Главное меню

Наш блог

Какие бывают электроды

Какие бывают сварочные электроды

Чтобы повысить качество обработки металлов и сплавов, рекомендуется подбирать соответствующие электроды для сварки, обеспечивающие оптимальные условия проведения работ.

А для того, чтобы не допустить ошибку при выборе расходника, следует иметь чёткое представление о существующих типах электродов, порядке их маркировки, а также о возможностях применения.

Назначение

Электроды применяют в электродуговой сварке. Благодаря им образуется электрическая разрядная дуга, расплавляющая металл. От качества электродов во многом зависит стабильность дуги, а их состав влияет на прочность и другие важные характеристики шва.

Как обычные, так и универсальные электроды, относящиеся к категории самых лучших образцов, должны быть способны:

поддерживать стабильную дугу при сварке;
обеспечивать получение сварочного шва требуемого химического состава;
равномерно расплавляться (это относится к стержню и покрытию);
создавать условия для снижения уровня разбрызгивания металла и повышения эффективности сварочных работ;
обеспечивать лёгкость отделения шлака и гарантированную прочность соединений;
сохранять в процессе сварки степень токсичности на допустимом уровне.

Для того чтобы правильно выбрать подходящий для каждого конкретного случая электрод, сварщик должен быть знаком с их классификацией, производимой в соответствии с назначением, химическим составом покрытия и способом изготовления.

Классификация

Все известные типы электродов делятся на изделия, предназначенные для сварки различных марок сталей, чугунных заготовок или цветных металлов и сплавов.

Такое деление предполагает учёт не только токовых режимов, но и видов оборудования, посредством которого предполагается варить заготовки. Выделяется также особая категория электродов, применяемых для так называемой «наплавки» металлов.

В зависимости от назначения происходит деление по технологическим особенностям ручных операций. Сварка производится в определённых позициях, с различной степенью проплавления и расположением относительно сварочной ванны.

В соответствии с толщиной покрытия все электроды для ручной сварки подразделяются на изделия тонкие (М), среднего размера (С) и толстые (Д).

А по типу обмазки все они делятся на стержни с кислым (А), так называемым «основным» (Б), рутиловым (Р), целлюлозным (Ц) и комбинированным покрытиями. Последнее имеет двойное обозначение; для всех же остальных случаев предусматривается специальное обозначение «П» (прочие).

Покрытие может содержать примеси, улучшающие качество шва при работе с определенным материалом. Так, сварка рутиловыми электродами помогает создать шов, устойчивый к образованию трещин. Зачастую ими варят низколегированные стали.

Помимо этого, все электроды классифицируются по виду и полярности питающего тока, а также по величине действующего в сети напряжения.

Зависимость длины стержня от его диаметра можно отследить по таблице.

При желании можно сделать стержни для сварки своими руками. Для этого используют отрезки стальной проволоки 1,6…6 мм. Длину каждого отрезка берут приблизительно 35 см.

В качестве обмазки выступает смесь силикатного клея и мела. Но сегодня при обилии продукции лучше приобрести готовые изделия, что сэкономит нервы при сварке и обеспечит надежное соединение.

Состав и характеристики

Электрод по свой сути – это проволока, проводящая электрический ток, или стержень с химическими параметрами, определяющими его свойства. Некоторые типы электродов для сварки состоят из одного металлического стержня (без покрытия), поэтому их принято называть «непокрытыми».

В тех случаях, когда на стержень наносится особый состав, используемый с целью улучшения показателей сварки, он классифицируется как «покрытый».

Плавящиеся и неплавящиеся

Плавящийся металлический стержень в составе сварочного электрода выполняет функцию материала, образующего шов, и изготавливается обычно из стального или медного прутка. В последнем случае их так и называют – медные электроды.

Неплавящиеся изделия для сварки производят на основе порошкообразных и твёрдых веществ (угля, вольфрама). Они предназначаются для повышения качества сцепления свариваемых частей. Соединение образуется без участия стержневого металла, а сам электрод используется как присадочная проволока (пруток).

Исходным веществом для производства таких электродов является особый вид угля (аморфный), изготавливаемый в виде удлинённых стержней овального сечения.

Такие угольные изделия используются с целью получения аккуратных и красивых сварных швов, а также для резки очень толстых металлических заготовок в воздушно-дуговом режиме.

Проверка на соответствие характеристик сварочных электродов действующим нормативам осуществляется специальной комиссией, по результатам работы которой составляется акт на проверку технологических параметров.

Технические характеристики сварочных электродов Тип и марка ТУ,ГОСТ Вид Назначение и область применения электродов Механические свойства электродов Род тока электродов Пространственные положения сварки врем. сопр. раз. отн. удл. уд. вяз.

