Выбор сварочного электрода классификация назначение марка расшифровка. Всё о маркировке электродов

» Покрытия электродов

Электрод для ручной дуговой сварки – это металлический стержень с защитным покрытием-обмазкой. Составляющие покрытия обеспечивают защиту зоны сварки от окисления воздухом, способствуют усилению ионизации. Стержни с обмазкой применяют как для черных, так и для цветных металлов, а также сплавов.

Назначение покрытия электродов

Основная задача, которую возлагают производители на покрытие электродов для ручной дуговой сварки – это защита плавящегося металла . Они предохраняют плавящийся металл от взаимодействия с воздухом, предотвращая окисление, делают готовый шов качественным и прочным.

При работе со сварочным аппаратом защитная обмазка создает оболочку из шлака на капельках электродного металла , продвигающегося по дуговому промежутку, а также на плавящейся поверхности привариваемых друг к другу деталей.

Защитный слой из шлака снижает скорость, с которой остывает металл, и быстроту его отвердевания , благодаря чему из него успевают выйти газовые и другие включения, которые негативно сказываются на прочности конструкции. Как правило, защитное напыление состоит из целого комплекса шлакообразующих элементов, таких как каолин или концентрат титана.

Какие функции обеспечивает качественное покрытие

Обмазка, покрывающая стержни из металла, выполняет целый ряд основных и второстепенных задач. Из первостепенных можно выделить:

Второстепенные, но не менее важные задачи:

обеспечение бесперебойного горения дуги в широком спектре режимов работы, упрощение процесса зажигания. Стабильность дуги реализуется за счет присутствия в поверхностном слое стержня компонентов, которые не склонны к ионизации в большом объеме. Это способствует увеличению количества ионов, стабилизирующих горение, в дуговом пространстве;
удаление из металла сварочной ванны растворенного в нем кислорода. Для этого в состав обмазки добавляют ферросплавы, которые легче и быстрее, чем сам металл, вступают с кислородом в реакцию;
очистка металла шва от примесей (рафинирование).

Диаметр покрытия

В продаже можно встретить много марок электродов, предназначенных для разных видов металла и силы предполагаемых нагрузок на будущую конструкцию. Стержни с обмазкой имеют два значения диаметра: диаметр самого электрода и общий диаметр стержня и напыления. При выборе подходящего варианта диаметр является одним из определяющих факторов: чем он больше, тем большую толщину металла можно соединить с помощью стержня .

Важно! Режим работы сварочного аппарата выставляется, исходя из толщины соединяемых деталей и диаметра стрежней. Важно правильно рассчитать силу тока, так как при слишком сильном токе металл можно просто прожечь насквозь, а при слишком слабом не получится образовать дугу.

Диаметр стрежня с обмазкой влияет не только на простоту работы с материалом при сварке, но также обеспечивает нужные характеристики выполненного соединения, влияет на прочность получившейся конструкции.

Буква «Э» в маркировке означает штучный электрод, повсеместно применяемый для ручной дуговой сварки в домашних условиях.

Число, следующее за буквой , – минимальное значение гарантируемого временного сопротивления на разрыв шва. Чем больше это число, тем большие нагрузки выдержит сваренная деталь.

Например, продукция типа Э42 обеспечивает сопротивление не менее 42 кгс/мм2, а стрежни с маркировкой Э46 – не менее 46 кгс/мм2. Электроды Э42А применяются для металла с аналогичными качественными показателями на разрыв, но в условиях, когда необходимы более высокие параметры ударной вязкости и относительного удлинения полученного шва. Об улучшенных характеристиках говорит буква «А» в маркировке, которая обозначает кислый тип обмазки стержня.

Толщина покрытия

Синяя обмазка электрода марки

Помимо характеристик нанесенного на электродный стержень покрытия и диаметра самого электрода при подборе материалов для сварки также ориентируются на толщину защитной обмазки.

Толщина обмазки стержня электрода – это соотношение общего диаметра (D) и диаметра внутреннего стержня (d). То есть, более толстый электрод может иметь меньшую толщину покрытия, если у него меньшее значение соотношения D/d.

Для каждого диаметра внутреннего стержня существует своя толщина покрытия. Всего существует 4 категории электродов, различающиеся толщиной покрытия:

тонкие или стабилизирующие электроды (для их обозначения используется буква М) с соотношением 1,2 или более;
средние электроды (обозначаются буквой С) с соотношением 1,45 или больше;
толстые , имеющие соотношение меньше или равное 1,8, которые еще называют качественными (маркируются буквой Д);
особо толстые электроды, так же входят в категорию качественных и имеют соотношение диаметров свыше 1,8 (можно узнать по букве Г в маркировке).

Толщина покрытия качественных электродов колеблется в диапазоне от 0,5 до 2,5 мм, что составляет 20-40% от массы внутреннего стержня. Если учитывать железный порошок, то диаметр составит 3,5 мм, а массовая доля – 50%. Такие электроды применяют, когда нужен шов высокого качества, способный выдержать большие нагрузки.

Тонкие или стабилизирующие электроды, толщина обмазки которых примерно 0,1-0,3 мм, делают горение дуги ровным и непрерывным, но никак не влияют на качественные показатели наплавляемой стали.

Типы покрытия электродов для ручной сварки

Рассмотрим, какие покрытия электродов бывают, их компоненты и как обозначается какое из них. Существуют четыре основных вида покрытий, применяемых при производстве электродов для сварки:

покрытие кислого типа, обозначаемое буквой А;
основное (Б) покрытие;
целлюлозная обмазка (Ц);
рутиловое (Р).

Покрытие сварочных электродов подбирают исходя из того, какой вид стали планируется варить, силы нагрузки на конструкцию и других факторов.

Кислое

Главное преимущество обмазки кислого типа – при сварочных работах вероятность образования пор в области шва стремится к нулю , даже если места приварки элементов друг к другу . Кислое покрытие способствует равномерному горению дуги и легкому ее зажиганию. Этот вид электродов используют, когда требования к готовой конструкции минимальны .

Стержни с кислой защитой хорошо работают как при постоянном, так и при переменном токе. Наиболее ощутимые недостатки – брызги при сварке, токсичные испарения, риск появления горячих трещин при сваривании.

ОСТОРОЖНО! Кислое покрытие является токсичным при нагреве!

Основное

За счет слабого окисления такого покрытия оно способствует легкому избавлению от кислорода плавящегося металла. Шов, сделанный с применением электрода с основной обмазкой, защищен от возникновения горячих трещин . Электрод данного типа нужно прокаливать перед работой, чтобы исключить вероятность появления пор в шве. Из-за сложности поддержания горения дуги производить сварку электродами с основным покрытием нужно только с использованием источника постоянного тока обратной полярности (относится не ко всем, но к большинству марок) .

Электроды с основным типом покрытия применяют для сварки металлических деталей из закаливающихся видов стали, которые подвержены риску появления холодных трещин, а также для сварки элементов из металла с большим процентом содержания серы и фосфора. «Основные» электроды показывают высокую эффективность при сварке в несколько слоев конструкций, которым нужна высокая жесткость.

Целлюлозное

Использование в работе со сварочным аппаратом продукции с обмазкой из целлюлозы (имеют маркировку «Ц» на упаковке) дает хорошее качественное горение дуги преимущественно при постоянном токе . Эту разновидность используют при работах по сварке корневых швов на магистральных трубопроводах, выполненных из низкоуглеродистой стали.

Также стержни с покрытием из целлюлозы отлично подходят для односторонней сварки с качественным проплавлением в области корневого шва. Использование стержней дает хороший результат при сварке, осуществляемой в вертикальном положении.

Не рекомендуется применение для сварки стали, имеющей высокий процент углерода и других легирующих компонентов в составе. Еще один минус – высокая степень восприимчивости к большим температурам и вероятность брызг расплавленного металла в процессе работы.

Рутиловое

Данный тип покрытия обозначается буквой «Р». Стержни, покрытые рутиловым составом, показывают хорошие результаты даже или следы окалины на поверхности в местах сварки, в процессе соединения деталей не образуется горячих трещин.

Все сварочные электроды имеют маркировку и назначение. В ней указывается вся информация о самом электроде, например о его составе, и иногда даже о производителе. Разбираясь во всех этих обозначениях, всегда можно самостоятельно подобрать требуемые материалы для соединения.

В первую очередь всегда стоит проверять, соответствует ли выбранный электрод государственным стандартам. Для этого на упаковке должна быть надпись «ГОСТ» и несколько цифр после неё.

