Вопросы, рассмотренные в материале:

• Назначение покрытия электродов
• Диаметр покрытия электродов
• Толщина покрытия электродов
• Электроды с кислым покрытием (символ А)
• Электроды с целлюлозным покрытием (символ Ц)
• Электроды с рутиловым покрытием (обозначение Р)
• Электроды с основным покрытием (символ Б)

При проведении сварочных работ основная функция защитной обмазки стержней состоит в формировании шлаковой оболочки на двигающихся в дуговом промежутке каплях металла электрода и на поверхности кромочного материала соединяемых элементов.

Благодаря шлаковому слою остывание и затвердевание расплава замедляется, что позволяет избавиться от газов и включений, отрицательно сказывающихся на качестве соединения. Во многих видах покрытия электродов шлакообразование происходит благодаря каолину или титановому концентрату.

В основном, обмазка стержней предназначена для:

1. Создания барьера, предохраняющего дугу и металл в сварочной ванне от взаимодействия с атмосферным азотом и кислородом. Кроме того, покрытие не дает сплаву контактировать с водородом, содержащимся в испаряющейся воде.
2. Предохранения самой дуги и металла в области сварочной ванны от взаимодействия с присутствующими в составе атмосферы азотом, кислородом, а также водородом, который содержится в водяном паре. Защита при этом имеет две степени: обволакивание рабочей зоны парами углекислого газа и окислов и шлаковая пленка на поверхности расплава.
3. Обеспечения высокого качества кристаллизации металла без порообразования, зашлаковывания и растрескивания.

Среди второстепенных задач обмазки:

1. Поддержание стабильности при различных режимах сварки и упрощенное зажигание сварочной дуги. Бесперебойное горение обеспечивается присутствием в обмазке большого количества элементов, не склонных к ионизации. При этом в дуге растет число ионизированных частиц, которые обеспечивают ее ровное горение.
2. Удаление из расплава атомов кислорода. Это происходит благодаря способности ферросплавов, присутствующих в покрытии, более активно взаимодействовать с этим газом.
3. Освобождение расплавленного металла в сварочной ванне от вредных включений. Данный процесс принято называть рафинированием.

Диаметр покрытия электродов

Сегодня можно купить самые разные виды сварочных стержней в зависимости от типа металла и предполагаемой нагрузки на будущее изделие. Для электродов с обмазкой характерны два значения диаметра: самого стержня и обмазки с напылением. Выбирая вариант для конкретной работы, следует помнить, что чем больше диаметр, тем более объемные элементы можно сварить с помощью таких электродов.

Внимание! Настройки оборудования необходимо выставлять, исходя из двух основных параметров: диаметра стержней и толщины соединяемых заготовок. Особенно важен ампераж, так как высокая сила тока сопряжена с риском сквозного прожигания детали, а при недостаточных ее значениях не формируется сварочная дуга.

От толщины электрода зависит удобство и скорость сваривания. Кроме того, она влияет на качество шва и надежность изготавливаемых металлоконструкций.

Основные данные о характеристиках и предназначении электродов содержатся в информации, нанесенной на упаковку. Например, в маркировке электродов Э42А и Э46, применяемых для сваривания элементов из низколегированного металла, буквой Э обозначены штучные стержни, широко используемые для сварочных работ в быту.

Цифровой индекс указывает величину минимального гарантированного значения сопротивления шва на разрыв. Чем меньше это значение, тем слабее соединение.

К примеру, индекс 50 означает сопротивляемость разрыву от 50 кгс/мм2. Стержни с обмазкой Э42А предназначены для работы с металлом, имеющим аналогичные показатели прочности на разрыв, когда необходимо получить шов с повышенной ударной вязкостью и относительным удлинением. Буква А указывает на обмазку кислого типа.

Толщина покрытия электродов

При выборе электродов для определенного вида сварочных работ обращают внимание не только на объем обмазки и диаметр стержня, но и на толщину защитного покрытия.

Определяется она как соотношение общей толщины электродов (D) к диаметру их стержней (d). Иными словами, тонкие электроды могут обладать меньшим объемом обмазки, если у них больше отношение D/d.

В зависимости от данной величины, электроды могут принадлежать к одной из четырех категорий:

• соотношение ≥1,2 характерно для тонких или стабилизирующих электродов (их принято обозначать буквой М);
• соотношение ≥ 1,45 означает принадлежность к средним электродам (С);
• для толстых электродов, маркируемых буквой Д, соотношение ≤ 1,8;
• буква Г в маркировке означает особо толстые электроды с соотношением >1,8.

Электроды высокого качества имеют толщину обмазки 0,5–2,5 мм или 20–40 % от массы внутренних стержней. Стержни с железным порошком, которые применяются для получения высококачественного шва, рассчитанного на высокие нагрузки, имеют диаметр 3,5 при массовой доле 50 %.

Пользуясь тонкими или стабилизирующими электродами с толщиной покрытия от 0,1 до 0,3 мм, получают стабильное горение дуги, но это не меняет качества металла, из которого получают шов.

Далее рассмотрим основные виды покрытия электродов.

Электроды с кислым покрытием (символ А)

Кислое покрытие содержит окислы таких элементов, как железо, марганец и кремний. Важно помнить о токсичности оксидов марганца, вредных для здоровья. Именно поэтому их применяют все реже. Вместо кислых покрытий в наши дни чаще пользуются рутилово-кислыми.

Пределы прочности швов, получаемых при использовании электродов с такими обмазками (типа Э38 и Э42 по ГОСТ 9467 от 1975 г.), – не более 412 МПа. Для подобных стержней характерна низкая чувствительность к окалине и ржавчине на кромках соединяемых элементов, их можно применять в сварке удлиненной дугой. Также они подходят для работы с постоянным и переменным током.

Большое количество кислорода, которое выделяется при сварке стержнями с такой обмазкой, способствует увеличению текучести расплава в сварочной ванне за счет повышения температуры горения дуги и снижения поверхностного натяжения. Благодаря этому ускоряется процесс сваривания заготовок, но усиливается риск появления таких изъянов шва, как подрезы, растет склонность металла шва к горячему растрескиванию.

Плюсы кислого покрытия на стержнях:

• легкость зажигания и стабильность горения дуги;
• использование постоянного и переменного тока;
• отсутствие порообразования при работе со ржавым или покрытым окалиной металлом;
• стойкость к воздействию влаги и механическим повреждениям;
• ровность получаемого шва;
• легкое отделение шлака.

Минусы электродов с кислым покрытием:

• образование дефектов (подрезы и горячие трещины);
• токсичность.

В машиностроительной и строительной промышленности такими электродами пользуются при сваривании некритичных металлоконструкций из низколегированной стали.

Электроды с целлюлозным покрытием (символ Ц)

Среди различных видов покрытий электродов для сварки есть обмазки, половину которых составляет целлюлоза и другая органика. Кроме того, в их составе возможно присутствие органических смол, талька, ферросплавов и других веществ.

Для металла шва, полученного с помощью такого электрода, характерно повышенное содержание водорода. Химический состав материала аналогичен спокойным и полуспокойным сталям, а механические свойства соответствуют типам Э42, 46 и 50 (ГОСТ 9467 от 1975 г.) с пределами прочности 412, 451 и 490 МПа соответственно.

Такие преимущества, как значительное количество защитного газа и низкое шлакообразование, позволяют использовать подобные электроды для формирования вертикальных швов на спуск. Односторонняя сварка на весу с применением стержней с целлюлозной обмазкой сопровождается образованием у швов равномерных обратных валиков.

Также стоит упомянуть значительное разбрызгивание жидкого металла и пониженную пластичность материала швов, что связано с выделяющимся при сгорании органики водородом.

К плюсам применения стержней с целлюлозной обмазкой следует отнести:

• несложность зажигания и стабильность горения дуги;
• работа с постоянным и переменным током;
• легкость удаления шлака;
• возможность сварки нижних, вертикальных и потолочных швов;
• хорошая защита сварочной ванны;
• отсутствие ядовитых выбросов при сварке;
• чистота корневого шва.

Минусы электродов с целлюлозным покрытием:

• сильное разбрызгивание расплава;
• чешуйчатость поверхности швов;
• высокая концентрация водорода в защитных газах;
• склонность к образованию небольших подрезов и трещин на краях шва;
• необходимость прокалки электродов перед сваркой.

Стержни с целлюлозным покрытием используют для сварки элементов из низколегированной стали. Часто применяют для формирования корневых швов на магистральных трубопроводах.

Электроды с рутиловым покрытием (обозначение Р)

В состав рутилового покрытия стержней входят природный рутиловый концентрат или двуокись титана TiO2, кремнезем (гранит, полевой шпат, слюда), карбонаты кальция и магния, ферромарганец.

Химический состав металла в местах соединения аналогичен спокойным и полуспокойным сталям. Чаще всего электроды с обмазкой на основе рутила по характеристикам шва относятся к типам Э42 и Э46 с предельной прочностью 412 и 451МПа (согласно ГОСТ 9467 от 1975 г.). Склонность к растрескиванию материала швов у стержней с рутиловой обмазкой ниже, чем у электродов с кислыми покрытиями.

Помимо чисто рутиловой обмазки, часто применяют покрытия смешанного типа с отличными технологическими характеристиками: рутилово-целлюлозные (РЦ), рутилово-основные (РБ), кисло-рутиловые (АР).

Для электродов с подобным покрытием характерны спокойное расплавление с незначительным разбрызгиванием жидкого металла и переход материала стержней в сварочную ванну в виде капель малого и среднего размера.

Кроме того, благодаря рутилу дуга легко поджигается повторно даже без контакта электродов с поверхностью деталей.

За счет таких свойств обмазки удобно варить короткие швы при необходимости частого прерывания дуги, шлак без труда отходит от металла в местах наплавов.

• Электроды с рутиловым покрытием отличаются низкой чувствительностью к влаге, окислам и ржавчине на свариваемых деталях.
• В отличие от остальных видов покрытия электродов для ручной дуговой сварки, рутиловая обмазка наименее вредна для здоровья.
• Преимущества рутилового покрытия стержней:

• простота повторного зажигания дуги;
• равномерность горения дуги;
• возможность работы по неподготовленным кромкам деталей;
• прочные швы и отсутствие горячего и холодного растрескивания;
• мелкочешуйчатая поверхность швов;
• легкость отделения шлака;
• возможность работы с использованием переменного или постоянного тока.

Минусы рутилового покрытия:

• необходимость прокаливания электродов;
• контроль силы тока, так как увеличение заряда ведет к снижению качества швов.

Рутиловые электроды пользуются популярностью за счет универсальности. Их применяют для сваривания конструкций из низкоуглеродистой стали, отрезков трубопроводов и ремонта пришедших в негодность металлических изделий.

Электроды с основным покрытием (символ Б)

В состав основного покрытия стержней входят карбонаты магния, кальция (доломит, магнезит и мрамор) и плавиковый шпат, причем последний отрицательно сказывается на качестве сварки при работе с переменным током.

Электроды с обмазкой такого типа обычно используются с постоянным током.

Сварочные работы с применением и постоянного, и переменного тока могут осуществляться благодаря смешанному покрытию с меньшим содержанием дифторида кальция.

Химический состав наплавляемого металла при работе стержнями с покрытием основного типа схож со спокойными сталями, а его механические свойства соответствуют типам Э42А, Э46А, Э50, Э55 и Э60 (согласно ГОСТ 9467 от 1975 г.). Самый популярный из них – Э50А, он имеет максимальную временную прочность на разрыв 490 МПа. Буква А в маркировке говорит об улучшенной пластичности наплава.

Эти виды покрытия сварочных электродов позволяют формировать сварные швы высокой пластичности и ударной вязкости в диапазоне от нормальной до низкой температуры. Подобные наплавы имеют высокую стойкость к горячему растрескиванию, что становится возможным благодаря низкому содержанию газа, включений неметаллического характера и вредных компонентов.

Кроме того, газовая защитная среда, которая по большей части состоит из СО и СО2, не содержит водород, который вызывает холодное растрескивание в наплаве. Жидкий металл сварочной ванны переносится в виде средних и крупных капель и обладает высокой вязкостью.

Не стоит забывать и о недостатках такой обмазки. Подобным электродам свойственно порообразование из-за наличия продуктов коррозии, масел и окалины на кромках соединяемых элементов.

Данный эффект наблюдается и при попадании влаги на покрытие или удлиненной дуге. Стержни должны храниться в сухих проветриваемых помещениях. Перед началом работы их необходимо прокаливать до высокой температуры.

Производить сварку лучше всего на постоянном токе с обратной полярностью.

Преимущества основного покрытия:

• вязкость и пластичность металла шва;
• низкое содержание газа и посторонних включений в наплаве;
• получение швов, устойчивых к образованию горячих трещин;
• возможность сварки нижних, вертикальных и потолочных швов.

Недостатки основного покрытия:

• чувствительность к воздействию влаги;
• нестабильная дуга при использовании переменного тока;
• порообразование при удлиненной дуге;
• ухудшение соединения при работе на влажных поверхностях;
• необходимость прокаливания стержней с основной обмазкой перед началом работ;
• требовательность к подготовке поверхности;
• сложность для начинающих специалистов.

С помощью таких электродов сваривают ответственные металлоконструкции, особенно если требуется выполнить швы с высоким качеством. С помощью стержней с обмазкой основного типа проводят сварочные работы при строительстве нефте- и газопроводов, мостов и прочих подобных объектов.

Из-за того, что большинство покрытий чувствительно к воздействию влаги, важно хранить электроды в сухих и проветриваемых помещениях, а также прогревать и высушивать стержни при необходимости перед началом работ во избежание постоянного их залипания и прерывания дуги.

Приобретая данные приспособления для сварки, обязательно убедитесь в целостности полиэтиленовых упаковок и отсутствии следов намокания на картонных коробках. Если же электроды отсырели, их можно просушить посредством обычной духовки.

При выборе стержней с защитной обмазкой для проведения сварочных работ важно учитывать характер и назначение соединений. Мы рассмотрели основные типы защитных покрытий, их плюсы и минусы. Будем рады, если информация, изложенная в обзоре, поможет вам в подборе стержней с оптимальными характеристиками.

Типы и виды покрытия сварочных электродов

Виды покрытия электродов по ГОСТ 9466-75 подразделяются на кислые, целлюлозные, рутиловые и основные.

Также существуют электроды с покрытием смешанного вида, например, рутилово-целлюлозные или рутилово-кислые и электроды с прочими видами покрытий, которые не относятся к указанным выше и обозначаются буквой «П».

А при наличии в составе покрытия железного порошка в количестве более 20% к обозначению вида покрытия электродов добавляют букву «Ж». По европейскому стандарту DIN EN 499 электроды также делятся на четыре вида: C – cellulose, A – acid, R – rutile, B – basic.

В нашей статье мы рассмотрим электроды с покрытием четырех основных видов, особенности их применения, а также плюсы и минусы различных типов покрытия. А о том, как выбрать электроды для сварки читайте здесь.

Содержание

1. Электроды с кислым покрытием (А)
2. Плюсы электродов с кислым покрытием
3. Минусы электродов с кислым покрытием
4. Электроды с целлюлозным покрытием (Ц)
5. Плюсы электродов с целлюлозным покрытием
6. Минусы электродов с целлюлозным покрытием
7. Электроды с рутиловым покрытием (Р)
8. Плюсы электродов с рутиловым покрытием
9. Минусы электродов с рутиловым покрытием
10. Популярные марки электродов с рутиловым покрытием
11. Электроды с основным покрытием (Б)
12. Плюсы электродов с основным покрытием
13. Минусы электродов с основным покрытием
14. Популярные марки электродов с основным покрытием

Больше полезных материалов:   

Электроды с кислым покрытием (символ А)

В состав электродов с кислым покрытием входят: оксиды железа, марганца и кремния. Стоит отметить, что токсичные оксиды марганца могут нанести вред здоровью человека. Поэтому электроды с кислым покрытием теряют свою популярность и используются все реже. Вместо них применяются смешанные – рутилово-кислые.

По механическим свойствам металла шва электроды с покрытием этого вида относятся к типам Э38 и Э42 по ГОСТ 9467-75, обладая пределом прочности до 412 МПа. Они малочувствительны к окалине и ржавчине на свариваемом металле, а также допускают работу удлиненной дугой. Сварку ими можно выполнять на постоянном и переменном токе.

При работе электродами с таким типом покрытия за счет выделения большого количества кислорода во время сварки повышается температура дуги и снижается поверхностное натяжение расплавленного металла, что делает его очень текучим. Это позволяет повысить скорость сварки, но несет риски подрезов (один из дефектов сварного соединения). При этом металл шва имеет повышенную склонность к образованию горячих трещин.

Плюсы электродов с кислым покрытием

• Легкое зажигание и стабильное горение дуги
• Возможность проводить сварочные работы на постоянном и переменном токе
• При сварке ржавого или покрытого окалиной металла не образуют пор
• Устойчивость к влаге и механическим воздействиям
• Обеспечивает ровный сварной шов
• Хорошая отделяемость шлаковой корки

Минусы электродов с кислым покрытием

• Риск образования подрезов
• Выброс опасных токсинов
• Опасность образования горячих трещин при сварке

Области применения

Данный тип электродов используют для сварки некритичных низколегированных стальных конструкций в строительстве и машиностроении.

Электроды с целлюлозным покрытием (символ Ц)

До 50% состава электродов с целлюлозным видом покрытия занимают органические составляющие, как правило, целлюлоза. Также в него могут входить органические смолы, ферросплавы, тальк и прочие вещества.

Металл шва, полученный при использовании целлюлозных электродов по химическому составу соответствует полуспокойной или спокойной стали. При этом он содержит повышенное количество водорода.

По механическим свойствам металла шва электроды с этим покрытием соответствуют типам Э42, Э46 и Э50 по ГОСТ 9467-75 и обладают пределом прочности до 412 МПа, 451 МПа и 490 МПа соответственно.

Их главной особенностью является возможность выполнения вертикальных швов на спуск (сверху вниз). Это достигается за счет образования малого количества шлака, который не стекает вниз, а также большого количества защитных газов. При односторонней сварке на весу для электродов с целлюлозным видом покрытия характерно образование равномерного обратного валика шва.

Следует отметить, что эти электроды обладают повышенным количеством брызг и пониженной пластичностью металла шва, обусловленной большим количеством водорода, образующегося при сгорании органических компонентов.

Плюсы электродов с целлюлозным покрытием

• Легкое зажигание и стабильное горение дуги
• Возможность выполнять сварочные работы как на постоянном, так и на переменном токе
• Легкое отделение шлака
• Возможность сварки во всех пространственных положениях
• Отличная защита сварочной ванны
• Отсутствие выброса опасных токсинов
• Чистый корневой шов

Минусы электродов с целлюлозным покрытием

• Сильные брызги металла
• Чешуйчатый поверхностный шов
• Высокое содержание водорода в защитном газе
• Склонность к небольшим подрезам по краям (трещинам)
• Необходимо прокалить электроды перед началом работы

Области применения

Электроды из целлюлозы применяют при сварке низколегированных сталей. Эффективны при сварке корневого шва магистральных трубопроводов.

Электроды с рутиловым покрытием (обозначение Р)

Рутиловый вид покрытия электродов состоит в основном из природного концентрата рутила (двуокиси титана TiO2), кремнезема (гранита, полевого шпата, слюды), карбонатов кальция и магния, ферромарганца.

Металл шва, выполненный электродами с рутиловым покрытием, соответствует спокойной или полуспокойной стали.

Большинство марок электродов с рутиловым покрытием по механическим свойствам металла шва относится к типам Э42 и Э46 по ГОСТ 9467-75 и обладают пределом прочности до 412 МПа, 451 МПа соответственно. При этом у рутиловых электродов стойкость металла шва к образованию трещин выше чем у электродов с кислым покрытием.

Кроме чисто рутиловых покрытий, широко распространены смешанные: рутилово-целлюлозный (РЦ), рутилово-основной (РБ), кисло-рутиловый (АР) типы, которые также обладают хорошими технологическими свойствами.

Электроды с этим видом покрытия характеризуются спокойным расплавлением с малым количеством брызг, а также обеспечивают переход металла стержня в сварочную ванну малыми или средними каплями. Они обладают легким повторным поджигом дуги за счет наличия TiO2, зачастую без соприкосновения стержня электрода с основным металлом.

За счет этой особенности достаточно удобно работать короткими швами, когда необходимо частое прерывание дуги. Шов при этом имеет тонкий рисунок, а шлак легко отделяется от металла шва.

Еще одним преимуществом рутилового вида покрытия является низкая чувствительность при работе с влажным и ржавым металлом и по окисленной поверхности.

Следует отметить, что рутиловые покрытия менее вредны для здоровья сварщика, чем остальные.

Плюсы электродов с рутиловым покрытием

• Легкое повторное зажигание
• Стабильное горение дуги
• Нет необходимости подготавливать поверхность к работе
• Высокая прочность шва. Не образует горячих и холодных трещин в металле
• Обеспечивает мелкочешуйчатый шов
• Легкое отделение шлака
• Можно использовать как с переменным, так и с постоянным током

Минусы электродов с рутиловым покрытием

• Необходимо прокалить электроды до начала работ
• Необходимо контролировать силу тока, потому что с ее увеличением характеристики электродов ухудшаются

Области применения

Рутиловые электроды – очень популярные, так как область их применения достаточно широка. Например, они используются при сварке низкоуглеродистых конструкций и изделий, сборке трубопроводных конструкций, а также сварке и ремонте изношенных деталей.

Популярные марки электродов с рутиловым видом покрытия

• GOODEL-OK46 – рутилово-целлюлозное, тип Э46
• АНО-21 – рутилово-целлюлозное, тип Э46
• ОЗС-4 – рутиловое, тип Э46
• ОЗС-12 – рутиловое, тип Э46
• МР-3 – рутиловое или рутилово-целлюлозное, тип Э46

Электроды с основным покрытием (символ Б)

В состав электродов с основным видом покрытия входят карбонаты магния и кальция (доломит, мрамор, магнезит) и плавиковый шпат (CaF2). Последний снижает эффективность работы при использовании переменного тока, поэтому сварка такими электродами выполнятся только на постоянном токе. Смешанные типы, содержащие меньшее количество CaF2 допускают выполнение работ на переменном токе.

Металл, наплавленный электродами с основным покрытием, по химическому составу соответствует спокойной стали.

По механическим свойствам металла шва электроды с основным покрытием относятся к типам Э42А, Э46А, Э50А, Э55 и Э60 по ГОСТ 9467-75.

Наиболее распространенный и востребованный тип Э50А обладает временным сопротивлением разрыву до 490 МПа. Индекс «А» указывает на то, что наплавленный металл обладает повышенными пластическими свойствами.

Электроды с этим видом покрытия характеризуются высокими показателями пластичности и ударной вязкости при нормальных и низких температурах, а также обладает повышенной стойкостью против образования горячих трещин.

Это достигается за счет низкого содержания газов, неметаллических включений и вредных примесей. Также газозащитная среда минерального происхождения, состоящая в основном из СО и СО2, лишена водорода, приводящего к образованию холодных трещин в наплавленном металле.

Перенос металла в сварочную ванну происходит средними и крупными каплями, расплавленный металл получается вязкотекучим.

Вместе с тем по технологическим характеристикам электроды с основным покрытием имеют свои недостатки.

Они достаточно чувствительны к образованию пор при наличии окалины, ржавчины и масла на кромках свариваемых деталей, а также при увлажнении покрытия и удлинении дуги.

А также требуют соблюдения условий хранения (в сухом вентилируемом помещении) и обязательной прокалки при высоких температурах перед применением. Сварка, как правило, производится постоянным током обратной полярности.

Плюсы электродов с основным покрытием

• Шов обладает хорошей вязкостью и пластичностью
• Металл содержит небольшое количество газов и примесей
• Стык устойчив к горячему растрескиванию
• Возможность сварки во всех пространственных положениях

Минусы электродов с основным покрытием

• Чувствительны к влаге – электроды следует хранить в сухом месте
• При работе на переменном токе дуга может быть нестабильной
• Удлинение дуги приводит к появлению пор
• При работе на влажных поверхностях соединение может ухудшиться
• Перед работой электроды необходимо прокалить
• Перед сваркой необходимо подготовить поверхность
• Сложны для начинающих сварщиков

Области применения

Электроды с основным покрытием используются при сварке ответственных конструкций, когда к металлу шва предъявляются высокие требования. Широко используются для сварки нефтегазопроводов, мостов и других ответственных сооружений.

Популярные марки электродов с основным видом покрытия

• GOODEL-52U – основное, тип Э50А
• УОНИ-13/55 – основное, тип Э50А
• ЦУ-5 – основное, тип Э50А
• ТМУ-21У – основное, тип Э50А

Подпишись, у нас интересно:   

Что такое электроды и где они применяются: виды по материалам

При создании металлоконструкций или выполнения иных видов ремонтных либо строительных работ не обойтись без применения сварки. Соединение таким способом считается достаточно сложным процессом, требующим использования специального оборудования и расходных материалов – электродов.

Что такое электрод? Сварочный электрод — это стержень с покрытием или без него, с помощью которого формируется сварной шов, соединяются кромки элементов. Для каждого способа сварки необходимо подбирать отдельный тип расходника, соответствующий требуемым технологическим и качественным параметрам.

Что такое?

Устройство электродов, несмотря на различные области применения, одинаково. Из чего состоят электроды? Основные элементы следующие:

• стержень – из металлических либо неметаллических материалов;
• покрытие (у некоторых разновидностей может не быть);
• контактный кончик.

Основной частью изделия является стержень, расплавляющийся при высокотемпературном нагреве током и заполняющий металлом сварочную ванну. Качество создаваемого шва получается тем выше, чем ближе состав стержня к материалу соединяемых элементов.

Покрытие предназначено для создания вокруг электрода инертной газовой среды в процессе сваривания, не допускающей попадания в ванну посторонних примесей. Правильный подбор типа электрода по его покрытию во многом обусловлен условиями сварочного процесса и рода соединяемого металла.

Непокрытый кончик электрода используется для поджига дуги, расплавляющей стержень и находящееся вокруг него пространство изделий.

Для создания шва и соединения деталей сварщик передвигает электрод по спирали – именно так обеспечивается прочная связь веществ. Благодаря такой технологии пик температурного воздействия постоянно смещается, еще несоединенные элементы расплавляются, заполненная в других местах ванна постепенно остывает, образуется прочное неразъемное соединение.

[stextbox id=’warning’]Также широко используются способы, которые принято называть безэлектродными, осуществляющиеся путем нагрева и соединения полимеров, к примеру, кровельных мембранных покрытий.[/stextbox]

Материалы изготовления

Для производства стержневой основы сварочных и электродов для наплавки используется специальная проволока, требования к которой изложены в ГОСТ 2246-70. Стандартом описываются химсостав и марки металла, основные размеры, специальная маркировка, сохранение и перевозка.

