Сварочные электроды — какие и для чего

Главное меню » Сварочные электроды — какие и для чего

Сварочные электроды - какие и для чегоВ качестве сварочных материалов для электродуговой сварки применяются штучные электроды, сварочная и порошковая проволока.

Штучные электроды

Электроды для дуговой сварки бывают двух основных типов: плавящиеся и неплавящиеся.

Плавящиеся электроды. Штучные плавящиеся электроды с покрытием используются очень широко, для сварочных работ в домашних условия — это основной материал.

Стержни электродов для сварки стали изготавливаются из низкоуглеродистой, легированной или высоколегированной сварочной проволоки. Стандартом предусматривается 77 марок стальной проволоки, идущей на изготовление штучных электродов диаметром от 1,6 до 6 мм.

Покрытие сварочных электродов оказывает множественное действие: образует атмосферу защищающую металл от кислорода и азота, находящихся в воздухе, стабилизирует горение дуги, удаляет вредные примеси из расплавленного металла, легирует его с целью улучшения свойств. Для выполнения всех этих функций покрытие включает в себя множество компонентов:

 

Плавящийся электрод для сварки
Плавящийся электрод для сварки: 1 — стержень, 2 — участок перехода, 3 — марка электрода, 4 — покрытие.

 

 

  • Шлакообразующие вещества, защищающие металл от азота и кислорода. В их состав входит марганцевая руда, каолин, титановый концентрат, мел, мрамор, полевой шпат, доломит, кварцевый песок.
  • Раскисляющие вещества, удаляющие из расплавленного металла кислород. В качестве них используются марганец, кремний, алюминий, титан в виде ферросплавов.
  • Газообразующие компоненты, создающие при сгорании покрытия газовую среду, защищающую расплавленный металл от кислорода и азота воздуха. В основном это декстрин и древесная мука.
  • Легирующие вещества, придающие металлу шва особые свойства — прочность, жаростойкость, износостойкость, повышение сопротивляемости коррозии. Для этого используются хром, марганец, титан, молибден, никель, ванадий и некоторые другие вещества.
  • Стабилизирующие элементы, способствующие ионизации сварочной дуги — натрий, калий, кальций.
  • Связующие вещества, служащие для связывания компонентов покрытия друг с другом и всего покрытия со стержнем электрода. Основным связующим веществом является калиевое или натриевое жидкое стекло (силикатный клей).

Для сварки цветных металлов и их сплавов наряду с неплавящимися применяют плавящиеся электроды из соответствующих металлов и сплавов — алюминия, меди, никеля, бронзы, латуни и т.п.

 

Сварочные электроды
Сварочные электроды

Классификация и обозначение электродов. Электроды, применяемые для сварки и наплавки, классифицируются по широкому ряду признаков:

 

  • по назначению (для сварки стали, чугуна, цветных металлов, для наплавочных работ и пр.);
  • по технологическим особенностям (для швов различного пространственного положения, для сварки с глубоким проплавлением и т.п.);
  • по виду покрытия (кислое, рутиловое, основное и пр.) и его толщине (толстое, тонкое, среднее, особо толстое);
  • по химическому составу покрытия и стержня;
  • по механическим свойствам металла шва;
  • по роду и полярности тока, величине номинального напряжения холостого хода источника питания.
  • по качеству изготовления, состоянию поверхности покрытия, содержанию вредных примесей фосфора и серы.

Каждый параметр электрода имеет свое буквенное или цифровое обозначение в определенной части маркировки. В частности, электроды для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 60 кгс/мм2 обозначаются буквой У. Электроды со средним по толщине рутиловым покрытием имеют в маркировке букву С (среднее) и Р (рутиловое). Стоящая предпоследней цифра 1 сообщает, что электрод может использоваться для выполнения шва любого пространственного положения, а завершающая обозначение цифра 0 информирует о том, что данный электрод используется при работе сварочным аппаратом дающим постоянный ток.


В соответствии с ГОСТ 9466-75 обозначение электрода содержит информацию о типе, марке, диаметре и прочих его характеристиках. В обозначение типа электродов для сварки конструкционных сталей входит буква Э («электрод для дуговой сварки») и цифра, сообщающая о минимальном временном сопротивлении разрыву металла шва в кгс/мм2. Если после цифр присутствует буква А (например, Э42А, Э46А), это означает, что данный тип электрода обеспечивает более высокие пластические свойства металла шва.

Наряду с типом, электроды имеют и марку. Одному типу электродов может соответствовать несколько марок. Например, электродам типа Э42 соответствуют марки ГОСЦ-2, ЦМ-7, АНО-6.

 

Обозначение электродов по ГОСТ 9466-75
Обозначение электродов по ГОСТ 9466-75

 

1 — Тип электрода (Э — электрод для дуговой сварки, 46 — прочность 460МПа, А — повышенная пластичность и вязкость металла шва);
2 — Марка электрода;
3 — Диаметр стержня;
4 — Назначение электрода (У — для сварки углеродистых и низколегированных сталей);
5 — Характеристика толщины покрытия (Д — толстое);
6 — Группа индексов, указывающая на характеристики металла шва;
7 — Вид покрытия (Б — основное);
8 — Пространственное положение шва (1 — для всех положений);
9 — Род тока (0 — постоянный, обратной полярности).

 

Обозначение электродов по международному стандарту EN 499
Обозначение электродов по международному стандарту EN 499

 

1 — Электрод для дуговой сварки;
2 — Минимальный предел текучести (500Н/мм2);
3 — Характеризует температуру, при которой обеспечивается минимальное значение ударной вязкости 47Дж (около 60°C);
4 — Характеризует химический состав наплавленного металла (Ni — 2,6-3,8%);
5 — Тип покрытия электрода (основной);
6 — Код производительности и род тока (<=105%, постоянный);
7 — Код положения швов при сварке (все, кроме вертикального сверху вниз);
8 — Характеризует содержание водорода в наплавленном металле (10 мл/100г).

Неплавящиеся электроды. Неплавящиеся электроды бывают угольными, графитовыми и вольфрамовыми. Температура плавления всех этих материалов превышает ту, до которой они нагреваются при сварке. Эта особенность и обусловила их название.

Графитовые электроды изготавливают из синтетического прессованного графита, угольные — из электротехнического угля. Электроды из графита обладают определенными преимуществами перед угольными. У них выше электропроводимость, позволяющая в 2,5-3 раза повысить плотность тока, и более высокая устойчивость против окисления при высоких температурах. Последнее качество позволяет снизить их расход по сравнению с угольными.

 

Графитовые электроды
Графитовые электроды

 

Угольные омедненные электроды
Угольные омедненные электроды

Вольфрамовые неплавящиеся электроды изготавливаются из чистого или с наличием присадок вольфрама. В качестве присадок используются окислы тория, иттрия, лантана и других веществ. О наличии той или иной присадки говорит марка и цвет электрода. Обозначение ЭВ (WP) означает чистый вольфрам (конец окрашен в зеленый цвет), ЭВТ (WT) — вольфрам с торием (красный), ЭВИ (WY) — с иттрием (темно-синий), (WL) — с лантаном (синий или золотистый, в зависимости от содержания лантана), WC — с церием (серый), WZ — с цирконием (белый).

 

Вольфрамовые электроды
Вольфрамовые электроды

С помощью неплавящихся электродов варят сталь, чугун, медь, латунь, бронзу, алюминий и прочие металлы. Сварка проводится чаще всего в среде защитного газа (аргона, гелия, азота и их смеси). Её можно осуществлять как с присадочным материалом, так и без. В качестве последнего используется проволока, металлические прутки или полосы.

 

Выбор электродов для сварки сталей

Выбор типа электрода для сварки сталей зависит не только от марки последней, но и от характера соединения, пространственного положения шва, рода сварочного тока (постоянный или переменный), температуры окружающего воздуха во время работ и пр. В настоящее время производится несколько сотен марок электродов для самого различного назначения.

Электроды для сталей подразделяются на несколько групп — в зависимости от марки материала, для сварки которого они предназначены.

Первую группу образуют электроды для сваривания углеродистых и низколегированных конструкционных сталей, содержащих до 0,25% углерода и имеющих сопротивление разрыву до 490 МПа. К таким сталям относятся марки Ст5пс, Ст3сп, Ст0 и другие, используемые для производства металлопроката, из которого в быту изготавливается большинство конструкций, к прочности которых не предъявляют особых требований — ворота, ограждения и пр. Для их сваривания применяют такие известные всем сварщикам марки электродов, как АНО-4, АНО-21, МР-3, ОЗС-41. Популярный электрод МР-3 пригоден для сварки как переменным, так и постоянным током во всех пространственных положениях шва кроме вертикального сверху вниз.

Для сварки сталей, имеющих сопротивление разрыву от 490 до 590 МПа, используются электроды типа Э50А, Э60 (марки УОНИ-13/55, ОЗС-28, УОНИ-13/65). Эти электроды дают шов, выдерживающий более значительные нагрузки, чем предыдущая группа электродов.

Конструкционные легированные стали повышенной и высокой прочности, имеющие сопротивление разрыву свыше 590 МПа, необходимо варить электродами НИАТ-5, ЭА-981/15, ЭА-395/9 (если изделие не подвергается после сварки термообработке) или электродами ОЗШ-1, НИАТ-3М, УОНИ-13/85 — если сваренную конструкцию планируется подвергнуть термообработке с целью обеспечения равнопрочности швов.

Для сварки низколегированных и легированных теплоустойчивых сталей, работающих при температурах до 550-600 °C, предназначены электроды типа Э-09Х1М, Э-09МХ, Э50А (марки АНЖР-2, ОЗС-11, ЦУ-5).

Не часто, но приходится в быту сталкиваться и со сваркой жаропрочных и жаростойких сталей, предназначенных для работы при температуре свыше 550-600 °C. Например, при изготовлении несгораемых колосников для печи. Если удастся добыть такую сталь, варить ее нужно электродами КТИ-7А, ОЗЛ-38, ЦТ-15.

Коррозионностойкие стали, обладающие устойчивостью к коррозии в кислотной, щелочной и прочих агрессивных средах, известные в быту под названием «нержавейки», варятся электродами марок ЦЛ-11, ОЗЛ-7, ОЗЛ-22.

Выбор диаметра электрода. Диаметр электрода выбирается, прежде всего, с учетом толщины свариваемого металла. Прочие условия работы: марка свариваемого металла, род тока, параметры сетевого напряжения, формы подготовки кромок и т.п. — также могут выдвигать свои требования к диаметру электрода, но в гораздо меньшей степени, чем толщина свариваемого металла.

Для первоначального выбора электрода можно использовать нижеследующую таблицу, значения в которой соответствуют нижнему шву.

 

Толщина металла, мм 2 3 4-5 6-8 9-10
Диаметр электрода, мм 2 3 3-4 4 4-5

При выполнении сварных швов в вертикальном и потолочном положениях применяют электроды диаметром не более 4 мм. Если имеется разделка кромок или необходимо заплавить зазор между деталями, то корневой шов может выполняться электродом меньшего диаметра — 2,5-3 мм.

 

tekhnologiya-svarki14
Сварка корневого шва

 

Сварочная проволока

Сварочная проволока выпускается из стали различных марок, меди, алюминия и других металлов. Стальная проволока, предназначенная для сварки, наплавки и изготовления штучных электродов, изготавливается по ГОСТ 2246-70. Стандарт предусматривает 77 марок стальной проволоки различного химического состава — низкоуглеродистых, легированных и высоколегированных.

Диаметр материала колеблется от 0,3 до 12,0 мм. Проволока толщиной до 3 мм применяется для полуавтоматической шланговой сварки, диаметром 1,6-6 мм — для ручной сварки штучными электродами, диаметром 2-5 мм — для автоматической сварки. Материал больших диаметров применяют для наплавочных работ. По виду покрытия проволока бывает чистой и омедненной. Омеднение улучшает прочность и чистоту шва, повышает устойчивость горения дуги, снижает разбрызгивание металла.

В обозначении марок проволоки используются буквы и цифры. Обозначение Св-08ГС говорит о том, что это сварочная проволока (Св), имеющая углерода — 0,8%, марганца (Г) — до 1%, кремния (С) — до 1%.

 

Сварочная проволока
Сварочная проволока: нержавеющая, омедненная, алюминиевая.

 

Порошковая проволока

Порошковая проволока (она же флюсовая или самозащитная), используемая для сварки полуавтоматами, представляет собой металлическую оболочку, заполненную специальным порошком. Последний состоит из смеси материалов (ферросплавов, минералов, руд, химикатов и пр.), имеющих то же назначение, что и покрытие штучных электродов — защиту расплавленного металла от кислорода и азота, легирования и раскисления металла, стабилизацию дугового разряда и пр.

 

Варианты конфигурации оболочки порошковой проволоки
Варианты конфигурации оболочки порошковой проволоки

Порошковая проволока позволяет отказаться от использования в полуавтоматической сварке газовых баллонов, однако при этом страдает качество.


Комментарии:

Отправить комментарий

Главная | Обратная связь | Группа ВК