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).
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.
Материал электродов
В зависимости от материала изготовления разделяют расходники двух разновидностей.
Графитированные
Неплавящиеся неметаллические изделия. Особенность технологии изготовления в том, что сырье подвергают изотермической выдержке при температуре, превышающей 2 тыс. градусов. Прессовка графита производится под давлением 200 атм. Еще одна категория неплавящихся изделий — вольфрамовые, которые применяют для особенно качественного соединения элементов.
Плавящиеся
Основу их составляет металлический стержень. На него наносят смесь, образующую в процессе эксплуатации изделия защитный шлаковый слой. Покрытие состоит из оксидов. В качестве связующего элемента используют жидкое стекло.
Особенности
Чтобы рутил-электроды работали эффективно и в полном объеме, надо знать несколько правил их использования:
- Перед работой просушить не менее суток или прокалить час при температуре 160-180 градусов;
- Готовить кромки к сварке. Особенно при толщине металла 6-7 мм;
- Зазор – одинаковый на протяжении всей сварки;
- Зажечь дугу при смене электрода чуть выше окончания шва.
Из рекомендаций профессиональных сварщиков хочется обозначить:
- Лучше варить не очень тонкий металл, так как могут появиться поры (тонкий металл требует таврового шва и больших размеров электродов);
- Пригодны для сварки стали, имеющей окалину;
- Лучшие электроды для сварки на потолке и вертикально;
- Работу можно производить как в домашних условиях, так и в производственных масштабах.
Отрасли применения
Рутиловые сварочные электроды широко используют для работ:
- на трансформаторах;
- генераторах;
- инверторах;
- на газовых магистралях;
- при проводке воды;
- при строительстве распределительных сетей;
- в нефтепроводах;
- при ремонте инструмента и запчастей;
- при наплавке толщины деталей.
Широко применяются в строительстве, в машиностроении, электротехнической промышленности, в производстве конструкций коробчатого типа, в нефте-газовой промышленности – для сварки труб.
Могут работать:
- на постоянном токе;
- при резком понижении напряжения в сети;
- на переменном токе;
- в любом пространственном положении.
В сваривании труб любого диаметра и состава рутиловые электроды – самые лучшие и востребованные.
Марки и соответствие ГОСТу
Все электроды этого вида по составу полностью соответствуют стандартам и ГОСТам — 9466-75, 9467-75, соответствуют международным стандартам.
Различают различные марки – в зависимости от состава покрытия. Маркировка обозначена на упаковке, где буква Р соответствует рутилу, а Ц – говорит о наличии целлюлозы в составе покрытия.
Буквы и аббревиатуры на коробках расшифровываются следующим образом:
- МР – марка;
- МП3 – марка и диаметр;
- У – для сварки углеродистых и низколегированных сталей;
- Д – с толстым покрытием;
- Трехзначные числа – индексы, характеризующие металл шва и наплавленный металл.
Эти элементы сварки выпускают как отечественные производители, так и зарубежные.
Таблица производителей рутиловых электродов
| Страна-производитель | Марка |
| Россия | МР-3, МР-3С; ОЗС-4, ОЗС-6, ОЗС-12; АНО-21; ЗРС-1; ЗРС-2 |
| Турция | GEKA ELIT |
| США | Omnia 46 |
| Швеция | OK 46.00 |
| Китай | AWS E6013 и Е-7018 |
Чаще применяют отечественные виды, так как они отличаются низкими ценами — от производителя, а по качеству и соответствию европейским стандартам ничуть не уступают зарубежным аналогам.
Существует различная упаковка – от 1 кг до 5-ти, что позволяет выбрать количество электродов в зависимости от масштаба предстоящих сварочных работ. В зависимости от материалов для сварки применяются электроды разного диаметра:
- 2 мм
- 2,5 мм;
- 3,2 мм;
- 5 мм;
- 6 мм.
Длина варьируется от 300 до 450 мм.
Помимо опыта сварщика и его знаний, необходимы качественные, экономичные, наиболее безопасные электроды – таковыми являются рутиловые. Стабильно удерживает горение электрической дуги и аккуратный шов – также привлекает опытных мастеров в сварке именно к данному виду.
Перед сварочными работами получите консультации специалистов, ведь вполне вероятно, что рутиловые электроды – это то, что нужно именно вам, только уточните их количество, размеры и тонкости подготовки к работе. Ведь сварка – это процесс, требующий определенных навыков и квалификации.
Если решили произвести сварные работы в домашних условиях, также проконсультируйтесь у опытного мастера и внимательно читайте инструкции и все, что написано на упаковках. Электроды не приемлют небрежного отношения. Правила сварки следует соблюдать неукоснительно, используя средства защиты, в том числе защитные очки и специальные рукавицы.
Профессионально применяя эти электроды, вы обнаружите, что и шов получился красивым, и затраты небольшие, и удобно работать.
Свойства нержавейки
Нержавейка имеет низкий коэффициент проводимости тепла. Поэтому во время сварных работ требуется прогрев локальной области для формирования равномерного шва. Чтобы добиться требуемых технических характеристик, нужно на сварочном аппарате устанавливать токи большой величины.
Чтобы не допустить перегрева или окалин, требуется при стыковке деталей делать увеличенный зазор, чем в случае сваривания стальных заготовок. Шов воспринимает значительные деформационные нагрузки в процессе остывания, за счёт чего основные конструктивные элементы сохраняют геометрию.
Электрод для сварки со специально подобранным составом под конкретные сплавы позволяет избегать перегрева основного стержня. То есть сопротивление металлов примерно совпадает, за счёт чего процесс перегрева отсутствует.
Переменным или постоянным током
Сваривание переменным и постоянным током обладает своими особенными характеристиками.
Основные преимущества постоянного напряжения: экономия сварочных материалов за счет низкого уровня разбрызгивания; комфорт и легкость проводимых работ; качественный шов; высокая производительность сварки; отсутствие непроверенных участков. Недостатком является высокая стоимость оборудования, способного выдавать постоянный ток. Подробнее здесь.
Главные достоинства переменного тока: легкость и доступная цена оснащения, работающего на переменке; удобство проведения сварочных работ; гарантия качественного соединения. Основные минусы: меньшая стабильность дуги; большое количество брызг способствует значительному расходу материалов. Подробности тут.
Коррозионностойкие стали можно сваривать различными способами. Однако, чаще всего, для сварки нержавейки используются два метода соединения:
- Ручное сваривание покрытыми электродами.
- Сварка вольфрамовым электродом в среде защитных газов.
В зависимости от метода сварки используется различный вид напряжения, а соответственно применяются электроды, подходящие для переменного или постоянного тока.
Электроды постоянного тока по нержавейке
Приступая к работе мастер должен решить какими электродами можно варить нержавейку. Сварочные материалы с обмазкой без особых проблем обеспечивают оптимальное качество соединения. Ручное сваривание осуществляется, как правило, постоянным напряжением обратной полярности. Поэтому используются нержавеющие электроды следующих марок:
Электроды ОЗЛ-8 предназначены для сварки конструкций, которые будут эксплуатироваться в условиях высоких температур – до 1000°С. При это достоинства данной марки во многом схожи с ЦЛ-11.
НЖ-13 успешно используются для сваривания деталей из пищевой стали. Расходники данной марки отлично сваривают сплавы, где присутствуют хром, никель и молибден. Главная отличительная особенность таких электродов – образование тонкого слоя шлаковой корки, которая отделяется самопроизвольно.
Электроды НИИ-48Г.
Ниже приведен перечень ещё нескольких востребованных электродов по нержавеющим сталям:
ЗИО-8 предназначены для жаростойких коррозионностойких сталей.
Электроды НИИ-48Г используются для работы с ответственными конструкциями.
ОЗЛ-17У подойдут для нержавейки, работающей в средах, где присутствуют серная или фосфорная кислоты.
В соответствующем разделе представлены остальные марки электродов для сварки нержавейки.
Электроды для переменного тока для нержавейки
Не все исполнители располагают оснащением, работающим на постоянном напряжении. Из-за чего возникает вопрос: можно ли варить переменным током нержавейку?
Есть такие электроды, например, это марки ОЗЛ-14, ЛЭЗ-8, ЦТ-50, ЭА-400, ОЗЛ-14А, Н-48, АНВ-36 и другие.
Сваривание вольфрамовыми электродами (на картинке) в среде газов также можно проводить переменным током прямой полярности. Данный метод соединения применяется в следующих случаях:
- сваривание тонкостенных изделий;
- повышенные требования к сварочному шву.
Данные сведения помогут исполнителю любого уровня определить какие электроды для сварки нержавейки переменным током следует использовать при решении конкретных задач.
В качестве вывода, следует отметить, что электроды для нержавейки переменного тока менее востребованы. Данный факт обусловлен меньшей популярностью переменного напряжения по сравнению с постоянным.
Постоянка обладает большим спектром достоинств и используется профессионалами намного чаще.
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.
Прокалка, сушка и хранение
При хранении электродов в холодном и влажном месте происходит отсыревание. Наличие влаги затрудняет поджиг, приводит к залипанию и разрушению покрытия. Перечисленные факторы негативно сказываются на качестве работы, поэтому проводится предварительная подготовка.
Прокалка и сушка отличаются температурой и способом нагрева. Прокалка электродов – это термическое воздействие, направленное на снижение содержания влаги в покрытии. Сушка проходит при меньших температурах с постепенным нагревом.
Прокаливать необходимо:
- после попадания влаги;
- после длительного хранения;
- когда электроды лежали во влажном месте;
- при сложностях в работе, вызванных содержанием влаги.
Больше двух раз электроды прокаливать нельзя, иначе покрытие может отделиться от стержня.
Рисунок 14 — Термопенал
Сушка помогает повысить температуру расходников перед работой, чтобы перепад температур не испортил сварочную ванну и шов был качественным. Операция помогает создать герметичное соединение в изделиях под давлением. Именно постепенный нагрев помогает выпарить влагу и избежать образования известкового налета. Режим и продолжительность сушки зависят от марки электродов и указываются производителем на упаковке. Остывание должно быть вместе с печью, чтобы избежать резкого изменения температуры.
Рутиловый и целлюлозный типы покрытия менее чувствительны к влаге. Прокалка перед работой необязательна. В случае насыщения влагой целлюлозные электроды просушивают при t=70 °C и не выше, чтобы избежать трещин. Рутиловые сушат при 100–150 °C на протяжении 1–2 часов. Распакованные основные электроды прокаливают 1–2 часа при t=250–350 °C.
Для нагрева используются электропечи, термопеналы и пеналы-термосы. Оборудование позволяет регулировать температуру и обеспечивать нагрев до 100–400 °C. Для сушки в домашних условиях подойдет электродуховка. «Самобытный» способ сушки – это промышленный фен. Электроды помещают в трубку и направляют в нее поток горячего воздуха.
Хранение
Правильное хранение электродов поможет не потерять свойства и избежать сушки. В месте хранения должно быть тепло и сухо, без резких колебаний. Даже суточные изменения сопровождаются выпадением росы, которая быстро поглощается обмазкой. Температура не должна опускаться ниже 14 °C, а влажность держаться в пределах 50%. Срок годности электродов при соблюдении условий хранения ограничивается только их состоянием.
Рисунок 15 — Самодельный пенал для хранения
ПОСМОТРЕТЬ Пенал для хранения электродов на AliExpress →
Заводская упаковка имеет герметичную запайку в пленку, которая защищает от воздействия влаги. Хранить пачки следует на полках и стеллажах, но не на полу и не возле стен. Для длительного хранения рекомендуется держать распакованные стержни в термопеналах подходящего размера. Такую тару можно приобрести в специализированном магазине или изготовить самостоятельно.
Виды покрытий
Электроды для сварки подбираются так, чтобы материал стержня максимально точно совпадал со свариваемым металлом. Только так можно получить качественный шов с равномерной структурой, повышающей его прочность
Не менее важной является обмазка, которая должна обеспечить стабильную дугу, равномерное плавление сварочной ванны и защитить ее от внешних факторов. Некоторые составы даже позволяют варить по ржавой или масляной поверхности без предварительной подготовки. Различают несколько видов:
Различают несколько видов:
- Кислое маркируется буквой А. Композиция состоит из кремния, марганца, титана, оксидов железа и других элементов. Преимущество обмазки – отсутствие порообразования в шве даже на ржавых заготовках или при наличии окалины. Основной недостаток покрытия – высокий риск появления горячих трещин при сваривании. Электроды с кислой обмазкой хорошо работают на постоянном и переменном токе, применяются для нижних швов. Такой тип используется для марок Э-42 и Э-38.
- Основное, или флористо-кальциевое, которое обозначается буквой Б. Используется для ручной дуговой сварки. Состоит из шлаковой основы с добавлением карбоната кальция, фтористого калия и минералов, которые выделяют защитный газ. Основная обмазка отличается высоким процентом шлакообразования, а наплавленный металл содержит малую часть водорода, потому что отсутствуют органические соединения-поставщики. Наплавляемый металл окисляется слабо, что снижает риск образования трещин. По сравнению с рутиловым покрытием обеспечивается высокое сопротивление сероводородному растрескиванию, поэтому электроды с такой обмазкой успешно применяют для соединения трубопроводов. Работают от постоянного тока обратной полярности.
- Рутиловое маркируется буквой Р. Считается универсальным и самым распространенным. В составе обмазки около половины занимает рутил (двуокись титана), а также ферромарганец, карбонаты и жидкое стекло. Небольшой процент кремния и кислорода снижает риск образования горячих трещин. Наплавленный металл имеет высокий показатель ударной вязкости. Газ от сгорания карбонатов и органических материалов защищает сварочную ванну. Наплавленный металл склонен к образованию окислов под воздействием пара или углекислого газа. При соблюдении режимов содержание водорода минимальное, что исключает появление пор. Сварные швы получаются качественными.
Электроды с рутиловым покрытием перед началом работы необходимо прокаливать, что повысит качество шва. Такие расходные материалы позволяют накладывать шов по ржавчине. Отличаются чувствительностью к температуре и повышенным режимам, что приводит к браку.
Технические характеристики рутилового слоя превосходят основной и кислый. Стержни легко поджигаются и работают во всех пространственных положениях.
- Целлюлозное с маркировкой Ц. Характеризуется самым высоким содержанием органических компонентов: целлюлозы, талька, рутила и ферромарганца. Готовый шов по химическому составу соответствует спокойным (с) и полуспокойным сталям (пс). Отмечается большое количество выделяемого водорода и разбрызгивание металла. При односторонней сварке наплавляемый валик ложится равномерно. Обмазка используется в марках Э-46 и Э-50. Электроды отличаются производительностью и позволяют сваривать в вертикальном пространственном положении. Применяются для сварки трубопроводов.
- Смешанные и прочие покрытия П: кисло-рутиловое (АР), рутилово-целлюлозное (РЦ), рутиловое с железным порошком (РЖ), рутилово-основное (РБ).
Несмотря на отличие свойств и составов, у электродов есть общие характеристики:
- Толщина наносимого покрытия должна составлять 1/3 общей толщины.
- Степень влагопоглощения, от которого зависит необходимость в предварительной просушке.
- Температура горения, влияющая на легкость поджига дуги.
Как наносится покрытие
Технология нанесения одинакова для всех видов. Толщина покрытия зависит от сечения стержня электрода. Работы ведутся на специальном станке в автоматическом цикле, что обеспечивает высокую производительность. Твердые фрагменты подсушиваются и измельчаются. Компоненты просевают для отделения однородной фракции нужного размера. Смесь обжигают, чтобы вышла сера. Потом она поступает в смеситель, где соединяется с жидкими компонентами. На завершающей стадии стержни погружаются в готовую смесь.
Из чего состоит электрод для сварки
По большому счету электрод представляет собой отрезок проволоки, по которому во время сварки проходит электрический ток. Поверхность укрыта специальным химическим составом, определяющим свойства продукта. Есть электроды, которые представляют собой только кусок проволоки и не имеют дополнительного покрытия. Они так и называются — непокрытыми.
Плавящиеся и неплавящиеся электроды
Стержень внутри электроды выполнен из металлического и реже — из медного прутка. Его задача состоит в том, чтобы заполнить сварочною ванну расплавом, соединяющим две заготовки между собой. Обмазка вокруг металлического стержня определяет химические характеристики электрода и содержит вещества, улучшающие качество шва.
Неплавящиеся электроды изготавливают из порошкообразных материалов. Наиболее часто используется уголь или вольфрам. Они повышают качество сцепления соединяемых частей. Шов формируется без расплава металлического стержня, а материал электрода расходуется как присадочная проволока. Наиболее распространенный материал, который применяется в производстве таких электродов — аморфный уголь. Готовый продукт представляет собой удлиненный овальный стержень.
Такого рода угольные электроды применяются для формирования швов с высокими эстетическими показателями. Они востребованы и для воздушно-дуговой резки толстых металлических заготовок.
Электроды для точечной сварки
Отдельно нужно уделить внимание оборудованию, предназначенное для точечной сварки. Особенности технологии заключаются в том, чтобы сохранить начальную форму соединяемых частей и обеспечить нужную степень электропроводности. Для решения задач подобного рода предусмотрены специальные аппараты, работающие без привычных электродов
Их роль замещена специальными медными контактами, выполненными в форме заостренных стержней. В домашних условиях такие контакты можно изготовить самостоятельно. К примеру, приспособить отработанные жала от мощных паяльников
Для решения задач подобного рода предусмотрены специальные аппараты, работающие без привычных электродов. Их роль замещена специальными медными контактами, выполненными в форме заостренных стержней. В домашних условиях такие контакты можно изготовить самостоятельно. К примеру, приспособить отработанные жала от мощных паяльников.