Наплавочные электроды, равно как и применяемые для сварки, изготавливаются их стальной холоднотянутой проволоки сечением 0,3-12 мм.

Проволока выпускается трех категорий:

• углеродистая, используемая для сварного соединения деталей из низколегированных и углеродистых сталей;
• легированная, используемая для элементов из конструкционных, жаропрочных, низколегированных марок стали;
• высоколегированная, предназначенная для заготовок из нержавейки, хромоникелевых и хромистых сплавов.

В основу классификации электродов, применяемых для наплавочных и сварочных процессов, положены такие принципы:

• назначение;
• технологическая специфика;
• толщина и род обмазки;
• химический состав покрытия и стержня;
• механические характеристики шва;
• метод формирования покрытия.

К свойствам расходников предъявляются требования:

• гарантия стабильности дуги и хорошего сформированного шва;
• формирование сварочного шва с требуемым химическим составом;
• равномерное совместное оплавление проволоки и обмазки;
• сведение к минимуму разбрызгивания электродного металла;
• максимальная эффективность процесса;
• легкость удаления шлака;
• обеспечение требуемой прочности покрытия;
• возможность продолжительного хранения;
• минимальное выделение токсичных веществ при сварке.

К менее распространенным, но востребованным проводникам причислены угольные электроды для сварки медных проводов, к примеру, в электродрели или двигателях.

Материалы покрытия

В основе классификации сварочных электродов лежит род покрытий, различных по химии и свойствам. Различают несколько видов обмазки:

1. Кислая, из оксидов кремния, железа или марганца. Применение изделий с таким покрытием провоцирует появление на нагретых деталях трещин. Шов при этом надежно защищен от появления пор.
2. Рутиловая. Состоит из диоксидов титана либо концентрированного рутила. При сварке практически не образуется брызг, металл полностью уходит в создаваемый шов.
3. Ильменитовая. Свойства таких обмазок находятся посередине между кислым и рутиловым.
4. Основная, сформированная из соединений фтора или карбонатов. Виды электродов с таким покрытием добавляют металлу шва пластичности, увеличивают его вязкость при мехобработке. Позволяют создать стойкий к образованию трещин шов, при этом не допускается присутствие в ванне окислительных элементов, провоцирующих высокую подверженность коррозии линии соединения.
5. Целлюлозная, в состав которой включено порядка 50% органических веществ. С такой обмазкой изготавливаются водородные электроды, работа с ними основана на явлении электролиза, протекании окислительно-восстановительных реакций с изменением уровня РН. Образуется шов с повышенной плотностью, что допускает использование изделий для выполнения вертикального сваривания.

Толщина

По ГОСТ 9466-75 электроды разделяются на типы в соответствии со стандартной толщиной покрытия. Основой классификации служит расчет отношения общего диаметра изделия D к сечению стержня d. В соответствии с этим параметром электроды изготавливаются:

• тонкие, D/d >1,2 – обозначение М;
• среднего размера – от 1,2 до 1,45, маркируются литерой С;
• толстые – 1,45-1,8, обозначаются буквой Д;
• особо толстые, отношение параметров более 1,8 (Г).

Сферы применения

Подбор электродов для выполнения той или иной работы производится по таким критериям:

• для неопытных сварщиков следует выбирать рутиловые проводники, для опытных работников тип обмазки не имеет особого значения;
• вид электрода – плавящийся либо неплавящийся;
• тип конструкции, оборудования либо элементов, подлежащих сварке (для электродвигателей нужен один вид, для наплавки ковшей экскаваторов – другой);
• марке стали;
• толщине элементов;
• род тока и его полярность;
• характеристики приобретаемых электродов.

Неопытным пользователям

Новичкам в сварочном деле предпочтительнее применять электроды с рутиловым слоем. Такие изделия отличаются легкостью использования по сравнению с иными типами. К наиболее востребованным маркам причислены:

• АНО-4;
• МР-3 (также называют «синие электроды» из-за соответствующего цвета);
• ОК 46.00;
• UTP 65D.

Использование в быту

Сварочные работы, проводимые в быту, характеризуются небольшим уровнем сложности. Они требуют нормального или низкого качества шва, так как основная цель – соединение требуемых элементов, не испытывающих серьезных нагрузок и не подвергающихся значительному износу.

К наиболее часто выполняемым в бытовых условиях относятся сборочные работы для создания небольших металлоконструкций (теплиц, столбиков для забора), восстановительная сварка автомобиля в гаражах либо на стройках.

Для бытовой ручной дуговой сварки марки электродов:

• АНО. Подходят для инверторов любых типов, применяющихся в качестве источников сварного тока.
• УОНИ. Позволяют создать высокопрочный шов, могут использоваться для изделий любой сложности, но отличаются «строптивым» характером. Для выполнения сварки электродами такой марки требуется определенный опыт.
• МР-3. Изделия универсального применения. Могут применяться для соединения даже влажных, коррозированных, не подвергнутых предварительной абразивной обработке поверхностей.

Нержавеющая сталь

Для соединения нержавеющей стали предпочтительно использовать неплавящиеся вольфрамовые электроды. При использовании проводников для черных металлов соединение не сможет характеризоваться требуемой прочностью и эстетикой шва.

Чаще всего используются такие марки:

1. НЖ-13;
2. ОЗЛ-8;
3. ЦЛ-11;
4. ЦТ-15.

Чугун

Чугун отнесен к самым востребованным материалам, нашедшим свое применение в различных отраслях строительства и промышленности.

Для соединения чугунных изделий используются:

• МНЧ-2.
• ОЗЖН-1.
• ОЗЧ-2.
• ЦЧ-4.
• ОК 92.18.

[stextbox id=’alert’]Из перечисленных в списке электродов для сваривания чугуна подходят все, но следует учесть, что проводник обязательно должен в наибольшей мере совпадать с маркой материала (серый, высокопрочный и т.д.).[/stextbox]

Трубы

При выборе электродов для соединения труб в качестве основного параметра принимается толщина элементов. Чем более толстые стенки у трубы, тем большим следует выбирать толщину проводника.

Трубы соединяется одним из четырех способов, от которых также в немалой степени зависит требуемая марка электрода:

• внахлест;
• в угол;
• встык;
• втавр.

[stextbox id=’alert’]Помимо этого, не стоит забывать о том, что существующая классификация труб включает множество пунктов, потому нет четкого ответа на вопрос «какой электрод лучше» для их соединения.[/stextbox]

Сварку ответственных трубопроводов необходимо делать электродами для соединений повышенной сложности. К магистралям бытового назначения (водопроводов, систем отопления) особых требований к прочности швов не предъявляется.

К наиболее востребованным типам расходников относятся:

• ЗИО-20.
• ТМЛ-1У.
• УОНИ-13/55.
• ЦУ-5.

[stextbox id=’info’]Наиболее популярны у профессиональных электросварщиков проводники LB-52U. Электроды такой марки применяются для устройства газопроводов, резервуаров, эксплуатируемых под повышенным давлением.[/stextbox]

Для инверторов

Инверторная сварка – один из распространенных способов соединения. Аппараты позволяют получить сварочный ток прямой либо обратной полярности.

В последнем случае тепло концентрируется на торце проводника, при этом свариваемое изделие выступает в роли положительного анода, а в качестве катода – отрицательный электрод.

Эффективность сварки зависит от равномерности распределения потенциалов.

Для работы годятся почти все виды покрытых стержней, новичкам следует воспользоваться рутиловыми электродами.

Классификация по назначению

Важнейшим моментом применения электрода той или другой марки является его совместимость с материалом изделий, подлежащих свариванию или наплавлению.

Для каждого способа обработки следует подбирать определенный тип проводника, использующийся лишь по своему непосредственному предназначению.

К примеру, если электрод производится для сварки, сделать наплавку им точно не выйдет.Так же, как выпускающийся для цветных металлов проводник не сможет выполнить соединение черных металлов.

По назначению электроды разделяются на виды, каждый из них имеет свое буквенное обозначение:

• У – проводники для работы с деталями из углеродистых и низколегированных марок стали. Отличаются высоким временным сопротивлением на разрыв, величина которого достигает 600 МПа.
• М – для сварки изделий из легированных сталей, имеющие сопротивление до 600 МПа. В данную группу также входят стержни для наплавления изношенных поверхностей рельс, а также сталинит-электроды.
• Т – для соединения деталей из теплостойких марок сталей, часто применяющихся в электродинамике.
• В – для работы с элементами из высоколегированных сталей, отличающихся особыми характеристиками.
• Н – для сварки поверхностных слоев металлических элементов

Разделение электродов осуществляется в соответствии с нормами ГОСТ, в котором приведены их подробные описания и область применения.

[stextbox id=’info’]Виталий Темочкин, сварщик, стаж работы 12 лет: «Возможность использования того или иного типа сварочного электрода обусловлена характеристиками и свойствами соединяемых металлов, условиями последующей эксплуатации изделий и конструкций. Потому к подбору требуемой марки следует относиться со всей ответственностью и тщательностью. Ошибку в выборе допускать нельзя, так как она может сказаться на качестве и надежности неразъемного соединения».[/stextbox]