Э-46МР-3	ТУ 14-4-1853-2001 ГОСТ 9466-75 ГОСТ 9467 75	P	Электроды для сварки ответственных конструкций из углеродистой стали с временным сопротивлением разрыву до 490 Н/мм2 и содержанием углерода до 0,25 %	450Н/мм2	18%	79 Дж/см2	Переменный или постоянный обратной полярности	Любое, кроме вертикального сверху вниз
Э-46МР-ЗМ	ТУ 14-4 1863-2001 ГОСТ 9466-75 ГОСТ 9467-75	АР	Электроды для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 490 Н/мм2	450 Н/мм2	18%	78 Дж/см2	Переменный или постоянный обратной полярности	Любое, кроме вертикального сверху вниз
Э-50АУОНИ 13/55	ТУ 144 1856-2001 ГОСТ 9466-75 ГОСТ 9467 75	Б	Электроды для сварки особо ответственных конструкций из углеродистых и низколегированных сталей работающих при пониженных температурах, когда к металлу шва предъявляются повышенные требования по пластичности и ударной вязкости	490 Н/мм2, Угол загиба сварного соединения 150 °	20%	128 Дж/см2	Постоянный обратной полярности	Любое кроме вертикального сверху вниз
Э-42А УОНИ 13/45	ТУ 14-4 1855-2001 ГОСТ 9467-75 ГОСТ 9466-75	Б	Электроды для сварки особо ответственных конструкций из углеродистых и низколегированных сталей работающих при пониженных температурах, когда к металлу шва предъявляются повышенные требования по пластичности и ударной вязкости	410 Н/мм2, Угол загиба сварного соединения 180 °	22%	147 Дж/см2	Постоянный обратной полярности	Любое, кроме вертикального сверху вниз
Э-46АНО-4	ТУ 14-178-427-2002 ГОСТ 9467-75 ГОСТ 9466-75	Р	Сварочные электроды для сварки конструкций из углеродистых марок сталей по ГОСТ 380 и ГОСТ 1050 во всех пространственных положениях, кроме способа «сверху-вниз»	460 Н/мм2, Угол загиба сварного соединения 180 °	22%	98 Дж/см2	Переменный или постоянный любой полярности	Любое, кроме вертикального сверху вниз
Э-46АНО-4И	ТУ 14-355-99 ГОСТ 9467-75 ГОСТ 9466-75	АР	Электроды для сварки конструкций из низкоуглеродистых марок сталей во всех пространственных положениях, кроме способа «сверху-вниз»	450 Н/мм2, Угол загиба сварного соединения 180 °	22%	80 Дж/см2	Переменный или постоянный любой полярности	Любое, кроме вертикального сверху вниз
Э-07Х20Н9ОЗЛ-8	ТУ 14-4 1857-2001ГОСТ 9466-75 ГОСТ 1 0052-75	Б	Электроды для сварки коррозионностойких хромоникелевых сталей (08X18Н10, 12Х18Н9, 08Х18Н10Т), когда не предъявляются жесткие требования стойкости межкристаллитной коррозии	539 Н/мм2, Угол загиба сварного соединения 160 °	30%	98 Дж/см2	Постоянный обратной полярности	Любое, кроме вертикального сверху вниз
Э-10Х25Н13Г2 ОЗЛ-6	ТУ14-4-1866-2002 ГОСТ 9466-75 ГОа 10052-75	Б	Электроды для сварки ответственного оборудования из литья проката жаростойких сталей 20Х23Н13 20Х23Н18, работающих в окислительных средах до 1000 °C, сварка хромистых сталей 15Х25Т и сталей 25Х 25Н202, сварка углеродистых и низколегированных сталей с высоколегированными аустенитными сталями	539 Н/мм2	25%	88 Дж/см2	Постоянный обратной полярности	Любое, кроме вертикального сверху вниз
Э-08Х19Н10Г2Б ЦТ-15	ТУ14-4-1887-2002 ГОСТ 9466-75 ГОСТ 10052-75	Б	Электроды для сварки ответственных узлов из высоколегированных жаропрочных и жаростойких аустенитных сталей Х18Н9Т-Л, Х20Н12Т-Л, Х16Н13Б, 12Х18Н9Т, 12Х18Н12Т, работающих в окислительных средах при570-650 °C, когда к металлу шва предъявляются требования стойкости против межкристаллитной коррозии	539 Н/мм2	24%	78 Дж/см2	Постоянный обратной полярности	Любое, кроме вертикального сверху вниз
Э-08Х20Н9Г2Б ЦЛ-11	ТУ 1273-021- 00187240 ГОСТ 9466-75 ГОСТ 10052-75	Б	Электроды для ручной дуговой сварки изделий из коррозиенностойких хромоникелевых сталей марок 12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 08Х18Н12Т, 08Х18Н12Б и им подобных, когда к металлу шва предъявляют жёсткие требования стойкости к межкристаллитной коррозии	539 Н/мм2, Угол загиба сварного соединения 150 °	22%	78 Дж/см2	Сварка на постоянном токе обратной полярности	Во всех пространственных положениях, кроме вертикального сверху вниз
ЭА-395/9	ТУ 1273-023- 00187240 ГОСТ 9466-75	Б	Электроды для ручной дуговой сварки ответственных конструкций из легированных сталей повышенной и высокой прочности в термически упрочненном состоянии без последующей после сварки термической обработки, в т.ч. сталей типа АК, а также для сварки улеродистых низколегированных сталей с аустенитными сталями	608 Н/мм2	30%	117 Дж/см 2	Сварка на постоянном токе обратной полярности	Во всех пространственных положениях, кроме вертикального сверху вниз

Для точечной сварки

Особо надо отметить оборудование для точечной сварки, специфика которой состоит в необходимости сохранения формы в зоне контакта, а также в обеспечении требуемого показателя электропроводности.

Для этих целей используются сварочные аппараты без электродов, функцию которых выполняют специальные контактные наконечники из меди. Такие наконечники могут быть изготовлены самостоятельно, для чего допускается применять отработанные жало от паяльников большой мощности.

Для лучшего понимания отличий между теми или иными типами покрытых электродов сначала придётся ознакомиться с правилами их маркировки, регламентируемыми действующим ГОСТом.

Правила маркировки

Маркировка всех известных видов рабочих электродов для сварки осуществляется по определенной схеме, приведенной на картинке.

В этой системе обозначения первая позиция соответствует типу электрода, следующая за ней цифра означает марку электрода, а на третьем месте располагается такой важный показатель, как его диаметр.

Четвёртое место в маркировке занимает обозначение, характеризующее назначение электрода, а на пятом указывается толщина его покрытия. На шестой позиции расположен информационный индекс, характеризующий образуемый при сварке шов или наплавляемый металл, в то время как на седьмом месте указывается вид используемого покрытия.

8-е и 9-е места занимают соответственно вид пространственного расположения, допустимый при работе с этим электродом и питающие характеристики, на которые он рассчитан (виды тока и напряжения).

Чтобы стало понятно, надо рассмотреть конкретный пример.

В данном примере в состав обозначения включена маркировка типа электродного стержня (Э46А), которую следует рассмотреть более подробно. «Э» означает, что этот электрод, предназначается только для электродуговой сварки, а 46 – это показатель сопротивления разрыву (согласно ГОСТ 9467-75).

Индекс «А» указывает на то, что этот электрод усовершенствованного класса, а следующий за обозначением типа изделия знак «У» говорит о том, что он может применяться для работы с углеродистыми и низколегированными сталями. Д2 – это рабочая толщина покрытия, соответствующая второй группе.

Цифры в знаменателе означают следующее. 432 (5) являются параметрами типового шовного (наплавленного) металлического соединения, получаемого после расплавления электрода. «Б» говорит о типе покрытия, в данном случае – основное. 1 – это обозначение пространственного положения электрода во время сварки, а 0 – показатель токового режима (постоянный, обратной полярности).

Предусмотрена отдельная буквенная маркировка для односоставного и комбинированного покрытия.

Тип покрытия	Маркировка по ГОСТ 9466-75	Международная маркировка по ISO	Маркировка по старому ГОСТ 9467-60
кислое	А	А	Р (руднокислое)
основное	Б	В	Ф (фтористокальциевое)
рутиловое	P	R	Т (рутиловое (титановое))
целлюлозное	Ц	С	О (органическое)
смешанные типы покрытия
кислорутиловое	АР	AR
рутилово-основное	РБ	RC
смешанные прочие	П	S
рутиловые с железным порошком	РЖ	RR

Прокалка (сушка)

Если электроды хранились не в герметичной упаковке и могли отсыреть, то их советуют прокалить. Надо отметить, что прокалка электродов непосредственно перед применением относится к ответственным процедурам, обеспечивающим загорание дуги.

При этом специалисты не рекомендуют слишком увлекаться ею, поскольку чрезмерный и частый нагрев стержня может привести к повреждению специального покрытия.

Желательно точно просчитать требуемое количество изделий и просушить с таким расчётом, чтобы по завершении работ их не осталось совсем или оставалось по минимуму.

При следующем обращении к сварочным операциям просушенные ранее электроды должны быть отработаны в первую очередь.

Прокаливание необходимо ещё и для того, чтобы несколько поднять температуру расходного материала непосредственно перед его использованием для сварки труб, например. Немногие образцы изделий способны сразу обеспечить требуемый рабочий режим по причине слишком большого перепада температур в зоне сварки.

Дополнительный прогрев стержней также обеспечивает герметичность соединения, образующегося при так называемой «сварке под давлением». Однако при этом необходим постепенный их нагрев, позволяющий выпарить скопившуюся влагу во избежание появления известкового налёта.

Вопрос прокалки тесно связан с предельным временем и условиями хранения. Согласно действующим нормативам срок годности этих изделий составляет примерно пять лет. Но, по мнению ряда специалистов, они могут эксплуатироваться ещё какое-то время по окончании гарантийного срока.

Как научиться варить

Чтобы научиться обращаться с электродами с нуля, надо постоянно практиковаться в сварке. Процесс несложный, но требующий ловкости. Желательно посмотреть, как это делает специалист, не забыв применить защитные очки.

Надо так взяться за держатель, чтобы обеспечить хороший обзор рабочего места. После этого стержень наклоняется под углом 30 градусов к плоскости детали, а затем делается чиркающее движение об неё, после которого должна зажечься дуга. Сразу вслед за этим электрод максимально приближается к заготовке, так, чтобы обмазочное покрытие коснулось свариваемой поверхности.

Далее, следует дождаться появления в зоне сварки красного пятна, которое образуется в результате расплавления обмазки (флюса). Через какое-то время (примерно через 2-3 секунды) в центре красного образования начнёт проявляться оранжевое пятнышко с большей яркостью и постоянно дрожащей по краям мелкой рябью.

В этой точке расплавленный металл формируется в каплю, дрожащую из-за воздействия электрического тока и высоких температур. Специалисты называют эту каплю сварочной ванной, то есть местом, где плавится металл и образуется шов.

После появления ванны останется лишь плавно сдвигать эту зону по направлению предполагаемого соединения. Так постепенно образуется шов. Умение варить открывает широкие возможности для строительства и творчества. Ведь сварка помогает создавать оригинальные и прочные конструкции.

svaring.com

Какие существуют виды электродов? Типы и виды электродов

Сварка являет собой технологический процесс получения надежных соединений путем нагревания кромок деталей до температуры плавления. Ручная дуговая – наиболее распространенный ее вид. Этот способ высокопродуктивен, универсален, технологически прост и доступен в домашних условиях.

Суть РДС

Кромки соединяемых деталей плавятся за счет выделяемой теплоты ионизированным потоком частиц между катодом и анодом – электрической дугой. Ионизация происходит вследствие наличия тока и короткого замыкания между двумя полюсами при постоянных или переменных характеристиках.

Инструментом, используемым для создания и горения дуги, является электрод – стержень металлического или неметаллического происхождения. Работа может выполняться как одним, так и несколькими стержнями с возможностью создания дополнительной дуги между ними (сварка трехфазной дугой). Ионизированный поток электронов окружен испарениями с инструмента и его покрытия, плавящегося металла соединяемых деталей, результатов их взаимодействия с воздухом. Виды электродов для сварки определяются с учетом всех характеристик, присущих конкретному материалу.

Классификация стержней по материалу изготовления

По своей сути все сварочные инструменты для РДС делятся на плавящиеся и неплавящиеся.

Плавящиеся: металлические инструменты, изготовленные из чугуна, стали, алюминия, меди (в зависимости от типа свариваемого металла). Стержень выступает катодом или анодом, а также выполняет функции присадочного материала для заполнения сварочной ванны и образования шва.
Неплавящиеся: стержни угольные, из графита, из вольфрама; выполняют только первичную функцию; дополнительно используется присадочная металлическая проволока; вольфрамовые нужны при аргонодуговой сварке.

Среди первой группы выделяют основные виды электродов:

Без покрытия. Этот тип инструментов не используется для РДС.
Покрытые. Соответствующее покрытие применяется для поддержания стабильности дуги, защиты металла от выгорания, от влияния газов, повышения механических характеристик шва путем естественного легирования (попадания легирующих элементов с плавящего стержня в сварочную ванну).

Применение по виду работ

Виды электродов для ручной дуговой сварки, перечисленные выше, имеют индивидуальное применение в зависимости от способа работ.

Угольные непокрытые электроды – первичное сварочное изобретение, которое принадлежит Н. Н. Бенардосу и относится к 1882 году – используются и в современности. Особенности: постоянный ток, прямая полярность, дополнительная подача присадочной проволоки, дуга стабильная, стержень сгорает медленно, науглероживания не происходит. Применение обратной полярности снижает характеристики дуги и шва (он науглероживается).

Металлические электроды – следующее изобретение в сфере технологии сварки, которое принадлежит Н. Г. Славянову (1888 г.). Вместе с ними зародились прообразы современных сварочных аппаратов. Сваривание с помощью плавящихся стержней нашло более широкое применение в промышленности и получило активное развитие. На сегодняшний день используется в ручной дуговой, автоматической и полуавтоматической (под флюсом) сварке.

Вольфрамовый электрод, вследствие высокой температуры плавления 3422˚С применяется в качестве неплавящегося при аргонодуговой сварке. Таким образом, различным сварочным технологиям соответствуют конкретные виды электродов.

Распределение по назначению

Назначение – это та характеристика, в соответствии с которой распределяются абсолютно все известные электроды. Виды и применение стержней обозначается одной буквой (ГОСТ 9466-75):

конструкционные стали, в том числе низколегированные с прочностью 60 кгс/мм2 (600 Мпа) в маркировке обозначаются буквой «У» – углеродистые;
легированные конструкционные стали, имеющие прочность 600 Мпа – «Л»;
высоколегированные конструкционные стали – «В»;
теплостойкие легированные стали – «Т»;
сплавы с особыми свойствами, для которых характерна наплавка – «Н».

Назначение указывается в развернутой марке.

Покрытия стержней

Разнообразные по составу и происхождению покрытия используются в индивидуальных случаях для различных материалов. Применяются следующие виды покрытия электродов:

Кислые «А». Содержат ферромарганец и ферросилиций. Применяются для прямого или постоянного тока. Характеризуются высокими скоростями плавления. Лучше использовать для нижних швов.
Рутиловые «Р». Содержат рутил (двуокись титана), карбонаты, алюмосиликаты, ферромарганец, жидкое стекло. Сварка швов любого положения и типа прямым или постоянным током. В результате последовательных химических реакций образуется защитный шлак, который предупреждает выгорание элементов. Хорошее качество сварных соединений, низкая токсичность.
Целлюлозные «Ц». В состав входят целлюлоза, марганцевая руда, тальк, рутил, ферромарганец. Образуются защитные газы вокруг дуги и сварочной ванны. Для всех швов; высокая скорость выполнения работ; хорошее качество; нельзя допускать перегрева; большие потери при разбрызгивании. Используются для неразъёмных соединений трубопроводов.

Основные «Б». В составе карбонаты и фториды кальция. Происходит образование защитного углекислого газа вследствие реакции углерода из карбонатов с кислородом горения дуги. Желательно выполнять работы под постоянным током с полярностью в обратном направлении. Во время сварки под переменным получается низкокачественный шов, требуются дополнительные технологии для повышения его механических характеристик.
Прочие «П». Содержат легирующие элементы. Качество шва повышается за счет введения в него определенного количества легирующих элементов с плавящего электрода.
Специальные. Содержат жидкое стекло со смолосодержащими веществами. Защищают от проникновения влаги. Применяются для сварки под водой.

Конкретные назначения имеют все покрытые электроды. Основным видом покрытия является рутиловое вследствие своей универсальности. Покрытия выполняют защитные функции путем раскисления сплава в сварочной ванне, добавления в него легирующих элементов, образования ореола защитных газов или шлака. Это позволяет избежать низшего качества шва, чем у материалов кромок деталей, обеспечить формирование добротных сварных соединений.

Требования к инструментам, установленные ГОСТ 9466-75

Электроды должны быть изготовлены из качественного материала.
Покрытие должно быть цельным, не иметь значительных дефектов (допускается существование мелких вмятин и трещин без вздутий и пористости).
Высокая механическая стойкость к случайным ударным нагрузкам.
Разные виды покрытия электродов должны равномерно оплавляться, не осыпаться, не образовывать неровных островков, не разбрызгиваться свыше допустимых характеристик.
Стержень должен обеспечивать образование качественного шва: без трещин, пор, местного избытка наплавленного металла.
Рациональный выбор в соответствии с учетом всех необходимых параметров и соблюдения технологии – залог формирования надежного прочного соединения.

Выбор стержня в зависимости от размера

Начинающему сварщику более известны виды электродов, определяющиеся по размеру. Диаметр инструмента, с помощью которого будут проводиться работы, выбирается строго в соответствии с толщиной свариваемой детали. Он не шифруется, а четко указывается в маркировке инструмента. Длина электрода также фиксирована в соответствии с его диаметром. Важно иметь понятие о длине зачищенного непокрытого конца инструмента.

Толщина подготовленных кромок, мм	Диаметр электрода, d, мм	Длина электрода, мм	Длина зачищенного непокрытого конца, мм
до 2	2	200-250	20
от 3 до 5	3-4	300-450	25
от 6 до 8	4-5	350-450	25
от 9 до 12	5-6	350-450	30
от 13 до 15	6-7	450	30

Для домашних сварочных работ наиболее часто используются виды электродов для дуговой сварки с диаметром 2-4 мм. Толстые стержни применимы в ремонтных мастерских и на производстве.

Толщина покрытия

Она имеет свое обозначение в маркировке инструмента. Определяется коэффициентом ее отношения D (мм) к толщине самого стержня d (мм). Распределяется на 4 группы:

тонкое «М» (коэффициент до 1,2);
среднее «С» (коэффициент имеет значения в пределах от 1,2 до 1,45);
толстое «Д» (коэффициент – в пределах 1,45-1,8);
особо толстое «Г» (значение коэффициента свыше 1,8).

На результаты работ влияют не только виды покрытий электродов ручной дуговой сварки, но и толщина самого покрывающего слоя, а также размеры стержня. Правильный подбор размера электрода обеспечивает хорошую скорость работ, качественные параметры дуги и формируемого соединения.

Выбор стержней в зависимости от типа шва и его пространственного положения

Швы имеют несколько классификаций:

В зависимости от действия основных сил: фланговые, лобовые, косые, торцевые.
В соответствии с положением свариваемых деталей: стыковые, угловые, тавровые, соединения внакладку.
В зависимости от наличия скоса кромок: со скосом, без скоса.
В соответствии с положением в пространстве: нижние, верхние, горизонтальные, вертикальные.

На выбор влияет пространственное положение шва. Его тип обозначается в маркировке стержня.

1 – для сварки во всех положениях;
2 – исключения относятся лишь к вертикальным швам сверху вниз;
3 – для нижних швов, горизонтальных у вертикальной плоскости, вертикальных снизу вверх;
4 – для нижних швов.

Тип шва относительно пространственного положения учитывается при определении значений тока.

Влияние электрических параметров дуги на выбор сварочных инструментов

Сварка может осуществляться под прямым или постоянным током, прямой («минус» на электроде, «плюс» на изделии) или обратной полярности. Выбор зависит от свариваемого материала и его свойств. Вид тока определяется источником питания.

В качестве основного оборудования, генерирующего и (или) преобразующего ток, могут использоваться: трансформаторы и осцилляторы (снижают напряжение сети до необходимых значений), преобразователи и выпрямители (преобразуют переменный ток сети в постоянный ток сварочного процесса).

Параметры, необходимые для воспламенения дуги, значительно отличаются от тех, которые прослеживаются во время ее поддержания. Напряжение, необходимое для быстрого образования дуги, называется напряжением холостого хода. Рассмотрим значения напряжений, необходимые для воспламенения дуги и для поддержания ее горения.

Вид тока	Напряжение холостого хода, В	Напряжения для поддержания дуги, В
Переменный	50-80	20-30
Постоянный	45-50	16-25

Виды сварочных электродов различаются в зависимости от сетевых характеристик и обозначаются цифрами от 0 до 9:

0 – только для постоянного тока обратной полярности;
1-9 – для любых токов;
1, 4, 7 – любая полярность;
2, 5, 8 – прямая;
3, 6, 9 – обратная;
1-3 – напряжение холостого хода 50 В;
4-6 – 70 В;
7-9 – 90 В.

Выбор влияет на особенности технологии и качественные характеристики швов. Так, наименьшую глубину проваривания обеспечивает работа с переменными параметрами сети. Используется для неприхотливых материалов и несложных конструкций. При сварке дугой с постоянными характеристиками и обратной полярностью глубина сварочной ванны и механические свойства шва получаются на 50% выше, чем даже при прямой полярности. Используют для неподатливых материалов и ответственных конструкций.

Определение силы тока

При дуговой сварке ручного типа она может быть разной – от 30 до 600 А. Выбор необходимого значения осуществляется в зависимости от диаметра рабочего электрода и типа шва относительно пространственного положения. Вычисляется следующим образом:

Для нижних швов: I=d*k.
Для верхних – I=k*d*0,8.
Для горизонтальных – I=k*d*0,85.
Для вертикальных швов – I=k*d*0,9.

где I – сила тока, А;

d – диаметр, мм;

k – коэффициент, А/мм.

Коэффициент зависит от диаметра стержня:

для электродов толщиной 1-2 мм – k=25-30 А/мм;
3-4 мм – k=30-45 А/мм;
5-6 мм – k=45-60 А/мм.

Повышение силы ускоряет рабочий сварочный процесс. Преувеличение допустимых значений может привести к перегреву кромок, чрезмерному выгоранию компонентов, ухудшению качества сварного шва.

Маркировка

С целью рассмотрения всех нюансов маркировки важно привести стандартный пример в соответствии с ГОСТ 9466-75 и 9467-75: (Э42А-УОНИ-13/45-3,0-УД)/(Е432(5)-Б10).

Марка: УОНИ-13/45.
Тип: Э42А – электрод для РДС, обеспечивает прочность шва 420 Мпа повышенной пластичности (А).
3,0 – диаметр 3 мм.
У – для сваривания углеродистых сталей и низколегированных конструкций.
Д – толстое покрытие.
Е432 (5) – индексы, в которых зашифрованы характеристики соединения и наплавленного метала.
43 – прочность на разрыв не меньше 430 Мпа;
2 – относительное удлинение не меньше 24%;
5 – сварка возможна при температуре до -40˚С; при этом обеспечивается минимально допустимое значение ударной вязкости металла 34 Дж/см2.
Б – основное покрытие.
1 – пространственное положение шва: любое.
0 – сварка только дугой с постоянными характеристиками и прямой полярностью.

Использование различных типов и марок сварочных инструментов

Все, рассмотренное выше, относятся больше к маркировке электродов для РДС стали. Важно привести примеры используемых стержней для разнообразных черных и цветных металлов. Ниже представлены их наиболее распространенные типы.

Виды электродов распределяются в зависимости от свариваемого металла и заданных типовых механических характеристик шва.

Углеродистые низколегированные стали свариваются стержнями типов:

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.

Легированные стали повышенной прочности:

Э70: АНП-1, АНП-2.
Э85: УОНИ-13/85, УОНИ-13/85У.
Э100: АН-ХН7, ОЗШ-1.

Высокопрочные легированные стали: Э125: НИИ-3М, Э150: НИАТ-3.

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

Чугун: ОЗЧ-2/Cu, ОЗЧ-3/Ni, ОЗЧ-4/Ni.

Алюминий и сплавы на его основе: ОЗА-1/Al, ОЗАНА-1/Al.

Медь и сплавы на ее основе: АНЦ/ОЗМ-2/Cu, ОЗБ-2М/CuSn.

Никель и его сплавы: ОЗЛ-32.

Из приведенного списка можно сделать вывод о том, что маркировочная система очень сложна, при этом основана на примерно одинаковых принципах шифровки характеристик стержня, его покрытия, диаметра, наличия легирующих элементов.

Качество сварочного соединения зависит от рациональной технологической схемы. На то, какие виды электродов выбирать, влияют следующие факторы:

Свариваемый материал и его свойства, наличие легирующих элементов и степень легирования.
Толщина изделия.
Тип и положение шва.
Заданные механические свойства соединения или наплавленного металла.

Начинающему сварщику важно ориентироваться в основных принципах выбора и маркировки инструментов для сварки стали, а также оперировать распределением марок стержней по назначению, знать основные виды электродов и рационально их применять во время сварочных работ.

fb.ru

Электроды для сварки - виды, маркировка и 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.

Основное с маркировкой «Б».
Кислое – «А».
Целлюлозное – «Ц».
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.

Полярность прямая. Схема такова: минус подключается к сварочному электроду, плюс к массе.
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.

Диаметр сварочного материала, мм Толщина свариваемых деталей, мм

2,5	2
2,5-3	3
3,2-4	4-5
4-5	6-12
5	13

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.

Диаметр сварочного материала, мм Сила сварочного тока, А

2	55-65
2,5	65-80
3	70-130
4	130-160
5	180-210
6	210-240

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.

