Виды сварочных электродов и их выбор

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

Какие электроды лучше для инвертора

Выбирая стержни для инверторного сварочного аппарата стоит ориентировать в первую очередь на материал, который придется сваривать. Сердечник электрода должен быть сходен по типу с этим видом металлов. Нержавеющие стали требуют стержней из такого же вида, причем если сталь отличается свойствами жаростойкости – нужен такой же стальной пруток с жаропрочными характеристиками. Высоколегированные стали для образования ровного, прочного шва нужно сваривать прутками с тем же составом легирующих элементов.

МР-3

Универсальные широко известные электроды. Могут успешно применяться на слобокорродированном металле. Электроды Э46, покрытие Р и БР. Успешно применяется для сваривания конструкций из сталей углеродистого класса и низколегированных. Есть возможность сваривать изделия с большими показателями толщин.
Выпускаются электроды диаметром от 3 до 5 мм.

Особенности:

• высокие значения стойкости электродуги;
• небольшое разбрызгивание;
• легкий съем слоя шлака;
• легкое зажигание как первичное, так и повторное.

Существует требование зачистки сварочной поверхности и удаления окалины.

УОНИ 13/55

Дают возможность создавать высококачественные швы. С ними умеют работать опытные сварщики, мастера, имеющие высшую квалификацию. Тип электрода Э50А, покрытие предпочтительно основное. Напыление приемлемо фтористое или карбонатное, в этом случае снижается газосодержание шва и количество неметаллических вкраплений, ухудшающих качество.

Технические характеристики:

• диаметр от 2 до 4 мм;
• коэффициент по наплавке 9.5 г на А*ч;
• на 1 кг наплавленного металлического материала уходит около 1,5 кг прутков;
• предел текучести 420 мПа;
• предел прочности 530 мПа;
• относительный показатель удлинения 22%;
• ударная вязкость зависит от температурного режима, от 50 до 130 дж/см2.

АНО4

Стержни легко воспламеняются, их не нужно прокаливать. Электроды Э46, покрытие рутилом. Основной вид использования –сваривание стальной продукции углеродистых и низколегированных сортов. Работают со всеми видами тока в любых пространственных направлениях, за исключением направления сверху вниз.

Выпускаются с диаметром от 2 до 6 мм.

Технические параметры

• рутиловое покрытие
• наплавочный коэффициент 8,6 г на А*ч;
• производительная часть по наплавке 1,4 кг/ч при диаметре 4 мм.
• сопротивление 480 мПА;
• предел текучести 380 мПа;
• относительное удлинение 25%.

UTP 65D

Стержни хороши в работе с различными сталями и сплавами, швы будут качественные. Применимы для постоянного и переменного тока разной полярности. Рутиловое покрытие. Производятся в Австрии. Часто используется на автопредприятиях и мастерских по ремонту автомобилей для проведения кузовных работ.

Плюсы:

• стабильность дуги;
• малое разбрызгивание и, следовательно, минимизация потерь материала;
• возможность работы с различными толщинами металлоизделий, с деталями и листами тонко- и толстостенными.
• гладкие швы, не имеющие внутренних лакун. Можно обрабатывать сразу, как металл застыл.
• возможность проведения холодной закалки металлического материала по шву.
• легкое снятие слоев шлака.
• хорошая переносимость влажной среды, а также перегрева.

Особенности эксплуатации: перед самым процессом сварки прутки необходимо подвергнуть просушке в течение двух часов при температурном режиме в 160-170 гр. С. Зону свариваемых поверхностей зачищают. Работа с большими толщинами материала требует предварительной подготовки кромки с углом скоса примерно 60 градусов.

Пример расшифровки

Итак, возьмем данную маркировку:

Для удобства, сразу разобьем этот код на составляющие:

• оранжевый цвет — это тип электрода;
• желтым выделена марка;
• зеленым — диаметр;
• красным — толщина обмазки и назначение стержня;
• черным и серым — индекс;
• синим — покрытие;
• розовым — положения и ток.

Итак, что указано в данной маркировке?

• Э46 — “Э” — электрод, “46” — прочность (кг/кв. мм.);
• ЛЭЗМР-3С — производитель (ЛЭЗ — Лосиноостровский электродный завод) и марка “МР-3С”;
• Ø — диаметр. Здесь значок указан без цифры, значит параметр указан на упаковке отдельно.
• УД — “У” — для работы с углеродистой сталью, “Д” — толстое покрытие.

