Сварочные электроды: виды и характеристики

Рейтинг электродов для постоянного тока

Отличия в сварке при различной полярности тока.

Разновидности электродов, применяемых для сварки постоянным током:

• УОНИ – 13/55 – знаменитые в своем роде электроды для постоянного тока, применимы для стальных сплавов – с низкими дозами легирующих элементов и с добавкой углерода. Обладают значительными достоинствами: сварочный шов очень пластичен и вязок для механических воздействий, весьма долговечный. Почти не образуется примесей и газов. Дуга легко поджигается. В стержень помещается проволока параметров Св-08 или Св-08А.
• УОНИ – 13/45 также используются для соединения заготовок из углеродистых и низколегированных сталей. Шов не склонен образовывать трещин – ни горячих, ни холодных. Он весьма пластичный и вязкий, с идеальной герметичностью, что делает его подходящим вариантом для сварки емкостей, которые в дальнейшем будут подвергаться высокому давлению. Швы, выполненные с данными электродами, намного дольше не стареют.
• ОЗЛ – 6 отличаются своей узкой направленностью: они используются в работе с жаропрочными сталями. В швах не образуются поры и трещины, они не подвергаются в дальнейшем коррозии и обладают такой же жаропрочностью, как и основной металл. Подходит для металлов с разной структурой.
• ОЗС – 12 предназначаются для стальных сплавов с низкой долей легирующих добавок и углерода. Работать возможно в любых пространственных положениях, лояльны к поверхностям с ржавчиной. Сварной шов формируется с отличными характеристиками: прочностью и долговечностью. Устойчивая дуга. Во время работы не наблюдается выделений токсических веществ.
• ЦЛ – 11 также узкоспециализированные электроды, которые предназначены для стальных сплавов с добавками хрома и никеля, а также коррозионностойких сталей. Сварные швы отличаются стойкостью к коррозии. Металл почти не разбрызгивается, дуга устойчивая, хорошо отделяется шлак в виде корки.
• АНО – 21 несмотря на то, что предназначены они также для углеродистых и низколегированных стальных сплавов, как и предыдущие марки электродов, данные расходники чрезвычайно популярны среди мастеров самого разного уровня профессиональной подготовки. Их особенности – мелкочешуйчатая структура металла сварочного шва, отличный поджиг дуги, мягкость, небольшое разбрызгивание металла и так далее.
• LB – 52U отличаются высокой производительностью процесса сварки с их помощью. Дуга стабильная, металл почти не разбрызгивается, возможна работа в любом положении в пространстве, в шве почти не образуются трещины.
• МР – 3 типичные универсальные электроды, которые с полным правом присутствуют в обоих списках – и для переменного, и для постоянного тока. В шве практически не образуются поры и горячие трещины, дуга мощная и стабильная, малое разбрызгивание металла, легкое отделение шлака в виде корки.
• ОЗЧ – 2 предназначаются для сварки чугуна. При всей своей кажущейся узкой функциональной направленности они имеют солидные преимущества в виде универсальности, простоте в использовании, отличной дуге с прекрасными характеристиками, пластичности сварочного шва без трещин, хорошо отделяемой корки со шлаком в конце процесса.

Основные виды электродов

Данное сварочное оборудование подразделяется на основные классы, относительно используемого типа металла:

1. Для сварки теплоустойчивой легированной стали;
2. Для высоколегированной стали;
3. Для конструкционной стали (при дуговой сварке);
4. Для наплавки металла;
5. Для цветных металлов;
6. Для чугуна;
7. Для тонкого металла (самые тонкие – менее 2 мм в диаметре).

Типы электродов по виду их покрытия

Буквенные обозначения говорят о типе покрытия электродов:

• А – кислотное покрытие, с содержанием кремния, марганца, железа;
• Б – основное покрытие, в состав которого входит фтористый кальций и карбонад кальция. Подходят для сварки при постоянном токе переменной полярности;
• Ц – целлюлозное покрытие с органической основой;
• Р – рутиловое покрытие. Дополнительно содержит органические вещества и минералы.

Типы электродов по положению сваривания

Выбор положения проводника тока — это серьезный аспект процесса сваривания. Существует несколько допустимых вариантов положения:

1. Любые положения;
2. Любые положения, кроме вертикального сверху вниз;
3. Нижнее (вертикальное сверху вниз и горизонтальное);
4. Нижнее положение.

Виды электродов для работы при постоянном токе

Такой тип сварки является самым легким, безопасным и надежным, обеспечивающим ровный шов. При этом используются специальные электроды, подходящие именно для проведения постоянного тока:

1. МР-3С. Имеет синюю маркировку. Используется для сваривания углеродистой и низколегированной стали, обеспечивает качественный и ровный шов, облегчает процесс.
2. ОЗС-4. Электроды с красной маркировкой. Подходят для сварки сталей углеродистых и низколегированных видов, а также для окисленных поверхностей.
3. ОЗС-12. Это красные электроды, предназначенные для ответственных конструкций (из стали низкоуглеродистых видов). Допустима сварка во всех положениях, кроме вертикального.
4. УОНИ 13/45. Изделия с основным покрытием для сваривания сосудов, находящихся под давлением, металлов, имеющих большую толщину, а также для процесса заварки возможных дефектов. Подходят для низколегированной и углеродистой стали.
5. УОНИ 13/55. Для работы с сосудами под давлением, строительными металлоконструкциями (из низколегированных и углеродистых видов стали).

Виды электродов для сварки по чугуну

Так как чугун является одним из самых распространенных материалов, стоит рассмотреть отдельно типы электродов, применяющихся для сварки изделий из этого материала. Нужно отметить, что для плавления чугуна используются электроды постоянного тока.

1. МНЧ-2. Позволяет производить сварку в нижнем, вертикальном и полупотолочном положении с постоянным током обратной полярности.
2. ОЗЧ-2. Для ковкого и серого чугуна в нижнем и вертикальном положении, при постоянном токе обратной полярности.
3. МНЧ-4. Для чугуна любого вида в вертикальном и нижнем положении (постоянный ток обратной полярности).
4. ЦЧ-4. Используется только в нижнем положении при холодной и горячей сварке. Позволяет производить сплавление чугуна со сталью другого вида. При высоком напряжении ток становится переменным.
5. ОЗЧ-4. Для работы с любым видом чугуна, в верхнем и нижнем положении, исключительно при постоянном токе обратной полярности.
6. ОЗЖН-1. Электрод для холодной сварки высокопрочного и серого чугуна в нижнем и вертикальном положении.
7. ОК 92.18. Для сваривания при подогреве (при постоянном и переменном токе).

Основное — Б (фтористо-кальциевое)

Характеристики. Малая окислительная способность покрытия обеспечивает хорошее раскисление и легирование наплавленного металла. В металле шва понижено содержание водорода,кислорода, примесей серы и фосфора. Шов стоек к образованию горячих трещин и сероводородному растрескиванию.

Электроды требуют прокаливания непосредственно перед сваркой, чтобы не возникало пор.

Нестабильность горения дуги позволяет вести сварку только постоянным током обратной полярности. Удлинение дуги и большие зазоры приводят к старению и охрупчиванию металла шва из-за насыщения его азотом.

Применение. Для сварки закаливающихся сталей, склонных к образованию холодных трещин; сталей с повышенным содержанием серы и фосфора; хорошо раскисленных спокойных сталей с высоким содержанием углерода и серы; низко- и высоколегированных сталей, работающих при больших динамических и знакопеременных нагрузках в коррозионноактивных средах при высоких температурах. Эффективны при многослойной сварке во всех пространственных положениях конструкций с высокой жесткостью, трубопроводов с сероводородной средой.

Процесс изготовления

Если нарезана проволока и измельчен мел, то можно приступать к изготовлению электродов. Разбираясь, как сделать электрод, следует понимать, что предварительно смешивать порошок мела и силикатный клей не обязательно.

Следует взять кусок проволоки, положить его на ровную горизонтальную поверхность, и обмазать набранным из банки с помощью кисти жидким стеклом. Обмазанные прутья следует поместить в мел, можно неоднократно. Нанесение должно носить равномерный характер. Один из концов проволоки длиной порядка 3-3,5 сантиметра надо оставлять необмазанным.

Вторым способом является предварительное приготовление обмазки, которую можно получить, смешав растолченный мел и жидкое стекло в виде силикатного клея. Проволоку следует окунать в эту смесь и медленно извлекать из нее, держась за сухой конец. Сушить обмазанные электроды удобно на бельевой веревке с помощью прищепок в вертикальном положении.

После того, как обмазка окончательно высохнет, полученный самодельный электрод необходимо подвергнуть прокалке. Осуществлять прокаливание следует в электрической духовке, включив режим проветривания. Время этого процесса составляет не менее получаса, а температура должна быть приблизительно 100 градусов. Это позволит обмазке загустеть и образовать прочную оболочку.

Прекрасно, если полученные электроды можно будет тут же проверить на имеющемся оборудовании, и при необходимости внести в процесс изготовления коррективы.

Классификация сварочных электродов

Большое разнообразие электродов, а также принципов их классификации затрудняет разработку единой общепринятой системы классификации электродов. Марки электродов стандартами не регламентируются. Подразделение электродов на марки производится по техническим условиям и паспортам. Каждому типу электродов может соответствовать одна или несколько марок. Возможно то, что электрод не относится к маркам. Все сварочные электроды можно разделить на две группы, которые в свою очередь подразделяются на подгруппы:

Классификация покрытых металлических сварочных электродов по ГОСТ 9466-75

В соответствии с ГОСТ 9466-75 электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки классифицируются по назначению, механическим свойствам и химическому составу наплавленного металла (типам), видам и толщине покрытий, а также некоторым сварочно-технологическим характеристикам.

Виды электродов по назначению

• для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 60 кгс/мм² (600 МПа). Обозначаются буквой У (ГОСТ 9467-75);
• для сварки легированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву свыше 60 кгс/мм² (600 МПа). Обозначаются буквой Л (ГОСТ 9467-75);
• для сварки легированных теплоустойчивых сталей. Обозначаются буквой T (ГОСТ 9467-75);
• для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами. Обозначаются буквой В (ГОСТ 10052-75);
• для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами. Обозначаются буквой H (ГОСТ 10051-75).

Вышеуказанными стандартами предусмотрено разделение электродов на типы, в соответствии с механическими свойствами и химическим составом наплавленного металла. Цифры, обозначающие каждый тип электрода — Э42, Э42А, Э50 и т. д., характеризуют гарантированное минимальное временное сопротивление разрыву в кгс/мм², а буква А — повышенные пластические свойства, вязкость и ограничения по химическому составу.

Виды электродов по толщине покрытия

По толщине покрытия электроды разделяются в зависимости от отношения D/d (D — диаметр покрытого электрода; d — диаметр стержня):

• с тонким покрытием (D/d < 1,2). Обозначаются буквой М;
• со средним покрытием (D/d < 1,45). Обозначаются буквой С;
• с толстым покрытием (D/d < 1,8). Обозначаются буквой Д;
• с особо толстым покрытием (D/d > 1,8). Обозначаются буквой Г.

ГОСТ 9466 — 75 предусматривает также три группы электродов — 1, 2, 3, характеризующиеся требованиями к качеству (точности) изготовления электродов, состоянием поверхности покрытия, а также содержанием серы и фосфора в наплавленном металле.

Виды электродов по типу покрытия

• с кислым покрытием (А);
• с основным покрытием (Б);
• с целлюлозным покрытием (Ц);
• с рутиловым покрытием (Р);
• с покрытием смешанного вида (с двойным буквенным обозначением);
• с прочими видами покрытий (П).

Таблица соответствия маркировок электродов по типу покрытия:

Виды электродов по допустимым пространственным положениям сварки или наплавки

• для сварки во всех положениях с условным обозначением 1;
• для сварки во всех положениях, кроме вертикального сверху вниз — 2;
• для положений нижнего, горизонтального на вертикальной плоскости и вертикального снизу вверх — 3;
• для нижнего и нижнего в лодочку — 4.

Виды электродов по роду и полярности сварочного тока

Цифрой 0 обозначают электроды, предназначенные для сварки или наплавки только на постоянном токе обратной полярности (сварочный электрод соединяется с плюсом).

Как выбрать сварочные электроды

В первую очередь следует обратить внимание на то, что изделия могут быть плавящимися либо неплавящимися. В составе первых металлические стержни со специальной обмазкой поверхностей, что защищает сварочные зоны и повышает устойчивость горения дуги

Именно ими пользуются в процессе ручной дуговой сварки. Вторая категория предназначена для работ в среде с защитным газом (аргоном), ее особенности будут рассматриваться отдельно.

При выборе также нужно принять к сведению то, из каких материалов произведены соединяемые детали. Для варки разных металлов подбираются разные виды электродов. Например:

• Если нужно соединить низкоуглеродистые и низколегированные стали, приобрести нужно углеродные электроды.
• Для соединения легированной стали покупают изделия (ГОСТ 9467−75, ГОСТ 9466–75 ).
• Когда планируются работы с наплавками или сталями разных видов, то понадобятся изделия, сердечник которых выполнен из высоколегированных металлов.
• При варке чугуна также не обойтись без соответствующих электродов — ОЗЧ-2.

В наши дни сформировался своеобразный рейтинг известных марок:

• АНО. Отличаются хорошим воспламенением, не нуждаются в дополнительном прокаливании. С ними смогут работать как начинающие специалисты, так и профессионалы с опытом.
• МР-3. Универсальные, могут применяться и для соединений неочищенных поверхностей.
• МР-3С. Их используют, когда до швов выдвигаются повышенные требования.
• УОНИ 13/55. Применяются при монтаже ответственных конструкций, в которых швы должны иметь высокое качество. Неопытным сварщикам не рекомендуется с ними работать, так как требуется опыт и определенная квалификация.

https://youtube.com/watch?v=68hLJM9cesc

Преимущества известных марок

1. Облегчают процесс сварки. Трудности могут возникать только при некорректном выборе материала сердечника.
2. Высококачественные швы. Данный параметр очень важный. Позволяет получить прочные соединения как внешние, так и внутренние, выпуклые и вогнутые сварные швы.
3. Простота отделения шлака. Это дает возможность увидеть, насколько качественный получился шов.
4. Можно сваривать элементы, что были подданы действию коррозии. Конечно, подобные процедуры выполняют не слишком часто, но они будут выполнены на должном уровне.
5. Безопасность для сварщика, выдержаны санитарно-гигиенические требования.

Различия марок и диаметров

Опытные специалисты-сварщики иногда утверждают, что пользуясь инверторными сварочными аппаратами, можно покупать любые электроды. Такие мнения основаны на их личном опыте, когда они выполняют определенные виды работ. Преимущественно при инверторной сварке не предъявляются серьезные требования относительно герметичности швов, поэтому могут использоваться изделия с диаметром 0,5−2 мм.

Подбирать диаметр и марку следует исходя из того, металлы какой толщины необходимо будет соединить. Для значительной толщины потребуется длительная проварка, что значит — у электрода должен быть большой диаметр.

Тонкими электродами для сварки еще нужно научиться работать, ведь они быстро горят. Как правило, их посредством выполняют прихватки.

Также выбор сварочных материалов зависит и от типа работ, для которых планируется их применять. Так, когда выполняют сложнейшие трассовые работы, понадобятся большие электроды, а смонтировать конструкцию из профильных компонентов можно с помощью электродов с диаметром, не превышающим 2 мм. Именно ими пользуются при соединении секций ворот, изготовлении оград из профнастила и труб.

Хранение

Хранение электродов — это тема, которую многие почему-то обходят стороной. И зря. Ведь новичок может соблюдать технологию сварки и в целом варить правильно, но шов будет некачественным из-за того, что нарушены условия хранения. А сварщик из-за своей неопытности спишет все на плохой сварочный аппарат, неудобные условия работы или любые другие причины.

Да, при неправильном хранении электроды действительно способны значительно ухудшить качество готового сварного соединения. А все из-за влаги, которую электроды активно впитывают. По этой причине не рекомендуется хранить электроды во влажных душных помещениях, например, подвалах. Также не храните электроды на земле, даже если они в коробке. И вообще не используйте коробки для хранения. Замените их на специальный футляр. Его необязательно покупать, можно сделать самому из отрезка ПНД трубы.

Ведь коробка — это просто упаковка электродов, она не предназначена для длительного хранения в гараже или на антресолях. Постарайтесь, чтобы в помещении не было сильных перепадов температур. Это очевидно, но многие оставляют электроды в неотапливаемом гараже на всю зиму, а затем удивляются, почему стержни крошатся или почему дуга не зажигается.

Этикетка коробки с электродами

Каждая коробка (пачка) с электродами снабжаются этикеткой или маркировкой, на которой указано: 

наименование или товарный знак предприятия-изготовителя;

полное обозначение электродов по ГОСТ 9466-75;

номер партии и дата изготовления;

область применения электродов;

режимы сварочного тока в зависимости от диаметра электродов и положения сварки или наплавки;

особые условия выполнения сварки или наплавки;

свойства металла шва, наплавленного металла или сварного соединения (специальные механические свойства, не указанные в условном обозначении электродов);

допустимое содержание влаги в покрытии на момент использования электродов;

рекомендуемый режим прокаливания электродов перед сваркой;

масса электродов в упаковке.

Этикетка на пачке с электродами

Условное обозначение электродов по ГОСТ 9466-75 Пример обозначения электрода по ГОСТ 9466-75

Условное обозначение положений сварки

Покрытие сварочных электродов — особенности и виды

Электроды для сварки представляют собой стержень, защищенный специальным покрытием. Его также называют обмазкой. Покрытие сварочных электродов выполняет роль барьера между сварочной зоной и воздухом. Оно исключает окислительный процесс. Обмазка применяется для всех типов электродов, работающих как с черными, так и с цветными металлами и сплавами.

Назначение покрытия

задача обмазки (верхней части электрода) — это защита металла во время сварки. Окисление, возникающее при взаимодействии с воздухом, отрицательно сказывается на качестве соединения. Шов становится непрочным. В нем могут образовывать трещины и поры, из-за чего он просто разрушится.

Покрытие работает таким образом. Во время сварки на каплях электродного металла образуется шлаковая оболочка. При движении дуги вдоль расплавленной поверхности, шов покрывается шлаковой коркой, защищающей его от внешних воздействий.

Шлаковая корка замедляет остывание металла и снижает скорость его застывания. Благодаря этому из него выходят деструктивные включения, снижающие прочность шва. Защитное напыление стержней состоит из большого количества защитных элементов. Основными компонентами являются концентрат титана и каолин.

Обмазка выполняет несколько очень важных функций:

• Защита дуги и сварочной ванны от имеющихся в воздухе кислорода, азота и водорода. Защита состоит из 2 уровней. Первый — это пары углекислого газа, второй — углеродные окиси, укрывающие рабочую зону и шлаковые образования.
• Обмазка способствует образованию шва без пор, трещин и зашлакованных участков.

Среди других, не менее важных функций, нужно отметить:

• Стабильное горение дуги в различных режимах работы и простое зажигание. Стабильность достигается за счет наличия в покрытии элементов, стойких к ионизации в больших объемах. В результате ионы стабилизируют горение дуги.
• Благодаря ферросплавам из сварочной ванны удаляется кислород, являющийся причиной образования пор. Ферросплавы связываются с кислородом и выводятся в виде испарений.
• Покрытие способствует очистке металла соединения от лишних примесей.

Диаметр и толщина покрытия

Существует огромное количество марок и моделей электродов, рассчитанных на работу с разным материалом. Они учитывают нагрузку и условия, в которых будут находиться сваренные конструкции и изделия.

Электроды имеют 2 значения диаметра: с обмазкой и без. Диаметр прутка очень важен при выборе расходных материалов для предстоящих работ. Как мы знаем, чем толще металл, тем больший диаметр электродов требуется для его сварки.

Из чего сделаны сварочные электроды

Для изготовления сварочных электродов используются только современные и улучшенные компоненты. По сути, сварочный электрод – это сварочная проволока, на которую нанесена обмазка или покрытие. Такое покрытие позволяет сделать сварочный шов более прочным и долговечным, а также благодаря этому появляется возможность производить сваривание.

Без наличия специального покрытия сварочных электродов, сваривание не может быть успешным, потому что при попытке начать производить сварочную дугу весь сварочный электрод раскалится и, сваривание не сможет быть возможным.

Поэтому наличие специального покрытия сварочного электрода – это обязательное требования для комфортного проведения сварочных работ.

При изготовлении сварочных электродов используется сварочная проволока диаметром от 1 до 12 миллиметров. Таким образом, проволока, которая используется для этих целей, должна быть прочной и не иметь повреждений и недостатков в химическом отношении, то есть все пропорции содержания химических элементов должны четко подчиняться жесткому регламенту. В результате производства сварочных электродов получается большое количество марок электродов и целей их применения. Электроды в основном отличаются по содержанию в составе фосфора, кремния и углерода.

Для проведения сварочных работ с использованием ручной дуговой сварки используются электроды, покрытые обмазкой. Такая обмазка препятствует поглощению кислорода и азота из окружающей среды. Однако при увеличении содержания азота и кислорода в составе металла шва делает металл более хрупким, понижая его пластичность. Поэтому при создании покрытия для сварочных электродов соблюдаются все требования, позволяющие уменьшить содержание в составе наплавленного металла кислорода и азота.

Также стоит обратить внимание на свойства сварочных электродов с разной толщиной покрытия. Например, сварочные электроды с тонким покрытием позволяют производить сваривание с более устойчивой сварочной дугой, однако такая особенность электродов с тонким покрытием влияет на качество сварочного шва, полученного в результате

При сваривании электродами такого типа сварочный шов получается менее прочным, поэтому их используют не так часто, особенно при сваривании ответственных конструкций.

Противоположностью сварочных электродов с тонким покрытием являются электроды с толстым покрытием, позволяющим производить сваривание более высокого качества, а также сделать его более комфортным. Это происходит потому, что в состав толстого покрытия сварочного электрода входят раскислители и шлакообразующие вещества.

Появление большого количества шлаков позволяет обезопасить сварочный шов от воздействия факторов окружающей среды, поэтому такие электроды являются прекрасным выбором для сваривания ответственных конструкций. Чаще всего, в состав наплавленного металла входят такие вещества как силиций, марганец, сера, фосфор и углерод или карбон. Используя сварочные электроды с толстым покрытием, Вы сможете производить сваривание ответственных металлических конструкций без ущерба качеству. Электроды ProfHelper Какие бывают электроды для сварки? Электроды для сварки коррозионно-стойких сплавов

По группе индексов

Это одна из самых сложных маркировок, новички часто не понимают ее, потому что в нескольких числах заложено множество характеристик сразу. Обычно, группа индексов пишется на упаковке с электродами для сварки высоколегированной стали, так что это уже упрощает понимание. Давайте подробнее разберем, что значит каждая цифра в нашем примере.

Итак, цифра 5 — это стойкость шва к коррозии. Цифра 1 — это максимальная рабочая температура, при которой указана жаропрочность шва. Цифра 4 — это рабочая температура шва. Цифра (4), взятая в скобки, обозначает, сколько в шве ферритной фазы. Чем каждая цифра больше, тем соответственно больше значение. Ниже таблица с характеристиками металла шва для сварки высоколегированных сталей, изучив ее вы поймете, что значит каждая цифра.

Условное обозначение электродов для наплавки может состоять из двух частей, а не из 3-4 цифр, как мы говорили ранее. К индексу из 3-4 цифр добавляется индекс из трех цифра, написанных через дефис и разделенных дробью с первым индексом. Например, Е300/32-1. Цифра 32 обозначает твердость металла, который можно наплавить. Цифра 1 обозначает, что твердость у таких электродов обеспечивается без термического воздействия. Иногда можно встретить цифру 2, она означает, что твердость обеспечивается после термического воздействия.