01 / 01

Технология работ

Как выбрать электроды

Как выбрать электроды

Как выбрать электроды для сварочных работ

Электрическая дуговая сварка предусматривает наличие электродов или сварочной проволоки, этих специальных приспособлений, с помощью которых разгорается дуга и различными методами осуществляется поставка содержимого для сварочной ванны – расплавленного металла.

Плавящиеся электроды

Электродов плавящегося типа выпускается нескольких десятков разновидностей. Они имеют прутковый сердечник, а снаружи твёрдое покрытие, похожее на глазурь. А поскольку они являются плавящимися, то металл, получаемый при их расплавлении, и образует (большей частью) структуру получаемого шва. Металлическая часть электрода представляет собой прутковые фрагменты различного диаметра, материалом для которых может служить низкоуглеродистая, легированная или высоколегированная сталь.

Покрытие штучных электродов, их назначение и состав

Покрытие служит нескольким целям, имеет достаточно сложный состав, благодаря которому данные цели и достигаются. Главным предназначением покрытия является защитная функция, предохраняющая расплавленный металл от контакта с азотом и кислородом из окружающей среды. Это необходимо, так как, соприкосновение металла с указанными химическими элементами неблагоприятно повлияет на химическую структуру сварного шва, заметно снизив его качество.

Также назначением покрытия можно считать стабилизующее воздействие на горящую дугу, легирование расплавленного металла в сварочной ванне, удаление посторонних примесей из структуры шва. Для того чтобы эти цели могли быть выполнены, в покрытия для электродов вводятся следующие составляющие:

– компоненты, образующие шлак. Как правило, это марганцевая руда, кварцевый песок, каолин, доломит, титановый концентрат, полевой шпат, мрамор, мел. Назначение этих веществ состоит в том, что они защищают сварной шов от доступа кислорода и азота из окружающего воздуха, создавая шлаковую корку;

– раскислители. Эти компоненты связывают имеющийся в структуре расплавленных металлов кислород. Ими являются алюминий, кремний, марганец, титаносодержащие ферросплавы;

– вещества для газообразования. Данные компоненты покрытия, сгорая, обеспечивают активное выделение газов, благодаря чему образуется защитное облако. Этими веществами служат декстрин и древесная мука;

– легирующие элементы. Как правило, для этих целей используются те же самые химические элементы, что и применяются в металлургии, да и цели у их использования аналогичные – повышение качества стали. Применяют для этого хром, титан, молибден, марганец, никель, ванадий и прочие легирующие элементы;

– стабилизирующие компоненты. Эти вещества способствуют ионизации воздуха и улучшения условий горения сварочной дуги. Этими элементами являются калий, кальций, натрий;

– связующие вещества. В этом качестве применяется силикатный клей. В сварке он непосредственного участия никакого не принимает, однако он необходим, так как, именно благодаря этому компоненту покрытие удерживается на электроде.

Классификация плавящихся электродов

Подразделяются плавящие электроды по самым разнообразным показателям и свойствам:

– по области использования. Это могут быть электроды для стали, чугуна, цветных металлов, для наплавки и для прочих технологических операций;

– по разновидностям покрытия. Может применяться толстое покрытие, особо толстое, тонкое, среднее. А также по химическим свойствам покрытия: кислое, рутиловое, основное;

– по механическим свойствам металла, составляющего сварной шов;

– по характеристикам сварочного производства (сварочный ток, полярность, тип сварочного напряжения и прочим показателям;

Условные обозначения в маркировке сварочных электродов 

Существует международная маркировка стандарту EN 499. Информацию, которую она передаёт пользователю, лучше всего рассмотреть на следующем примере. Ниже приведена такая маркировка с описанием:

Маркировка электродов, таблица

1 – электрод предназначается для дуговой сварки.

2 – минимальный предел текучести у материала (в данном случае он составляет 500 Н/ мм2).

3 – обозначение температуры, при которой может быть обеспечен минимум ударной вязкости 47 Дж (в данном случае это 60 °С).

4 – характеристика химсостава наплавленного металла (в данном случае присутствует никель, количество которого составляет около 3%).

5 – тип электродного покрытия (в данном примере – основной).

6 – код производительности и род применяемого сварочного тока (здесь – постоянный ток и ≤ 105%.

7 – расположения швов при сварочных работах (в данном случае рекомендованы все швы, за исключением вертикальных сверху вниз).

8 – Н обозначение водорода и его количества в наваренном металле (в данном случае 10 мл/100 г).

Также в нашей стране всё ещё действует старая советская ГОСТ-овская система обозначений. И многие предприятия-производители электродов ещё не отказались от неё. Рассмотрим и её, лучше это сделать также на примере:

Маркировка электродов по ГОСТ

1 – литера «Э» означает электродуговую сварку, 46 – это прочность (460 МПа), литера «А» — повышенная вязкость и высокие пластические характеристики шовного материала.

2 – марка электрода.

3 – диаметр сечения металлического стержня.

4 – литера «У» обозначает предназначение данного электрода. Он предназначен для сварки углеродистых и низколегированных сталей.

5 – толщина покрытия электрода (в данном случае покрытие толстое).

6 – показатели, характеризующие металл шва.

7 – вид покрытия, литера «Б» — означает основное покрытие.

8 – пространственное расположение швов, для которых рекомендован данный электрод (1 – означает все положения).

9 – род тока и полярность. В данном случае постоянный ток обратной полярности.

Сварочная проволока

Проволока для сварочных работ может изготавливаться из различных разновидностей сталей, меди, алюминия и прочих материалов. Диаметры сечения такой проволоки могут изменяться от 0,3 мм до 12 мм. Сварочная проволока с диаметром сечения до 3 мм может применяться для работ с полуавтоматом. При сварке штучными электродами применяют проволоку (для присадки) с диаметром сечения от 1,6 мм до 6 мм. А для сварки автоматического типа применяют проволоку 2 – 5 мм. Используется часто проволока с медным покрытием. Наличие меди позволяет добиться более высокого качества сварного шва, улучшить горение дуги, избавиться от брызг.

Применяется также порошковая проволока. Данный вид расходного материала предназначен для сварки полуавтоматом и выглядит, как сложная конструкция, состоящая из металлической оболочки изнутри заполненной порошкообразной смесью. Данная смесь состоит из ферросплавов, минералов и прочих химических веществ. Назначение этого наполнителя состоит в том, чтобы защищать создаваемый сварной шов. Мы здесь имеем дело с неким аналогом покрытия для электродов. То есть, этот наполнитель, сгорая, создаёт защитное облако, шлаковую корку на шве, раскисляет расплавленный металл. Применение такой проволоки при работе полуавтоматом позволяет избавиться от необходимости использования защитного газа, нет нужды в сложном газобаллонном оборудовании, и есть возможность максимально упростить применяемую установку для сварки. Но у неё есть один существенный недостаток: качество сварных соединений получается заметно более низким, нежели при обычной сварке полуавтоматом.

Неплавящиеся электроды, назначение и модификации

Материалом для такого рода электродов служат вольфрам, графит, уголь. Температура плавления у этих них заметно превышает температуру, при которой плавятся свариваемые с их помощью конструкционные материалы. Вольфрамовые электроды могут изготавливаться из чистого вольфрама или с применением примесей из окислов тория, лантана, иттрия, а также других веществ. Для того, чтобы сварщики могли легко, не изучая надписи на упаковке различать разные модификации этих электродов, один из их концов окрашивают в какой-либо цвет.

Зелёный кончик электрода означает, что перед нами чистый вольфрам без присадок. Маркируют такие электроды ЭВ или WP. Красный – это вольфрам с добавлением тория (ЭВТ, или WT), тёмно-синий вольфрам с иттрием (ЭВИ, или WY), серый – это вольфрам с церием (WC), а белый с цирконием (WZ). Несколько сложнее обстоит дело с вольфрамовыми электродами с присадками из лантана. Буквенные обозначения для них WL, а цвет, в который они окрашиваются, может быть синим (светлым) или золотистым в зависимости от количества примеси в нём.

Графитовые электроды производятся из прессованного графита синтетического происхождения. А их угольные аналоги из электротехнического угля. Графитовые электроды считаются более производительными и более качественными относительно угольных, так как, их характеризуют более высокие электропроводящие свойства, позволяющие повышать плотность сварочного тока. А также окисляющая устойчивость, и благодаря этому качеству их расход заметно ниже угольных.

С их применением производят неразборные соединения из чугуна, нержавеющей стали, цветных металлов (меди, алюминия), медных сплавов. Такие сварочные работы производят в среде защитного газа. Это может быть аргон, гелий, азот, или смеси этих газов. Для присадки при сварке применяют прутковый материал, полосы или специальную проволоку.

Некоторые рекомендации по подбору сварочных электродов для различных работ

Правильный выбор электродов для сварки соединений из стали зависит от множества различных факторов. Прежде всего, конечно же, это зависит от марки свариваемого материала. Далее среди важных факторов, влияющих на выбор, стоит отметить тип применяемого сварочного тока, пространственное расположение соединения (горизонтальное или вертикальное, потолочное и так далее), температуру окружающей среды в месте проведения работ и прочие факторы.

Современный рынок сварочного оборудования позволяет подобрать всю оснастку для любых условий идеально подходящую для каждого конкретного случая. Из современного многообразия электродов для сварки стали можно условно выделить несколько их групп. Первая группа предназначается для низколегированных и углеродистых сталей. Такие стали получили в силу своей простоты и дешевизны максимально широкую распространённость в хозяйственных целях. Для этих целей рекомендуются электроды марок АНО – 4, АНО – 21, МР – 3, ОЗС – 41. 

Для сталей с более высокими прочностными характеристиками рекомендуются электроды марок Э50А, Э60 (марки УОНИ-13/55, ОЗС-28, УОНИ-13/65). С их применением получается шов большей прочности, способный переносить более высокие нагрузки различного плана. Стали легированные рекомендовано сваривать с применением Э-09Х1М, Э-09МХ, Э50А (марки АНЖР-2, ОЗС-11, ЦУ-5).

Это мы рассмотрели наиболее распространённые в современной технике и в бытовых условиях случаи сварки. Однако бывают менее распространённые случаи, в которых используются стали с нетривиальными свойствами. Такие материалы тоже нередко приходится подвергать сварочным работам. Стали жаропрочные, работающие при температуре свыше полутысячи градусов, сваривают электродами КТИ-7А, ОЗЛ-38, ЦТ-15. Нержавеющую сталь варят электродами ЦЛ-11, ОЗЛ-7, ОЗЛ-22.

Подбор диаметра сечения электрода

Опытные сварщики знают, что никаких универсальных рекомендаций по поводу подбора электродов для сварки быть не может, так как, слишком уж много привходящих факторов могут повлиять на него. Однако во многих случаях в качестве отправной точки для того чтобы сделать окончательный выбор можем порекомендовать следующую таблицу:

Как подобрать диаметр электродов к толщине металла

При выборе электродов для производства сварочных работ, при создании вертикальных и потолочных швов диаметр сечения электрода должен быть не менее 4 мм. Если имеется разделка шва и нужно сначала создать корневой шов, то для таких целей можно применить электрод меньшего диаметра (2,5 – 3 мм).

Похожие статьи

Работа сварочным аппаратом Выбор полярности при сварке постоянным током Работа сварочным аппаратом

Post a comment

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *