Сварочные электроды. назначение, виды и характеристики

Технология сваривания тонких поверхностей электродом

Самый тонкий электрод для сварки гарантирует аккуратный шов при наличии у мастера опыта. Если у вас его пока нет, то стоит прислушаться к полезным рекомендациям.

Чтобы не допустить прожогов поверхностей, электрод нужно держать под углом 45 градусов, и ни в коем случае под  90 градусов. Осуществлять соединение лучше всего углом вперед.  Не стоит излишне отдалять электрод от свариваемых деталей, так как это препятствует образованию сварочного валика.

Если накладывать швы в шахматном порядке, можно избежать деформации листового металла при нагревании. При отсутствии такой возможности электрод проводится один раз вдоль шва, скорость должна быть равномерной, а значение рабочего тока —  минимальное. Желательно, чтобы инверторный сварочный аппарат  имел выходную мощность с плавной регулировкой. При напряжении холостого хода от 70 В и выше можно избежать многих проблем с запалом дуги.

сварка тонкого металла электродом

Подготовительные работы включают в себя зачистку поверхностей от ржавчины, выравнивание заготовок в случае необходимости и их надежную фиксацию. Затем детали прихватываются через каждые 7-10 см и свариваются окончательно. Если листы металла нужно соединить внахлест, то используется больший ток; при этом снижается вероятность прожига деталей и их деформации.

При сварке тонкого металла инвертором  применяется обратная полярность. Это значит, что “-“ будет подключен к основной поверхности, “+” – к держателю  электродов. В таком случае расходный материал приобретает гораздо большую температуру, чем основной, и можно избежать изменения формы деталей и их прожига.

Типы покрытия электродов для ручной сварки

Рассмотрим, какие покрытия электродов бывают, их компоненты и как обозначается какое из них. Существуют четыре основных вида покрытий, применяемых при производстве электродов для сварки:

1. покрытие кислого типа, обозначаемое буквой А;
2. основное (Б) покрытие;
3. целлюлозная обмазка (Ц);
4. рутиловое (Р).

Покрытие сварочных  электродов подбирают исходя из того, какой вид стали планируется варить, силы нагрузки на конструкцию и других факторов.

Кислое

Главное преимущество обмазки кислого типа – при сварочных работах вероятность образования пор в области шва стремится к нулю, даже если места приварки элементов друг к другу покрыты следами ржавчины или окалиной. Кислое покрытие способствует равномерному горению дуги и легкому ее зажиганию. Этот вид электродов используют, когда требования к готовой конструкции минимальны.

Стержни с кислой защитой хорошо работают как при постоянном, так и при переменном токе. Наиболее ощутимые недостатки – брызги при сварке, токсичные испарения, риск появления горячих трещин при сваривании.

ОСТОРОЖНО! Кислое покрытие является токсичным при нагреве!

Подробнее про кислое покрытие >>>

Основное

За счет слабого окисления такого покрытия оно способствует легкому избавлению от кислорода плавящегося металла. Шов, сделанный с применением электрода с основной обмазкой, защищен от возникновения горячих трещин. Электрод данного типа нужно прокаливать перед работой, чтобы исключить вероятность появления пор в шве. Из-за сложности поддержания горения дуги производить сварку электродами с основным покрытием нужно только с использованием источника постоянного тока обратной полярности (относится не ко всем, но к большинству марок).

Электроды с основным типом покрытия применяют для сварки металлических деталей из закаливающихся видов стали, которые подвержены риску появления холодных трещин, а также для сварки элементов из металла с большим процентом содержания серы и фосфора. «Основные» электроды показывают высокую эффективность при сварке в несколько слоев конструкций, которым нужна высокая жесткость.

Подробнее про данное покрытие и электроды.

Целлюлозное

Использование в работе со сварочным аппаратом продукции с обмазкой из целлюлозы (имеют маркировку «Ц» на упаковке) дает хорошее качественное горение дуги преимущественно при постоянном токе. Эту разновидность используют при работах по сварке корневых швов на магистральных трубопроводах, выполненных из низкоуглеродистой стали.

Также стержни с покрытием из целлюлозы отлично подходят для односторонней сварки с качественным проплавлением в области корневого шва. Использование стержней дает хороший результат при сварке, осуществляемой в вертикальном положении.

Не рекомендуется применение для сварки стали, имеющей высокий процент углерода и других легирующих компонентов в составе. Еще один минус – высокая степень восприимчивости к большим температурам и вероятность брызг расплавленного металла в процессе работы.

Больше про целлюлозные электроды тут.

Рутиловое

Данный тип покрытия обозначается буквой «Р». Стержни, покрытые рутиловым составом, показывают хорошие результаты даже при работе с металлами, имеющими ржавые участки или следы окалины на поверхности в местах сварки, в процессе соединения деталей не образуется горячих трещин.

Не используйте электроды со сколотой обмазкой

С помощью электродов с рутиловой обмазкой легко соединять загрунтованные элементы, при этом, характеристики шва не ухудшаются. Рутиловая обмазка способствует устойчивому горению дуги независимо от типа тока. Брызги раскаленного металла практически отсутствуют. Также рутиловые стержни характеризуются малым процентом брака в виде пор: при их использовании сводится на нет вероятность «стартовой пористости».

При сварке электродами средней и большой толщины возможна работа во всех допустимых положениях. Если толщина покрытия, на котором выполняются сварочные работы, особо толстая, то эффективнее всего проводить сварку в нижнем положении. Электроды с рутиловой обмазкой не стоит использовать для сварки элементов, которые будут эксплуатироваться в условиях высоких температур.

Вот здесь про рутиловые электроды больше информации.

Классификация сварочных электродов

Благодаря тому, что сейчас производится огромная масса их разновидностей, единую классификацию сделать достаточно сложно, поэтому, можно вывести основные параметры, по которым и определяют отличия. Стоит отдельно выделить:

• неметаллические, к которым относятся только неплавкие электроды из угля или графита;
• Металлические неплавящиеся, такие как итророванные, лантанированные, торированные и самые распространенные – вольфрамовые;
• Металлические плавящиеся без покрытия, которые зачастую выглядят как обыкновенная длинная проволока, сейчас применяются редко и в основном для сварки в защитных газах, которые и компенсируют недостаток покрытия;
• Металлические плавящиеся с покрытием – самый распространенный тип. Сюда относятся чугунные, стальные, медные, бронзовые, алюминиевые, нержавеющие и прочие сварочные электроды.

Стальные являются особенно большим ответвлением, благодаря наличию множества подвидов с разнообразными легирующими свойствами. По распространенности с ними могут сравниться только чугунные, у которых не так много видов, но которые широко используются в промышленности. Среди видов покрытия также имеется большое разнообразие, так что все это заслуживает отдельной квалификации.

Виды сварочных электродов

Критерии и советы по выбору

Главные критерии выбора, на которые смотрят буквально сразу — марка и диаметр (в миллиметрах). Некоторые опытные специалисты по сварке утверждают, что при пользовании инверторами можно применять любые электроды. Подобное мнение основано на личном опыте мастеров. Особенность применения инвертора в том, что требования к герметичности сварочного шва минимальные, поэтому можно использовать расходники с диаметром от 0,5 до 2,0 мм.

Выбор по диаметру и марке зависит и от толщины соединяемых металлических заготовок. Толстые детали нуждаются в продолжительной проварке, поэтому и электроды нужны потолще. Работа с тонкими версиями требует определенного навыка, потому что они сгорают достаточно быстро. В основном такие изделия применяют для прихваток.

Влияет на выбор и вид выполняемых работ. Например, для трассовых работ высокой сложности пользуются изделиями большого диаметра. Чтобы смонтировать конструкцию из профилей, достаточно 2-миллиметровых изделий. Их же используют для изготовления ограждений из профнастила и профильных труб.

Зная область применения различных типов продукции, можно посоветовать такой алгоритм выбора:

• учитываем тип соединяемых материалов и степень ответственности конструкции;
• для изделий из углеродистой стали, покрытых ржавчиной, лучше всего подходят версии с рутиловым покрытием;
• особо ответственные конструкции монтируют с использованием электрода с основным покрытием. Окончательный результат при этом зависит от подготовки соединяемых поверхностей;
• толщина соединяемых металлических деталей оказывает влияние на выбор как параметров расходных материалов, так и силы тока при сварке.

Covered Welding Electrodes

When molten metal is exposed to air, it absorbs oxygen and nitrogen, and becomes brittle or is otherwise adversely affected.

A slag cover is needed to protect molten or solidifying weld metal from the atmosphere. This cover can be obtained from the electrode coating.

The composition of the welding electrode coating determines its usability, as well as the composition of the deposited weld metal and the electrode specification.

The formulation of welding electrode coatings is based on well-established principles of metallurgy, chemistry, and physics.

The coating protects the metal from damage, stabilizes the arc, and improves the weld in other ways, which include:

1. Smooth weld metal surface with even edges
2. Minimum spatter adjacent to the weld
3. A stable welding arc
4. Penetration control
5. A strong, tough coating
6. Easier slag removal
7. Improved deposition rate

The metal-arc electrodes may be grouped and classified as bare or thinly coated electrodes, and shielded arc or heavy coated electrodes.

The covered electrode is the most popular type of filler metal used in arc welding.

The composition of the electrode covering determines the usability of the electrode, the composition of the deposited weld metal, and the specification of the electrode.

The type of electrode used depends on the specific properties required in the weld deposited.

These include corrosion resistance, ductility, high tensile strength, the type of base metal to be welded, the position of the weld (flat, horizontal, vertical, or overhead); and the type of current and polarity required.

Popular Welding Electrode (E6010) used for general purpose fabrication, construction, pipe welding, and shipbuilding

Вид покрытия электродов

Выбор того или иного типа покрытия зависит от свариваемых материалов, а также нагрузок, которые предстоит испытать конструкции. Различают 4 разновидности покрытий.

Основное (маркировка Б)

Расходники с основным покрытием применяют для получения высококачественного шва, отличающегося значительной ударной вязкостью, прочностью, пластичностью. Шов устойчив к образованию кристаллизационных трещин и естественному старению. Эту продукцию применяют при изготовлении ответственных конструкций, которые приходится эксплуатировать в условиях сурового климата.

Преимущества:

• хорошие механические характеристики и высокая химическая чистота шва;
• минимум водорода в навариваемом металле.

Есть и минусы:

• иногда в сварном шве образуются поры. Это может быть при увлажнении покрытия. Поры образуются и при наличии по краям соединяемых деталей окалины, ржавчины или масляных следов;
• сложности с хранением;
• отделение шлака очень трудоемкое;
• короткая и нестабильная дуга.

Рутиловое (маркировка Р)

Область использования продукции с рутиловым покрытием — электросварка деталей из низкоуглеродистых сталей. К технологическим преимуществам относятся:

• стойкое горение дуги при использовании постоянного и переменного тока;
• минимум разбрызгивания материала при инверторной сварке;
• хорошая отделяемость шлака;
• эстетичность шва;
• возможность применения для соединения ржавых и (или) загрязненных заготовок.

Главный минус рутилового покрытия — ограниченная область использования. В частности, такими электродами нельзя соединять элементы, которые планируется эксплуатировать при высоких температурах. Есть и другой недостаток: низкая химическая чистота и высокая текучесть металла.

Кислое (маркировка А)

Основное преимущество обмазок с маркировкой А — нулевой риск образования пор в области сварочного шва, даже при наличии на соединяемых элементах слоя окалины и (или) ржавчины. К особенностям этого варианта также относится легкость зажигания и равномерное горение дуги. Данный вариант используют при минимальных требованиях к готовой конструкции. Стержни с кислым покрытием можно использовать при переменном и постоянном токе.

Достоинства:

• низкая себестоимость работ;
• минимальная трудоемкость удаления шлака;
• возможность применения при постоянном и переменном токе;
• простота хранения;
• высокий уровень раскисления.

К минусам относят:

• вредные для здоровья испарения;
• высокий уровень текучести металла;
• брызги при сварке;
• большая вероятность образования горячих трещин.

Целлюлозное

Изделия с обмазкой, выполненной из целлюлозы, маркируют буквой Ц. Их отличает стабильное горение дуги при постоянном токе. Такие расходные материалы применяют при сварке магистральных труб из низкоуглеродистых сортов стали.

Преимущества:

• качественный провар;
• минимум шлака.

Данная категория не рекомендуется для работы со сплавами с большим содержанием углерода. Еще один недостаток — раскаленные металлические брызги во время работы. При использовании с переменным током требуется дополнительное оборудование.

В зависимости от соотношения между двумя диаметрами: общим и внутренней части изделия, электроды разделяют на 4 категории:

• тонкие (маркировка М). Соотношение от 1,2;
• средние (С) — от 1,45;
• толстые (Д) — до 1,8;
• особо толстые (Г) от 1,8.

Толщина покрытия для качественной продукции колеблется в пределах 0,5-2,5 мм. По массе это составляет 20-40% от одноименного параметра внутреннего стержня.

Carbon Electrodes

The American Welding Society does not provide specification for carbon welding electrodes but there is a military specification, no. MIL-E-17777C, entitled, “Electrodes Cutting and Welding Carbon-Graphite Uncoated and Copper Coated”.

This specification provides a classification system based on three grades: plain, uncoated, and copper coated. It provides diameter information, length information, and requirements for size tolerances, quality assurance, sampling, and various tests. Applications include carbon arc welding, twin carbon arc welding, carbon cutting, and air carbon arc cutting and gouging.

Назначение электрода

Таблица видов электродов для сварки.

По назначению электроды разделяют для:

• работы со сталями с высоким уровнем легирующих элементов;
• со средним содержанием легирующих элементов;
• сварки конструкционных сталей;
• пластичных металлов;
• наплавления;
• теплоустойчивых сталей.

Таким образом, можно подобрать электроды для каждой конкретной задачи.

Отдельное внимание следует обратить на защитное покрытие. Обмазка электродов – важная составляющая, к которой предъявляются особые требования

Кроме того для нее характерен определенный состав.

Они представляют собой стержень, покрытый особой оболочкой. Мощность зависит от того, какой у него диаметр.

Наиболее популярными являются электроды УОНИ. Существует несколько марок данного материала и все они используются для ручного сваривания.

УОНИ 13-45 позволяют получать швы приемлемой вязкости и пластичности. Они применяются для сварки при литье и поковки. В составе таких стержней содержится никель и молибден.

УОНИ 13-65 подходят для работы на конструкциях с повышенными требованиями. Они могут осуществлять соединения в любых положениях. Диаметр варьируется от двух до пяти миллиметров, чем он больше, тем больше сварочный ток.

Кроме того соединения, полученные с их помощью, характеризуются высокой ударной вязкостью и в них не формируются трещины. Все это делает их наиболее перспективными в работе с ответственными конструкциями, к которым предъявляются жесткие требования.

Помимо этого данные конструкции оказываются устойчивыми к перепадам температур, вибрациям и нагрузкам

Важной особенностью стержней данного типа является существенная стойкость к действию влаги и возможность длительного прокаливания

Виды покрытия

Покрытия электродов включают следующие составляющие:

• раскисляющие вещества;
• компоненты для стабильного горения дуги;
• элементы, обеспечивающие пластичность, такие как каолин или слюда;
• алюминий, кремний;
• связующие вещества.

Ко всем электродам для точечных или ручных сварочных работ с покрытием предъявляют ряд требований:

• высокая эффективность;
• возможность получение результата с необходимым составом;
• незначительная токсичность;
• надежный шов;
• стабильное горение дуги;
• прочность покрытия.

Виды покрытия электродов.

Выделяют следующие виды покрытий электродов:

• целлюлозное;
• кислое;
• рутиловое;
• основное.

Первый тип позволяет выполнять работу во всех пространственных положениях постоянным и переменным током. Они наиболее широко применяются в монтаже. Характеризуются существенными потерями на разбрызгивание и не допускают перегрева.

Рутиловое и кислое позволяют варить во всех положениях, кроме вертикального, постоянным и переменным током. Второй тип покрытия не целесообразен для работы со сталями с высоким содержанием серы и углерода.

Перечисленные выше типы оболочек подразумевают использование только одного конкретного вида покрытия. Однако возможны сочетания нескольких вариантов. Комбинации могут складываться из нескольких типов в зависимости от решаемой задачи.

Комбинированные оболочки относятся к отдельному классу и их не причисляют к основным четырем видам.

Существует также классификация в зависимости от толщины покрытия.

Каждой толщине присваивается отдельное буквенное обозначение:

• тонкие – М;
• средней толщины – С;
• толстые – Д;
• особо толстые Г.

Конечно же, стержни выбираются в соответствии с поставленными целями. Правильный выбор гарантирует высокое качество выполняемой работы.

https://www.youtube.com/watch?v=AvCg7p3no98

Марки электродов

Расшифровка маркировки электрода.

Существуют различные марки электродов, предназначенные для решения определенных задач. Они характеризуются определенными свойствами, что позволяет подобрать наиболее подходящий материал.

Марка ОК-92.35 характеризуется удлинением в шестнадцать процентов и пределом текучести и прочности в 514 МПа и 250 НВ соответственно. Предел текучести ОК-92.86 составляет 409 МПа.

Марки электродов для ручной сварки Ок-92.05 и ОК-92.26 обладают относительным удлинением в 29% и 39%, а пределом текучести – 319 и 419 МПа соответственно.

Предел текучести ОК-92.58 составляет 374 МПа.

Все вышеперечисленные электроды используются для ручной дуговой сварки по чугуну. В зависимости от того, с каким металлом предстоит работать, выбирают также специальный тип стержня. Например, для меди – АНЦ/ОЗМ2, чистого никеля – ОЗЛ-32, алюминия – ОЗА1, монеля – В56У, силумина – ОЗАНА2 и т.д.

Кроме того, сварщику необходимо также контролировать качество свариваемых деталей. В зависимости от материала, условий работы, положения шва и других факторов, выбирают соответствующий электрод, который обеспечит наилучшее качество соединения.

Лучшие электроды для сварки в 2019 году – выбор настоящих мастеров

Если вы не хотите тратить много времени на выбор оптимального компонента надёжной сварки, наша редакция к вашим услугам. Специально для своих читателей мы отобрали пять наиболее интересных и практичных решений, которые подойдут как новичкам, так и профессионалам.

Электроды СВЭЛ МР-3 3 мм 1 кг

Простейший вариант, к основным достоинствам которого можно отнести чрезвычайно демократичную цену и возможность сварки во всех положениях. Тем не менее, качество шва вряд ли подойдёт для основательной работы. Сфера применения — практика или неответственные конструкции.

ФОТО: krsk.au.ru

Оценка редакции Homius: 6,2 / 10

Электроды СВЭЛ МР-3 3 мм 1 кг

Электроды Quattro Elementi 770-414 2 мм 0,9 кг

Следующий номинант хорошо проявляет себя среди низкоуглеродистых сталей, которые активно применяются как в повседневном быту, так и в промышленности. Да, их стоимость в два раза выше по сравнению с предыдущим образцом, но и качество на голову выше.

ФОТО: vilka220.ru

Оценка редакции Homius: 7,6 / 10

Электроды Quattro Elementi 770-414 2 мм 0,9 кг

Электроды СЗСМ МР-3С 1,6 мм 1 кг

По характеристикам этот сварочный стержень не уступает лучшим продуктам именитых брендов, но главное его достоинство – универсальность. С помощью этой модели можно сваривать любые углеродистые и нержавеющие стали (только алюминий и чугун не поддадутся жару данной модификации).

ФОТО: gotti-expert.ru

Оценка редакции Homius: 8,4 / 10

Электроды СЗСМ МР-3С 1,6 мм 1 кг

Электроды РЕСАНТА МР-3 3 мм 1 кг

Отечественный производитель Ресанта известен производством не только расходных материалов, но и сварочных аппаратов различного уровня. Многие сварщики по всей России отдают предпочтение именно этому бренду из-за доступной стоимости и соответствующего качества. И МР-3 диаметром 3 мм будет наглядным тому примером, хотя и у них есть недостатки.

ФОТО: mir-resanta.ru

Оценка редакции Homius: 9,2 / 10

Электроды РЕСАНТА МР-3 3 мм 1 кг

Электроды ESAB OK 46.00 3 мм 5,3 кг

Как можно обойти стороной продукцию компании ESAB? Качество их марки широко известно, а многие крупные предприятия отдают предпочтения именно их моделям. Да, стоимость в два с лишним раза превышает любые стандартные решения, но оно того стоит. Выбранный нами образец справится практически с любой бытовой задачей, будь то мелкий ремонт или серьёзное строительство.

ФОТО: vseinstrumenti.ru

Оценка редакции Homius: 9,7 / 10

Электроды ESAB OK 46.00 3 мм 5,3 кг

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.

Что еще важно знать об электродах?

Электрическая дуговая сварка – один из наиболее распространенных способов соединения деталей. Она основана на применении электрической дуги, которая локально расплавляет изделие.

Схема наплавки различными видами электродов.

Подобный способ требует сильноточного источника питания с маленьким напряжением. К устройству присоединяется свариваемая деталь и стержень. За счет электродугового разряда происходит расплавление кромок, в результате чего части конструкции можно соединить.

Стоит отметить, что температура горения дуги может превышать пять тысяч градусов. Это значение существенно выше температуры плавления любого известного человеку металла.

Как следует из основ принципа работы данного метода, когда зажигается дуга, вся влага, находящаяся в стержне, может вскипеть. Это приведет к формированию дефектов в сварочной ванне, а также к порче покрытия. В результате сам электрод может выйти из строя или же он не способен будет обеспечить высокое качество шва.

В связи с вышесказанным, срок годности электродов может быть существенно увеличен в случае правильного хранения. Если же влага все-таки попала на оболочку, их можно просушить или прокалить, но если поверхность обсыпалась, то их лучше не использовать.

Срок хранения повысится, если хранить электроды в специализированном оборудовании, изолирующем их от воздействия окружающей среды.

Многих интересует вопрос: как выбрать электрод для сварки? Подбор должен осуществляться в соответствии с материалами, которые предстоит сваривать. Необходимо, чтобы сердечник по составу был схож с деталью.

В то же время, при планировании сварных конструкций, ориентироваться исключительно на эксплуатационные характеристики металла нельзя. Необходимо также оценить и проверить сварочные свойства материала.

Это позволит определить термические условия соединения изделий, а также оценить возможность применения сварки.

Основным фактором, влияющим на формирование трещин в сталях, является их состав

Однако есть и другие свойства, на которые следует обратить внимание. Дело в том, что в зависимости от вида конструкции, условия сварочных работ могут быть различными, даже если речь идет про одну и ту же марку

Иногда электрод не может обеспечить необходимую концентрацию легирующих элементов в шве. В таком случае используют присадочный материал с недостающими компонентами.

Концентрация в проволоке устанавливается отдельно, в зависимости от технических характеристик, предъявляемых к соединению.

Положение электрода при сварке.

Свойства шва должны удовлетворять соответствующему ГОСТУ. Если предстоит сваривать разнородные стали, то электрод выбирается в зависимости от условий работы.

Например, электроды типа ЭА целесообразно использовать для формирования швов, которые могут подвергаться воздействию агрессивных сред.

Важно, чтобы состав соединения в таком случае был близок к составу свариваемых частей конструкции, обладающей специальными свойствами и характеристиками. Немаловажным фактором при выборе материала является вид оборудования

В нем могут реализовываться различные типы конструкции сведения стержней, что может удовлетворить не каждой задаче

Немаловажным фактором при выборе материала является вид оборудования. В нем могут реализовываться различные типы конструкции сведения стержней, что может удовлетворить не каждой задаче.

Кроме того, необходимо обращать внимание на характеристики и марку электрода. Для каждого материала существует свой наиболее оптимальный стержень