ВИДЫ И ТИПЫ ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯ СВАРКИ

Сварочный электрод представляет собой металлический стержень, имеющий покрытие (обмазку). Изготавливается такой стержень из электропроводящего материала.

НАЗНАЧЕНИЕ СВАРОЧНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ

Требования к электропроводимости материала для изготовления различных видов электродов для сварки обуславливаются тем, что основной функцией сварочного электрода является обеспечение электрического контакта анода и катода, необходимого для образования электрической дуги и ее поддержания. В случаях, когда речь идет о плавящихся электродах, к перечисленному выше, добавляется еще одна функция: обеспечение шва металлом.

ВИДЫ ЭЛЕКТРОДОВ ПО НАЗНАЧЕНИЮ

Существует классификация сварочных электродов, которые используются в зависимости от назначения::

• Маркировка "У" - используется для сварки углеродистых или низкоуглеродистых сталей, чей показатель сопротивления на разрыв составляет менее 600 МегаПаскалей.
• Литера "Л" - применяется для конструкций из легированной стали.
• Литера "В" - электроды данной маркировки используют для сварки высоколегированной стали с особыми свойствами.
• Буква "Т" - для легированной стали, изделия из которой используются при высоких температурах.
• Маркировка "Н" - сварочные электроды для материалов с особыми характеристиками.

ВИДЫ ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯ СВАРКИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТОЛЩИНЫ ИХ ПОКРЫТИЯ

Толщина покрытия электродов регламентируется ГОСТ 9466-75. В качестве толщины рассматривается соотношение внешнего диаметрального(D)показателя электрода к диаметру стержня(d). Принято различать:

• Тонкие. Диаметральное соотношение менее 1,2. Маркировочное обозначение "М";
• Средние. Диаметральное соотношение варьирует от менее 1,2 до менее 1,45. Маркировочное обозначение "С";
• Толстые. Диаметральное соотношение колеблется от менее 1,45 до менее 1,8. Маркировочное обозначение "Д";
• Особенно толстые. Диаметральное соотношение превышает показатель в 1,8. Маркировочное обозначение "Г".

Типы стыка и положение сварки

Принято различать шесть основных видов электродов для сварки, которые основаны на их рабочих качествах:

• Универсальные (все положения);
• Горизонтальные. Обрабатываемые элементы расположены в вертикальной плоскости. При этом расположение шва и электрода занимают плоскость горизонтальную;
• Вертикальные. Свариваемые части и шов расположены в вертикальной позиции. Электрод имеет горизонтальное расположение;
• Только нижнее положение. Целесообразно в случаях, когда к шву не предъявляется определенных требований. Сварка производится при нахождении детали в горизонтальной плоскости. Электрод удерживается в вертикальном положении;
• Потолочные. Один из самых сложно выполняемых типов работ. Процесс выполняется в положении "снизу". Электрод имеет вертикальное расположение при горизонтальном нахождении шва;
• Угловые("лодочные"). Свариваемые поверхности фиксируются под углом друг к другу. Электрод располагается под углами в:30, 60 и 90 градусов при наклоне вперед - назад.

ТИПЫ ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯ СВАРКИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ МАТЕРИАЛА, ИЗ КОТОРОГО ОНИ ИЗГОТОВЛЕНЫ

Одним из основных критериев выбора электродов для сварки, является материал из которого электрод изготовлен. Необходимо учитывать, что материал заготовки, должен совпадать с материалом, из которого изготавливается сам электрод. Наибольшую востребованность обрели расходники из:

• Алюминия;
• Чугуна;
• Нержавеющей стали;
• Вольфрама;
• Меди.

Металл без примесей для изготовления электродов используется крайне редко. Наиболее часто электроды производятся из материала, представляющего собой комбинацию основного металла и легирующих добавок, определяющих основные свойства расходника. Одной из классификаций электродов является их разделение на металлические и неметаллические.

ВИДЫ ЭЛЕКТРОДОВ ПО СОСТАВУ ПОКРЫТИЯ И ОБМАЗКИ

Основной функцией обмазки является обеспечение газовой защиты, предотвращающей окисление металла в результате горения. Наличие дополнительных функций у покрытия напрямую связанно с компонентами, вошедшими в состав.

