Чем покрыты сварочные электроды

Чем покрыты сварочные электроды.

Многим людям интересно, из чего сделано покрытие электродов. Одни недоумевают, почему при сваривании выделяется едкий дым или зачем вообще нужно покрытие на электродах? Ответы на эти и другие вопросы Вы получите после прочтения этой статьи. Покрытие электродов наносится специально для возможности сваривания металлических частей. Вещество, которым покрыты все электроды, не дает нагреваться и плавиться одновременно всему электроду.

В основном электроды покрыты газообразующими элементами. Также в качестве покрытия могут выступать такие элементы: мука, декстрин или крахмал. Также в состав покрытия электродов могут входить и такие неорганические компоненты как мрамор и магнезит. Еще частенько сварочные электроды покрывают ферросплавами. Ферросплавы – это сплавы железа из марганцем, титаном и кремнием. Также еще есть электроды, которые содержат всевозможные соединения с невысоким потенциалом ионизации. Еще в основу покрытия для электродов могут входить шлакообразующие элементы. К шлакообразующим элементам относятся такие руды: марганцовая или титановая. В состав шлакообразующих покрытий может также входить плавиковый и рутиловый концентрат.

Те электроды, которые имеют в своем составе ионизующие компоненты, содержат разные соединения с невысоким потенциалом ионизации. Также как бы это странно не звучало, но иногда электроды могут быть покрыты жидким стеклом. Жидким стеклом могут быть каолин, различные водные растворы силикатов натрия и слюда.

Однако более половины покрытия всех электродов составляет железная стружка или железный порошок. Практически все материалы, входящие в состав покрытия могут быть как шлаковой, так и газовой защитой при сваривании. Также есть и виды электродов с кислотным покрытием. Кислотное покрытие отличается от других средним уровнем образования пор во время сваривания. Такие электроды способны обеспечить Вам надежное сваривание, потому что при реакции окисления выделяется большое количество теплоты.

Однако кислотные электроды имеют и свои недостатки. Пониженная вязкость и пластичность шва являются основными недостатками этого вида покрытий электрода. Этот недостаток означает то, что возникает огромная вероятность трещины шва. В наше время кислотные электроды уже практически не используются. Их можно использовать при сваривании не очень ответственных объектов, но лучше всего воздержаться от их употребления вообще.

Многие опытные сварщики со стажем поняли, что нужно покупать электроды с обычным шлаковым покрытием. Такие электроды предоставляют много удобств при сваривании металлических частей, в частности они дают газовую и шлаковую защиту. Также многие опытные сварщики знают и то, что заказать качественные электроды можно только через страницу на этом сайте «Контакты». Оформив заказ электродов, Вы сможете получить через несколько дней по-настоящему качественные электроды для сваривания.

Как выбрать электроды?

Чтобы получить качественный и прочный сварочный шов, нужно грамотно подобрать электроды для каждого вида сварки. Так, для сварки под аргоном (аргонодуговой TIG) используются неплавящиеся вольфрамовые электроды. Такая сварка применяется в автосервисах и на производствах, там, где требуется аккуратность шва и точность. Для инверторной сварки берут плавящиеся электроды, состоящие из стального или иного сердечника и обмазки. Инверторная сварка чаще находит применение в быту и для строительных работ.
Плавящийся электрод для инвертора – это тонкий металлический сердечник с диаметром до 6 мм, покрытый особым составом (обмазкой).

Под воздействием тока сердечник плавится, а покрытие образует газовую защиту сварочного шва от окисления и образует шлаковый слой. Для ММА (ручной дуговой сварки) производители предлагают огромное множество электродов.

Выбор электродов для сварки зависит от многих критериев, но главные из них: вид свариваемых металлов и особые требования к конструкции. Одно из золотых правил сварки – выбирать электрод по металлу и толщине заготовки, а уже по электроду подбирать ампераж, то есть силу тока.

Выбор электродов по виду свариваемого металла

Металлическая часть электрода (сердечник) по своему составу должна быть схожа со свариваемым металлом. Производители предлагают специальные электроды для работы со следующими видами металла:

Кстати, при сваривании тонколистовых металлов рекомендуется поменять полярность на обратную, чтобы не допустить прожигания материала. А вот массивные детали лучше варить на прямой полярности.

Выбор электродов по требования к свариваемым конструкциям.

Важно обратить внимание на цель сварки, так как иногда сварочный шов должен соответствовать особым требованиям. Например, некоторые конструкции должны выдерживать перепад температур (печь-каменка, твёрдотопливный котёл и так далее). В других случаях важна устойчивость к вибрационной нагрузке, например, при создании конструкции для изготовления бетонных изделий. И часто требуется, чтобы шов выдерживал силовые нагрузки, например, сварка несущих конструкций. Во всех этих случаях необходимо применять электроды, обладающие особыми свойствами. Такие свойства придаёт им обмазка.

По типу покрытия электроды делятся:

• рутиловые;
• основные;
• кислые;
• целлюлозные.

Электроды с рутиловым покрытием чаще используют для бытовой сварки (ворота, двери, решётки). Для таких изделий берут сталь СТ3, к которой подходят стержни с рутиловым покрытием. Перечислим марки рутиловых электродов: АНО4, АНО6, АНО21, АНО 26, Монолит, Арсенал, Гранит, МР-3, ОК 46.00. Рутиловые электроды легче ловят дугу, не образуют много брызг, подходят для сварки и прихвата. Они могут гореть при разной длине дуги, это особенно актуально для начинающих сварщиков, которые ещё не освоили мастерство сварки. Для сварки используют и постоянный ток (DC), и переменный ток (АС). Важный момент, сердечники с рутиловым покрытием могут работать со сварочными аппаратами, обладающими низким напряжением холостого хода.
Основное покрытие применяется для сварки только под постоянным током (DC), они тяжелее поджигаются.

Применяются для тех работ, где требуется высокое качество шва, выдерживающий большие силовые нагрузки, например, на несущих конструкциях. Также стержень с основным покрытием используется для сварки высокоуглеродистой стали. Основное покрытие позволяет получить эластичный шов. К маркам электродов с основным покрытием относятся УОНИИ 13/45, УОНИИ 13/55, УОНИИ 13/65 производства России и ОК 48.00, ОК 53.70, Lb52U иностранных производителей.

Электроды с кислым покрытием обеспечивают тягучесть металла в сварной ванночке. Но сердечники с таким покрытием не рекомендуется использовать для сварки в замкнутом помещении из-за вредных выбросов. При сварке образуется много шлака, который, впрочем, легко удаляется.
Целлюлозное покрытие обеспечивает устойчивость шва к ударам. Сердечники с таким покрытием могут использоваться даже для вертикального шва.

Дополнительные критерии выбора электрода

Как уже говорилось в статье, важно подбирать электроды по диаметру в соответствии с толщиной заготовки. Так, слишком тонкий электрод не проварит шов толстой заготовки, варить придётся слоями, что скажется на внешнем виде и качестве шва. А толстый стержень прожжёт тонкий металл. А вот для резки сваркой оптимально выбирать тонкие электроды. Как правило, производители указывают рекомендации по выбору толщины стержня на упаковке с электродами, но можно воспользоваться и следующей таблицей:

Однако не всегда существует прямая зависимость толщины заготовки и диаметра электрода, в процессе сварки часто включаются и другие факторы: свойства металлов, особенности обмазки, сила тока и так далее. Поэтому подобрать электрод получается часто опытным путём или же по советам опытных сварщиков на форумах.

При выборе силы тока можно опираться на рекомендации производителей. Важно помнить, что при сильном сварочном токе металл прожжётся насквозь, а при недостаточной силе тока сварочная дуга будет нестабильной или же не сможет образоваться. На аппаратах с постоянной силой тока значения ампеража могут быть меньше, чем на устройствах с переменной силой тока.

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Из чего состоит электрод

Главным расходным сырьем для сварочных работ являются электроды, которые представлены массой разновидностей (свыше 200 шт.). К их характеристикам относят длину, толщину, материал для выполнения стержня, область использования и внешнее покрытие. Существуют электроды без обмазки.

Для образования шва важное значение имеет покрытие электрода, но оно состоит из нескольких металлов. Из-за этого при выборе нужно определить состав присадочного материала, чтобы определить основные параметры. От правильности подбора будет зависеть качество сварки, что также важно, как и профессионализм исполнителя.

Для изготовления присадочных материалов применяется сварочная проволока диаметром 1-12 мм, длина которой не превышает 450 мм. Многие сварные электроды отличаются содержанием кремния, фосфора и углерода.

Как работает электрод?

Начиная работу с электродом, сварщик размещает один его конец в электрическом держателе, который служит одним сетевым контактом, идущим от трансформатора. Другой контакт цепи фиксируется на монтируемом элементе или рабочем столе, также проводящим ток.

При соприкосновении электрода с деталью происходит замыкание цепи. Работник держит его в приподнятом виде относительно поверхности, чтобы не создавать полноценное замыкание. То есть создаются условия образования электродуги, что защитит электрод от заливания, а трансформатор от сгорания. Качество сварки будет зависеть также от материала изготовления сварных электродов, что будет влиять на надежность пользования сварочным швом.

Во многих ситуациях электрическая дуга является неблагоприятным явлением, но при проведении сварочных работ она способствует расплавке металла, преобразует электрический ток в тепловую энергию. С помощью расплавляемого металла будут заделываться трещины, соединяться несколько деталей и пр. Почти у всех электродом имеется защитный слой, придающий присадочным материалам определенные характеристики. Внешнее покрытие электрода улучшает свойства плавки, служит защитой ванны для сварки от посторонних действий и попадания других предметов.

Особенности конструкций разных электродов

Присадочные материалы отличаются по сфере использования, от чего зависят все технические характеристики. Они также зависят от используемого материала в изготовлении сварочных электродов, который должен сочетаться с основой заготовки. Электроды могут производиться из чугуна, алюминия, разных сортов стали, меди и вольфрама.

Производители редко применяют металлы в чистой форме, часто добавляя в состав сварочных электродов легирующие компоненты для придания определенных свойств. На конструктивные особенности это оказывает незначительное влияние (кроме толщины и длины), в сравнении со сферами их использования.

Состав электрода

Сварочный электрод характеризуется простым строением, в его составе основными элементами является стержень, внешнее покрытие и контактный торец без обмазки. Разобравшись со строением сварного электрода, можно более детально разобраться с его характеристиками. У каждого составного элемента есть индивидуальные особенности, влияющие на качество полученного шва и область его использования.

Из стержня получается сварной шов. Он расплавляется под действием дуги и заполняет сварочную ванну. От толщины электродного стержня зависит глубина залегания шва, в том числе и применяемый размер ванны.

Длина материала позволяет более длительно вести непрерывный шов, что является важным на ответственных объектах (ведь из-за каждого разрыва снижается качество сварки). Главным параметром можно считать материал стержня, который должен соответствовать свариваемому изделию.

Тип покрытия электрода

Основной ролью покрытия является поддержание непрерывного горения электродуги. Выделяют следующие типы электродов:

• с рутиловым слоем. В основе таких электродов находится диоксид титана (рутиловый концентрат). При их применении имеется высокий риск появления трещин (в сравнении с кислым слоем), но конечный результат схож со спокойными сталями. При проведении сварочных работ почти отсутствует появление металлических брызг, работать можно при наличии ржавчины на рабочей поверхности;
• с кислым слоем. В состав покрытия на таких электродах входит кремний, марганец и железо. В этом случае у горячего металла на сварном шве появляется риск трещинообразования, но у него отсутствуют поры (даже при наличии на поверхности ржавых пятен);
• с целлюлозным слоем. В составе покрытия будет находиться около половины органических компонентов, из-за чего в нем содержится избыточное количество водорода. При использовании электродов с целлюлозным покрытием характерно появление плотного ровного валика. Это обеспечивает простоту их применения при вертикальных швах;
• с основным слоем, содержащим карбонаты и фтористые соединения. После того, как шовный металл остынет, он получается пластичным и вязким при механическом воздействии. Основное покрытие отличается высокой устойчивостью к появлению трещин, однако если на поверхности есть ржавчина, то существует большой риск к формированию пор;
• с ильменитовым слоем. Электроды с таким покрытием обладают усредненными характеристиками изделий с рутиловым и кислым слоем.

Между собой электроды отличаются толщиной покрытия, бывают тонкими и толстыми. С помощью тонкого покрытия можно создавать более стойкое горение дуги. Но у электродов с толстым слоем имеется много достоинств, из-за чего они характеризуются большим разнообразием сфер применения.

Как выбирать сварочный электрод?

Выбор сварочного электрода считается важной процедурой, в процессе которой следует учитывать следующие аспекты:

Условные обозначения покрытых электродов

Структура условного обозначения электрода по ГОСТ 9466-75 «Электроды покрытые для ручном дуговой сварки и наплавки. Классификации и общие технические условия» состоит из 11 обозначений в виде дроби:

В числитиле — паспортные данные:

ТИП ЭЛЕКТРОДА

Для сварки углеродистых и низколегированных сталей, а также легированных с повышенной и высокой прочностью обозначение состоит из:

• индекса Э — электрод для ручной дуговой сварки и наплавки;
• цифр, следующих за индексом, обозначающих величину предела прочности при растяжении в кгс/мм 2 ;
• индекса А, указывающего, что металл шва имеет повышенные свойства по пластичности и ударной вязкости.

Для сварки теплоустойчивых, высоколегированных сталей и для наплавки обозначение состоит из:

• индекса Э — электрод для ручной дуговой сварки и наплавки;
• дефиса (тире);
• цифры, следующей за индексом, указывающей среднее содержание углерода в сотых долях процента;
• букв и цифр, определяющих содержание химических элементов в процентах.

Порядок расположения буквенных обозначений химических элементов определяется уменьшением среднего содержания соответствующих элементов в наплавленном металле. При среднем содержании основного химического элемента менее 1,5 % число за буквенным обозначением химического элемента не указывается. При среднем содержании в наплавленном металле кремния до 0,8 % и марганца до 1,0% буквы С и Г не проставляются.

Для сварки yглеродистых и низколегированных сталей с пределом прочности при разрыве до 490 МПа (50 кгс/мм 2 ) применяют 7 типов электродов: Э 38; Э 42; Э 46; Э 50; Э 42А; Э 46А; Э 50А.

Для сварки углеродистых и низколегированных сталей с пределом прочности при разрыве от 490 МПа (50 кгс/мм 2 ) до 588 МПа (60 кгс/мм 2 ) применяют 2 типа электродов: Э 55; Э 60.

Для сварки легированных сталей повышенной и высокой прочности с пределом прочности при разрыве свыше 588 МПа (60 кгс/мм 2 ) применяют 5 типов электродов: Э 70; Э 85; Э100; Э 125; Э 150.

Для сварки теплоустойчивых сталей — 9 типов: Э-09М; Э-09МХ; Э-09X1М; Э-05Х2М; Э-09Х2М1; Э-09Х1МФ; Э-10Х1МНБФ; Э-10ХЗМ1БФ; Э-10Х5МФ.

Для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами — 49 типов: Э-12Х13; Э-06Х13Н; Э-10Х17Т; Э-12Х11НМФ; Э-12Х11НВМФ и другие.

