Маркировка электродов для дуговой сварки. Маркировка сварочных электродов и их расшифровка.

При работе с ручной электродуговой сваркой вы постоянно работаете с электродами. Этот элемент сварочного процесса не столь прост как кажется и имеет свою обширную классификацию. Сегодня можно подобрать изделия под любые нужды, исходя из свариваемых металлов, вида оборудования, необходимых свойств шва и множества вспомогательных параметров. Ниже вы ознакомитесь с классификацией покрытых электродов и их обозначением.

Электроды, применимые для работ с ручной дуговой сваркой разделяются на плавящиеся и неплавящиеся. Стержни, плавящиеся при сварке, изготавливают из чугуна, стали, меди или другого металла, в зависимости от материала. Они играют роль анода или катода, а также выполняют функцию присадочного материала. Бывают покрытые или непокрытые.

Покрытие в плавящихся стержнях выполняет много функций от удержания дуги, до формирования газового облака, препятствующего окислению шва.
Неплавящиеся электроды для сварки, изготавливают из различных тугоплавких материалов — графит, вольфрам или уголь. Служат они для розжига и удержания дуги, а заполнение шва присадками выполняется с помощью ручной подачи плавкого материала.

Из чего состоит плавящийся электрод

Плавящиеся электроды для ручной дуговой сварки состоят из внутреннего стержня и внешнего слоя. Согласно требованиям Госстандарта, при создании плавящихся электродов сварочных используются разнообразные стали: углеродистые, с большим или малым числом примесей, также применяют медь, алюминий, никель и другие цветные сплавы. Состав стержня обусловлен свариваемым материалом, так как оба металла должны подходить друг другу. Исключение составляет чугун, который может свариваться как стальными, так и электродами из меди и железа.

Как и стержень, внешний слой изготавливается с учетом свариваемого металла, именно поэтому его состав может несколько меняться. Но несмотря на это оно неизменно выполняет следующие функции:

• способствует удержанию дуги;
• производит шлак обволакивающий сварочную ванну, расплавляя минеральные компоненты покрытия;
• производит защитный газ, появляющийся как следствие горения органических компонентов покрытия.
• выполняет раскисление или легирование металла.

Классификация покрытых электродов

Учитывая длинный список всевозможных вариаций из покрытия, сплава и других параметров покрытых электродов, для более удобного поиска нужного типа стержней они получили обширную классификацию. Виды сварочных электродов разделяют исходя из таких признаков:

По назначению:

• сплавы с малой долей примесей и углеродистые сплавы;
• материал с большим числом лигатур;
• сплавы усиленной прочности и с уникальными свойствами;
• наплавочные электроды с уникальными свойствами.

Тип — значение конечного шва, характеризующееся прочностью на разрыв, временное или точечное механическое воздействие.

Марки сварочных электродов – уникальное значение присваиваемое изготовителем для внутренней классификации изделий. Именно поэтому маркировка электродов для сварки одинаковых по параметрам, но от различных изготовителей может быть разной.

Толщина внешнего слоя — исходя их соотношений толщины, к размеру центрального прутка классифицируют внешний слой на – тонкие, средней толщины, толстые и самые толстые.

Род тока — электроды постоянного тока, переменного с прямым или обратным подключением.

Состав покрытия – есть разделение на сварочный электрод с кислотным, основным, целлюлозным, рутиловым, слоем с увеличенной концентрацией железа, напыление состоящее из различных слоев.

По допустимым положениям стержни разделяют на изделия допустимые к работе в:
· любых положениях;
· всех за исключением вертикального, направленного вниз;
· нижнее и вертикальное направленное кверху;
· нижнее.

По качеству или по состоянию шва, после работы со стержнями электроды разделяют на три группы. Изделия лучшего качества относятся к первой группе.
Толщина — параметр указывающий на диаметр стальной основы, может быть в пределах от 1.6 до 12 мм.

Маркировка сварочных электродов и их расшифровка

Чтобы разобраться какие электроды представлены перед вами следует изучить их маркировку. Каждая упаковка содержит информацию о 9 основных характеристиках согласно ГОСТ 9466-75.

1. Типы покрытых электродов для сварки.
   Высокопрочные стали, с большой долей углерода, высокими или низкими процентами лигатур, варятся электродами с маркировкой, начинающейся с символа Э – электрод, затем идут цифры, указывающие на предельно допустимые нагрузки при растяжении (кгс_мм2), в конце стоит индекс А – обозначающий повышенную устойчивость шва к пластичным и ударным нагрузкам. Например: Э 42, Э 50, Э46 А, Э 60 и тд.
   Термостойкие и высоколегированные стали: символа Э, цифр после тире, указывающих на количество углерода, следом идут буквы и цифры – указывающие на конкретный химический элемент (А – азот, М-молибден, Ф – ванадий и тд.) и его количество в сотых долях. Химические составляющие расположены в порядке убывания их количества в изделии. Например: Э-09М; Э-10ХЗМ1БФ; Э-30Г2ХМ и тд.
2. Марки электродов для сварки
   Марки — параметр индивидуальный и зависит исключительно от производителя.
3. Диаметр
   Толщина внутренней части покрытого электрода колеблется в пределах от 1.6 до 12 мм, в быту чаще всего используются толщины 3-5 мм.
4. Назначение
   Изготовленные для работы с углеродистыми сталями и с низким числом примесей, а также прочностью до 60 кгс/м2, электроды маркируются буквой – У;
   Легированные конструкционные стали с пределом прочности выше 60кгс/м2, сваривают изделиями с маркировкой – Л;
   Продукцию для сталей с низким коэффициентом теплопроводимости маркируют буквой – Т;
   Металлы с большой долей примесей и уникальными свойствами можно сваривать изделиями с маркировкой – В;
   Наплавочные слои с уникальными характеристиками производятся изделиями с маркировкой – Н.
5. Толщина покрытия
   Значение, показывающее соотношение толщины покрытия к внутреннему стержню. Если это отношение меньше 1.2, то изделие маркируют символом М и относят к тонко покрытым; средний слой в пределах от 1.2 до 1.45 маркируется символом С; толстые — от 1.45 до 1.8 отмечают символом Д и наконец самое толстое, отношение которого более 1.8 маркируют отметкой Г.
6. Основные свойства шва
   Точные свойства сплавов, для каждого типа эти значения собственные и указывают на прочность, процентный состав примесей, рабочую температуру шва и ряд других показателей. Данные значения можно найти в соответствующих таблицах с расшифровками.
7. Вид электродного покрытия
   А – кислотное покрытие.
   Б – фтористо-кальциевое.
   Ц – целлюлоза.
   Р – рутиловое.
   Ж – повышенное содержание железа.
   Также существуют смешанные виды покрытия электродов, которые маркируется несколькими буквами исходя из состава.
8. Маркировка пространственных положений
   1 – все,
   2 – все, кроме вертикального, направленного вниз;
   3 – нижнее, плюс вертикальное (движение снизу-вверх);
   4 – исключительно нижнее.
9. Род сварочного тока и подключение
   — Индекс 0 электроды для постоянного тока и обратным подключением;
   — индекс 1,4, 7 — указывает на изделия для любых родов напряжения и любых подключений;
   — указатели — 2,5,8 — ток любой, но подключение должно быть прямым;
   — индексы — 3,6,9 для любых токов и обратного подключения.

Производители сварочных электродов

Ниже, представлена тройка лучших производителей сварочных, покрытых электродов России:

1. НПП «Сварка Евразии». За более, чем 70 летнюю историю компания успела освоить полный цикл производства электродов и на данный момент выпускает все виды электродов — плавящиеся, сварочные, для легированных сталей и многие другие.
2. ЗАО «Электродный завод». Производитель славится своими изделиями, поставляющимися на крупнейшие машиностроительные заводы страны, также компания выпускает продукцию и для рядового потребителя. Профессиональные сварщики отмечают удобство работы и качество продукции данной компании.
3. ООО «НПО Спецэлектрод». Изделия этой фирмы это более 50 различных марок потребительских стержней толщиной до 6мм. Также производство принимает индивидуальные заказы.

Не стоит забывать и про мировых лидеров, тройка лучших:

1. Esab – компания с вековой историей и продукцией, признанной лучшей в мире. Эти Шведские электроды знают на всех континентах как самые качественные.
2. Kobe Steel – Японская компания, получившая популярность за счет поставок их продукции нефтедобывающим предприятиям.
3. Klöckner & Co SE – немецкая компания, производящая сталь и расходные материалы для сварочных работ. Электроды для сварки данной фирмы очень популярны и широко используются в России.

КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРОДОВ

ПРИМЕРЫ МАРКИРОВКИ: ОБОЗНАЧЕНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ПОЛОЖЕНИЙ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ

МАРКИРОВКА СВАРОЧНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ

ПРИМЕРЫ МАРКИРОВКИ:

ОБОЗНАЧЕНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ПОЛОЖЕНИЙ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ

Тип электрода

Для сварки углеродистых и низколегированных сталей, а также легированных с повышенной и высокой прочностью, маркировка состоит из:

индекса Э

цифр, следующих за индексом, обозначающих величину предела прочности при растяжении в кгс/мм 2 ;

индекса А , указывающего, что металл шва имеет повышенные свойства по пластичности и ударной вязкости.

Для сварки теплоустойчивых, высоколегированных сталей и для наплавки, условное обозначение состоит из:

индекса Э - электрод для ручной дуговой сварки и наплавки;

• цифры, следующей за индексом, указывающей среднее содержание углерода в сотых долях процента;

  букв и цифр, определяющих содержание химических элементов в процентах. Порядок расположения буквенных обозначений химических элементов определяется уменьшением среднего содержания соответствующих элементов в наплавленном металле. При среднем содержании основного химического элемента менее 1,5 % число за буквенным обозначением химического элемента не указывается. При среднем содержании в наплавленном металле кремния до 0,8% и марганца до 1,0% буквы С и Г не проставляются.

Обозначение металлов

Для сварки углеродистых и низколегированных сталей с пределом прочности при разрыве до 490 МПа (50 кгс/мм 2) применяют 7 типов электродов: Э38, Э42, Э46, Э50, Э42А, Э46А, Э50А. Для сварки углеродистых и низколегированных сталей с пределом прочности при разрыве от 490 МПа (50 кгс/мм 2) до 588 МПа (60 кгс/мм 2) применяют 2 типа электродов: Э55, Э60. Для сварки легированных сталей повышенной и высокой прочности с пределом прочности при разрыве свыше 588 МПа (60 кгс/мм 2) применяют 5 типов электродов: Э70, Э85, Э100, Э125, Э150.

Для сварки теплоустойчивых сталей - 9 типов: Э-09М, Э-09МХ, Э-09Х1М, Э-05Х2М, Э-09Х2М1, Э-09Х1МФ, Э-10Х1МНБФ, Э-10Х3М1БФ, Э10Х5МФ. Для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами - 49 типов: Э-12Х13, Э-06Х13Н, Э-10Х17Т, Э-12Х11НМФ, Э-12Х11НВМФ и др. Для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами - 44 типа: Э-10Г2, Э-10Г3, Э-12Г4, Э-15Г5, Э-16Г2ХМ, Э-30Г2ХМ и др.

Марка электрода

Каждому типу электрода может соответствовать одна или несколько марок.

Диаметр электрода

Диаметр электрода (мм) соответствует диаметру металлического стержня.

Назначение электрода

Для сварки углеродистых и низколегированных сталей с пределом прочности при растяжении до 588 МПа (60 кгс/мм 2) - маркируется буквойУ ;

Для сварки легированных конструкционных сталей с пределом прочности при растяжении свыше 588 МПа (60 кгс/мм 2) - маркируется буквойЛ ;

Для сварки теплоустойчивых сталей - маркируется буквой Т ;

Для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами - обозначается буквой В ;

Для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами - маркируется буквой Н .

Коэффициент толщины покрытия

В зависимости от отношения диаметра покрытия электрода D к диаметру металлического стержняd , электроды подразделяются на следующие группы:

с тонким покрытием (D/d≤1,2) - маркируется буквой М ;

со средним покрытием (1,2С ;

с толстым покрытием (1,45Д ;

с особо толстым покрытием (D/d>1,8) - Г .

Обозначение плавящегося покрытого электрода

Буква Е - международное обозначение плавящегося покрытого электрода.