Так от обмазки зависят: стабильность дуги, показатели вязкости металла после расплавления, нюансы действия металла в сварочной ванне.

Рутиловое покрытие

В качестве основы выступает минерал рутил. Дополнением являются: кремнезем, карбонат магния и ферромарганец.

Преимущества рутилового покрытия

• Минимизация разбрызгивания материала;
• Ровное ведение шва;
• Легкое отделение окалины от шовных участков;
• Легкость повторного зажигания дуги, что сокращает временные затраты;
• Безопасность работающего.

Помимо рутила в чистом состоянии, используются его комбинации: основные электроды, рутилово-целлюлозные типы стержней и рутилово-кислые электроды.

Целлюлозное покрытие

Основой покрытия является целлюлоза. В качестве дополнительных компонентов выступают: смолы органического происхождения, ферросплавы и тальк.

Преимущества целлюлозного покрытия

• Выработка большого объема газа;
• Минимизация зашлакованности.

Наиболее целесообразно использование подобной обмазки, когда речь идет о вертикальных швах.

Недостатки

• Разбрызгивание металла;
• Низкие показатели пластичности металла в шве.

Основные покрытия

В качестве основы выступают карбонаты магния и кальция, представленные даломитом, мрамором и магнезитом. Необходимо учитывать, что работы такими электродами целесообразно проводить с использованием постоянного тока. Связанно это с тем, что присутствующий в составе таких электродов плавиковый шпат способен значительно ухудшить характеристики конечного соединения, в случаях воздействия на него переменного тока. Исключением может являться покрытие, в котором доля плавикового шпата крайне незначительна.

Преимущества основного покрытия

Металл в полученном шве обладает высокими показателями пластичности. В связи с этим электроды с покрытием такого типа используют при работе с значимыми стальными конструкциями.

Недостатки

• Высокая гигроскопичность материала. Хранить такие электроды необходимо исключительно в сухих местах;
• Полученные швы отличаются грубой, выпуклой формой.

С железным порошком

В качестве основы выступают железосодержащие компоненты.

Преимущества железосодержащего покрытия

Обладают высокой проплавляющей способностью, что увеличивает КПД, упрощает повторное зажигание дуги и улучшает качество сварки. Благодаря своим особенностям хорошо зарекомендовало себя при работе с соединениями у которых неравномерные зазоры.

Кислотные покрытия

В качестве основы выступают оксиды железа и марганца. Такие соединения способны подавать в дугу большое количество кислорода.

Относительные преимущества

• Уменьшенное поверхностное натяжение;
• Придание металлу большей тягучести.

Стоит учитывать, что перечисленные качества, ускоряют рабочий процесс, но могут повышать опасность подрезов. Именно в связи с данным аспектом, преимущества можно считать относительными.

Недостатки

Биологическая опасность. Марганцовые оксиды способны выделять опасные вещества, способные негативно влиять на здоровье работающего. В связи с данным аспектом, в чистом виде кислотные покрытия не используют, заменяя их на рутилово-кислые.

ВИДЫ ЭЛЕКТРОДОВ ПО РАСПОЛОЖЕНИЮ НАПЛАВА

Подбор сварных электродов необходимо проводить согласно пространственному расположению стыка:

• Обозначение '1' - рекомендован для использования в любом положении;
• Обозначение '2' - сварной шов возможно располагать в любом направлении кроме сверху-вниз;
• Обозначение '3' - для вертикального, горизонтального, нижнего и положения снизу-вверх;
• Обозначение '4' - для сварки в нижнем положении;

ВИДЫ ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ

• Стабилизирующие. Содержат элементы, улучшающие ионизацию сварочной дуги. Второе название-тонко покрытые электроды.
• Защитные. Покрываются смесями разных составляющих. Направлены на изоляцию сварочной зоны от атмосферного воздуха и стабилизацию горения дуги.
• Магнитные. Подаются на стержень непосредственно в ходе работы.

ВИДЫ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ

Существуют три основные категории сварочной проволоки:

• Низколегированная сварочная проволока. Содержит до 2.5% легирующих элементов;
• Легированная проволока. Содержит от 2.5 до 10% легирующих добавок;
• Высоколегированная сварная проволока. Содержит свыше 10% легирующих добавок.

ТИПЫ ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ

Виды сварочных электродов для ручной дуговой сварки

• Маркировка Т. Целесообразны при работе легированными материалами;
• Маркировка У. Подходят для стыковки материалов, обладающих минимальной долей примесей и включающих в состав углерод;
• Маркировка Н. Электроды целесообразные к использованию, когда есть необходимость наплавления металла на поверхность;
• Маркировка А. Подходят для материалов, обладающих высокими показателями пластичности (алюминием и т.д).

Виды электродов по толщине покрытия

• М. Тонкое, имеющее поверхностный слой не выше 20%;
• С. Среднее, имеющее слой в 45% от общего диаметра стержня;
• Д. Толстое, составляющее до 80%;
• Г. Сверх толстое покрытие, превышающее 80%;

Допустимые виды работ

• Допустимо проведение работ в любом положении, благодаря стабильности покрытия;
• Допустимы работы во всех плоскостях, кроме вертикальной;
• Расходники для работ вертикальных и горизонтальных. не подходят для потолочного типа работ;
• Электроды только для работы в горизонтальном положении.

ПАРАМЕТРЫ ВЫБОРА ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ

• Вид и толщина покрытия. Вид покрытия по составу, обычно является общим для всех видов электродов. Внимание стоит уделить данным параметрам относительно типа сварки.
• Назначение в зависимости от вида предполагаемых работ и выдвигаемых к ним требований (ширина шва, длина шва и т.д).
• Механические свойства покрытия. Подбор идет в зависимости от требований к шву (прочность, устойчивость к нагрузкам и т.д).
• Для заготовок толщиной не превышающей 8мм, допустимый диаметр электродов составит 8-12мм. Допустимая сила тока 450А. Протяженность шва 45см.
• Для материала толщиной от 4 до 15мм, оптимальный диаметр электродов составляет 6мм. Сила тока соответствует 370А.
• Металл толщиной 10мм., обрабатывается электродами с диаметром 4мм и током не превышающим 100-220А.
• Сверхтонкий металл с толщиной не более 1-2мм., сваривается электродами толщиной 2мм. Допустимая сила тока составляет 50-70А.

Марки электродов в зависимости от типа материала

• Для низколегированных сталей. Как правило, такие стали отличаются низким содержанием углерода. Наиболее целесообразными для работы будут электроды марок: АНО, УОНИ, ОЗС, ВЦС;
• Для легированных сталей. Данный вид сталей отличает повышенная прочность. Для работы с ними используют электроды: АНП, УОНИ, ОЗШ, ОЗШ-1, ОЗН;
• Для чугуна. И схожих по свойствам и характеристикам металлов, подойдут электроды ОЗЧ;
• Для алюминия. Оптимальным выбором станут расходники марки ОЗА и ОЗАНА;
• Для меди. Для изделий из меди и ее сплавов рекомендуются марки АНЦ/ОЗМ и ОЗБ;
• Для никеля. Для сваривания никеля и его сплавов подойдет марка ОЗЛ-32.

Среди электродов зарубежного производства одни из лидирующих мест занимают марки KOBELCO LB-52U(производство Япония)и ESAB УОНИИ (производство Швеция).

ТИПЫ ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯ СВАРКИ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ

При выборе электродов для сварки углеродистой стали необходимо учитывать способы раскисления материала:

• Кипящая сталь. Сталь без раскисления с содержанием кремния не выше 0,05%. Подходят электроды, имеющие любое покрытие;
• Полуспокойная. Сталь, содержащая 0,05-0,15%кремния и раскисленная частично. Подойдут электроды с основным и рутиловым типом покрытия;
• Спокойная. Содержит 0,15-0,35%кремния и является полностью раскисленной. Для сваривания подойдут электроды имеющие основное покрытие, при учете, что эксплуатация соединения будет производится при низких температурах и динамических нагрузках.

МАРКИ ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯ РАБОТЫ С УГЛЕРОДИСТЫМИ СТАЛЯМИ

• УОНИ 13/45 и УОНИ 13/55. Обладают низким показателем разбрызгивания металла и способностью отделения шлаковой корки. Кроме перечисленного, стоит отметить способность электродов этих марок снижать уровень водорода в материале шва;
• МР-3 и МП-3С. Являются одними из самых востребованных марок, благодаря обширному перечню преимуществ. Данные электроды облегчают повторное зажигание дуги, обеспечивают минимизацию разбрызгивания металла и облегчают отделяемость шлаковой корки. Допустимы при работе с крайне низкими токами;
• ОЗС-4, ОЗС-6 и ОЗС-12. Подходят для сваривания окисленной поверхности, обеспечивают высокое качество шва и самоликвидацию шлаковой корки;
• АНО-21. Электроды с рутиловым покрытием, значительно упрощающие работу с данным видом сталей.

ВИДЫ ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯ СВАРКИ ИНВЕНТОРОМ

Для работы с аппаратом инверторного типа хорошим выбором станут стержни, подобранные в соответствии с классификацией по маркам:

• АНО. Отличаются хорошей воспламеняемостью и отсутствием необходимости дополнительного прокаливания;
• МР-3. Универсальные расходники, не требующие предварительной зачистки поверхности;
• МР-3С. Электроды, необходимые при работе со швами, к которым выдвигаются повышенные требования;
• УОНИ13/55. Расходники для работ, с серьезными конструкциями, в случаях высоких требований к конечному результату.

Среди зарубежных расходников, большой популярностью пользуются электроды марки ESAB(производитель Швеция). Маркировка электродов этой марки имеет характерное обозначение"ОК", дополненное цифровыми знаками.

Основные параметры выбора электродов для работы с инверторными аппаратами

• Тип свариваемых материалов.
• Состояние свариваемой поверхности. В случаях повышенной влажности, или наличия очагов ржавчины, хорошим выбором будут электроды с обмазкой из рутила. Особенно это важно, когда речь идет об углеродистых сталях.
• Требования к качеству сварного соединения. На объектах повышенной конструктивной ответственности, целесообразным будет использование расходников с основным покрытием. Важно отметить, что свариваемые поверхности в этом случае требуют подготовки.
• Толщина свариваемого металла. Подбор диаметра электродов осуществляется в прямой связи с толщиной листа. Наиболее часто для работы с аппаратом инверторного типа используются расходники с диаметром от 0.5 до 2-х мм.

ПРАВИЛА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И ХРАНЕНИЯ ЭЛЕКТРОДОВ

Сроки годности, правила хранения и использования электродов строго регламентируются в соответствии с ГОСТ 9466-75 и ГОСТ 9467-75. Основные правила:

• Хранение производится в сухом, отапливаемом помещении с влажностью не превышающей оговоренных показателей(не более 50%).
• Упаковываются пеналы с электродами в деревянные ящики, или тару из плотного картона. Хранение осуществляется на деревянных поддонах с отверстиями для вентиляции.
• Температурные показатели в помещении должны соответствовать отметке не ниже 15 градусов.
• Индивидуальная упаковка;

Подробнее об индивидуальной упаковке:

• Герметичные пеналы из пластика;
• Оберточная бумага ГОСТ 8273 и пеналы из металла;
• Коробки из плотного картона, запаянные в полиэтиленовую обертку;
• Упаковки, завернутые во влагонепроницаемую двухслойную бумагу;
• Тубы термосы;
• Термо-пеналы.

СУШКА И ПРОКАЛКА ЭЛЕКТРОДОВ

В случае если в результате визуального осмотра, на поверхности электродов не было обнаружено следов разрушения и прочих изъянов, расходники допускаются к использованию. Тем не менее, в некоторых случаях может потребоваться прокалка:

• При нахождении на открытом воздухе в течение 2-8 часов;
• При хранении в помещении с высокой влажностью в течение 1 месяца;
• При хранении в сухом помещении в течение 120-180 дней;
• При хранении в тубусе из металла в течение 12 месяцев.

Прокаливанию подлежат электроды, на которых не было отмечено серьезных повреждений. Для устранения избыточной влаги используется специализированное оборудование. Чаще всего в качестве необходимого оборудования используются стационарные печи, имеющие теплоизоляционный слой и оснащенные термостатом. Необходимо отметить, что слишком частое, или длительное прокаливание способно привести к отслоению покрытия от стержня. В связи с этим просушивающие мероприятия осуществляются непосредственно перед использованием.