Если все это присутствует, можно спокойно продолжать выбор сварочный электродов, подбирая их по остальным показателям, не боясь подделок и некачественного товара.

Электрод сделан в виде стержня, он может быть как металлическим, так и изготовленным из других материалов, в зависимости от его предназначения. А вобще его цель - это поставка тока в место сварки. Поэтому опытный сварщик всегда обратит внимание на электропроводность материала. Для производства электродов принято использовать проволоку, в состав которой входят сплавы с разной степенью легированности.

Стоит обращать внимание и на внешнее покрытие. Оно наносится для обеспечения защиты от внешних раздражителей, таких как азот или кислород. К остальным преимуществам покрытия можно отнести поддержку стабильности сварочной дуги и удаление возможных примесей - они могут находиться в расплавленном металле.

Рассмотрим несколько компонентов, которые обеспечивают качество покрытия электрода:

Марганцевая руда.
Титановый концентрат.
Кварцевый песок.
Каолин.
Мрамор.

К компонентам, которые создают газообразующую среду, можно отнести декстрин и муку. Цель любой сварки - это обеспечение качественного шва, со стойкостью к коррозии и высокой прочностью. Для этого в состав электрода должны входить такие легирующие примеси:

ванадий;
марганец;
никель;
хром;
титан.

Их может быть намного больше, это лишь основные из них и чаще встречающиеся.

Маркировка

Все электроды глобально делятся на два вида: плавящиеся и неплавящиеся. К первым относят медные, бронзовые, стальные и медные материалы. Иногда встречаются непокрытые изделия, их принято использовать как проволоку для соединений с применением защитного газа. А неплавящиеся - это лантанированные вольфрамовые или торированные электроды.

По типам покрытия

Если продукт обозначен буквой «А» - это показывает, что его покрытие кислое, его стоит использовать для стальных конструкций, если в соединяемом металле наблюдается высокий уровень углерода и серы.

Буква «Б» будет указывать на то, что работать с такими изделиями в вертикальном положении запрещено - кстати, как и в случае с буквами «А» и «Р». Буква «Ц» означает, что нет запрета на какие-либо нестандартные положения и эти электроды могут производить качественную работу в любом положении. Но был замечен один недостаток - в виде чрезмерного разбрызгивания и постоянного контроля за температурой изделия.

Ещё одна разновидность - это смешанная маркировка электродов для сварки, она может выглядеть таким образом: «АЦ», «РБ». Они нашли свое основное применение в сварке различного рода конструкций или трубопроводов.

Тонкие детали маркировки

Естественно, это ещё не все обозначения. Существует очень много нюансов. Первые цифры и буквы обычно обозначают предел максимальной нагрузки. Если присутствует такая маркировка: «Э41» - это значит, что детали, которые подвергались сварке, смогут противостоять нагрузке в 41 килограмм на 1 квадратный мм. Существуют также другие варианты, позволяющие охарактеризовать сварочное изделие:

«У» - показывает, что можно спокойно работать с низколегированными и углеродными сталями;
«Т» и «В» - можно проводить соединение высоколегированной и теплоустойчивой стали;
«Л» - работа с легированными конструкционными сплавами;
«Н» - полезен в случае наплавки слоя, с какими-либо свойствами.

Обозначение толщины слоя покрытия:

«М» - тонкое;
«Д» - толстое;
«С» - среднее;
«Г» - максимальное.

Цифры в конце маркировки пишутся для понимания пространственного положения изделий и значения тока, которое рекомендуется использовать в данном случае.

Подробнее:

«1» - можно сваривать детали в любом положении;
«2» - кроме положения сверху вниз;
«3» - ко второму варианту прибавляются ограничения по потолочной ориентации;
«4» - только для нижних швов.

Дополнительно на коробку с изделиями могут наноситься обозначения о том, что внутри хрупкий товар, который не стоит подвергать испытаниям влагой. Все эти маркировки легко расшифровать даже на интуитивном уровне, имея общие знания в сварочном деле. Это значительно облегчит поиски требуемого материала для сварки.

Технологий получения качественных неразъемных соединений довольно-таки много, однако, наиболее популярным на сегодняшний день методом является ручная дуговая сварка, которая производится за счет использования штучных электродов. В зависимости от подобранных марок электродов для ручной дуговой сварки можно при помощи одного и того же оборудования, немного отрегулировав настройки аппарата, получить качественные швы разных типов и предназначений. Более того, можно получить надежный шов при любом положении в пространстве, даже в наиболее труднодоступных участках.

Чтобы сварные соединения получились как можно лучше для каждого металла выпускают свои разновидности электродов для сварки.

Электроды, использующиеся для получения надежных сварных швов, производятся в виде стержней, сделанных из калиброванной сварочной проволоки. В данном случае используется холоднотянутая технология, подразумевающая, что в дальнейшем в процессе опрессовки будет наносится специальный защитный слой.

Это покрытие электродов для сварки предназначается для того, чтобы в процессе проведения работ осуществлялась металлургическая обработка сварочной ванны, на нее не оказывалось воздействия со стороны окружающей среды.

Еще данное покрытие позволяет добиться наиболее устойчивого горения дуги, что при дуговой сварке плавящимся электродом тоже очень важно. При неравномерной дуге будет весьма проблематично получить одинаковый шов по всей его протяженности. Защитное покрытие имеет в своем составе следующие вещества:

Стабилизирующие вещества, благодаря которым горение дуги становится наиболее равномерным. К ним относятся разного рода щелочные и щелочноземельные металлы, характеризующиеся невысоким потенциалом ионизации. К данным элементам принадлежат калий, магний, натрий, кальций и ряд других веществ;
Соединения, которые в швах формируют шлак, производятся из титановых и марганцевых руд или разного рода минералов. За счет этих веществ в районе сварочной ванны начинает формироваться защитная пленка из шлака, которая не допускает возникновения разного рода окислительных процессов;
Вещества, позволяющие обеспечить газообразование. К ним относят неорганические соединения типа мрамора, магнезита и других, но могут использоваться и органические вещества – крахмал, древесина, перемолотая в муку и так далее. Главным предназначением данных соединений является выделение в район проведения электрода по металлу определенных газов, которые будут формировать еще одну защитную оболочку;
Раскислители или легирующие вещества, к которым принадлежат марганец, титан, кремний и некоторые другие элементы. В качестве легирующих элементов могут выступать сплавы указанных веществ с металлом. Благодаря им металл приобретает необходимый состав;
Специальные связующие компоненты, позволяющие сделать защитное покрытие монолитным;
Разного рода формовочные добавки способствуют приданию покрытию защитного свойства хороших пластических характеристик.

Марки электродов для ручной дуговой сварки могут формироваться в зависимости от покрытия, его качества и ряда других показателей.

Какими бывают электроды для сварных работ?

В процессе сварки могут использоваться плавящиеся и неплавящиеся электроды – это зависит от технологии ручной дуговой сварки, причем для этого могут использоваться разного рода дополнительные элементы и материалы.

При использовании в процессе проведения работ неплавящихся электродов следует помнить, что они производятся из электротехнического угля, вольфрама или графита, полученного искусственным способом. Нужно помнить, что электропроводность у графита значительно выше по сравнению с остальными материалами, к тому же они не настолько быстро окисляются – использовать их при ручной дуговой сварке неплавящимся электродом достаточно экономично и выгодно.

Их диаметр находится в пределах от 4 до 18 мм, в длину они бывают до 70 см. Для сварных работ по полуавтоматической или автоматической технологии применяется специальная калиброванная проволока, которая бывает диаметром от 0,2 до 12 мм. Она заменяет собой сами электроды с защитным покрытием. Проволока выпускается в катушках, которые могут весить вплоть до 80 кг. Сегодня существует технология производства порошковой проволоки, проволоки, которая имеет в своем составе специальные легированные элементы, выпускают электродную ленту и пластины.

Плавящиеся электроды для ручной дуговой сварки производятся из специальной сварочной проволоки, которая может быть просто углеродистой, с внесенными легированными элементами или же с большим количеством данных веществ.

Типы электродов и сфера их использования

Типы электродов, используемых для сварных работ или для наплавки, могут классифицироваться по сфере применения (например, для соединения элементов из стали, чугуна, цветных металлов, наплавочных работ), различным технологическим особенностям – для аргонной сварки, для валиковых работ, для наиболее полного проплавления материала. Кроме того, ручная дуговая сварка покрытыми электродами может классифицироваться по механическим характеристикам шва, по методу нанесения металла на заготовку, по физическим свойствам шлака и так далее.

Главными требованиями, которые предъявляются к электродам при проведении сварных работ, являются следующие:

Они обязательно должны обеспечивать надежное горение дуги и формирование качественного шва;
В сварном соединении должен возникать металл определенного состава;
Плавятся они равномерно, распределяясь по обеим кромкам свариваемого металла;
Наплавляемый металл не должен сильно разбрызгиваться, что позволяет обеспечить высокую производительность;
В идеале шлак отходит максимально легко;
Покрывающий металл должен быть довольно прочным;
С течением времени электродный металл должен сохранять свои первоначальные характеристики;
В процессе проведения сварных работ электродами любой марки в окружающую среду должно выделяться минимальное количество отравляющих веществ.

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами может осуществляться при помощи специальных изделий, обладающих дополнительными покрытиями из целлюлозы, с рутиловым покрытием и так далее. Как правило, подобные электроды используются для работ с нержавеющей сталью.

Отличие электродов друг от друга, маркировка

По своим ключевым функциям электроды могут иметь определенные отличия в зависимости от своей марки и техники проводимых работ:

Сварочными электродами с маркировкой «У» соединяются между собой стальные заготовки, в которых содержится минимальное количество легирующих элементов и невысоким количеством углерода. Сопротивление на разрыв в данном случае составляет приблизительно 600 МПа
Для теплоустойчивых сталей с большим содержанием легированных элементов используются электроды с маркировкой «Т». Они также обладают сопротивлением на разрыв порядка 600 МПа;
Чтобы на поверхность металла наплавить поверхностный слой, берут электроды с особыми техническими характеристиками. Маркировка в этом случае – «Н»;
Высокие пластичные характеристики металлов подразумевают применение электродов с маркировкой «А».

Режимы ручной дуговой сварки покрытыми электродами выбирают также в зависимости от типа покрытия. Информация о нем также имеется на маркировке:

Самое тонкое покрытие по толщине не превышает 20% от диаметра сварного материала;
Средняя толщина – порядка 45% от диаметра. Данное покрытие встречается чаще всего, так как оно является универсальным;
Толстое покрытие – примерно 80% от диаметра;
Наиболее толстое – свыше 80%;

Полезные советы и техника безопасности при проведении сварочных работ

Прежде всего, профессиональные сварщики рекомендуют учиться варить именно на том аппарате, которым планируется работать в последующем. Это позволяет как можно быстрее изучить все характеристики данного оборудования, подобрать оптимальную силу тока для каждого типа электродов.

К подбору сварочной маски также желательно подходить наиболее ответственно. Защитные фильтры имеют определенные номера, причем эти фильтры также должны подбираться оптимально, принимая во внимание особенности зрения – чувствительность глаз, диоптрии и так далее. При выборе фильтра имеется основной критерий – должна быть прекрасно видна сварочная ванна.

Сварочные элементы должны находиться на определенном расстоянии друг от друга – в этом случае соединение получится наиболее качественным. Если зазор сделать чересчур маленьким, то сварной шов будет слишком выпуклым – это связано с недостаточным прогревом металла. Чересчур большой зазор не позволит равномерно наложить расплавленный металл, так как сварочная дуга начнет сильно отклоняться от линии сварки.

При проведении сварочных работ по ручной дуговой технологии категорически запрещается прокладывать заземлитель по сырой основе, например, по лужам, снегу и так далее. Все работы необходимо производить в специальных защитных перчатках и обуви на толстой резиновой подошве. Перед тем как приступить к выполнению работ, следует тщательно проверить, насколько целые все защитные элементы.

Использовать перчатки разрешается только в том случае, если они полностью сухие. Если не принимать во внимание данный момент, при смене электрода можно получить поражение электрическим током, которое произойдет в цепи: реостат, держак электрода, сам сварщик и заземление.

Лицо всегда защищают с помощью специальной маски: она способствует защите от раскаленных металлических брызг, от яркого света, который будет возникать в процессе проведения работ. Дело в том, что яркость испускаемых световых лучей может быть в несколько тысяч раз выше по сравнению с допустимыми значениями для человеческого зрения. Если смотреть на сварку незащищенными глазами, то это в конечном счете может привести к временному ослаблению зрения. Также сварка является источником инфракрасного излучения, что становится причиной определенных дефектов зрения, в частности, может начать развиваться катаракта, однако, это случается не слишком часто.

При сварке наибольшую опасность для зрения представляет ультрафиолетовое излучение, являющееся причиной светобоязни, которая может проявиться в качестве рези в глазах, покраснения, обильного слезотечения и временным ослаблением зрения. Вылечить это можно с помощью обыкновенных глазных капель.

Итог

Если правильно подобрать аппарат, электроды и маску, то все сварочные работы будут абсолютно безопасными, а сварной шов получится очень надежным, качественным и долговечным.

При сварке металлов, их совместимость с составом наплавляемых стержней определяют по маркировке электродов, которая в обязательном порядке наносится на упаковку. Чем точнее подобраны по элементам материалы, тем прочнее окажется соединение. Важно уметь правильно прочитать зашифрованную в буквенно-цифровых обозначениях информацию, в которой заложены сведения о назначении и химическом составе электродов и их покрытия.

Способы сваривания металлов

Самый распространённый вариант соединения металлических деталей - это дуговая сварка, когда скрепление происходит за счёт плавления под воздействием высокой температуры электрической дуги. По типу применяемого оборудования, условиям проведения процесса, другим техническим признакам различают следующие разновидности способов:

Соединение посредством ручного дугового метода осуществляется стержнями разных типов и производится под флюсом, защитным газом. Особенность способа заключается в том, что сварщик по ходу работы отслеживает качество шва и имеет возможность изменить параметры: величину тока, длину дуги и другие составляющие факторы.

Виды стержней для ручной сварки

Электроды для производства работ методом дуговой сварки подразделяют на плавящиеся и несгораемые. Первые изготавливают из стали, чугуна, меди - в зависимости от соединяемых металлов, и используют в качестве катода или анода, присадочного материала. Плавящийся электрод состоит из внутреннего стержня, структура которого обусловлена свойствами свариваемых металлов, и внешней оболочки. Покрытие электрода (есть виды и без него) многофункционально: удержание дуги, добавка в сплав необходимых химических элементов для раскисления и легирования металла, образование газового облака, защищающего шов от окисления.

Несгораемые электроды изготавливают из тугоплавких веществ - это уголь, графит или вольфрам. С их помощью разжигают и удерживают дугу, а наполнение шва металлом осуществляют ручной подачей в зону нагрева плавкого материала.

Множество вариантов исполнения покрытых электродов в различных сочетаниях веществ, взаимодействующих при сварке, обусловило появление нескольких классификаций, помогающих ориентироваться при выборе нужных композиций. По назначению различают:

сплавы углеродистые и с небольшим количеством примесей;
наплавочные электроды с особыми свойствами;
стали повышенной прочности;
материал с расширенным набором лигатур.

Другие параметры обозначают деление: по толщине слоя покрытия (тонкие, средние и толстые), роду тока (постоянный и переменный), составу обмазки (кислотный, основной, рутиловый) и пространственному расположению электрода. Сечение стержня и качество шва также имеют свою шифровку.

Обозначения электродов

Многочисленные марки электродов для ручной дуговой сварки регламентируются нормативным документом ГОСТ 9466–75 . Согласно этому нему на упаковку наносят сведения о 9 основных параметрах:

Недостаточно просто ознакомиться с условными обозначениями, нанесёнными на упаковку - их надо прочитать. Для этого потребуется заглянуть в справочники.

Определение свойств изделия по шифру

Для лучшего запоминания следует наглядно провести расшифровку электродов по обозначению. Для примера можно взять изделие с таким кодом:

Э46-ЛЭЗМР-3С-Ø-УД
Е 43 1 (3)-РЦ13

Раскладка установления свойств по маркировке:

Сегодня имеется большой выбор изделий для соединения любых металлов посредством электрической дуги. Пользуясь маркировкой, всегда можно подобрать именно тот электрод, который нужен.

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 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 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.

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/мм 2 (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. любого положения и типа прямым или постоянным током. В результате последовательных химических реакций образуется защитный шлак, который предупреждает выгорание элементов. Хорошее качество 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

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
			20
			25
			25
			30
			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.

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 металла 34 Дж/см 2 .
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 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 а также оперировать распределением марок стержней по назначению, знать основные виды электродов и рационально их применять во время сварочных работ.

Категории

Популярное