В этой таблице представлены обозначения других покрытий:

13 — “1” — возможность сварки в любом положении, “3” — обозначение тока. В данном случае рекомендуется использовать напряжение в 50В.

Здесь можно посмотреть обозначение положений:

В этой таблице можно посмотреть расшифровку обозначений тока:

Как научиться варить

Практика и еще раз практика – это наиболее действенный способ обучения сварочным работам. Несложный с теоретической точки зрения процесс требует навыков и профессиональной ловкости. На первых порах можно просто наблюдать, как работы выполняют специалисты, чтобы потом использовать их приемы самостоятельно.

Держатель нужно брать так, чтобы не заслонять обзор зоны сварки. Потом нужно наклонить электрод по отношению к рабочей поверхности под углом 30 градусов. Делается несколько скользящих движений электродом по детали, чтобы инициировать розжиг дуги

В этот момент важно выдержать расстояние между стержнем и заготовкой, чтобы не разорвать дугу и не допустить «залипание» электрода

Через небольшой промежуток времени в зоне сварки появится красное пятно – результат плавления флюса. Примерно через 2-3 секунды посредине красного пятна проявится оранжевый цвет. Его яркость будет заметно выше, а по краям проявляется мелкая рябь. Именно эта часть называется сварочной ванной – место, где металл расплавляется и после остывания формируется сварочный шов.

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.

Устройство сварочного электрода

Несмотря на то, что область применения сварочных электродов может быть различной, их устройство практически всегда одинаковое. Все они состоят из таких основных элементов как:

• Стержень (металлический или неметаллический);
• Покрытие (в редких случаях может отсутствовать);
• Контактный торец без покрытия.

Стержень является основной частью, которая обеспечивает дополнительный металл, что нужен для соединения отдельных частей. При воздействии высокой температуры он расплавляется, заполняя собой емкость сварочной ванны. Чем больше его состав соответствует тому, с металлом которого его используют, тем выше качества шва.

Покрытие создает защитную среду во время сварки. Благодаря этому в ванну не попадают лишние предметы. Подбор покрытия также зависит от условий сварки и материала, с которым будет вестись работа, так что к выбору стоит отнестись очень ответственно.

Контактный торец служит для зажигания дуги, поэтому он и не имеет покрытия. Допускается небольшое откалывание частей покрытия на этом участке, так как это одно из самых уязвимых мест.

Устройство сварочного электрода

Из чего состоит электрод

Главным расходным сырьем для сварочных работ являются электроды, которые представлены массой разновидностей (свыше 200 шт.). К их характеристикам относят длину, толщину, материал для выполнения стержня, область использования и внешнее покрытие. Существуют электроды без обмазки.

Для образования шва важное значение имеет покрытие электрода, но оно состоит из нескольких металлов. Из-за этого при выборе нужно определить состав присадочного материала, чтобы определить основные параметры

От правильности подбора будет зависеть качество сварки, что также важно, как и профессионализм исполнителя.

Для изготовления присадочных материалов применяется сварочная проволока диаметром 1-12 мм, длина которой не превышает 450 мм. Многие сварные электроды отличаются содержанием кремния, фосфора и углерода.

Как работает электрод?

Начиная работу с электродом, сварщик размещает один его конец в электрическом держателе, который служит одним сетевым контактом, идущим от трансформатора. Другой контакт цепи фиксируется на монтируемом элементе или рабочем столе, также проводящим ток.

При соприкосновении электрода с деталью происходит замыкание цепи. Работник держит его в приподнятом виде относительно поверхности, чтобы не создавать полноценное замыкание. То есть создаются условия образования электродуги, что защитит электрод от заливания, а трансформатор от сгорания. Качество сварки будет зависеть также от материала изготовления сварных электродов, что будет влиять на надежность пользования сварочным швом.

Во многих ситуациях электрическая дуга является неблагоприятным явлением, но при проведении сварочных работ она способствует расплавке металла, преобразует электрический ток в тепловую энергию. С помощью расплавляемого металла будут заделываться трещины, соединяться несколько деталей и пр. Почти у всех электродом имеется защитный слой, придающий присадочным материалам определенные характеристики. Внешнее покрытие электрода улучшает свойства плавки, служит защитой ванны для сварки от посторонних действий и попадания других предметов.

Чем графит отличается от угля

Графитовые стержни для работ по свариванию проводов считаются более практичными, чем угольные. При обработке они удобнее и смогут обеспечить прочное, долговечное соединение.

У изделий с угольной обмазкой электропроводность ниже из-за повышенного сопротивления. Работа с ними требует от оператора наличия опыта, поскольку во время процесса образуется дуга с повышенной температурой, способная разрушить свариваемую скрутку.

Для проведения сварочных работ с использованием инверторного аппарата, дополненного регулятором усиления, лучше выбирать расходные материалы из графита. Швы, полученные с их помощью, получаются более прочными, чем при сварке угольными электродами, у них высокая сопротивляемость к окислению.

Рекомендации по выбору электродов

Проводя выбор электродов для ручной дуговой сварки, следует учитывать тот момент, что для каждого сварочного аппарата производитель рекомендует определенный тип электродов. Стоит учитывать, что сварка может проходить при применении нескольких способов:

1. контактная;
2. роликовая;
3. газопрессовая;
4. электрошаговая.

На сегодняшний день наибольшее распространение получила два метода: контактный и газопрессовой. При необходимости достижения высокой производительности, как правило, выбирают газопрессовой метод. Он применяется при прокладке трубопровода на большое расстояние.

Проводить выбор электродов следует исходя из параметров свариваемого покрытия. При этом следует учитывать тот момент, что каждая марка применяемых электродов обладает своими определенными качествами. Если неправильно выбрать расходный материал, то получаемый шов не будет обладать требующимися эксплуатационными качествами.

Выбирая электроды для дуговой сварки, следует учитывать нижеприведенную классификацию:

1. Вид покрытия и его толщина. При изготовлении деталей могут применяться различные стали. Примером можно назвать углеродистые и легированные стали. Выбор проводится также в зависимости от толщины металла.
2. Назначение. Выбор проводится также в зависимости от того, какой шов следует получить. Например, требуемая ширина и длина, а также качество.
3. Состав покрытия и механические свойства. К швам предъявляется довольно больше количество требований. Примером можно назвать прочность и устойчивость к растяжению.

К другим особенностям выбора отнесем нижеприведенные моменты:

1. При толщине металла не более 8 мм следует применяться электроды с диаметром 8-12 мм, а сила тока 450А. Длина шва достигает 45 см. Свариваемые элементы могут изготавливаться при применении различных металлов.
2. Расходный материал с диаметром 6 мм может применяться при силе тока 370А, толщина металла может составлять 4-15 м. Сварочный шов также достигает длины 45 см.
3. В продаже встречаются варианты исполнения с диаметром 5 мм. Подходят они для случая, когда сила тока составляет 280А. Толщина применяемого металла от 4 до 15 мм.
4. При диаметре 4 мм сварка должна проходить при токе 100-220А. За счет снижения силы тока толщина металла уменьшена до 10 мм.
5. При силе тока 50-70А диаметр применяемого расходного материала составляет 2 мм. Толщина металла всего 1-2 мм.

Электроды с толщиной менее 3 мм применяются при сварке деталей, которые изготавливаются при применении легированной стали.

В заключение отметим, что от качества применяемого расходного материала во многом зависят особенности получаемого шва

Именно поэтому его выбору следует уделять внимание. Если рассматривать продукцию отечественных и зарубежных производителей, то отметим, что качество изготовления отличается ненамного. А вот стоимость может варьироваться в достаточно большом диапазоне

А вот стоимость может варьироваться в достаточно большом диапазоне.

Лучшие марки

Рассмотрим лучшие марки электродов постоянного тока по мнению сварщиков.

Сварочные электроды «УОНИ-13/55» в упаковке.

1. Электроды УОНИ-13/55 являются одними из самых востребованных сварочных материалов для постоянного напряжения. Применяются для соединения ответственных деталей и конструкций из низколегированных и углеродистых сталей.

Достоинства: сварной шов обладает достаточной пластичностью и ударной вязкостью; покрытие электродов обеспечивает низкое содержание в металле шва газов и различных нежелательных примесей; проволока Св-08 или Св-08А, являющаяся базовым материалом для стержня, гарантирует долговечность шва; легкий поджиг дуги.

2. УОНИ-13/45 предназначены для сварки углеродистых и низколегированных сталей. Преимущества: стойкость сварного шва к образованию горячих и холодных трещин; пластичность и хорошая ударная вязкость соединения; высокая герметичность позволяет заваривать данными электродами емкости, эксплуатирующиеся под давлением; швы менее склонны к старению по сравнению со швами, выполненными материалами других марок.

3. ОЗЛ-6 – электроды, используемые для сварки жаропрочных сталей. Достоинства: шов не подвержен образованию пор и трещин, а также воздействию коррозии; металл шва обладает жаростойкостью; данная марка подходит для работы с металлами разных структур.

4. ОЗС-12 применяются для сварки низколегированных и углеродистых сталей. Плюсы использования данной марки: сварочный процесс можно проводить во всех положениях; возможно сваривание кромок с небольшим содержанием ржавчины; сварной шов характеризуется прочностью и долговечностью; устойчивая дуга; во время работ практическим не выделяются токсичные вещества. 5. ЦЛ-11 предназначены для сваривания коррозионностойких и хромоникелевых сталей. Преимущества: сварное соединение отличается повышенной стойкостью к коррозии; малое разбрызгивание; устойчивая дуга; шлак отделяется на удовлетворительном уровне.

6. АНО-21 используются для работы с углеродистыми и низколегированными сталями. Данная марка пользуется особым спросом у профессионалов и у начинающих мастеров. Обусловлено это несколькими причинами: стабильность, мягкость и легкая зажигаемость дуги; малое разбрызгивание металла; металл шва имеет мелкочешуйчатую структуру.

7. LB-52U используются для сваривания углеродистых и низколегированных сталей. Достоинства: высокая производительность; стабильная дуга; минимальное разбрызгивание; сварка может проводится в любом пространственном положении; высокая стойкость к образованию трещин.

8. МР-3 для работы с ответственными элементами из углеродистых и низколегированных сталей. Преимущества: высокая стойкость шва к образованию горячих трещин и пор; стабильная и мощная сварочная дуга; разбрызгивание металла находится на минимальном уровне; шлаковая корка легко отделяется. 9. ОЗЧ-2 – электроды, предназначенные для сварки и наплавки чугуна. Плюсы: универсальность данной марки; простота использования; устойчивое горение дуги; низкий уровень разбрызгивания; сварной шов характеризуется пластичностью, которая препятствует появлению трещин; легкая отделяемость шлака.

Особенности покрытий

Состав и толщина используемых покрытий оказывает непосредственное влияние на такие показатели как стабильность электродуги, вязкость расплавленного металла, а также шлака, особенности поведения металла при переходе в сварочную ванну и прочее.

Химический состав покрытия

Выделяют следующие виды покрытий в зависимости от входящих в его состав компонентов.Рутиловые В их основе – минерал рутил, который составляет основную часть покрытия, остальные компоненты — это кремнезем, карбонат магния или кальция, ферромарганец. Электроды с рутиловым покрытием отличаются тем, что переход металла в сварочную ванну происходит с минимальным разбрызгиванием. Шов получается ровным, характеризуется легким отделением окалины, что способствует высокому качеству выполняемой работы. Рутиловые электроды также обеспечивают повторное легкое зажигание дуги, делая процесс сваривания более быстрым. Также к достоинствам такого покрытия относится то, что оно безопаснее для здоровья сварщика.

Рутиловые электроды бывают не только чистого типа, но еще и смешанного: рутилово-основные, рутилово-целлюлозные, рутилово-кислые. Вся совокупность электродов с рутиловыми покрытиями позволяет работать практически с любыми видами швов.

Схема сварки покрытым электродомЦеллюлозные Основная особенность покрытий этого вида – создание в процессе сваривания большого объема газов и небольшого процента шлаков, что весьма удобно при варке вертикальных швов. Электроды с целлюлозным покрытием могут включать в свой состав органические смолы, тальк, собственно целлюлозу и разные ферросплавы. Единственным недостатком такого покрытия является низкая пластичность металла шва, которая вызвана большим объемом водорода, выделяющимся при сгорании органики, а также повышенная разбрызгиваемость металла.Основные В состав таких электродов входят карбонаты магния и кальция, в качестве которых чаще всего выступают мрамор, доломит и магнезит. Лучше всего сварочные работы на таких электродах выполнять при постоянном токе, поскольку при переменном добавляемый в такие электроды (для разбавления шлака) плавиковый шпат может ухудшать качество шва. Но при небольшом количестве плавикового шпата в составе покрытия вполне допускается работать с переменным током.

Электроды с основным покрытием используют при сваривании ответственных стальных конструкций, так как металл получаемого шва обладает высокой пластичностью. К особенностям при работе с такими электродами можно отнести тот факт, что швы получаются довольно грубыми и выпуклыми. Хранить их необходимо в сухом месте, потому что электроды такого типа отличаются высокой гигроскопичностью.С железным порошком Внедрение в состав покрытия железного порошка значительно увеличивает производительность труда. Проплавляющая способность дуги увеличивается, что положительно сказывается на качестве сварки соединений с повышенными или неравномерными зазорами, а также облегчает повторное зажигание дуги.Кислые покрытия Эти электроды покрываются оксидами железа и марганца, которые выделяют в сварочную дугу значительный объем кислорода. Это уменьшает поверхностное натяжение, придавая металлу большую тягучесть, повышая тем самым ее температуру и делая расплавленный металл более текучим. Что благоприятно сказывается на скорости работы, но повышает опасность подрезов.

Также марганец образует опасные оксиды, которые отрицательно влияют на здоровье сварщика, поэтому в последнее время такие покрытия заменили на рутилово-кислые.

Схема сварочного электрода

Толщина покрытия электродов

ГОСТ 9466-75 регламентирует разделение электродов на несколько типов по толщине, отталкиваясь от соотношения внешнего диаметра электрода D к диаметру стержня d.

• тонкие (D/d < 1,2 – («М»));
• средние (1,2 < D/d < 1,45 – («С»));
• толстые (1,45 < D/d < 1,8 – («Д»));
• особо толстые (D/d > 1,8 – («Г»)).

Размеры

Одной из определяющих характеристик является размер электрода. Значение при выборе имеют длина и диаметр. Толщина монтируемых деталей влияет на величину диаметра электрода. Сила тока подбирается в зависимости от размера стержня. Показатели стабильности электрической дуги, плотности и качества шва напрямую связаны с диаметром электрода.

Металлические тонкие материалы варятся тонкими электродами (диаметром от 1 мм до 2 мм). Выбирая величину сварочного тока, опираются на особенности составов электродов и монтируемых частей, на температуры их плавления. Тонкие электроды есть риск очень быстро расплавить при большом напряжении.

Для сварки толстыми электродами, соответственно, требуется более сильный ток. Тока должно быть достаточно для того, чтобы разжечь электрод и поддерживать дугу. Существуют табличные значения, где указаны рабочий ток и диаметр электрода для сварки определенного по толщине материала.

Так, 25–100 А достаточно для сварки тонких листов электродом 1–2 мм, 150–200 А – для работы с металлами электродами диаметром около 3 мм. Важным моментом во время сварки является быстрая замена сгоревшего электрода новым.

Сушка и прокалка электродов

Во время транспортировки или хранения электроды могут отсыреть. В таком случае нужна предварительная сушка, а еще лучше – прокалка. Это очень важная процедура, которая в конечном итоге положительно влияет на загорание дуги.

Не стоит часто прибегать к прокалке электродов, поскольку неоднократное нагревание способно повредить покрытие стержня. Подвергать процедуре желательно только требуемое для текущих работ количество электродов. Или же их должно остаться совсем немного.

Прокалывание практично еще и тем, что поднимает температуру электродов непосредственно перед работой

Это важно, например, для сварки труб или при работе с толстыми заготовками. Предварительный прогрев дает возможность получать герметичные стыки во время «сварки под давлением»

Но следует иметь ввиду, что важен постепенный нагрев. При резком перепаде температуры не исключено образование известкового налета.

Прокалка связана с предельными сроками и длительностью хранения электродов. Согласно общепринятым нормативам максимальный срок годности отечественной продукции составляет пять лет. На практике электроды могут храниться несколько дольше, не теряя при это своих характеристик.