Для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами — 44 типа: Э-10Г2; Э-10ГЗ; Э-12Г4: Э-15Г5: Э-16Г2ХМ: Э-30Г2ХМ и другие.

МАРКА ЭЛЕКТРОДА

Каждому типу электрода может соответствовать одна или несколько марок.

ДИАМЕТР ЭЛЕКТРОДА, мм

Диаметр электрода соответствует диаметру металлического стержня.

НАЗНАЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОДА

Для сварки углеродистых и низколегированных сталей с пределом прочности при растяжении до 588 МПа (60 кгс/мм 2 ) — маркируется буквой У;

Для сварки легированных конструкционных сталей с пределом прочности при растяжении свыше 588 МПа (60 кгс/мм 2 ) — маркируется буквой Л;

Для сварки теплоустойчивых сталей — маркируется буквой Т;

Для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами — маркируется буквой В;

Для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами — буквой Н.

КОЭФФИЦИЕНТ ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИЯ

В зависимости от отношения диаметра покрытия электрода D к диаметру электродного стержня d электроды подразделяются на следующие группы:

• с тонким покрытием (D / d ≤ 1,2) — маркируется буквой М;
• со средним покрытием (1,2 <D/d < 1,45) — С;
• с толстым покрытием (1,45 <D / d < 1,8) — Д;
• с особо толстым покрытием (D / d > 1,8) — Г.

В знаменателе — кодированное обозначение (код):

буква Е — международное обозначение плавящегося покрытого электрода

ГРУППА ИНДЕКСОВ, УКАЗЫВАЮЩИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕТАЛЛА ШВА ИЛИ НАПЛАВЛЯЕМОГО МЕТАЛЛА

6.1. Для электродов, применяемых для сварки углеродистых и низколегированных сталей с пределом прочности при растяжении до 588 МПа (60 кгс/мм 2 )

6.2. В условном обозначении электродов для сварки легированных сталей с пределом прочности при растяжении свыше 588 МПа (60 кгс/мм 2 ) первый индекс двузначного числа соответствует среднему содержанию углерода в шве в сотых долях процента; последующие индексы из букв и цифр показывают содержание элементов в процентах в металле шва; последний цифровой индекс, проставляемый через дефис, характеризует минимальную температуру°С, при которой ударная вязкость металла шва составляет не менее 34 Дж/см 2 (35 кгс?м/см 2 ).

Пример: E-12X2Г2-3 означает 0,12% углерода, 2% хрома, 2% марганца в металле шва и при -20°С имеет ударную вязкость 34 Дж/см 2 (3,5 кгс?м/см 2 ).

6.3. В условном обозначении электродов для сварки теплоустойчивых сталей содержатся два индекса:

• первый указывает минимальную температуру, при которой ударная вязкость металла шва составляет не менее 34 Дж/см 2 (3,5 кгс?м/см 2 );
• второй индекс — максимальную температуру, при которой регламентированы показатели длительной прочности металла шва.

6.4. Электроды для сварки высоколегированных сталей кодируются группой индексов, состоящих из трех или четырех цифр:

• первый индекс характеризует стойкость металла шва к межкристаллитной коррозии;
• второй указывает максимальную рабочую температуру, при которой регламентированы показатели длительной прочности металла шва (жаропрочность);
• третий индекс указывает максимальную рабочую температуру сварных соединений, до которой допускается применение электродов при сварке жаростойких сталей;
• четвертый индекс указывает содержание ферритной фазы в металле шва.

6.5. Условное обозначение электродов для наплавки поверхностных слоев состоит из двух частей:

первый индекс указывает среднюю твердость наплавленного металла и выражается дробью:

• в числителе — твердость по Виккерсу;
• в знаменателе — по Роквеллу.

второй индекс указывает, что твердость наплавленного металла обеспечивается: