Что нужно знать о сварочных электродах?

На электродный стержень любые покрытия (если предполагается их наличие) наносятся окунанием (обмакиванием) или опрессовкой.

В первом случае проволочный пруток буквально окунают в специально подготовленный раствор.

Это фактически паста, которую готовят путем смешивания требуемых компонентов до образования сметанообразной консистенции.

На первом этапе перемешивается сухая смесь, после чего уже происходит добавление связующего вещества, например, жидкого стекла.

После обмакивания в эту пасту, стержень отправляют на сушку, а затем на упаковку.

Что касается опрессовки, паста наносится под давлением от 400 до 800 атмосфер.

Это более эффективный способ, позволяющий полностью сформировать до 600 готовых изделий в течение всего 1 минуты.

Сушка происходит при температуре 150 – 180 °С.

Перед упаковкой, что касается и первого метода нанесения покрытия, все электроды проходят обязательную проверку на качество.

Сварочные электроды, учитывая, что это расходники, обычно закупают с запасом, это часто приводит к их длительному хранению в складских помещениях.

К последним предъявляются два условия:

• Постоянная влажность, не превышающая 50%.
• Температура не ниже 14 °С. Другими словами, помещение должно быть отапливаемым в холодное время года. Причем и тут важна стабильность, так как перепады в отрицательную сторону дают повышение влажности воздуха.

Подобные условия хранения требуются для вин большой выдержки.

Срок годности сварочных электродов может быть неограничен.

Особенности электродуговой сварки

Электродуговая сварка – один из наиболее распространенных и популярных методов выполнения сварочных работ с использованием электрической дуги.

Данный вид сварки широко используется на различных производствах, связанных с литьем, штампованием и прокаткой частей заготовок изделий. Благодаря дешевизне этот метод практически повсеместно вытеснил более дорогие и сложные способы соединения деталей.

Виды электродов для ручной дуговой сварки

Данный вид сварки осуществляется посредством постоянного и переменного тока. Работа с постоянным током требует применения выпрямителей или специальных преобразователей.

Для переменного тока используют сварочные трансформаторы особой конструкции. Наиболее распространенным является метод с использованием плавящегося в дуге стержня. Он позволяет работать с легированными и углеродистыми сталями, чугунами и некоторыми цветными металлами.

В первом случае швы формируются в результате расплавления электрода. Во втором – плавится присадочный материал, вводимый внутрь сварочной ванны.

Существует несколько критериев разделения электродов:

Кроме того они могут быть металлическими и неметаллическими. Ко второму типу относятся только неплавящиеся.

Назначение электрода

По назначению электроды разделяют для:

• работы со сталями с высоким уровнем легирующих элементов;
• со средним содержанием легирующих элементов;
• сварки конструкционных сталей;
• пластичных металлов;
• наплавления;
• теплоустойчивых сталей.

Таким образом, можно подобрать электроды для каждой конкретной задачи.

Отдельное внимание следует обратить на защитное покрытие. Обмазка электродов – важная составляющая, к которой предъявляются особые требования. Кроме того для нее характерен определенный состав.

Они представляют собой стержень, покрытый особой оболочкой. Мощность зависит от того, какой у него диаметр.

Наиболее популярными являются электроды УОНИ. Существует несколько марок данного материала и все они используются для ручного сваривания.

УОНИ 13-45 позволяют получать швы приемлемой вязкости и пластичности. Они применяются для сварки при литье и поковки. В составе таких стержней содержится никель и молибден.

УОНИ 13-65 подходят для работы на конструкциях с повышенными требованиями. Они могут осуществлять соединения в любых положениях. Диаметр варьируется от двух до пяти миллиметров, чем он больше, тем больше сварочный ток.

В большинстве характеристик данные стрежни схожи между собой. Могут функционировать при пониженных температурах, при этом обеспечивают надежный плотный шов с высокими механическими параметрами.

Кроме того соединения, полученные с их помощью, характеризуются высокой ударной вязкостью и в них не формируются трещины. Все это делает их наиболее перспективными в работе с ответственными конструкциями, к которым предъявляются жесткие требования.

Помимо этого данные конструкции оказываются устойчивыми к перепадам температур, вибрациям и нагрузкам. Важной особенностью стержней данного типа является существенная стойкость к действию влаги и возможность длительного прокаливания.

Виды покрытия

Покрытия электродов включают следующие составляющие:

• раскисляющие вещества;
• компоненты для стабильного горения дуги;
• элементы, обеспечивающие пластичность, такие как каолин или слюда;
• алюминий, кремний;
• связующие вещества.

Ко всем электродам для точечных или ручных сварочных работ с покрытием предъявляют ряд требований:

• высокая эффективность;
• возможность получение результата с необходимым составом;
• незначительная токсичность;
• надежный шов;
• стабильное горение дуги;
• прочность покрытия.

Выделяют следующие виды покрытий электродов:

Первый тип позволяет выполнять работу во всех пространственных положениях постоянным и переменным током. Они наиболее широко применяются в монтаже. Характеризуются существенными потерями на разбрызгивание и не допускают перегрева.

Рутиловое и кислое позволяют варить во всех положениях, кроме вертикального, постоянным и переменным током. Второй тип покрытия не целесообразен для работы со сталями с высоким содержанием серы и углерода.

Перечисленные выше типы оболочек подразумевают использование только одного конкретного вида покрытия. Однако возможны сочетания нескольких вариантов. Комбинации могут складываться из нескольких типов в зависимости от решаемой задачи.

Комбинированные оболочки относятся к отдельному классу и их не причисляют к основным четырем видам.

Существует также классификация в зависимости от толщины покрытия.

Каждой толщине присваивается отдельное буквенное обозначение:

• тонкие – М;
• средней толщины – С;
• толстые – Д;
• особо толстые Г.

Конечно же, стержни выбираются в соответствии с поставленными целями. Правильный выбор гарантирует высокое качество выполняемой работы.

Марки электродов

Существуют различные марки электродов, предназначенные для решения определенных задач. Они характеризуются определенными свойствами, что позволяет подобрать наиболее подходящий материал.

Марка ОК-92.35 характеризуется удлинением в шестнадцать процентов и пределом текучести и прочности в 514 МПа и 250 НВ соответственно. Предел текучести ОК-92.86 составляет 409 МПа.

Марки электродов для ручной сварки Ок-92.05 и ОК-92.26 обладают относительным удлинением в 29% и 39%, а пределом текучести – 319 и 419 МПа соответственно.

Предел текучести ОК-92.58 составляет 374 МПа.

Все вышеперечисленные электроды используются для ручной дуговой сварки по чугуну. В зависимости от того, с каким металлом предстоит работать, выбирают также специальный тип стержня. Например, для меди – АНЦ/ОЗМ2, чистого никеля – ОЗЛ-32, алюминия – ОЗА1, монеля – В56У, силумина – ОЗАНА2 и т.д.

Кроме того, сварщику необходимо также контролировать качество свариваемых деталей. В зависимости от материала, условий работы, положения шва и других факторов, выбирают соответствующий электрод, который обеспечит наилучшее качество соединения.

Что еще важно знать об электродах?

Электрическая дуговая сварка – один из наиболее распространенных способов соединения деталей. Она основана на применении электрической дуги, которая локально расплавляет изделие.

Подобный способ требует сильноточного источника питания с маленьким напряжением. К устройству присоединяется свариваемая деталь и стержень. За счет электродугового разряда происходит расплавление кромок, в результате чего части конструкции можно соединить.

Стоит отметить, что температура горения дуги может превышать пять тысяч градусов. Это значение существенно выше температуры плавления любого известного человеку металла.

Как следует из основ принципа работы данного метода, когда зажигается дуга, вся влага, находящаяся в стержне, может вскипеть. Это приведет к формированию дефектов в сварочной ванне, а также к порче покрытия. В результате сам электрод может выйти из строя или же он не способен будет обеспечить высокое качество шва.

В связи с вышесказанным, срок годности электродов может быть существенно увеличен в случае правильного хранения. Если же влага все-таки попала на оболочку, их можно просушить или прокалить, но если поверхность обсыпалась, то их лучше не использовать.

Срок хранения повысится, если хранить электроды в специализированном оборудовании, изолирующем их от воздействия окружающей среды.

Многих интересует вопрос: как выбрать электрод для сварки? Подбор должен осуществляться в соответствии с материалами, которые предстоит сваривать. Необходимо, чтобы сердечник по составу был схож с деталью.

В то же время, при планировании сварных конструкций, ориентироваться исключительно на эксплуатационные характеристики металла нельзя. Необходимо также оценить и проверить сварочные свойства материала.

Это позволит определить термические условия соединения изделий, а также оценить возможность применения сварки.

Основным фактором, влияющим на формирование трещин в сталях, является их состав. Однако есть и другие свойства, на которые следует обратить внимание. Дело в том, что в зависимости от вида конструкции, условия сварочных работ могут быть различными, даже если речь идет про одну и ту же марку.

Если предстоит работать с материалами с особыми свойствами, когда соединение должно иметь такие же характеристики, как и основной материал, стержни выбирают особым образом. Они должны обеспечивать такой же состав наплавленного металла, как и свариваемый.

Иногда электрод не может обеспечить необходимую концентрацию легирующих элементов в шве. В таком случае используют присадочный материал с недостающими компонентами.

Концентрация в проволоке устанавливается отдельно, в зависимости от технических характеристик, предъявляемых к соединению.

Свойства шва должны удовлетворять соответствующему ГОСТУ. Если предстоит сваривать разнородные стали, то электрод выбирается в зависимости от условий работы.

Например, электроды типа ЭА целесообразно использовать для формирования швов, которые могут подвергаться воздействию агрессивных сред.

Важно, чтобы состав соединения в таком случае был близок к составу свариваемых частей конструкции, обладающей специальными свойствами и характеристиками.

Немаловажным фактором при выборе материала является вид оборудования. В нем могут реализовываться различные типы конструкции сведения стержней, что может удовлетворить не каждой задаче.

Кроме того, необходимо обращать внимание на характеристики и марку электрода. Для каждого материала существует свой наиболее оптимальный стержень.

Таблица марок стержней и сферы использования для ручной дуговой сварки и наплавки легированной стали

Большинство стержней специально разработано для работы с определенным видом материалов. К ним относятся легированные стали. Они широко используются в промышленности, поэтому под них были созданы соответствующие расходные материалы.

Они содержат те же элементы, что и сталь, чтобы компенсировать их во время работы. Таким образом, электродуговая сварка будет наиболее эффективна.