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.

Поделись с друзьями

svarkalegko.com

Существующие виды электродов, их классификации и характеристики

В настоящее время существует огромное количество технологий: от сварки под флюсом и под порошком до холодной сварки. Все эти виды электродов отличаются друг от друга процессом, но подача тока на деталь происходит везде одинаково, а именно при помощи сварочных проволок. В этой статье мы расскажем об их видах и применении.

Электрод представляет собой отрезок проволоки малой длины, покрытой защитным слоем.

Проволока и покрытия могут быть выполнены из различных видов материала. Выбор материала в свою очередь зависит характера свариваемых деталей.

Для чего нужны электроды?

Обычно они служат для соединения чугунов и сталей, цветных металлов, но могут быть использованы и для их резки. Сейчас ими можно варить практически во всех пространственных положениях.

Разновидностей стержней огромное количество, каждый изготавливается для своей конкретной задачи, поэтому все марки делятся на определенные классы.

Так какие бывают марки электродов? Какие бывают виды электродов для сварки?

Итак, теперь выясним, какие существуют виды сварочных электродов.

В первую очередь начнем с того, что марки электродов для сварки бывают плавящиеся и неплавящиеся. Плавящиеся электроды не только передают ток на деталь, они также путем расплавления вступают в химическую связь с расплавленным металлом и обеспечивают соединение деталей. Неплавящиеся стержни обеспечивают подвод тока к соединяемым деталям, а присадки подводятся отдельно. Их изготавливают из различного рода тугоплавких материалов, таких как графит и вольфрам.

Кроме этого, группы электродов делятся на металлические и неметаллические. Ко второй марке электродов для сварки относятся графитовые и угольные стержни. Они обладают хорошей проводимостью и хорошо справляются со сваркой и резкой, и наплавкой, хорошо проводят токи, обладают высокой температурой плавления. Применяются они вместе с присадкой, которая может подаваться на дугу во время сварки, а может быть уложена на соединяемую область сразу. К характеристикам электродов для сварки относятся такие преимущества, как возможность многоразового использования и отсутствие прилипания к поверхности детали.

В свою очередь металлические виды электродов для сварки состоят из сердечника. Они имеют специальные покрытия, обеспечивающие высокое качество шва, улучшение эксплуатационных свойств изделия после работы и предотвращении попадания вредных включений в сварочную ванну. В газообразующее покрытие могут входить такие элементы, как крахмал, пиролюзит и другие. Такой метод повышает производительность процесса за счет применения большой величины тока, образования защитной пленки на поверхности металла и тем самым препятствию попадания атмосферного воздуха в зону сварки, более стабильная дуга.

Классификация сварочных электродов

Перейдем к вопросу о том, какие бывают электроды для сварки. Остановимся на классификации электродов по назначению.

Для того, чтобы знать характеристики тех или иных стержней, существует понятие маркировки, в которой указаны различные характеристики электродов для сварки и прочие данные. Важно знать и толщину стержней. Это необходимо для правильного его подбора, работе с изделием определенной толщины. Описание, классификация и маркировка обычно указывается на упаковке.

Должно обеспечиваться:

устойчивое горение дуги и легкое зажигание;
равномерное расплавление покрытия;
равномерное покрытие шлаком шва;
не затрудненное удаление шлака со шва;
отсутствие пор, трещин и непроваров.

Назначение электродов в большой мере зависит от состава его металлического сердечника. При изготовлении берутся во внимание ряд факторов, влияющих на качество шва:

классификация по назначению;
прямое назначение отдельного типа сплавов и металлов;
пространственного положения работ и условия проведения работ;
толщины деталей и конструкций;
узкоспециализированные характеристики шва (изгиб, сопротивление разрыву, насыщенность кислорода, текучесть жидкого шва и др.).

Учет маркировки сведен соответствующими стандартами и сортаментами. Стержень определенной маркировки должен соответствовать всем техническим условиям, маркировка на упаковке должна совпадать с содержимым качественно и количественно. Классификация электродов по назначению характеризуется металлом, над которым будут проводиться сварочные работы.

У — низколегированные и углекислотные стали: Э6, Э55, Э46, Э42 и другие;
Л — легированные стали: Э70, Э85, Э100 и другие;
Т — легированные теплоустойчивые стали: Э09М, Э09МХ и другие;
В — высоколегированные стали с особыми свойствами: Э12Х13, Э10Х17Т и другие;
Н — наплавка поверхностных слоев с особыми свойствами: Э10Г2, Э11ГЗ, Э16Г2ХМ и другие.

Виды сварочных проволок

Проволоки могут быть разделены на четыре типа: алюминиевые, омедненные, нержавеющие и порошковые. Давайте разберемся с особенностями, которые характеризуют данные типы проволок.

Алюминиевые проволоки используют тогда, когда необходимо произвести соединение алюминия с кремнием или алюминия с марганцем.

Нержавеющая проволока может пригодиться в случаях, когда необходимо соединить никелированные, хромированные металлы из нержавеющей стали.

Омедненные проволоки применяют в тех случаях, когда требуется соединить низкоуглеродистые и низколегированные стали. Такие проволоки позволяют повысить качество шва, поддерживают горение сварочной дуги, предотвращают разбрызгивание расплавленного металла.

И наконец, порошковые стержни применяется в судостроении, где недопустимо применение других типов проволок. Она отличается от перечисленных тем, что предыдущие производят сваривание изделия в среде защитных газов, в то время как порошковые — нет.

Стоит упомянуть и о сварке под флюсом, где вместо среды защитных газов используется флюс, которым могут являться такие элементы, как борная кислота, бура, фториды и хлориды. Он защищает сварочную ванну от попадания вредным примесей и газов, которые пагубно влияют на металл.

Говоря подробнее об назначении покрытия, оно должно обеспечивать стабильное горение сварочной дуги и получение металла на шве с заданными свойствами, такими как ударная вязкость, стойкости от коррозии, пластичность, прочность и другие. Шлак, в свою очередь, служит для защиты еще не затвердевшего расплавленного металла от попадания кислорода и азота, которые являются вредными включениями и нарушают технологичность детали. Также шлаковая оболочка в значительной мере уменьшает скорость затвердевания шва, позволяя выходить из сварочной ванны неметаллических и газовых включений. Компонентами, образующими шлак, являются: доломит, марганцевая руда, титановый концентрат, кварцевый песок, мел и многие другие.

Легирование сварочного шва производится для добавления специальных свойств изделию. Легирующими компонентами являются: хром, вольфрам, молибден, никель, марганец и другие.Также легирование металла производится проволокой, которая уже содержит нужные для этого элементы, но чаще всего легирования сварочного шва достигают введением легирующих компонентов в состав нанесения.

Иногда для повышения производительности сварочного процесса и для увеличения наплавляемого металла за отрезок времени в покрытие добавляют железный порошок. Его введение повышает технологические свойства стержня, а именно облегчает зажигание дуги, уменьшает скорость охлаждения металла, улучшая сварку при низких температурах.

Типы электродов для покрытия бывают следующими:

А — с кислотным нанесением с содержанием окиси марганца, кремния, железа и титана. Электрод группы А может быть применен при сварке стали; для электродов марки А нет никаких пространственных ограничений.
Б — с нанесением, в основу которого входят карбонат кальция и фтористый кальций; электроды марки Б не должны применяться для сварки в вертикальном положении.
Ц — с нанесением из целлюлозы, в которое также входят органически вещества, создающие защиту дуги при сгорании и образующие тонкий слой шлака;
Р — с рутиловым покрытием, которое направлено на уменьшения разбрызгивания металла, устойчивости горения дуги и формирование швов во всех пространственных направлениях;
Ж- ставится в обозначение при присутствии в составе покрытия более 20% железного порошка;
П — прочие виды покрытия.

Еще существуют типы электродов для покрытия с оболочкой смешанного вида, они обозначаются сразу двумя буквами.

Существуют типы электродов по применению их в определенном пространственном положении. Они тоже маркируются, а именно следующими цифровыми кодами:

Некоторые правила использования электродов

Необходимо соблюдать их сохранность. Для качественной и безопасной работы ее геометрия не должна быть нарушена, вес и масса ее должны совпадать с данными на упаковке, шлаковые корки должны с легкостью отделяться от шва. Все должно быть герметично упаковано, а упаковка должна предотвращать попадание влаги во внутрь. Электроды должны быть сухими, попадание влаги на них приводит к отсыреванию покрытия, а значит, и к ухудшению сварочного процесса. Допускается сушить их в специально оборудованных печах при заданной температуре 260 градусов Цельсия, а после сушки должны быть герметично упакованы для предотвращения повторного попадания воды на них. Также влага не самым лучшим образом влияет на характеристики покрытия, расплавленный металл может сильно разбрызгиваться. Из-за влаги могут образовываться поры, трещины, раковины и другие дефекты. Не рекомендуется варить гнутыми стержнями с поврежденным покрытием.

Многие характеристики занесены в таблицы. Таблица — удобный и наглядный способ получения информации о характеристиках материалов,о марках сварочных электродов и многом другом.

В настоящее время наиболее распространена ручная дуговая сварка. Электроды для ручной сварки похожи на металлический пруток. Такой тип сварки проще в применении, чем многие другие виды, компактен, допускает сварку в труднодоступных местах, с его помощью можно работать с чугуном, сталью, многими цветными металлами, прост в использовании и не требует больших материальных вложений. К минусам такого типа соединения можно отнести то, что качество шва напрямую зависит от квалификации рабочего, довольно низкий КПД по сравнению с остальными типами сварки, вредные условия труда для рабочих и другие. Для ручной дуговой сварки применяют специальные сварочные инверторы. Электроды для ручной сварки изготавливаются в соответствии с требованиями ГОСТ9466.

В заключение можно сказать, что на сегодняшний день имеется огромный спектр типов электродов и их применение, а сварка по-прежнему является важной частью многих строительных, производственных, монтажных работ. Их огромное количество, они различаются по маркам, толщинам, химическому составу и прочим характеристикам. Важно знать, какие стержни можно применять при различного рода работах, дабы добиться максимального результата и получить на выходе качественное изделие или деталь. Данный вид работ привлекает все новых специалистов, ученые продолжают работу над улучшением технологического процесса, ведь спрос на сварочные работы довольно велик.

[Всего голосов: 0 Средний: 0/5]

svarkaed.ru