Какие бывают сварочные электроды

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

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

Назначение

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

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

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

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

Классификация

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

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

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

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

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

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

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

Зависимость длины стержня от его диаметра можно отследить по таблице.

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

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

Состав и характеристики

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

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

Плавящиеся и неплавящиеся

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

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

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

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

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

Технические характеристики сварочных электродов
Тип
и марка
ТУ,
ГОСТ
Вид Назначение и область применения электродов Механические свойства электродов Род тока электродов Пространственные положения сварки
врем. сопр. раз. отн. удл. уд. вяз.
Э-46
МР-3
ТУ 14-4-1853-2001
ГОСТ 9466-75
ГОСТ 9467 75
P Электроды для сварки ответственных конструкций из углеродистой стали с временным сопротивлением разрыву до 490 Н/мм2 и
содержанием углерода до 0,25 %
450Н/мм2 18% 79 Дж/см2 Переменный
или постоянный
обратной
полярности
Любое, кроме вертикального сверху вниз
Э-46
МР-ЗМ
ТУ 14-4 1863-2001
ГОСТ 9466-75
ГОСТ 9467-75
АР Электроды для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 490
Н/мм2
450 Н/мм2 18% 78 Дж/см2 Переменный
или постоянный
обратной
полярности
Любое, кроме вертикального сверху вниз
Э-50А
УОНИ 13/55
ТУ 144 1856-2001
ГОСТ 9466-75
ГОСТ 9467 75
Б Электроды для сварки особо ответственных конструкций из углеродистых и низколегированных сталей работающих при пониженных
температурах, когда к металлу шва предъявляются повышенные требования по пластичности и ударной вязкости
490 Н/мм2, Угол загиба сварного соединения 150 ° 20% 128 Дж/см2 Постоянный
обратной
полярности
Любое кроме вертикального сверху вниз
Э-42А
УОНИ 13/45
ТУ 14-4 1855-2001
ГОСТ 9467-75
ГОСТ 9466-75
Б Электроды для сварки особо ответственных конструкций из углеродистых и низколегированных сталей работающих при пониженных
температурах, когда к металлу шва предъявляются повышенные требования по пластичности и ударной вязкости
410 Н/мм2, Угол загиба сварного соединения 180 ° 22% 147 Дж/см2 Постоянный
обратной
полярности
Любое, кроме вертикального сверху вниз
Э-46
АНО-4
ТУ 14-178-427-2002
ГОСТ 9467-75
ГОСТ 9466-75
Р Сварочные электроды для сварки конструкций из углеродистых марок сталей по ГОСТ 380 и ГОСТ 1050
во всех пространственных положениях, кроме способа «сверху-вниз»
460 Н/мм2, Угол загиба сварного соединения 180 ° 22% 98 Дж/см2 Переменный
или постоянный
любой
полярности
Любое, кроме вертикального сверху вниз
Э-46
АНО-4И
ТУ 14-355-99
ГОСТ 9467-75
ГОСТ 9466-75
АР Электроды для сварки конструкций из низкоуглеродистых марок сталей
во всех пространственных положениях, кроме способа «сверху-вниз»
450 Н/мм2, Угол загиба сварного соединения 180 ° 22% 80 Дж/см2 Переменный
или постоянный
любой
полярности
Любое, кроме вертикального сверху вниз
Э-07Х20Н9
ОЗЛ-8
ТУ 14-4 1857-2001
ГОСТ 9466-75
ГОСТ 1 0052-75
Б Электроды для сварки коррозионностойких хромоникелевых сталей (08X18Н10, 12Х18Н9, 08Х18Н10Т),
когда не предъявляются жесткие требования стойкости межкристаллитной коррозии
539 Н/мм2, Угол загиба сварного соединения 160 ° 30% 98 Дж/см2 Постоянный
обратной
полярности
Любое, кроме вертикального сверху вниз
Э-10Х25
Н13Г2
ОЗЛ-6
ТУ14-4-1866-2002 ГОСТ 9466-75 ГОа 10052-75 Б Электроды для сварки ответственного оборудования из литья проката жаростойких сталей
20Х23Н13 20Х23Н18, работающих в окислительных средах до 1000 °C, сварка хромистых
сталей 15Х25Т и сталей 25Х 25Н202, сварка углеродистых и низколегированных
сталей с высоколегированными аустенитными сталями
539 Н/мм2 25% 88 Дж/см2 Постоянный
обратной
полярности
Любое, кроме вертикального сверху вниз
Э-08Х19
Н10Г2Б
ЦТ-15
ТУ14-4-1887-2002 ГОСТ 9466-75 ГОСТ 10052-75 Б Электроды для сварки ответственных узлов из высоколегированных жаропрочных и жаростойких аустенитных сталей Х18Н9Т-Л,
Х20Н12Т-Л, Х16Н13Б, 12Х18Н9Т, 12Х18Н12Т, работающих в окислительных средах при570-650 °C, когда к металлу шва
предъявляются требования стойкости против межкристаллитной коррозии
539 Н/мм2 24% 78 Дж/см2 Постоянный
обратной
полярности
Любое, кроме вертикального сверху вниз
Э-08Х20
Н9Г2Б
ЦЛ-11
ТУ 1273-021- 00187240
ГОСТ 9466-75
ГОСТ 10052-75
Б Электроды для ручной дуговой сварки изделий из коррозиенностойких
хромоникелевых сталей марок 12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 08Х18Н12Т, 08Х18Н12Б и
им подобных, когда к металлу шва предъявляют жёсткие требования стойкости
к межкристаллитной коррозии
539 Н/мм2, Угол загиба сварного соединения 150 ° 22% 78 Дж/см2 Сварка на
постоянном
токе
обратной
полярности
Во всех пространственных положениях, кроме вертикального сверху вниз
ЭА-395/9 ТУ 1273-023- 00187240
ГОСТ 9466-75
Б Электроды для ручной дуговой сварки ответственных конструкций из
легированных сталей повышенной и высокой прочности в термически упрочненном
состоянии без последующей после сварки термической обработки, в т.ч. сталей типа АК,
а также для сварки улеродистых низколегированных сталей с аустенитными сталями
608 Н/мм2 30% 117 Дж/см 2 Сварка на
постоянном
токе
обратной
полярности
Во всех пространственных положениях, кроме вертикального сверху вниз

Для точечной сварки

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

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

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

Правила маркировки

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

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

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

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

Чтобы стало понятно, надо рассмотреть конкретный пример.

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

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

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

Предусмотрена отдельная буквенная маркировка для односоставного и комбинированного покрытия.

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

Прокалка (сушка)

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

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

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

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

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

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

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

Как научиться варить

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

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

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

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

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

Похожие публикации