Марки электродов и их применение

Марки электродов

Широкое распространение технологии соединения различных деталей посредством электрического тока и плавящегося электрода потребовало поиска новых технологий для возможности качественной работы буквально с каждым типом материала, с каждой маркой металла.

Достичь широкого распространения и одновременно обеспечить качественное соединение именно узкоспециализированных конструкций и элементов позволяет соединения в сварочной технологии универсальных сварочных аппаратов и индивидуальный подбор плавящихся электродов. Экономическая целесообразность такого подхода целиком оправдана – для сварочных аппаратов набор функций и технологий позволяет работать как с черными металлами, легированными сталями и чугунными конструкциями, а вот индивидуальность подхода достигается подбором расходных материалов – сварочных электродов.

Специфика подбора сварочных электродов

Использование электросварки для соединения металлов кроме общепризнанных и понятных физических процессов, влияющих на процесс соединения свариваемых деталей, имеет еще один, очень важный момент – свойства деталей, рассчитанных на применение в различных отраслях и производствах. Берется во внимание, прежде всего свойства металлов – конструкционных сталей, легированных и низколегированных сталей, чугуна или конструкций из цветных металлов. И в данном случае сварной шов, должен отвечать максимально условиям и марке основного металла. Такое соответствие сварочных электродов основному материалу достигается использованием в качестве сердечника узкоспециализированного состава металла, а в качестве обмазки использовать наиболее подходящие компоненты.

Типы и марки электродов

Использование сварочных электродов в зависимости от свойств свариваемого материала зависит, прежде всего, от состава металлического сердечника. Здесь при производстве учитываются несколько факторов, влияющих на качество шва:

прямое предназначение электрода для сварки определенного типа металлов и сплавов;
условия проведения работ, пространственное положение шва;
толщина соединяемых деталей и конструкций;
специфика формирования сварочной ванны и защитного облака газов;
узкоспециализированные свойства шва – сопротивление на разрыв, изгиб, текучесть жидкого шва, насыщенность кислородом.

Учет этих и других условий маркировки конечной продукции и условия непосредственно самого производства вменен для всех отечественных производителей электродной продукции соответствующими государственными стандартами и сортаментами. Электрод, имеющий соответствующую маркировку, должен соответствовать техническим условиям независимо от производителя. В то же время, нанесенная маркировка на упаковку должна соответствовать содержимому как по качеству, так и по количеству.

Марки электродов для дуговой сварки

Сегодня наиболее массово выпускаются электроды для соединения деталей из черных металлов и сталей. Именно поэтому наиболее часто употребляемая маркировка ориентирована на сварку деталей из стали и градирует продукцию в зависимости от содержания углерода в металле. Такая градация соответствует и основному марочнику сталей:

«У» – основная часть конструкционного черного металла с относительно низким содержанием легирующих добавок и средним показателем присутствия углерода. Качество сварного шва должно выдерживать усилие на разрыв около 600 Мпа.
«Т» — специфические электроды для легированных марок стали, обладающих тугоплавкостью и большой теплоустойчивостью, усилие разрыва шва около 600 МПа;
«Н» – электроды для дополнительной наплавки на поверхность дополнительного слоя металла, при этом металл может обладать специальными свойствами;
«А» – электрод для сварки условно пластичных сплавов и металлов.

Выбор марки электрода

Качество сварного шва, его конструктивные и пластические свойства, способность выдерживать различные деформации зависят во многом от того какого качества, какого состава и толщины на металлическом сердечнике лежит слой покрытия.

Для маркировки слоя покрытия, показателя его толщины используется буквенное обозначение отображающее соотношение толщины обмазки к диаметру металлического сердечника. Следует заметить, что здесь за основу берется соотношение диаметр/покрытие в процентном выражении, а не конкретное число толщины в миллиметрах.

Для маркировки принято брать соотношение в 20, 45, 80 и более 80%. Такие показатели маркируются соответственно буквами «М», «С», «Д», «Г». Наиболее популярное соотношение равное приблизительно 45% маркируемое «С» обозначает около 70% всех выпускаемых электродов всех наименований. Такая маркировка позволяет подобрать расходные материалы для проведения работ в зависимости от сложности и важности свариваемых деталей.

Учет количества покрытия сердечника, формирующего защитное облако сварочной ванны при подборе типа и марки очень важен, так же, как и учет того из каких материалов сделано само покрытие – для обозначения типа основного составляющего обмазки используется буквенные обозначения, соответствующие наиболее часто встречающимся видам материалов для обмазки:

кислотное покрытие – маркируется «А»;
для основных видов используется буквенный код «Б»;
целлюлозное содержание обмазки будет соответствовать букве «Ц»;
рутиловый компонент маркируется «Р»;
для прочих видов маркировка объединяется общим кодом «П».

Внимание! Двухкомпонентные виды покрытий, имеющих узкоспециализированные направления применения, маркируются соединением основных буквенных кодов, при этом первая буква указывает на преобладающий компонент в композиции покрытия.

Расшифровка марки электродов

Достижение максимальных показателей сварного соединения конструкций достигается применением типов расходных материалов, имеющих при работе еще одно свойство – пространственное положение при формировании сварной ванны. Возможность прокладки прочного шва в горизонтальном положении, возможно будет утеряна, в случае применения этого электрода при потолочных работах, вертикальном сваривании, или наложении наклонного шва. Проще говоря, если в одном положении шов будет ложиться ровно, то при сварке этой же маркой в другом положении шов будет прерывистым, капающим, стекающим по поверхности металла.

Параметры использования электрода в зависимости от пространственного положения маркируются цифровым кодом:

1 – универсальный тип использования;
2 – тип пригодный для использования в большинстве положений, кроме вертикального;
3 – подходит как для вертикальных, так и для горизонтальных швов, кроме работ под потолком;
4 – электрод горизонтального шва.

Виды электродов

Для особо важных конструктивных элементов, имеющих повышенные требования по прочности соединений, применяются электроды, разработанные для сугубо узкой специализации, например для легированных сталей или сварки чугунных элементов.

Достоинством этих специальных марок выступает полное соответствие состава сердечника составу свариваемых конструкций. Здесь не требуется дополнительное усиление или ослабление сварочного тока, особые навыки формирования дуги, сам температурный режим сгорания покрытия обеспечивает максимальное расплавление сердечника и прогрев поверхности самой детали. Такие электроды формируют шов без существенных деформаций и изменений.

Читать еще: Как соединить вал электродвигателя

Для этих целей чаще всего используются марки Э-70, АНП2, НИАТ 3М, УОНИ-13/85, Н20/Св-12Х2НМАВИ, ОЗС-11, ТМЛЗУ, ЦЛ-45.

Наплавка или сварка чугунных изделий, содержащих большое количество углерода, требует применения электродов, близкого по составу к чугуну, именно поэтому серия ОК и обладают столь специфическими свойствами. Для этой марки характерна небольшая текучесть металла в пределах 300-500 МПа, относительно низкий по сравнению со стальными сердечниками показатель прочности – 460-640-720 МПа, и конечно небольшой показатель механического удлинения шва 6-40% в зависимости от маркировки. Вместе с тем электроды марок ОК-92 с индексами от 05 до 86 имеют завидную твердость холодного шва – до 240-260 НВ.

Внимание! Сварочные электроды, предназначенные для сварки и наплавки чугуна, не рекомендуется применять для сварки сталей и металлических конструкций. Сформированный шов не будет обладать расчетными характеристиками, ввиду высокого содержания углерода в металле электрода .

Сварка цветных металлов и сплавов

Применение электродуговой сварки для соединения легких цветных металлов и их сплавов сегодня в обычном применении пока находится в весьма ограниченном использовании, но это не значит, что сварочные технологии не имеют возможности работать с этими материалами.

Для соединения алюминиевых конструкций, несмотря на наличие защитного химического слоя металла, применяются электрода марки «ОЗА», маркировка их соответствует следующим свариваемым металлам:

алюминий технический 99% чистоты содержания металла – ОЗА1;
алюминиевые сплавы, в том числе с кремнием – ОЗА2, ОЗАНА2;
алюминий технический – ОЗАНА1;

Медные конструкции, чаще всего соединяемые с помощью пайки, могут соединяться также и с помощью сварки, здесь применимы электроды Комсомолец 100, АНЦ/ОЗМ серии 2,3,4.

А для сварки никеля разных марок применяется электрод ОЗЛ-32.

Спецификация электродов для создания конструкционных деталей

Создание отдельных, специфических конструкций, имеющих большую массу и габариты, монтируемых непосредственно на сборочной площадке требует применение электродов для резки металла. Например, в судостроении, когда стальные листы поставляются цельными, а отверстия проделываются непосредственно на стапеле применяются электроды способные создавать высокую температуру плавления и возможность работы на максимальном сварочном токе.

Для таких и подобных работ применяются электроды ОЗР1 и ОЗР2, для разрезания металла толщиной до 40 мм, проделывания отверстий, срезания наплывов, устранения дефектных участков сварных соединений.

Марка электродов: ГОСТ

Буквенно-цифровое обозначение наименования, расположенное обычно в табличной форме на упаковке, часто дублируется и на покрытии самого электрода. Такое удобство позволяет без труда идентифицировать тип и марку электрода.

Обычно код состоит из нескольких групп шифров. Каждая группа имеет свое значение и характеристику применения:

первые буквенно-цифровые обозначения идентифицируют предназначение, например, Э-46 – значит основная специфика соединение стальных деталей из легированных и углеродистых марок стали;
далее идет марка электрода, она классифицирует изготовителя;
следующий блок кода – это назначение покрытия и его слой, например, УД – это толстое покрытие (Д) для углеродистой марки стали (У);
отдельное буквенное обозначение типа стального сердечника Е – плавящий электрод;
следующие цифры характеризуют предел прочности шва при испытании на растяжение, здесь, 43 – это усилие в 430 Мпа;
цифра с последующей цифрой в скобках это обозначение относительного удлинения с температурной характеристикой сохранения вязкости металла;
оставшиеся буквенно-цифровые обозначения это тип покрытия и условия применения, например РЦ13 – рутилово-целлюлозное покрытие для универсальных работ при нормальном токе с возможностью использования обратной полярности.

Внимание! Получение качественного сварного соединения в большинстве случаев зависит от правильно подобранных электродов по типу и марке. Вместе с тем подбор расходных материалов требует соблюдения и других требований – правильного выбора диаметра, типа используемого тока, и качественного параметра электрода по влажности покрытия.

Сварочные электроды: виды и характеристики

Сварочные электроды следует делить по назначению, составу обмазки (её типу), методам использования (род применяемого сварочного тока). Принципы сварки стержнями, покрытыми обмазкой, основаны на их плавлении с использованием электрического тока. При этом материал покрытия одновременно превращается в смесь газов и защитный шлак, которые защищают зону сварки. Состав металла стержня зависит от состава свариваемых деталей: это может быть сталь, чугун, смесь меди или алюминия с другими (вспомогательными) элементами.

Классификация по назначению

Электроды предназначены для сварки:

Сталей: низкоуглеродистых, высокоуглеродистых, легированных — в том числе, нержавеющих и жаропрочных (аустенитных).
Чугунов — сплавов с повышенным содержанием углерода — 2,14% или более.
Алюминия и сплавов.
Меди, латуни и бронзы.

Для сварки сталей разных марок
Для работы с чугунными сплавами
Для сварки алюминия
Для работы с медью и её сплавами

Чтобы обеспечить качественное соединение, нужно стараться, чтобы материал электрода по составу максимально соответствовал сплаву свариваемых деталей.

Пример маркировки

Производитель при определении буквенно-численной комбинации включает в неё данные:

О составе металла.
Особенности обмазки.

Данные о диаметре электрода.

Пример: электроды марки Уони. На пачке видно надпись: Э42А-УОНИ-13/45-3,0-УД)/(Е432(5)-Б10.

Для расшифровки слева направо проще всего указать информацию в столбик:

Э42А — электрод для ручной дуговой сварки. Получаемая в результате прочность шва — 420 МПа. (А) — пластичность повышена:
УОНИ 13 — наименование марки. Первые буквы расшифровываются так: универсальная обмазка Научного-Исследовательского Института №13;
45 — предел прочности наплавки — 450 МПа;
3,0 — диаметр стержня без учёта слоя обмазки;
У — говорит о том, что предназначены для сваривания углеродистых сталей, низколегированных конструкций;
Д — тип покрытия: толстое;
Е432 (5) — индекс говорит о характеристике шва, который должен получиться в идеале;
43 — минимальная прочность на разрыв: не меньше 430 МПа;
2 — относительное удлинение — от 24%;
5 — сварка возможна при температуре (минимум) до -40˚С; при этом обеспечивается значение ударной вязкости металла шва 34 Дж/кв. см;
Б — покрытие по составу: основное;
1 — пространственное положение шва: любое.
— сварка допускается лишь дугой с постоянными характеристиками (DC) и прямой полярностью.

Читать еще: Флюгер на крыше дома фото

Виды сварочных электродов и их выбор

Не все начинающие сварщики знают, что электроды для сварки – это более 200 видов, из которых около ста видов используются в ручной сварке. Знать им все нет необходимости, но о некоторых самых популярных и часто используемых получить информацию надо. Поэтому перейдем к выбору электродов для ручной дуговой сварки.

Составляющие электрода

Электрод – это проволока, которая сверху обмазана специальным составом, называющимся обмазкой. В процессе сварки проволока (сердечник) плавится под действием электрического тока высокой мощности, заполняя собой пространство между сварными металлическими изделиями. Плавится также и обмазка, которая в процессе горения выделяет газ. Последний обволакивает зону сварки, не давая кислороду проникнуть внутрь.

Второе предназначение обмазки – это защита самого сварного слоя. В процессе плавления часть обмазочного материала становится жидкой и покрывает собой сварочный шов. Эта тонкая пленка защищает его от негативного воздействия кислорода. Почему необходима данная защита.

В процессе плавки металла кислород будет забирать часть энергии на себя, поэтому электрического тока может не хватить на саму сварку.
При соприкосновении с кислородом при небольшой влажности на металлах появляется окисел, снижающий его качественные характеристики.

Виды обмазки

В настоящее время применяются четыре вида обмазки.

Основное с маркировкой «Б».
Кислое – «А».
Целлюлозное – «Ц».
Рутиловое – «Р».

Есть смешанные виды, к примеру, АР – кисло-рутиловое, РБ – рутилово-основное, РЖ – рутиловое смешанное с железным порошком и РЦ – рутилово-целлюлозное.

Чаще всего для ручной сварки инвертором используют сварочные электроды с основным или рутиловым покрытием. К первой категории относятся электроды марки УОНИ. Их обычно используют в тех случаях, когда нужно получить сварочный шов высокого качества. То есть, шов должен отвечать высокой прочности, ударной вязкости и высокому показателю пластичности. При этом швы из сварного электрода УОНИ гарантируют, что внутри сварного материала не будут образовываться трещины кристаллического типа, плюс электроды данного типа не подвержены старению. Поэтому специалисты рекомендуют их применять для сварки ответственных конструкций, которые будут эксплуатироваться в жестких условиях.

Есть у УОНИ и свои отрицательные стороны. Влага на электродах, ржавчина на торце проволоки, масляные или жирные пятна на обмазке, ржавчина на соединяемых металлических изделиях – все это гарантия появления внутри сварочного шва раковин, которые снижают его качество. К тому же работать с этими электродами можно только на постоянном токе с обратной полярностью.

Сварочные материалы с рутиловым покрытием используются в основном для соединения деталей из низкоуглеродистой стали. Их ярким представителем является марка МР. Вот положительные характеристики данной категории.

Могут работать как на постоянном, так и на переменном токе.
Разбрызгивание металла минимальное.
С помощью электродов данного типа могут получаться высококачественные сварочные швы, сделанные в любом положении заготовок.
Шлак после сварки легко отходит.
С помощью МР можно варить и ржавые изделия, и даже сильно загрязненные.
Легкий розжиг даже при низком показателе вольт-амперной характеристики инвертора.

Когда перед новичком стоит вопрос, как правильно выбрать электрод для сварки, то оптимальный для него вариант – это марка МР.

Внимание! Специалисты не рекомендуют использовать МР для сварки вертикальных швов направлением сверху вниз.

К рутиловым покрытиям относятся марки АНО. Их используют для соединения изделий из углеродистой стали, к примеру, для сварки трубопроводов. Все остальные характеристики точно такие же, как и у МР.

Почему опытные сварщики не любят пользоваться электродами с рутиловой обмазкой? Во-первых, они их называют бенгальскими огнями. Во-вторых, это мягкая и быстрая сварка, а для хорошего прогрева металла нужна медленная сварка. Поэтому профессионалы отрицательно относятся к ним, а для новичков – это в самый раз.

Другие параметры выбора

Еще несколько параметров, определяющих выбор электродов для сварки. Один из важнейших показателей – это полярность подключения, а соответственно и род тока.

Если для сварки используется инвертор, то необходимо понимать, что он выдает ток постоянного типа. Поэтому подключение электрода для сварки может производиться по двум схемам.

Полярность прямая. Схема такова: минус подключается к сварочному электроду, плюс к массе.
Полярность обратная. Здесь наоборот: минус к массе, плюс к держаку.

В чем особенность каждой схемы подключения. Все зависит от силы проварки металлов. При прямой полярности металлические свариваемые изделия подвергаются высокому нагреву. При обратной полярности температура нагрева не столь высокая. Поэтому, когда нужно сварить два металлических листа небольшой толщины, то лучше использовать обратную полярность, что обеспечит защиту от прожога. К тому же обратную полярность используют, когда сваривают изделия из высоколегированных сталей. Они чувствительны к высоким температурам.

Есть еще три показателя, на которые необходимо обращать внимание.

Толщина сварочного изделия

Диаметр электрода необходимо связать толщиною свариваемых деталей. То есть, эти два параметра взаимосвязаны между собой. Вот некоторые соотношения.

Выбирать электрод по диаметру важно. Все дело в том, что чем больше данный показатель, тем хуже плотность шва, при учете соотношений в таблице. К тому же неправильный подбор приводит к неустойчивости сварочной дуги, ухудшению провара, увеличению ширины самого шва.

Еще одна зависимость диаметра сварочного электрода. В данном случае от силы тока.

Получается так, что три параметра: сила тока, толщина свариваемых металлов и диаметры электродов взаимосвязаны. Поэтому, отвечая на вопрос, какие электроды выбрать, необходимо учитывать эту взаимосвязь. Правда, отметим, что сила тока в каждой категории может немного отличаться от представленных в таблице. Электроды МР диаметром 2 мм могут варить и при силе тока в 40 А. УОНИ при 30 А. Поэтому обязательно перед тем как выбрать электроды, изучите их характеристики, которые указываются производителем на упаковке сварочного материала.

Читать еще: Чем заправляют гидравлические домкраты

Типы свариваемых металлов

Подбирать сварочные материалы под необходимые металлы не всегда просто, потому что на глаз можно определить лишь сталь, нержавейку, чугун или цветмет. Понятно, что кроме стальных конструкций, где используются вышеописанные электроды, во всех остальных случаях используются специальные сварочные изделия: для чугуна, для нержавеющей стали, для алюминия и так далее.

Что касается стальных изделий, тот тут есть определенные трудности, зависящие от определения типа стали. Но если с этим разобраться, то на вопрос, как правильно выбрать электроды, станет проще отвечать.

Для сварки сталей кипящего типа можно использовать любые марки с любой обмазкой. К таким сталям относятся: низкоуглеродистая и слабораскисленная.
Для сварки полуспокойных сталей лучше использовать электроды с рутиловой или основной обмазкой.
Для сварки конструкций из спокойной стали, которые подвергаются высоким динамическим нагрузкам, и которые эксплуатируются при достаточно низких минусовых температурах, лучше использовать марки с основной обмазкой.

На качество шва будет влиять и стабильность горения дуги. Поэтому выбранный вами электрод должен соответствовать типу используемого тока. Для сварочных материалов с основной обмазкой требуется только постоянный ток, для остальных типов можно использовать и постоянный, и переменный. У электродов с рутиловой, целлюлозной и кислой обмазкой, которые работают от сварочных трансформаторов, то есть на переменном токе, дуга горит стабильно. А значит, и шов получается качественный.

Что касается направления сварки, то в нижнем положении и вертикально хорошо варят электроды с целлюлозным покрытием. Потому что у этих электродов получается достаточно вязким шлак и плюс металл проволоки переносится на шов мелкими каплями, что позволяет равномерно заполнить стык между металлическими деталями. В этом плане хуже всех формируется сварочный шов у электродов с основным покрытием.

Когда стоит вопрос сварки толстостенных изделий, то технология определяет многослойность наносимого шва. Поэтому такой параметр, как хорошая отделяемость шлака, становится основной при выборе электродов. В этом плане электроды с основной обмазкой опять проигрывают. Сюда же добавим, что сварочные изделия данного типа требуют определенной чистоты свариваемых металлов.

Заключение по теме

Подобрать сварочный материал по всем параметрам непросто. Придется учитывать много нюансов, поэтому рекомендуется взять на вооружения таблицы, расположенные выше, а также информацию, которая обозначает назначение самих электродов.

Детальная классификация электродов, описание маркировки и области применения

Для формирования качественного сварного шва необходимо правильно подобрать марку электродов. Это возможно только после ознакомления с основными нормативными документами – ГОСТами. В них подробно описываются характеристики электродов, их эксплуатационные и технические параметры.

Маркировка

Электроды предназначены для поступления тока к заготовке для формирования соединительного или ремонтного шва. Они различаются по материалу изготовления, области применения и специфике работы.

Сначала предварительно следует разобраться с особенностями классификации и маркировки электродов. При умении правильно распознавать символы можно подобрать оптимальную марку.

Маркировка состоит из нескольких разделов:

Прочностная характеристика, Мпа.
Уникальная марка – числовое и буквенное обозначение.
Диаметр, мм.
Область применения – указание контентных видов сталей или других металлов.
Толщина покрытия.
Специальный индекс, по которому можно определить характеристики металлов. Это указывается в ГОСТ 10051-75, 10052-75 и 9467-75.
Эксплуатационные параметры. Вид покрытия, пространственное положение при сварке и режим работы аппарата – ток (постоянный или переменный), его полярность.

Каждая из этих характеристик указывает на область применения электрода, его эксплуатационные качества. Поэтому нужно рассмотреть их подробнее.

Назначение

Наиболее важной характеристикой является область применения электродов относительно материалов сваривания. Некоторые модели могут успешно формировать соединительные и ремонтные швы у металлов различных видов. Но чаще всего существуют ограничения по определенному виду.

Главным критерием является марка металла и виды работы с ним. Согласно этому параметру существует 5 классов электродов, в каждом из которых есть несколько типов:

«У» — работа с углеродистыми и низкоуглеродистыми марками сталей, которые характеризуются временным сопротивлением разрыва более 600 Мпа.
«Л» — сварочные работы с высоколегированными металлами и сопротивлением разрыва свыше 600 Мпа.
«Т» — для теплоустойчивых сортов стали.
«В» — работа с металлами, обладающими особыми свойствами.
«Н» — для наплавки поверхностных слоев.

В таблице указаны некоторые марки электродов по области назначения.

Точное назначение указывается производителем на упаковке. Но кроме него необходимо правильно подобрать модель в зависимости от типа выполняемых работ.

Таким образом можно подобрать оптимальную марку расходных материалов для сварки.

Характеристики покрытия

Покрытие электродов определяет параметры будущего сварочного шва. Оно наносится в процессе производства и в большинстве случаев необходимо для формирования оптимальной газовой среды в ванной.

Различают 5 типов покрытия:

Каждый из них предназначен для выполнения определенной работы. Также они напрямую влияют на возможные направления сварки.

Кроме этого, следует обращать внимание на толщину покрытия. От этого будет зависеть объем газовой среды. Основной характеристикой является соотношение диаметров стального стержня и покрытия.

Положение электрода

Перед проведением сварочных работ необходимо правильно выбрать расположение электрода относительно детали. Не все модели могут работать в нижнем или вертикальном положении. В особенности это важно при сварке в труднодоступных местах стальных конструкций.

Узнать возможные положения можно из данных маркировки. Они могут быть как цифирные, так и в виде графического изображения. Последнее удобно, так как наглядно можно увидеть рекомендуемое положение электрода относительно плоскости детали.

Стоит отметить, что от положения сварки зависит трудоемкость работ. Чем меньше вариантов для конкретной марки электродов – тем труднее будет сделать сварной шов.

Режимы работы сварочного аппарата

Важно учитывать допустимые режимы работы сварочного аппарата. К ним относятся значение холостого хода и полярность. Также необходимо знать допустимые отклонения этих характеристик.

Зная вышеописанные параметры, можно подобрать оптимальную марку электродов, тем самым обеспечив качественный сварной шов. Но нужно помнить, что это во многом зависит от квалификации и опыта рабочего.

Марки электродов и их применение