Содержание
Бывает, что нас интересует, почему тот или иной сварочный электрод может плохо выполнять свою работу. Часто причиной является низкое качество самого электрода или неправильный подбор электрода для сваривания. Поэтому нужно знать, из чего состоят сварочные электроды.
Сварочные электроды являются металлическими стержнями, на которые нанесена обмазка. Иногда встречаются электроды, на которые не нанесена обмазка. Металлические стержни или сварочная проволока – это как раз и есть плавящийся электрод. Сварочную проволоку, которую используют для изготовления электродов, выпускают диаметром от 1 до 12 миллиметров. При этом ее длина составляет до 450 миллиметров.
В основном, большинство марок сварочных электродов различается по содержанию углерода, кремния и фосфора. Химический состав проволоки, которая используется для изготовления электродов, поддается жесткому регламенту, поэтому в результате получается большое количество марок электродов, которые используются для проведения сварочных работ.
Для проведения сваривания ручной дуговой сваркой используются электроды, которые покрыты специальной обмазкой, которая наносится на поверхность сварочного электрода и позволяет комфортно производить сваривание. Поэтому при приготовлении покрытия для сварочных электродов очень важно придерживаться допустимых пропорций. Таким образом, увеличив содержание азота и кислорода в структуре шва, можно добиться резкого снижения пластических свойств металла шва.
Для того чтобы уменьшить содержание кислорода и азота в металле сварочного шва, используется несколько методов. Например, для этих целей может служить насыщение электродов раскислителями. Это означает, что в таком случае используется покрытие сварочного электрода, которое при плавлении электрода образует большое количество шлаков, тем самым защищая его от воздействия факторов окружающей среды.
Электроды могут разделяться на электроды с толстым и тонким покрытием. Тонкое покрытие позволяет сделать горение дуги более устойчивым. Самым распространенным является покрытие, в составе которого есть мел и жидкое стекло. В таком случае сварочные электроды с тонким покрытием не могут производить сваривание высокого качества, потому что сварочная ванна является незащищенной. Поэтому в большинстве случаев для сваривания рекомендуется использовать электроды с толстым покрытием.
Сварочные электроды, имеющие толстое покрытие, имеют больше преимуществ, поэтому их использование является более широким. В состав толстого покрытия сварочных электродов входят такие вещества, как раскислители, газообразующие и легирующие элементы. Также в их состав добавляют марганцевую руду и каолин.
Помимо этого, туда добавляется большое количество других примесей, которые способствуют стабильному горению дуги. Таким образом, используя сварочные электроды с толстым покрытием, Вы сможете избежать низкого качества сваривания.
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).
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!
Электрод для ручной дуговой сварки – это металлический стержень с защитным покрытием-обмазкой. Составляющие покрытия обеспечивают защиту зоны сварки от окисления воздухом, способствуют усилению ионизации. Стержни с обмазкой применяют как для черных, так и для цветных металлов, а также сплавов.
Назначение покрытия электродов
Основная задача, которую возлагают производители на покрытие электродов для ручной дуговой сварки – это защита плавящегося металла. Они предохраняют плавящийся металл от взаимодействия с воздухом, предотвращая окисление, делают готовый шов качественным и прочным.
При работе со сварочным аппаратом защитная обмазка создает оболочку из шлака на капельках электродного металла, продвигающегося по дуговому промежутку, а также на плавящейся поверхности привариваемых друг к другу деталей.
Защитный слой из шлака снижает скорость, с которой остывает металл, и быстроту его отвердевания, благодаря чему из него успевают выйти газовые и другие включения, которые негативно сказываются на прочности конструкции. Как правило, защитное напыление состоит из целого комплекса шлакообразующих элементов, таких как каолин или концентрат титана.
Какие функции обеспечивает качественное покрытие
Обмазка, покрывающая стержни из металла, выполняет целый ряд основных и второстепенных задач. Из первостепенных можно выделить:
Предохранение самой дуги и металла в области сварочной ванны от взаимодействия с присутствующими в составе атмосферы азота, кислорода, а также водорода, который содержится в паре воды. Обмазка стержня создает двухступенчатую защиту: пары углекислого газа и углеродных окисей, обволакивающие рабочий участок, и пленку шлака на поверхностном слое расплавленного металла;- обеспечение качественной кристаллизации шва без образования пор, зашлаковки и трещин.
Второстепенные, но не менее важные задачи:
- обеспечение бесперебойного горения дуги в широком спектре режимов работы, упрощение процесса зажигания. Стабильность дуги реализуется за счет присутствия в поверхностном слое стержня компонентов, которые не склонны к ионизации в большом объеме. Это способствует увеличению количества ионов, стабилизирующих горение, в дуговом пространстве;
- удаление из металла сварочной ванны растворенного в нем кислорода. Для этого в состав обмазки добавляют ферросплавы, которые легче и быстрее, чем сам металл, вступают с кислородом в реакцию;
- очистка металла шва от примесей (рафинирование).
Диаметр покрытия
В продаже можно встретить много марок электродов, предназначенных для разных видов металла и силы предполагаемых нагрузок на будущую конструкцию. Стержни с обмазкой имеют два значения диаметра: диаметр самого электрода и общий диаметр стержня и напыления. При выборе подходящего варианта диаметр является одним из определяющих факторов: чем он больше, тем большую толщину металла можно соединить с помощью стержня.
Диаметр стрежня с обмазкой влияет не только на простоту работы с материалом при сварке, но также обеспечивает нужные характеристики выполненного соединения, влияет на прочность получившейся конструкции.
Так, к примеру, электроды, имеющие маркировку Э42А и Э46, используют для сварки деталей из низколегированных видов стали.
Буква «Э» в маркировке означает штучный электрод, повсеместно применяемый для ручной дуговой сварки в домашних условиях.
Число, следующее за буквой, – минимальное значение гарантируемого временного сопротивления на разрыв шва. Чем больше это число, тем большие нагрузки выдержит сваренная деталь.
Например, продукция типа Э42 обеспечивает сопротивление не менее 42 кгс/мм2, а стрежни с маркировкой Э46 – не менее 46 кгс/мм2. Электроды Э42А применяются для металла с аналогичными качественными показателями на разрыв, но в условиях, когда необходимы более высокие параметры ударной вязкости и относительного удлинения полученного шва. Об улучшенных характеристиках говорит буква «А» в маркировке, которая обозначает кислый тип обмазки стержня.
Толщина покрытия
Синяя обмазка электрода марки МР-3С
Помимо характеристик нанесенного на электродный стержень покрытия и диаметра самого электрода при подборе материалов для сварки также ориентируются на толщину защитной обмазки.
Для каждого диаметра внутреннего стержня существует своя толщина покрытия. Всего существует 4 категории электродов, различающиеся толщиной покрытия:
- тонкие или стабилизирующие электроды (для их обозначения используется буква М) с соотношением 1,2 или более;
- средние электроды (обозначаются буквой С) с соотношением 1,45 или больше;
- толстые, имеющие соотношение меньше или равное 1,8, которые еще называют качественными (маркируются буквой Д);
- особо толстые электроды, так же входят в категорию качественных и имеют соотношение диаметров свыше 1,8 (можно узнать по букве Г в маркировке).
Толщина покрытия качественных электродов колеблется в диапазоне от 0,5 до 2,5 мм, что составляет 20-40% от массы внутреннего стержня. Если учитывать железный порошок, то диаметр составит 3,5 мм, а массовая доля – 50%. Такие электроды применяют, когда нужен шов высокого качества, способный выдержать большие нагрузки.
Тонкие или стабилизирующие электроды, толщина обмазки которых примерно 0,1-0,3 мм, делают горение дуги ровным и непрерывным, но никак не влияют на качественные показатели наплавляемой стали.
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:
- покрытие кислого типа, обозначаемое буквой А;
- основное (Б) покрытие;
- целлюлозная обмазка (Ц);
- 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.
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.
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.
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.