Группа индексов, указывающих характеристики металла шва или наплавляемого металла

Для электродов, применяемых для сварки углеродистых и низколегированных сталей с пределом прочности при растяжении до 588 МПа (60 кгс/мм 2).

http://elektrod-3g.ru

Впервые, сварочный электрод появился в 1902 году. С тех пор многое изменилось, появились новые виды и марки . Сварочный электрод является самым распространённым материалом.Каждая марка электрода обладает своими свойствами . Всегда нужно помнить, что для каждого вида материала, следует выбирать специальный электрод.

Самые популярные марки электродов, предназначенные для углеродистой и низколегированной стали: УОНИ-13/НЖ/12х13 . Электроды этой марки предназначены для сварки коррозионностойких сталей. Эта модель создана по всем правиламГОСТ 9466-75 . Сварка с таким электродом происходит на постоянном токе.

УОНИ 13/55 . Такой сварочный электрод используется для сварки как низколегированной, так и углеродистой стали. СоответствуетГОСТ 9466-75 ,ГОСТ 9467-75 ,ТУ 1272002010558589 . Процесс сварки идет как при переменном, так и при постоянном токе обратной полярности.

МР-3С .Сварочной электрод этой марки предназначен для сварки изделий из углеродистой и низколегированной стали . Сварка осуществляется с помощью постоянного и переменного тока.

МР-3Т. Данный электрод предназначен для сварки изделий из углеродистой, низколегированной стали. Сварка может осуществляться как с постоянным, так и с переменным током. Полярность постоянного тока - обратная. Но для таких электродов есть один нюанс, содержание углерода должно быть не меньше 0,25%, а временное сопротивление разрыву не должно превышать 490Мпа. Такие электроды соответствуют ГОСТ 9466-75,ГОСТ 9467-75.

ОЗС-12. Такие электроды также предназначены для углеродистой и низколегированной стали. Временное сопротивление разрывы составляет 490Мпа. Угольные сварочные электроды : ВДК ВДП СК.Самые популярные марки вольфрамовых неплавящихся электродов, которые соответствуютГОСТ23949-80 : ЭВЧ ЭВЛ ЭВИ-1 ЭВИ-2 ЭВТ-15 Существуют также специальные электроды для сварки меди, и сплавов из меди: ОЗБ-2М ОЗБ-3 АНЦ/ОЗМ2Комсомолец 100 АНЦ/ОЗМ3 Для сварки такого материала, как никель и его сплавы, используют электроды: ОЗЛ-32, Б-56У. Если вы собираетесь работать с такими материалами, как алюминий, и его сплавы, то следует выбирать электроды: ОЗАНА-1,ОЗА-1,ОЗА-2, ОЗАНА-2.

Электроды оказывают большую роль сварочному процессу. Как правило, сварка, с использованием электродов будет надежнее, долговечнее, быстрее, экономичнее.

Ни для кого не секрет, что во время сварки металла выполняется движение электродов. Эти движения зачастую называют колебательными . Существует множество технологических подходов к выполнению сварочных работ металла.Электроду в процессе сварки, независимо от применяемого способа, сообщается движение втрёх разных направлениях .

Первое движение называют поступательным, при котором движение идёт по оси электрода. Зависимо от скоростиплавления , поступательное движение поддерживает постоянную длинудуги , которая не должна выходить за пределы 0.5-1.2 диаметра электрода. Длина дуги зависит отмарки электрода и условий сварки. Формирование шва ухудшается при уменьшении длины дуги, а также возникает вероятность короткого замыкания (сокращенно КЗ). Увеличение же дуги является причиной повышения разбрызгивания металла электрода и снижения качества сварного шва по форме и его свойствам (механическим).

Вторым движением является смещение электрода вдоль оси с целью образования шва. Диаметр электрода, сила тока(постоянным илипеременным ) и скорость плавления электрода определяют скорость движения электрода. В случае отсутствия поперечных смещений электрода, шов получается узкий (ниточный), ширина которого равна приблизительно 1.5 диаметра применяемого электрода. Данный шов используют при сваркетонких металлических листов.

Последним движением является смещение электрода поперек для корректировки ширины шва и глубины плавления металла. Данные колебательные движения предполагают высокую квалификацию сварщика и его навыков, а также определяются характеристиками свариваемого материала, положением и размером шва. Ширина шва, при использовании поперечных колебательных движений варьируется в пределах 1.5-5 диаметра используемого электрода.

Грамотное и технически правильное перемещение электрода – главная задача и условие для получения качественного шва при выполнении сварочных работ. Важна определённая методика выполнения колебательных движений электрода, а также рациональность его перемещения. Для выполнения качественного шва существует несколько общих способов , применяемых в любых ситуациях, с помощью которых сварщиквыполняет движения во время сварки . Это движения «ёлочкой» (а), углом (б), «движение по спирали» (в), «движение полумесяцем» (г). Рис.1

При сварке вертикального углового сварочного шва наиболее удобно показать все способы колебательных движений электрода , к тому же это очень часто применяемая операция в сварке изделий из проката. При этом мы опустим все вопросы, связанные с разделкой кромок и подготовкой поверхностей перед сваркой.

С применением колебательных движений электрода полумесяцем или по спирали, изначально наплавляют электродом полочку на кромки, а после мелкими порциями без пропусков и разрывов наплавляют металл, рекомендуется выполнять сварку непрерывно. Дальнейшая сварка металла производится постепенно со смещением электрода выше, за собой оставляя, готовый сварочный шов. Другая схема колебательного движения при сварке – углом, предусматривает колебательные движения электрода с применением попеременного смещения вверх-вниз, без разрывов наплавливают на кромки металл с равномерным перемещением электрода вверх.

Методика «ёлочкой » характеризуетсядвижением электрода вверх, затем вправо , после этого по короткой траектории спускают вниз влево. Желательно чтобы капля металла застывала при каждом отдельном этапе сварки между кромками. После, ушедший электрод двигают вверх влево и опять спускают из точки подъёма, но теперь вниз вправо. Такими постепенными движениями с непрерывными отдельными порциями, и выполняется шов сварки.

Электроды для сварки углеродистых и низколегированных сталей характеризуются также уровнем сварочно-технологических свойств, в т.ч. возможностью сварки во всех пространственных положениях, родом сварочного тока, производительностью процесса, склонностью к образованию пор, а в некоторых случаях - содержанием водорода в наплавленном металле и склонностью сварных соединений к образованию трещин. Перечисленные характеристики, которые необходимо учитывать при выборе конкретной марки электрода, в значительной степени определяются видом покрытия.

Покрытие может быть:

Рутиловым,

Основным,

Целлюлозным,

Смешанным.

Электроды с кислым покрытием.

Основу этого вида покрытия составляют оксиды железа, марганца и кремния. Металл шва, выполненный электродами с кислым покрытием, имеет повышенную склонность к образованию горячих трещин. По механическим свойствам металла шва и сварного соединения электроды относятся к типам Э38 и Э42.

Электроды с кислым покрытием не склонны к образованию пор при сварке металла, покрытого окалиной или ржавчиной, а также при удлинении дуги. Сварку можно выполнять постоянным и переменным током.

Электроды с рутиловым покрытием.

Основу покрытия таких электродов составляют рутиловый концентрат (природный диоксид титана). Металл шва, выполненный электродами с рутиловым покрытием, соответствует спокойной или полуспокойной стали. Стойкость металла шва против образования трещин у электродов с рутиловым покрытием выше, чем у электродов с кислым покрытием. По механическим свойствам металла шва и сварного соединения большинство марок рутиловых электродов относится к электродам типа Э42 и Э46.

Рутиловые электроды обладают целым рядом преимуществ по сравнению с другими видами электродов, а именно обеспечивают стабильное и мощное горение дуги при сварке переменным током, малые потери металла на разбрызгивание, легкую отделимость шлаковой корки, отличное формирование шва. Электроды мало чувствительны к образованию пор при изменении длины дуги, при сварке влажного и ржавого металла и по окисленной поверхности.

К электродам рассматриваемой группы также относятся электроды с ильменитовым покрытием, занимающими промежуточное положение между электродами с кислым и рутиловым покрытиями. В состав покрытия этих электродов в качестве основного компонента входят ильменитовый концентрат (природное соединение диоксидов титана и железа).

Электроды с основным покрытием.

Основу этого вида покрытия составляют карбонаты и фтористые соединения. Металл, наплавленный электродами с основным покрытием, по химическому составу соответствует спокойной стали. Благодаря низкому содержанию газов, неметаллических включений и вредных примесей металл шва, выполненный этими электродами, отличается высокими показателями пластичности и ударной вязкости при нормальной и пониженной температурах, а также обладает повышенной стойкостью против образования горячих трещин. По механическим свойствам металла шва и сварных соединений электроды с основным покрытием относятся к электродам типа Э42А, Э46А, Э50А, Э55 и Э60.

Вместе с тем по технологическим характеристикам электроды с основным покрытием уступают другим видам электродов. Они весьма чувствительны к образованию пор при наличии окалины, ржавчины и масла на кромках свариваемых деталей, а также при увлажнении покрытия и удлинении дуги. Сварка, как правило, производится постоянным током обратной полярности. Перед сваркой электроды в обязательном порядке необходимо прокаливать при высоких температурах (250-420 0 С).

Электроды с целлюлозным покрытием.

Покрытие этого вида содержит большое количество (до 50%) органических составляющих, как правило, целлюлозы. Металл, наплавленный целлюлозными электродами, по химическому составу соответствует полуспокойной или спокойной стали. В то же время он содержит повышенное количество водорода. По механическим свойствам металла шва и сварных соединений электроды с целлюлозным покрытием соответствуют электродам Э42, Э46 и Э50. Для целлюлозных электродов характерно образование равномерного обратного валика шва при односторонней сварке на весу, возможность сварки вертикальных швов способом сверху вниз.

Все описанные выше электроды, предназначенные для сварки углеродистых и низколегированных сталей, с любым видом покрытия должны отвечать требованиям ГОСТ 9466-75 и ГОСТ 9467-75, а также требованиям технических условий на электроды.

В технических условиях могут содержаться дополнительные требования, которые являются необходимыми для более эффективного ведения процесса и/или получения сварных соединений с особыми характеристиками и повышенной эксплуатационной надежностью.

Сварка являет собой технологический процесс получения надежных соединений путем нагревания кромок деталей до температуры плавления. Ручная дуговая - наиболее распространенный ее вид. Этот способ высокопродуктивен, универсален, технологически прост и доступен в домашних условиях.

Суть РДС

Кромки соединяемых деталей плавятся за счет выделяемой теплоты ионизированным потоком частиц между катодом и анодом - электрической дугой. Ионизация происходит вследствие наличия тока и короткого замыкания между двумя полюсами при постоянных или переменных характеристиках.

Инструментом, используемым для создания и горения дуги, является электрод - стержень металлического или неметаллического происхождения. Работа может выполняться как одним, так и несколькими стержнями с возможностью создания дополнительной дуги между ними (сварка трехфазной дугой). Ионизированный поток электронов окружен испарениями с инструмента и его покрытия, плавящегося металла соединяемых деталей, результатов их взаимодействия с воздухом. Виды электродов для сварки определяются с учетом всех характеристик, присущих конкретному материалу.

Классификация стержней по материалу изготовления

По своей сути все сварочные инструменты для РДС делятся на плавящиеся и неплавящиеся.

• Плавящиеся: металлические инструменты, изготовленные из чугуна, стали, алюминия, меди (в зависимости от типа свариваемого металла). Стержень выступает катодом или анодом, а также выполняет функции присадочного материала для заполнения сварочной ванны и образования шва.
• Неплавящиеся: стержни угольные, из графита, из вольфрама; выполняют только первичную функцию; дополнительно используется присадочная металлическая проволока; вольфрамовые нужны при аргонодуговой сварке.

Среди первой группы выделяют основные виды электродов:

• Без покрытия. Этот тип инструментов не используется для РДС.
• Покрытые. Соответствующее покрытие применяется для поддержания стабильности дуги, защиты металла от выгорания, от влияния газов, повышения механических характеристик шва путем естественного легирования (попадания легирующих элементов с плавящего стержня в сварочную ванну).

Применение по виду работ

Виды электродов для перечисленные выше, имеют индивидуальное применение в зависимости от способа работ.

Угольные непокрытые электроды - первичное сварочное изобретение, которое принадлежит Н. Н. Бенардосу и относится к 1882 году - используются и в современности. Особенности: постоянный ток, прямая полярность, дополнительная подача присадочной проволоки, дуга стабильная, стержень сгорает медленно, науглероживания не происходит. Применение обратной полярности снижает характеристики дуги и шва (он науглероживается).

Металлические электроды - следующее изобретение в сфере технологии сварки, которое принадлежит Н. Г. Славянову (1888 г.). Вместе с ними зародились прообразы современных сварочных аппаратов. Сваривание с помощью плавящихся стержней нашло более широкое применение в промышленности и получило активное развитие. На сегодняшний день используется в ручной дуговой, автоматической и полуавтоматической (под флюсом) сварке.

Вследствие высокой температуры плавления 3422˚С применяется в качестве неплавящегося при аргонодуговой сварке. Таким образом, различным сварочным технологиям соответствуют конкретные виды электродов.

Распределение по назначению

Назначение - это та характеристика, в соответствии с которой распределяются абсолютно все известные электроды. Виды и применение стержней обозначается одной буквой (ГОСТ 9466-75):

• конструкционные стали, в том числе низколегированные с прочностью 60 кгс/мм 2 (600 Мпа) в маркировке обозначаются буквой «У» - углеродистые;
• легированные конструкционные стали, имеющие прочность 600 Мпа - «Л»;
• высоколегированные конструкционные стали - «В»;
• теплостойкие легированные стали - «Т»;
• сплавы с особыми свойствами, для которых характерна наплавка - «Н».

Назначение указывается в развернутой марке.

Покрытия стержней

Разнообразные по составу и происхождению покрытия используются в индивидуальных случаях для различных материалов. Применяются следующие виды покрытия электродов:

• Кислые «А». Содержат ферромарганец и ферросилиций. Применяются для прямого или постоянного тока. Характеризуются высокими скоростями плавления. Лучше использовать для нижних швов.
• Рутиловые «Р». Содержат рутил (двуокись титана), карбонаты, алюмосиликаты, ферромарганец, жидкое стекло. Сварка швов любого положения и типа прямым или постоянным током. В результате последовательных химических реакций образуется защитный шлак, который предупреждает выгорание элементов. Хорошее качество низкая токсичность.
• Целлюлозные «Ц». В состав входят целлюлоза, марганцевая руда, тальк, рутил, ферромарганец. Образуются защитные газы вокруг дуги и сварочной ванны. Для всех швов; высокая скорость выполнения работ; хорошее качество; нельзя допускать перегрева; большие потери при разбрызгивании. Используются для трубопроводов.

• Основные «Б». В составе карбонаты и фториды кальция. Происходит образование защитного углекислого газа вследствие реакции углерода из карбонатов с кислородом горения дуги. Желательно выполнять работы под постоянным током с полярностью в обратном направлении. Во время сварки под переменным получается низкокачественный шов, требуются дополнительные технологии для повышения его механических характеристик.
• Прочие «П». Содержат легирующие элементы. Качество шва повышается за счет введения в него определенного количества легирующих элементов с плавящего электрода.
• Специальные. Содержат жидкое стекло со смолосодержащими веществами. Защищают от проникновения влаги. Применяются для сварки под водой.

Конкретные назначения имеют все покрытые электроды. Основным видом покрытия является рутиловое вследствие своей универсальности. Покрытия выполняют защитные функции путем раскисления сплава в сварочной ванне, добавления в него легирующих элементов, образования ореола защитных газов или шлака. Это позволяет избежать низшего качества шва, чем у материалов кромок деталей, обеспечить формирование добротных сварных соединений.

Требования к инструментам, установленные ГОСТ 9466-75

• Электроды должны быть изготовлены из качественного материала.
• Покрытие должно быть цельным, не иметь значительных дефектов (допускается существование мелких вмятин и трещин без вздутий и пористости).
• Высокая механическая стойкость к случайным ударным нагрузкам.
• Разные виды покрытия электродов должны равномерно оплавляться, не осыпаться, не образовывать неровных островков, не разбрызгиваться свыше допустимых характеристик.
• Стержень должен обеспечивать образование качественного шва: без трещин, пор, местного избытка наплавленного металла.
• Рациональный выбор в соответствии с учетом всех необходимых параметров и соблюдения технологии - залог формирования надежного прочного соединения.

Выбор стержня в зависимости от размера

Начинающему сварщику более известны виды электродов, определяющиеся по размеру. Диаметр инструмента, с помощью которого будут проводиться работы, выбирается строго в соответствии с толщиной свариваемой детали. Он не шифруется, а четко указывается в маркировке инструмента. Длина электрода также фиксирована в соответствии с его диаметром. Важно иметь понятие о длине зачищенного непокрытого конца инструмента.

Толщина подготовленных кромок, мм	Диаметр электрода, d, мм	Длина электрода, мм	Длина зачищенного непокрытого конца, мм
			20
			25
			25
			30
			30

Для домашних сварочных работ наиболее часто используются виды электродов для дуговой сварки с диаметром 2-4 мм. Толстые стержни применимы в ремонтных мастерских и на производстве.

Толщина покрытия

Она имеет свое обозначение в маркировке инструмента. Определяется коэффициентом ее отношения D (мм) к толщине самого стержня d (мм). Распределяется на 4 группы:

• тонкое «М» (коэффициент до 1,2);
• среднее «С» (коэффициент имеет значения в пределах от 1,2 до 1,45);
• толстое «Д» (коэффициент - в пределах 1,45-1,8);
• особо толстое «Г» (значение коэффициента свыше 1,8).

На результаты работ влияют не только виды покрытий электродов ручной дуговой сварки, но и толщина самого покрывающего слоя, а также размеры стержня. Правильный подбор размера электрода обеспечивает хорошую скорость работ, качественные параметры дуги и формируемого соединения.

Выбор стержней в зависимости от типа шва и его пространственного положения

Швы имеют несколько классификаций:

• В зависимости от действия основных сил: фланговые, лобовые, косые, торцевые.
• В соответствии с положением свариваемых деталей: стыковые, угловые, тавровые, соединения внакладку.
• В зависимости от наличия скоса кромок: со скосом, без скоса.
• В соответствии с положением в пространстве: нижние, верхние, горизонтальные, вертикальные.

На выбор влияет пространственное положение шва. Его тип обозначается в маркировке стержня.

• 1 - для сварки во всех положениях;
• 2 - исключения относятся лишь к вертикальным швам сверху вниз;
• 3 - для нижних швов, горизонтальных у вертикальной плоскости, вертикальных снизу вверх;
• 4 - для нижних швов.

Тип шва относительно пространственного положения учитывается при определении значений тока.

Влияние электрических параметров дуги на выбор сварочных инструментов

Сварка может осуществляться под прямым или постоянным током, прямой («минус» на электроде, «плюс» на изделии) или обратной полярности. Выбор зависит от свариваемого материала и его свойств. Вид тока определяется источником питания.

В качестве основного оборудования, генерирующего и (или) преобразующего ток, могут использоваться: трансформаторы и осцилляторы (снижают напряжение сети до необходимых значений), преобразователи и выпрямители (преобразуют переменный ток сети в постоянный ток сварочного процесса).

Параметры, необходимые для воспламенения дуги, значительно отличаются от тех, которые прослеживаются во время ее поддержания. Напряжение, необходимое для быстрого образования дуги, называется напряжением холостого хода. Рассмотрим значения напряжений, необходимые для воспламенения дуги и для поддержания ее горения.

Виды сварочных электродов различаются в зависимости от сетевых характеристик и обозначаются цифрами от 0 до 9:

• 0 - только для постоянного тока обратной полярности;
• 1-9 - для любых токов;
• 1, 4, 7 - любая полярность;
• 2, 5, 8 - прямая;
• 3, 6, 9 - обратная;
• 1-3 - напряжение холостого хода 50 В;
• 4-6 - 70 В;
• 7-9 - 90 В.

Выбор влияет на особенности технологии и качественные характеристики швов. Так, наименьшую глубину проваривания обеспечивает работа с переменными параметрами сети. Используется для неприхотливых материалов и несложных конструкций. При сварке дугой с постоянными характеристиками и обратной полярностью глубина сварочной ванны и механические свойства шва получаются на 50% выше, чем даже при прямой полярности. Используют для неподатливых материалов и ответственных конструкций.

Определение силы тока

При дуговой сварке ручного типа она может быть разной - от 30 до 600 А. Выбор необходимого значения осуществляется в зависимости от диаметра рабочего электрода и типа шва относительно пространственного положения. Вычисляется следующим образом:

• Для нижних швов: I=d*k.
• Для верхних - I=k*d*0,8.
• Для горизонтальных - I=k*d*0,85.
• Для вертикальных швов - I=k*d*0,9.

где I - сила тока, А;

d - диаметр, мм;

k - коэффициент, А/мм.

Коэффициент зависит от диаметра стержня:

• для электродов толщиной 1-2 мм - k=25-30 А/мм;
• 3-4 мм - k=30-45 А/мм;
• 5-6 мм - k=45-60 А/мм.

Повышение силы ускоряет рабочий сварочный процесс. Преувеличение допустимых значений может привести к перегреву кромок, чрезмерному выгоранию компонентов, ухудшению качества сварного шва.

Маркировка

С целью рассмотрения всех нюансов маркировки важно привести стандартный пример в соответствии с ГОСТ 9466-75 и 9467-75: (Э42А-УОНИ-13/45-3,0-УД)/(Е432(5)-Б10).

• Марка: УОНИ-13/45.
• Тип: Э42А - электрод для РДС, обеспечивает прочность шва 420 Мпа повышенной пластичности (А).
• 3,0 - диаметр 3 мм.
• У - для сваривания углеродистых сталей и низколегированных конструкций.
• Д - толстое покрытие.
• Е432 (5) - индексы, в которых зашифрованы характеристики соединения и наплавленного метала.
• 43 - прочность на разрыв не меньше 430 Мпа;
• 2 - относительное удлинение не меньше 24%;
• 5 - сварка возможна при температуре до -40˚С; при этом обеспечивается минимально допустимое значение металла 34 Дж/см 2 .
• Б - основное покрытие.
• 1 - пространственное положение шва: любое.
• 0 - сварка только дугой с постоянными характеристиками и прямой полярностью.

Использование различных типов и марок сварочных инструментов

Все, рассмотренное выше, относятся больше к маркировке электродов для РДС стали. Важно привести примеры используемых стержней для разнообразных черных и цветных металлов. Ниже представлены их наиболее распространенные типы.

Виды электродов распределяются в зависимости от свариваемого металла и заданных типовых механических характеристик шва.

Углеродистые низколегированные стали свариваются стержнями типов:

• Э42: марки АНО-6, АНО-17, ВСЦ-4М.
• Э42: УОНИ-13/45, УОНИ-13/45А.
• Э46: АНО-4, АНО-34, ОЗС-6.
• Э46А: УОНИ-13/55К, АНО-8.
• Э50: ВСЦ-4А, 550-У.
• Э50А: АНО-27, АНО-ТМ, ИТС-4С.
• Э55: УОНИ-13/55У.
• Э60: АНО-ТМ60, УОНИ-13/65.

Легированные стали повышенной прочности:

• Э70: АНП-1, АНП-2.
• Э85: УОНИ-13/85, УОНИ-13/85У.
• Э100: АН-ХН7, ОЗШ-1.

Высокопрочные Э125: НИИ-3М, Э150: НИАТ-3.

Наплавка металла: ОЗН-400М/15Г4С, ЭН-60М/Э-70Х3СМТ, ОЗН-6/90Х4Г2С3Р, УОНИ-13/Н1-БК/Э-09Х31Н8АМ2, ЦН-6Л/Э-08Х17Н8С6Г, ОЗШ-8/11Х31Н11ГСМ3ЮФ.

Чугун: ОЗЧ-2/Cu, ОЗЧ-3/Ni, ОЗЧ-4/Ni.

Алюминий и сплавы на его основе: ОЗА-1/Al, ОЗАНА-1/Al.

Медь и сплавы на ее основе: АНЦ/ОЗМ-2/Cu, ОЗБ-2М/CuSn.

Никель и его сплавы: ОЗЛ-32.

Из приведенного списка можно сделать вывод о том, что маркировочная система очень сложна, при этом основана на примерно одинаковых принципах шифровки характеристик стержня, его покрытия, диаметра, наличия легирующих элементов.

Качество сварочного соединения зависит от рациональной технологической схемы. На то, какие виды электродов выбирать, влияют следующие факторы:

• Свариваемый материал и его свойства, наличие легирующих элементов и степень легирования.
• Толщина изделия.
• Тип и положение шва.
• Заданные механические свойства соединения или наплавленного металла.

Начинающему сварщику важно ориентироваться в основных принципах выбора и маркировки инструментов для а также оперировать распределением марок стержней по назначению, знать основные виды электродов и рационально их применять во время сварочных работ.

Для формирования качественного сварного шва необходимо правильно подобрать марку электродов. Это возможно только после ознакомления с основными нормативными документами – ГОСТами. В них подробно описываются характеристики электродов, их эксплуатационные и технические параметры.

Маркировка

Электроды предназначены для поступления тока к заготовке для формирования соединительного или ремонтного шва. Они различаются по материалу изготовления, области применения и специфике работы.

Сначала предварительно следует разобраться с особенностями классификации и . При умении правильно распознавать символы можно подобрать оптимальную марку.

Маркировка состоит из нескольких разделов:

• Прочностная характеристика, Мпа.
• Уникальная марка – числовое и буквенное обозначение.
• Диаметр, мм.
• Область применения – указание контентных видов сталей или других металлов.
• Толщина покрытия.
• Специальный индекс, по которому можно определить характеристики металлов. Это указывается в ГОСТ 10051-75, 10052-75 и 9467-75.
• Эксплуатационные параметры. Вид покрытия, пространственное положение при сварке и режим работы аппарата – ток (постоянный или переменный), его полярность.

Каждая из этих характеристик указывает на область применения электрода, его эксплуатационные качества. Поэтому нужно рассмотреть их подробнее.

Назначение

Наиболее важной характеристикой является область применения электродов относительно материалов сваривания. Некоторые модели могут успешно формировать соединительные и ремонтные швы у металлов различных видов. Но чаще всего существуют ограничения по определенному виду.

Главным критерием является марка металла и виды работы с ним. Согласно этому параметру существует 5 классов электродов, в каждом из которых есть несколько типов:

• «У» — работа с углеродистыми и низкоуглеродистыми марками сталей, которые характеризуются временным сопротивлением разрыва более 600 Мпа.
• «Л» — сварочные работы с высоколегированными металлами и сопротивлением разрыва свыше 600 Мпа.
• «Т» — для теплоустойчивых сортов стали.
• «В» — работа с металлами, обладающими особыми свойствами.
• «Н» — для наплавки поверхностных слоев.

В таблице указаны некоторые марки электродов по области назначения.

Точное назначение указывается производителем на упаковке. Но кроме него необходимо правильно подобрать модель в зависимости от типа выполняемых работ.

Таким образом можно подобрать оптимальную марку расходных материалов для сварки.

Характеристики покрытия

Покрытие электродов определяет параметры будущего сварочного шва. Оно наносится в процессе производства и в большинстве случаев необходимо для формирования оптимальной газовой среды в ванной.

Различают 5 типов покрытия:

1. Рутиловое.
2. Кислое.
3. Основное.
4. Целлюлозное.
5. Смешанный тип.

Каждый из них предназначен для выполнения определенной работы. Также они напрямую влияют на возможные направления сварки.

Кроме этого, следует обращать внимание на толщину покрытия. От этого будет зависеть объем газовой среды. Основной характеристикой является соотношение диаметров стального стержня и покрытия.

Важно – при выборе следует руководствоваться не только общим диаметром электрода, но и толщиной его покрытия и составом.

Положение электрода

Перед проведением сварочных работ необходимо правильно выбрать расположение электрода относительно детали. Не все модели могут работать в нижнем или вертикальном положении. В особенности это важно при сварке в труднодоступных местах стальных конструкций.

Узнать возможные положения можно из данных маркировки. Они могут быть как цифирные, так и в виде графического изображения. Последнее удобно, так как наглядно можно увидеть рекомендуемое положение электрода относительно плоскости детали.

Стоит отметить, что от положения сварки зависит трудоемкость работ. Чем меньше вариантов для конкретной марки электродов – тем труднее будет сделать сварной шов.

Режимы работы сварочного аппарата

Важно учитывать допустимые режимы работы сварочного аппарата. К ним относятся значение холостого хода и полярность. Также необходимо знать допустимые отклонения этих характеристик.

Зная вышеописанные параметры, можно подобрать оптимальную марку электродов, тем самым обеспечив качественный сварной шов. Но нужно помнить, что это во многом зависит от квалификации и опыта рабочего.

Хотя метод сварки плавлением широко распространен на сегодняшний день, однако большинство конструкций изготовлены именно путем применения ручной дуговой сварки. Данный вид сварки осуществляется штучными электродами, внешне напоминающими металлический стержень.

Один конец стержня, длина которого составляет 30 мм, зажат электродержателем с целью снабдить электрическим контактом. Второй же конец очищен, чтобы в момент контакта с изделием не было трудностей, связанных с поджогом дуги.

Надо сказать, что несмотря на то, что чисто внешне конструкция кажется простой, металлический электрод по своей технологической и металлургической системе довольно сложен.

В момент плавки электрода возникающие процессы разительно отличаются от металлургических процессов, осуществляющихся в период плавки стали.

Следует отметить краткосрочность, небольшие по объему реагенты, высокую степень температуры в зоне сварки, а также интенсивное контактирование металла, шлака и газа.

В столбе дуги, помимо расплавки, происходит испарение железа и его химических составляющих. Наблюдается активный процесс окисления, поглощения металлом газов, пропитка наплавленного металла азотом, кислородом и водородом. По истечении всех этих процессов наблюдаете легировку, окись и раскисление металла.

Все металлургические и химические свойства электродов можно определить по свойствам шпаков. Те же свойства, но уже самих шлаков, определяют то технологическим свойствам шлака Соотношение компонентов покрытия металла должно быть таким, чтобы по окончании температура плавления снизилась, шлак стал вязким, а интервал затвердение был укорочен.

Основные характеристики электродов:

• удлинение
• ударная вязкость
• угол изгиба
• повременное сопротивление изгибу

Согласно этих характеристик и ГОСТа 9467-75, строится следующая классификация типов электродов:

1. К первому типу относятся электроды э38,э42, э46, э50. Все эти электроды применяются в процессе сварки стали, временное сопротивление которой способно достигать 490 Дж/кв. см.
2. Ко второму типу относятся электроды э42, э4б, э50 А. Данные электроды используются в сварке тех же сталей с повышенными требованиями к металлу, связанные с удлинением и вязкостью.
3. К третьему типу относят электроды э55,э60. Они необходимы для сваривания сталей, временное сопротивление который превышает 490 Дж/кв. см. При этом способно достигать 590 Дж/кв. см. Все эти электроды именуются под общегрупповым названием «Электроды для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей».

В зависимости от вида покрытия все типы электродов различаются своими сварочно-технологическими свойствами. Вид покрытия влияет на проведение самой сварки во всех положениях.

Электроды для сварки легированных конструкционных сталей повышенной и высокой прочности

Эту группу составляют сварочные электроды для легированных сталей, временное сопротивление которых по отношению к разрыву составляет 590 Мпа. Различают два варианта сварки с использованием данных типов сталей: с термической обработкой и без термической обработки.

Если по завершении сварки следует термическая обработка, то используются электроды, направленные на достижение получения равнопрочных сварных соединений. ГОСТ 9467-75 выделяет 5 основных типов электродов, применяемых в сварке конструкционных сталей: Э70, Э85, Э100, Э125,Э150. Согласно стандарту, в состав металла входит фосфор, сера в процентном соотношении 0,030 %-0, 035%.

Надо сказать, что во время сварки, конструкции, применяемых в экстремальных условиях, а также сам выбор марки электродов влияет на химический состав металла и электрода. Все характеристики по химическому составу указаны в документации и на электродах.

Если сварка проходит без термической обработки, то прибегают к электродам, которые содействуют получению металла шва аустенитной структурой. В результате получаются сварочные соединения, которые характеризуются повышенной плотностью и стойкостью против появления трещин, а также прочным металлом шва. Собираясь использовать данные электроды, необходимо принимать во внимание ряд особенностей, свойственные исключительно этому типа стали. Эти электроды применимы, в том числе и в сварке высоколегированных и разнородных сталей.

Электроды для наплавки

Данную группу составляют электроды, которые предназначены для дуговой сварки и наплавки поверхностных слоев, характеризуемых особенными свойствами. Все электроды при изготовлении должны соответствовать ГОСТу 9466-75, ГОСТу 10051-75. В соответствии с наплавкой поверхностных слоев, в зависимости от химического состава металла и его твердости в условиях оптимальной температуры, различают целых 44 типа в соответствии с ГОСТом. Регламент, основой которого являются технические условия металла, определяет 6 типов электродов.

1. Электроды, способствующие получению низкоуглеродистого низколегированного наплавленного металла. Характеризуемых повышенным уровнем стойкости, несмотря на трения металла с металлом и воздействия со стороны нагрузок.
2. Электроды, способствующие получению того же металла и с теми же свойствами, выдерживающему рабочую среду с температурой выше 600-650 градусов.
3. Электроды, способствующие получению углеродистого наплавленного метала, определяемый высокой стойкостью, в рабочей среде с абразивным изнашиванием и рядом тяжелых нагрузок.
4. Электроды, направленные на образование углеродистого высоколегированного наплавленного металла, характеризуемый всеми выше перечисленными свойствами + высокими температурами, где в пределах 650-850 градусов.
5. А также электроды, участвую в сварке по выработке высоколегированного аустенитного наплавленного металла в среде с коррозионно-эрозионными свойствами.
6. Электроды, вырабатывающие дисперсноупрочныемый высоколегированный металл, в условиях сложных температурных колебаний, достигающих шкалу в 1100 градусов.

Кроме того, наплавочные работы необходимо выполнять, использую специализированные промышленные технологии. В выполнение наплавки могут быть включены следующие этапы: предварительный подогрев, сопроводительный подогрев, термическая обработка и многое другое, необходимое для достижения всех свойств наплавляемой поверхности.

Электроды, предназначенные для холодной сварки и наплавления чугуна

Эту группу составляют, сварочные электроды, необходимые для того, чтобы удалять все дефекты в чугунных отливах. Кроме того, применяются электроды, которые необходимы в ремонте давно вышедшего из эксплуатации специального оборудования, а также в целях восстановления потрепанных деталей механизма.

В каком-то смысле, сварочные электроды могут быть полезны и в сфере производства сварно-литых конструкций. Процесс холодной сварки и наплавки чугуна осуществляется без подогрева, так как в этом нет необходимости, раз теплодвижение понижено, протяжение валика составляет от 25 до 60 мм. В условиях температурного режима в 60 градусов валики подвергаются охлаждению.

Благодаря всем типам электродов появляется возможность вырабатывать наплавленный металл шва, с заранее указанными свойствами и характеристиками стали, стальных сплавов с медью, никелем, железоникелевым сплавом и т.д.

Свойства электродов:

• сварка в любом положении в пространстве
• род сварочного тока
• производительность процесса
• образование пор и трещин
• наличие водорода

Все эти моменты нужно учитывать, выбирая электроды. Также нельзя забывать о видовой принадлежности покрытия (рутиловое, основное, кислое, с содержанием целлюлозы, комбинированное).

Использование электродов содействует обеспечению ряда условий:

1. облегченное зажигание дуги и ее горение
2. равномерная расплавка покрытия и покрытия шва
3. свободное удаление шлака
4. отсутствие каких-либо дефектов, пор, трещин

Все электроды классифицируются по таким признакам, как:

• используемый в производстве электродов материал
• Назначение стали
• толщина покрытия стержня
• вид покрытия
• характер шлаков
• свойства металла шва
• разрешенные положения в пространстве во время сваривания сталей
• наплавки металла
• род и полярность используемого тока

Классификация электродов согласно ГОСТа 9466-75 по характеру свариваемого металла:

• у - (низко-)углеродистые, конструкционные стали
• л - легированные
• г - легированные теплостойкие стали
• в - высоколегированные стали