В статье, в помощь начинающему сварщику, приведена информация о выборе сварочного электрода для ручной сварки, выборе инвертора и режима сварки — тока сварки, полярности.
Зачастую, перед начинающим сварщиком встает много вопросов – какой электрод выбрать из множества марок и типов, представленных на рынке, как подключить инвертор, какой ток использовать в процессе сварки и т. д.
Сварочный электрод состоит из двух основных частей – сердечник и покрытие сердечника — обмазка. Сердечник в процессе сварки плавится, а обмазка сгорает, создавая защитный газовый слой (защита от кислорода). Сердечники электродов изготавливаются из различных материалов, в зависимости от свариваемого металла. Существуют электроды для работы с углеродистой, легированной, высоколегированной сталью, нержавеющей сталью, цветными металлами и их сплавами. При выборе электрода прежде всего обращаем внимание на то, что материал сердечника, по своему составу должен быть приближен к свариваемому металлу.
Виды и назначение сварочных электродов
С помощью сварки можно:
- соединять металлические детали;
- изготавливать металлические конструкции любых размеров;
- резать металл;
- устранять трещины;
- прорезать круглые и фасонные отверстия;
- наплавлять металл для восстановления мест износа;
- выполнять ремонт и другие виды работ.
Промышленность производит множество видов электродов, их около двух сотен. Каждый из них наиболее эффективен в ограниченных рамках характеристик этих работ, поэтому выбор электродов для сварки является весьма ответственным этапом. Делать его следует после тщательного изучения темы либо с помощью специалистов.
Критериями выбора электродов служат конструктивные параметры, характеристики и назначение, указываемое производителем изделий. Основными из них являются:
- марка электрода;
- назначение;
- диаметр сердечника;
- тип обмазки электрода;
- длина электрода;
- величина рабочей силы тока;
- род тока и полярность подключения;
- состав центрального стержня;
- положение сварки;
- особые технологические характеристики процесса сварки.
Подготовка металла и его соединение
- Перед стыковой сваркой тонких металлических листов их необходимо зачистить и обработать. Оставлять ржавчину или грязь нежелательно. Чем лучше подготовишь металл, тем качественнее получится шов. Удалите с помощью растворителя следы краски, масла, грязи. С помощью болгарки, наждачки или напильника зачистите поверхность до блеска.
- Листы нужно расположить друг к другу без наличия зазоров.
- Зафиксируйте их с помощью струбцин. Можно использовать любые типы струбцины, в том числе магнитные.
- С использованием коротких швов прихватывайте элементы с интервалом 7-10 см. Это делается для того, чтобы детали не сместились, и чтобы уменьшить вероятность возникновения изгибов.
Назначение
В марке электрода, как правило, зашифровано его назначение. Например, изделия типов:
- УОНИ — предназначены для сварки деталей при низких температурах;
- АНО-21 — для выполнения работ с тонкими (до 4 мм) деталями, эксплуатируемых под небольшими давлениями;
- МР-3С — для сварки деталей из проката и среднеуглеродистых сталей толщиной до 20 мм;
- ЛЭЗ — для наплавки изношенных деталей;
- недорогие электроды ОЗС-12 универсального применения рекомендованы для сваривания углеродистых сталей, отличаются простотой применения;
- рутиловые изделия марки АНО-4 применяют для сварки низколегированных и низкоуглеродных сталей; работают и на постоянном, и на переменном токах; хорошо варят загрязнённый ржавчиной металл, обладают устойчивым горением дуги, легко очищаются от шлака.
Специалисты различают электроды для сварки, прихватки, наплавки и резки. Большим спросом пользуются универсальные изделия, с которые экономится много времени при выполнении разнородных работ.
Размеры
Электроды изготавливаются по номинальным диаметральным размерам. При оптовом заказе некоторые производители могут изготовить изделия с индивидуальными размерами. Иногда покрытие с края не очищаются, но оба конца должны оставаться контактными. В общей партии не более 10% электродов с отклонением длины в 4 мм.
Электрод выполнен из нескольких конструктивных элементов: 1 – стержень; 2 – переходная зона; 3 – покрытие; 4 – торец контакта.
Место очистки имеет конусную, округлую либо комбинированную форму. Наклон конуса ничем не регламентируется, поскольку это не влияет на эксплуатацию.
На контакты наносят ионизирующие элементы, что облегчает появление сварочной дуги. Маркировка изделия: электроды э46 ГОСТ 9466-75 диаметром 4 мм.
Диаметр
Выбор диаметра электрода (сердечника) определяется толщиной свариваемых деталей и величиной максимального тока применяемого сварочного аппарата. Чем они выше, тем более толстыми могут быть соединяемые элементы.
Все три параметра находятся в зависимости друг от друга. Их значения указаны в специальных таблицах, которыми удобно пользоваться перед работой и закупкой электродов. Так, для деталей толщиной 3-4 мм нужно использовать электроды диаметром 3 мм с регулировкой рабочего тока в пределах 80-160 А.
Какие функции выполняет электрод?
Плавящийся электрод – это металлический сердечник, изготовленный из стальной сварочной проволоки (ГОСТ 2246-70) и имеющий особое покрытие. В зависимости от марки свариваемого металла, выбирают соответствующую проволоку для сердечника – низкоуглеродистую, легированную, высоколегированную.
В ходе сварки сердечник расплавляется, заполняя сварочную ванну. Благодаря элементам, входящим в состав обмазки, формируется шлаковый слой, который обеспечивает защиту сварочной ванны.
Обмазка электродов
Обмазка сердечника — это твёрдый состав, своеобразный флюс, предназначенный для защиты металла расплава от вредного воздействия кислорода, при попадании которого в жидкий металл образуются окислы, ухудшающие качество соединения.
Другая функция обмазки — термоизоляция расплава для задержки времени затвердевания (чтобы из него успели выйти вредные газовые и неметаллические включения). В современных электродах используют несколько видов обмазки. Главными являются основная (в маркировке электродов обозначается буквой «Б») и рутиловая (буква «Р»).
Основная обмазка
Известно, что в её состав входят соли кальция — карбонат и фторид. Её преимуществом считается небольшое содержание водорода. Характерными представителями электродов с основной обмазкой являются изделия УОНИ. Их покрытие обеспечивает получение высококачественного шва – как по внешнему виду, так и по техническим показателям: пластичности, прочности, ударной вязкости.
Электроды не образуют внутри шва кристаллические трещины, поэтому рекомендуются специалистами для ответственных сварочных операций и для изделий, эксплуатируемых в суровых климатических условиях. Их можно применять при сварке в любом положении, кроме вертикального.
Технические требования
Изготавливаются металлические плавящиеся электроды по ГОСТ 9466-75, но с изменениями. Основной элемент выполняется из специальной проволоки. Покрытие получается прочным, без пор, вздутий, а также трещин. Наличие незначительных неровностей является нормой, глубокие вмятины и протяжные задиры относятся к браку. По длине повреждения не превышают 3-х кратный диаметральный размер. Нормальная глубина вмятин – до 50% от общей толщины покрытий, их может быть до 4-х штук с суммарной длиной максимум 25 мм на изделии.
Рутиловая обмазка
Рутил — это диоксид титана. Кроме него, в обмазке присутствуют кремний и кислород.
Рутиловое покрытие характеризуется следующими свойствами:
- образование качественного шва при любом пространственном положении электрода;
- стабильное горение дуги;
- минимальное разбрызгивание расплава и обмазки;
- возможность сварки как на постоянном, так и на переменном токах;
- возможность сварки ржавых и грязных деталей;
- быстрый и лёгкий розжиг электрода;
- лёгкое отхождение шлака.
Источник тока
Для сварки металлов электродами используют сварочные трансформаторы, выпрямители, инверторы и другие устройства, работающие в режиме ручной дуговой сварки. Инвертор получил широкое применение благодаря компактности, небольшому весу и широким возможностям.
Он обеспечивает работу как на постоянном, так и на переменном токе, а малый вес его объясняется тем, что трансформация напряжения выполняется на частоте не в 50 Гц, а в 100 кГц, для которой размеры и масса сердечника трансформатора уменьшается на порядок.
При сварке на постоянном токе имеет значение полярность подключения. При прямой полярности массу (сварочную деталь) подключают к «+» источника, а держак с электродом – к «-». При обратной полярности — наоборот. На прямой полярности можно сваривать тонкие детали, а на обратной – массивные.
При выборе электродов с помощью таблицы и данных о сварочном аппарате можно определить, сможет ли источник обеспечить требуемую величину тока.
Виды соединения тонкого металла при ручной дуговой сварке.
- С помощью непрерывной сварочной дуги. В данном случае электрод нужно направлять со средней скоростью. Если будете вести электрод слишком быстро, то проварится не весь шов, а только его верхняя часть. Если вести электрод медленно, то можно прожечь металл.
- С прекращением дуги. Этот способ самый популярный для соединения тонкого металла.
- Точечная сварка.
Как и при при ручной дуговой сварке , так и при сварке металла инвертором, тонкий металл нужно варить очень быстро, чтобы не допустить его остывания.
Положение сварки
Пространственное положение электрода также входит в его маркировку. Цифрой 1 обозначают электроды, для сварки которыми используется только нижнее положение детали (электрод сверху).
Цифрой 2 маркируют изделия, применяемые при горизонтальном или вертикальном расположении шва (потолочное исключается).
Цифра 3 применяется для потолочных электродов (электрод упирается в деталь снизу). Эти маркировки сварщик должен принимать во внимание во избежание получения некачественного шва или травмы.
Прокаливание электродов
Обмазка электродов требует герметичности при хранении, однако это условие повсеместно не выполняется. Острые края стержней, как правило, нарушают герметичность полиэтиленовой упаковки уже при первой перекладке пачек. Таким образом, к моменту покупки электроды оказываются напитанными излишней атмосферной влагой.
В таком состоянии из-за опасности получения некачественного шва и возможности слишком сильного разбрызгивания металла сварку ими производить нельзя. Нужно высушить электроды. Производитель даёт чёткие рекомендации относительно параметров процесса, устанавливая время сушки и предельную температуру. Она обычно не превышает 260 ºС.
Техники и методы соединения тонких металлических листов
В каждом конкретном случае важно определить, какой техникой нужно руководствоваться при соединении тонкостенного материала.
электроды для тонкостенного материала
Метод отбортовки подразумевает отгибание кромок листа на необходимый угол и скрепление его поперечными швами через каждые 5-10 см. Потом нужно проложить непрерывный шов сверху вниз.
Однако, не всегда получается варить непрерывный шов без прожигания материала. В таком случае, можно пробовать оторвать буквально на несколько мгновений дугу и опустить электрод обратно в то же самое место, продвигая его на пару миллиметров. Это делается для того, чтобы металл успевал остывать во время отрыва дуги. Самое главное правило при осуществлении таких действий – не дать остыть металлу слишком сильно.
Стыковая сварка тонкого железа сложно осуществима. Лучше осуществлять ее внахлест.
При стыковой сварке между листами можно разместить проволоку. В таком случае дугу необходимо вести по ней. Она принимает на себя всю термо-нагрузку, в то время как сами листы не перегреваются.
Между листами вместо проволоки можно разместить медные пластины. Медь имеет хорошую теплопроводность, примерно в 7 раз выше чем у стали. Пластины укладывают под место сварки, и она «забирает» тепло себе, не допуская перегрева металла.
Как установить качество электродов при покупке?
Лучшим вариантом будет опробование нескольких электродов из приобретаемой партии в рабочем процессе сварки. Если это невозможно, нужно обратить внимание на следующие факторы:
- срок годности изделий;
- название компании-производителя (для опытных сварщиков это важная информация);
- качество обмазки в части равномерности толщины нанесения вокруг стержня, отсутствие крошения.
Если при опробовании появляются признаки излишней влажности, следует просушить электроды и провести проверку повторно.
Чтобы сварка деталей была выполнена по всем правилам нормативов, а качество шва не подвергалось критике, крайне важно хорошо изучить сварочные технологии. Выбор типа электрода — это составная часть этих знаний, которые нужно постоянно пополнять и совершенствовать.
