Электродные материалы для сварки

При электрической сварке плавлением применяют следующие сварочные материалы: сварочная проволока, неплавящиеся и плавящиеся электродные стержни, покрытые электроды.
Стальная сварочная проволока, предназначенная для сварки и наплавки, регламентируется ГОСТ 2246-70. Она классифицируется по группам и маркам стали. ГОСТ предусматривает три группы сварочной проволоки: низкоуглеродистую — 6 марок, легированную — 30 марок и высоколегированную — 39 марок.
Обозначение марок проволоки составляется из сочетания букв и цифр. Первые две буквы "Св" означают — сварочная проволока. Следующие за ними первые две цифры указывают содержание углерода в сотых долях процента. Далее следуют буквенные обозначения элементов, входящих в состав проволоки. При содержании легирующих элементов в проволоке до 1% ставится только буква этого элемента, если содержание легирующих элементов превышает 1%, то после буквы указывается процентное содержание этого элемента в целых единицах. Условные обозначения легирующих элементов в проволоке приведены в табл. 2.13.

Элемент Условное обозначение Элемент Условное обозначение
в таблице Менделеева

в марке стали в таблице Менделеева в марке стали Марганец Мп Г Титан Тi Т Кремний Si С Ниобий Mb Б Хром Сг X Ванадий V Ф Никель NI Н Кобальт Со К Молибден Мо М Медь Сu А Вольфрам W В Бор В р Селен Se Е Азот N А* Алюминий AI Ю Цирконий Zr Ц

Например, Св-08ГС расшифровывается следующим образом: Св — сварочная; 0,8% углерода; до 1% марганца; до 1% кремния. Более точные составы сварочных проволок указаны в табл. 2.14.
Для плавящихся электродов наиболее распространенным материалом является холоднотянутая калиброванная проволока диаметром 0,3 — 12,0 мм, а также горячекатаная или порошковая проволока, электродные ленты и электродные пластины.

Время чтения: ≈8 минут

Сварочный электрод — это первый предмет, с которым вам придется столкнуться, если вы захотите освоить азы сварки. Именно электроды вы будете использовать для формирования шва. При этом неважно, какую технологию вы выберите. Это может быть как ручная дуговая, так и полуавтоматическая сварка в среде защитного газа.

Если вы придете в магазин и попросите показать вам электроды для сварочного процесса, то наверняка удивитесь их разнообразию. Производители выпускают десятки марок различного диаметра и назначения. Вы не сможете купить первые попавшиеся электроды, поскольку они могут не подойти для ваших задач. Чтобы облегчить новичкам задачу мы решили составить краткую статью с основной информацией. В этой статье мы расскажем всё, что вам нужно знать про сварочные электроды. Вы узнаете, из чего делают электроды для сварки и какие они бывают.

Общая информация

Сначала определимся с термином. Сварочный электрод (он же сварочный стержень) — это пруток, изготовленный из электропроводного материала, который служит проводником тока от сварочного аппарата к детали. Сейчас выпускается более сотни различных марок электродов, предназначенных для выполнения самых разнообразных задач. В том числе, для резки металла.

Ниже вы можете видеть, из чего сделаны электроды для сварки. Стандартный электрод может иметь длину от 25 до 45 сантиметров. При производстве используется электродная сварочная проволока, которая затем покрывается слоем обмазки или защитного покрытия. Покрытие защищает сварочную зону от окисления и улучшает качество шва. Конец электрода оставляют без покрытия, чтобы можно было вставить стержень в держатель.

Электроды могут быть плавящимися и неплавящимися. Плавящиеся электроды неустойчивы к теплу сварочной дуги и быстро уменьшаются в размерах. При плавлении смешиваются с основным металлом в сварочной ванне, и таким образом формируется шов. Их необходимо заменять по мере необходимости, но не рекомендуется оставлять слишком короткий электрод в держателе.

Неплавящиеся электроды изготавливаются из тугоплавких металлов, который способны выдерживать температуру до нескольких тысяч градусов. Сварочные электроды плавят металл, при этом сами практически не меняются в размере. Здесь шов формируется только благодаря основному металлу.

Основные характеристики

Диаметр электродов

У каждого электрода есть свой диаметр. При этом разделяют два диаметра: диаметр самого электрода с покрытием, и диаметр сварочной проволоки, из которой стержень изготовлен. Первый диаметр используется чаще всего.

Самый популярные — сварочные электроды 3 мм. 3 миллиметрам равен диаметр стержня. Электроды 1 мм и электроды 2 мм используются реже. Электроды для сварки диаметром 1 мм вообще применяются только для сварки тонких металлических деталей. Например, стальных листов. Есть еще толстые электроды, например электроды 5 мм. Они тоже используются нечасто, поскольку ими варят металлы большой толщины. К тому же для применения толстых электродов необходим очень мощный сварочный аппарат.

Диаметр подбирается исходя из толщины металла. Обычно это одинаковые значения. Например, для сварки металла толщиной 2 мм зачастую применяют электроды диаметром тоже 2 мм.

Тип покрытия

Выше мы писали, что у электродов может быть покрытие или обмазка, которая защищает шов от окисления и стабилизирует дугу. Существует несколько типов обмазки: кислое (обозначается буквой А), основное (буква Б), целлюлозное (буква Ц), рутиловое (Р), смешанное покрытие (когда используется несколько типов обмазки одновременно).

Читайте также:  Как резать сваркой металл

Самые распространенные покрытия — основное и рутиловое. Новичкам рекомендуем выбирать электроды с рутиловой обмазкой, поскольку такими стержнями гораздо проще варить.

Пространственное положение

Поначалу вы скорее всего будете варить только горизонтальные швы. Но со временем обучитесь варить и в других пространственных положениях. Например, в вертикальном или потолочном. Для выполнения таких работ необходимы специальные электроды, предназначенные для этого. Перед покупкой убедитесь, что выбранные вами электроды подходят для выполнения ваших задач.

Назначение электродов

Также многие электроды предназначены только для сварки определенных металлов. Желательно знать заранее, что вы будете варить. Если сталь, то покупайте электроды, предназначенные для стали. Не стоит брать стержни для другого металла.

Маркировка

Вся информация, которую мы описали выше, обычно описывается в коротком наборе цифр и букв. Этот набор называется маркировкой или маркой электродов. Мы подробно рассказывали об этом здесь. Прочтите обязательно, чтобы научиться читать маркировку.

Выбор электродов

Итак, мы знаем, из чего состоит электрод, и какие у него существуют разновидности. Этой информация в целом достаточно для того, чтобы пойти в магазин и правильно выбрать электроды. Но для некоторых новичков этой информации недостаточно. Они хотят знать, какие лучше остальных, какую марку выбрать, какого производителя.

К сожалению, не существует единого ответа на эти вопросы. Перед выбором электродов необходимо знать, ЧТО вы собираетесь варить и КАК. Можно, конечно, купить электроды для сварки чугуна и варить ими нержавейку, но не удивляйтесь плохому качеству работ.

Совет один: опирайтесь на не советы из интернета, а на свои потребности. Кто-то вам скажем, что надо просто покупать электроды МР-3 и не заморачиваться. Это не плохой совет, если вы собираетесь варить бочку и больше ни на что не рассчитываете. Но если вы желаете совершенствовать свои навыки, то вам придется разобраться в марках электродов, а не слепо доверять «экспертам».

Хранение

Хранение электродов — это тема, которую многие почему-то обходят стороной. И зря. Ведь новичок может соблюдать технологию сварки и в целом варить правильно, но шов будет некачественным из-за того, что нарушены условия хранения. А сварщик из-за своей неопытности спишет все на плохой сварочный аппарат, неудобные условия работы или любые другие причины.

Да, при неправильном хранении электроды действительно способны значительно ухудшить качество готового сварного соединения. А все из-за влаги, которую электроды активно впитывают. По этой причине не рекомендуется хранить электроды во влажных душных помещениях, например, подвалах. Также не храните электроды на земле, даже если они в коробке. И вообще не используйте коробки для хранения. Замените их на специальный футляр. Его необязательно покупать, можно сделать самому из отрезка ПНД трубы.

Ведь коробка — это просто упаковка электродов, она не предназначена для длительного хранения в гараже или на антресолях. Постарайтесь, чтобы в помещении не было сильных перепадов температур. Это очевидно, но многие оставляют электроды в неотапливаемом гараже на всю зиму, а затем удивляются, почему стержни крошатся или почему дуга не зажигается.

Вместо заключения

Теперь вы знаете, из чего сделаны электроды для сварки, и какие типы электродов существуют. Мы также постарались дать несколько проверенных рекомендаций касаемо выбора и хранения электродов, чтобы вам было проще определиться с покупкой. Поначалу вам будет казаться, что это очень сложная тема и что вы никогда в ней не сможете разобраться из-за большого количества различных марок. Но, поверьте, со временем вы осознаете, что это одна из самых простых тем в сварке. Желаем удачи в работе!

При выполнении сварки плавлением применя­ют: сварочную проволоку, плавящиеся и неплавящиеся элек­троды, электроды со специальным покрытием. Для защиты сварочной ванны используют различные флюсы и защитные газы. Правильный выбор сварочных материалов является зало­гом качественной сварки.

Электродные материалы. Сварочная проволока выпускается нескольких десятков марок и диаметров; каждый вид проволо­ки предназначен для определенного вида работ. Маркировка проволоки выполняется буквенным и цифровыми символами, указывающими на содержание примесей и виды сталей, для сварки которых она предназначена. Марка сварочной прово­локи состоит из нескольких элементов: буквенного символа «Св» в начале маркировки, означающего «проволока свароч­ная»; цифрового индекса после буквенного символа, указы­вающего содержание углерода в сотых долях процента (марка Св-08 означает «проволока сварочная с содержанием углерода 0,08 %» буквенного символа после цифры, обозначающего ле­гирующие элементы; цифры после них, указывающие про­центное содержание легирующего элемента в сотых долях про­цента при его содержании более 1 %. Если его содержание не превышает 1 %, то его количественный состав в маркировоч­ном индексе не проставляют.

Химические элементы в сталях обозначают следующими символами: алюминий – Ю, азот – А, титан – Т, хром – X, цир­коний – Ц, кремний – С, вольфрам – В, кобальт – К, марга­нец – Г, молибден – М, никель – Н, медь – Д, бор – Р, вана­дий – Ф, ниобий – Б. Индекс А в конце маркировки указывает на то, что проволока изготовлена из. высококачественной ста­ли, которая содержит мало вредных примесей.

Читайте также:  Какая температура плавления стали

При сварке низкоуглеродистых сталей применяют свароч­ную проволоку марок: Св-08, Св-08А, Св-08АА, Св-08ГА, Св-ГА и Св-10Г2. Диаметр сварочной проволоки, выпускае­мой современной промышленностью, может колебаться от 0,3 до 12 мм.

В последнее время используют проволоку с медным покры­тием, защищающим ее поверхность от атмосферного воздейст­вия. Выбирая проволоку, следует внимательно изучить инфор­мацию на бирке, прикрепленной к каждому мотку или бухте. Здесь указывают изготовителя, марку стали, из которой прово­лока изготовлена, и ее диаметр. Кроме того, к каждой постав­ляемой партии проволоки независимо от ее количества должен прилагаться сертификат соответствия.

Ответственные конструкции, к качеству сварки которых предъявляют повышенные требования, варят порошковыми проволоками. Такая проволока представляет собой металличе­скую оболочку из низкоуглеродистой стали, в полость которой запрессован порошок состава, специально подобранного в за­висимости от марки свариваемой стали и требований, предъ­являемых к сварному соединению. Это может быть простой железный порошок, служащий заполнителем сварочного шва, или специальный сплав, обеспечивающий легирование сварного соединения. Оболочку получают путем протягивания стальной ленты через калиброванное отверстие специальных фильеров.

Порошковая проволока маркируется символом «ПП», за которым следует буквенный и цифровой символы, указываю­щие ее тип. Хранят и транспортируют сварочную проволоку в условиях, исключающих ее загрязнение и окисление.

Электроды для ручной дуговой сварки изготовляют в виде стержней из холоднотянутой калиброванной сварочной про­волоки, на которую методом опрессовки под давлением нане­сен слой защитного покрытия. Роль покрытия заключается в металлургической обработке сварочной ванны, защите ее от атмосферного воздействия и обеспечении более устойчивого горения дуги. В состав защитного покрытия входят:

  • стабилизирующие вещества, обеспечивающие устойчивый процесс горения дуги за счет соединений щелочных и щелоч­ноземельных металлов, обладающих низким потенциалом ио­низации. К таким металлам относят калий, натрий, кальций, которые содержатся в кальцинированной соде, поташе, неко­торых видах известняка и мрамора;
  • шлакообразующие компоненты, представляющие собой руды (титановые и марганцевые) и минералы (полевой шпат, гра­нит, кремнезем, плавиковый шпат). При помощи шлакообра­зующих компонентов вокруг сварочной ванны создается за­щитная шлаковая пленка, препятствующая протеканию окис­лительных процессов;
  • газообразующие – неорганические вещества (мрамор СаС03, магнезит MgC03 и др.) и органические (крахмал, древесная му­ка и т.п.). Роль этих веществ сводится к дополнительной защи­те сварочной ванны за счет выделенных газов, образующих за­щитную оболочку;
  • легирующие элементы и раскислители – кремний, марганец, титан и др., а также сплавы этих элементов с железом. Их при­меняют для наполнения сварочной ванны легирующими эле­ментами, придавая металлу нужное состояние;
  • раскисляющие вещества, позволяющие восстанавливать ме­таллы из образовавшихся в сварочной ванне оксидов. Для это­го служат ферромарганец, ферросилиций и ферротитан;
  • связующие компоненты – водные растворы силикатов натрия и калия, называемые жидким стеклом, которые придают моно­литность покрытию из порошковых материалов;
  • формовочные добавки – вещества, придающие покрытию пла­стические свойства (бетонит, каолин, декстрин, слюда и проч.).

Для обеспечения устойчивого горения дуги в покрытия вводят вещества, содержащие элементы с низким потенциа­лом ионизации (соли щелочных металлов). С целью повыше­ния производительности сварки в покрытия добавляют желез­ный порошок, содержание которого может достигать 60 % мас­сы покрытия.

Все электроды для ручной сварки можно разделить на сле­дующие группы: В — для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами (49 типов); Л – для сварки легированных конструкционных сталей с временным сопротивлением раз­рыву свыше 600 МПа (пять типов – Э70, Э85, Э100, Э125, Э150; цифры в обозначении электрода для сварки конструкционных сталей означают гарантируемый предел прочности металла шва); Т – для сварки легированных теплоустойчивых сталей (9 типов); У – для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением раз­рыву; Н – для наплавки поверхностных слоев с особыми свой­ствами (44 типа).

Выпускаемые промышленным способом электроды в зави­симости от допустимого пространственного положения свар­ки подразделяют на четыре группы:

  • для сварки во всех положениях шва;
  • для сварки во всех положениях, кроме вертикального сверху вниз;
  • для сварки в нижнем, горизонтальном положении шва на вер­тикальной плоскости и вертикальном – снизу вверх;
  • для сварки в нижнем положении и нижнем «в лодочку».

Маркировка электродов состоит из буквы «Э» и цифр, ука­зывающих прочностные характеристики наплавленного метал­ла Например, электроды Э42 обеспечивают минимальное со­противление шва внешним нагрузкам с давлением 420 МПа. Ес­ли в обозначении после цифр стоит буква «А», то данный тип электрода обеспечивает более высокие пластические свойства наплавленного металла. Электроды различают по маркам, кото­рые указаны в их паспорте. Одному и тому же типу электродов может соответствовать несколько марок. К примеру, электро­дам типа 46 соответствуют марки АНО-4, МР-3 и некоторые другие, электродам типа Э42 – марки УОНИ-13/45 и СМ-11.

Перед сваркой необходимо ознакомиться с надписью на этикетке пачки. Например, условное обозначение на упако­вочной пачке Э42А-УОНИ- 13/45-УД Е432(5)-Б1=ОП рас­шифровывается следующим образом: Э42А – тип электрода с прочностной характеристикой шва 420 МПа; УОНИ-13/45 – марка электрода; У – назначение электрода – для сварки угле­родистых и низкоуглеродистых сталей; Д – электрод с толстым покрытием; Е432(5) – группа индексов, указывающих характе­ристики наплавленного металла; Б – вид покрытия; 1 – для всех пространственных положений; = ОП – постоянный ток обратной полярности.

Читайте также:  Как провести электрическое отопление в частном доме

При необходимости электроды прокаливают не позднее чем за 5 суток до сварки. После этого электроды хранят в запа­янных полиэтиленовых пакетах без доступа воздуха. Нельзя прокаливать электроды более 2 раз (не считая прокалку при их изготовлении), так как покрытие может отслаиваться и осы­паться.

Неплавящиеся электроды применяют для возбуждения и поддержания сварочной дуги, но сами они не наполняют сва­рочную ванну. Для этого применяют электроды в виде стерж­ней цилиндрической формы, выполненные из тугоплавкого материала (в основном вольфрама, реже угля или графита). Ко­нец электрода затачивается на конус. Для поддержания устой­чивой дуги в состав электродов вводят оксиды активирующих редкоземельных металлов (торий, лантан и т.д.), повышающие эмиссионную способность электрода.

Графитовые электроды имеют высокую электрическую проводимость, стойкость против окисления при высоких тем­пературах.

Вольфрамовые электроды изготовляют из чистого вольфра­ма или с добавлением активизирующих присадок, которые обеспечивают более устойчивое горение дуги, повышают стой­кость электрода при повышенной плотности тока. Содержание активирующих добавок обычно не превышает 1 -3 %.

Флюсы для дуговой сварки используют с целью защиты от вредных воздействий атмосферных газов и металлургической обработки сварочной ванны. Их введение обеспечивает высо­кое качество шва за счет поддержания устойчивого процесса сварки, формирования оптимального химического состава шва, механических свойств сварных соединений (прочность) и легкой отделяемости шлаковой корки от поверхности. Швы получаются плотные и не склонные к кристаллизационным трещинам. Флюсы вводят в сварочную ванну различными спо­собами: наносят в виде паст на кромки свариваемых деталей, вводят в виде порошков или газов непосредственно в свароч­ную дугу или пламя (рисунок ниже).

Схема дуговой сварки под слоем флюса

кислотный оксид + основной оксид = соль.

Образующиеся при этом легкоплавкие соли в виде шлака всплывают на поверхность сварочной ванны.

Для сварки чугуна в качестве флюса может применяться чистая бура. Сварку низкоуглеродистых сталей выполняют преимущественно низкоуглеродистой сварочной проволокой в сочетании с высококремнистым марганцевым флюсом.

Перед употреблением флюсы обычно прокаливают, соблю­дая режимы, указанные в ТУ или в паспортах, разработанных заводом-изготовителем.

Защитные газы, служащие для снижения вредного воздейст­вия окружающей среды, могут применяться как в чистом виде, так и в виде смесей. В основном это инертные газы аргон и ге­лий. Инертные газы не вступают в химическую реакцию с ме­таллом и не растворяются в нем. Их используют преимущест­венно при сварке химически активных металлов (титан, алю­миний, магний и т.д.). Кроме инертных газов для защиты сварочной ванны могут применять активные газы – углекис­лый газ и азот.

Аргон – бесцветный негорючий неядовитый газ тяжелее воздуха, не образующий с ним взрывчатых смесей. Он хорошо обеспечивает защиту сварочной ванны, не вступая с ним в ре­акцию. Поставляется в баллонах вместимостью 40 л под давле­нием.

Гелий – значительно легче воздуха, следовательно, аргона, поэтому расход гелия при сварке увеличивается в 1,5-2 раза. По своим качествам гелий не уступает аргону, а в некоторых случаях превосходит его. Так, при одном и том же токе дуга в среде гелия выделяет в 1,5-2 раза больше энергии, чем в арго­не. Это позволяет повысить скорость сварки; но стоимость ге­лия выше, чем аргона, поэтому он применяется реже.

Азот – активный газ без цвета, запаха и вкуса. В соедине­нии с металлами, азот образует нитриды, снижающие механи­ческие свойства металла. Его используют для сварки меди и ее сплавов, по отношению к которым азот является инертным га­зом.

Водород – горючий взрывоопасный газ, не имеющий цвета, запаха и вкуса, в 14,5 раза легче воздуха. Так как водород обра­зует взрывоопасные смеси (особенно с кислородом), то его не применяют в чистом виде для сварки. Смесь водорода и аргона значительно улучшает процесс формирования шва, повышает чистоту его поверхности, увеличивает глубину проплавления. Такой смесью часто пользуются при сварке тонких металлов (толщиной до 1 мм).

Кислород – газ, не имеющий цвета,запаха и вкуса, активно поддерживает горение. Его используют для газопламенной сварки металлов. Однако при соприкосновении сжатого ки­слорода с маслом происходит мгновенное окисление, сопрово­ждающееся выделением теплоты, что может привести к вос­пламенению масла и даже к взрыву.

Смесь кислорода и аргона при сварке благоприятно влияет на металлургические процессы и технологические характери­стики. Так, при содержании кислорода в аргоне до 5 % повы­шается стабильность сварочной дуги, увеличивается текучесть сварочной ванны, улучшается процесс формирования шва, пе­ренос металла становится мелкокапельным.

Углекислый газ (диоксид углерода) со слабым запахом и рез­ко выраженными окислительными свойствами является ак­тивным защитным газом. Для сварки применяют сварочный углекислый газ чистотой 99,5 %. Углекислый газ не токсичен и не взрывоопасен. При содержании его в рабочей зоне до 0,5 % не представляет опасности для здоровья. Более высокие кон­центрации (свыше 5 %) могут оказать вредное воздействие на организм человека.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector