Какие электроды выбрать для сварки и важные сведения о расходниках

Электрод для ручной дуговой сварки можно представить себе как отрезок специальной проволоки, покрытый особым веществом — обмазкой. Стержень и обмазка выполняют при сварке разную работу: проволока соединяет металл, а покрытие улучшает сварочный шов и поддерживает дугу. Финальное качество работы зависит от грамотного выбора обоих этих компонентов. Основная часть сварочного электрода — его покрытие. В данной статье мы и виды покрытий электродов для сварки рассмотрим от и то.

Сварочная проволока бывает разной толщины (от 1 до 12 мм), её диаметр считается диаметром электрода. Чаще всего используют стержни толщиной 3 — 6 мм, так как они подходят для большинства типичных технических задач. А вот выбор обмазки не так прост: он зависит как от специфики работы, так и от тех качеств, которыми сварщик хочет наделить получаемый шов. Именно поэтому в функциях и видах обмазки стоит разобраться получше.

Что собой представляет этот метод

На выделение достаточного количества тепла, необходимого для расплавления металла свариваемых изделий, оказывают большое влияние электроды для электродуговой сварки, поэтому их правильный выбор и грамотное использование играют большую роль.

Электрод — это металлический стержень, покрытый снаружи обмазкой, представляющей собой особый состав. Во время сварочного процесса начинается расплав сердечника электрода. Металлы стрежня и изделия, находясь в расплавленном состоянии, вместе образуют шов соединения. Обмазка при сгорании выделяет газ, необходимый для защиты зоны сварки от негативного влияния окружающих кислорода и азота. Электроды для дуговой сварки решают при этом ряд важных задач.

Вещества, входящие в состав обмазки, имеют низкое значение потенциала ионизации. Следствием этого является то, что дуга после ее зажигания насыщается ионами, находящимися в свободном состоянии. Это стабилизирует процесс горения дуги.

Обмазка принимает участие в образовании поверх шва шлака, который уменьшает скорость, с которой происходит охлаждение расплавленного металла. Это создает хорошие условия для удаления из шва примесей и включений неметаллического характера, ухудшающих качество соединения.

Покрытия электродов содержат раскислители, задача которых заключается в том, чтобы вступать в реакцию с кислородом, что приводит к его связыванию. С помощью электродов происходит легирование образующего шов металла, что улучшает его свойства. Это обеспечивают входящие в обмазку вещества, такие как кремний, хром, марганец, титан.

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.

Разделение по покрытию

Классификация электродов для ручной дуговой сварки позволяет дифференцировать их по многим признакам. Одним из наиболее распространенных является то, какое покрытие имеется у этих расходников. Покрытие электродов для ручной дуговой сварки часто является определяющим при необходимости решить вопрос об их приобретении.

Виды покрытий электродов для ручной дуговой сварки имеют подразделения:

1. Рутиловое. Этот элемент представляет собой диоксид титана. С таким видом обмазки разбрызгивание металла уменьшается, текучесть увеличивается, происходит формирование толстого слоя шлака, в дальнейшем легко отделяемого. Однако, высоким является риск образования таких дефектов, как поры. Целесообразно применение для соединения деталей небольшой толщины из низкоуглеродистой стали.
2. Целлюлозное. Помимо самой целлюлозы в состав обмазки входят кремний и магний. Такое покрытие повышает газообразование, что надежно защищает сварную ванну. Разбрызгиваемость металла является повышенной. Удобно сваривать вертикальные швы, но эстетичного внешнего вида ожидать не приходится.
3. Основное. Главными элементами являются производные кальция и магния. Это обеспечивает высокую механическую прочность. Металл шва получается химически чистым. Большим преимуществом является возможность сварки в любых положениях. Возможно использование для сварки конструкций ответственного назначения.
4. Кислое. Применяются только для выполнения швов горизонтального расположения. Существует риск образования трещин и подрезов. Могут представлять опасность для здоровья сварщика.

Каждый вид имеет свое обозначение. Рутиловое покрытие обозначается буквой «Р», целлюлозное буквой «Ц». Если покрытие смешанного вида рутилового с целлюлозным, то используются две буквы «РЦ».

Основное покрытие имеет букву «Б», что обозначает базовое. Кислому покрытию присвоена буква «А». Буквой «П» обозначаются прочие покрытия. Буква «С» означает, что речь идет о специальном покрытии, с которым появляется возможность осуществления процесса под водой.

Распространенные модели или какой электрод лучше выбрать

Сегодня существует огромное количество разных электродов, выпускаемых разными производителями. Новички часто путаются в столь большом разнообразии, поэтому ниже представлены характеристики популярных марок стержней:

1. MP-3C — это универсальные модели расходников, предназначенные для работы с током постоянной и переменной частоты. Достоинством изделий является легкое воспламенение дуги не только при первом, но и последующем розжиге. В качестве обмазки используется рутил, обеспечивающий эффективную защиту соединения от окисления и проникновения шлака.
2. АНО-37 — изделия предназначены для работы с низкоуглеродистыми сталями. Отличаются неприхотливостью работы с металлами, на которых имеется ржавчина. Они также легко разжигаются, что очень удобно для новичков.
3. ОЗС-4 — еще один вид неприхотливых в эксплуатации электродов. Основная их особенность в том, что варить ими можно металл не только с присутствующими загрязнениями и ржавчиной, но и влагой.

4. УОНИИ-13/55 — еще одна популярная разновидность расходников. Служат они не только для сварки тонкого металла, но и при соединении ответственных конструкций, эксплуатируемых при отрицательных температурах. Перед работой рекомендуется удалить загрязнения и ржавчину с металла.

Электроды поставляются в картонных или пластиковых упаковках, на которых указывается подробная инструкция по их эксплуатации. Ее необходимо обязательно изучить перед началом использования, ведь от этого зависит качество проведения сварочных манипуляций.

Толщина

Виды электродов для ручной дуговой сварки разделяются по толщине покрытия, находящейся в зависимости от диаметра внутреннего стержня. Однако разделение осуществляется не от точных размеров, а от соотношения между ними.

Тонкое покрытие обозначается буквой «М». Толщина обмазки составляет 20 процентов от диаметра стержня. Среднее покрытие обозначается буквой «С». Это является наиболее распространенным вариантом. Толщина обмазки составляет 45 процентов от диаметра стержня.

Толстое покрытие обозначается буквой «Д». Толщина обмазки составляет 80 процентов от диаметра стержня. Свыше 80 процентов имеет особо толстое покрытие, обозначаемое буквой «Г». Также является важным правильный выбор размера поперечного сечения. Он находится в зависимости от толщины подготовленных кромок соединяемых изделий.

Маркировка электродов и определение типа обмазки

В силу большого разнообразия видов электродов, которых всего насчитывается более 200, была введена универсальная маркировка. Она представляет собой буквенно-цифровое обозначение, по которому можно определить технические параметры изделий. Маркировка бывает двух видов — российская и зарубежная, поэтому рассмотрим оба варианта обозначений, и научимся самостоятельно определять тип обмазки, и прочие важные параметры. Для удобства рассмотрения маркировки, возьмем следующий пример, как показано на фото.

Из буквенно-цифрового обозначения получается следующая информация:

1. Э — обозначает принадлежность к электродам.
2. 46 — цифры, которые обозначают значение временного сопротивления разрыва. Измеряется в кг/мм2, и влияет на прочность шва. Чем значение выше, тем соответственно прочнее будет соединение.
3. АНО-21 — марка.
4. 2 — диаметр.
5. УД — буква «У» обозначает тип металлов, для сварки которых предназначены электроды. В конкретном случае буква «У» обозначает тип — углеродистая сталь. Буква «Л» — для легированных, «В» — высоколегированных, «Т» — теплостойких, и «Н» — с особыми свойствами стали. Буква «Д» — толщина покрытия или обмазки, в конкретном случае указывает на большое значение с коэффициентом 1,45-1,8.
6. Е430/3/ — индекс механической нагрузки.
7. Р — тип обмазки. В конкретном случае указывает рутиловый слой.
8. 11 — цифры, которые обозначают положение электрода при сварке и его полярность. Значения в виде единицы обозначают, что это универсальный тип стержня, который можно использовать в любом положении и с различной полярностью. Всего различают четыре вида положений: 1 — любое, 2 — все, кроме вертикального положения сверху вниз, 3 — горизонтальная сварка снизу и вертикальная снизу вверх, 4 — нижний шов в горизонтальном направлении.

Для обозначения толщины обмазки применяются соответствующие буквы с коэффициентным пределом:

• Г — самое толстое покрытие свыше 1,8;
• Д — толстое (от 1,45 до 1,8);
• С — среднее (1,2 — 1,45);
• М — тонкое до 1,2.

Для обозначения полярности изделий применяются следующие цифры:

• 0 — для постоянного тока с обратной полярностью;
• 1-9 — любой вид тока;
• 1, 4, 7 — любой вид полярности;
• 2, 5, 8 — прямая полярность;
• 3, 6, 9 — обратная полярность.

Для закрепления материала, рассмотрим еще один вариант маркировки электродов российского производства. Ниже представлено фото с маркировкой.

Это интересно! Стоит отметить один факт, что на упаковке указывается номер ГОСТа, по которому изготовлены изделия. Опираясь на этот номер, не составит труда найти более глубокую расшифровку о технических параметрах в интернете.

1. Э50А — изделие с высоким значением временного сопротивления разрыва. Буква «А» указывает на улучшенные свойства получаемого шва.
2. УОНИ-13/55 — марка.
3. УД — изделия предназначены для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей.
4. Е514 — индекс.
5. Б — тип обмазки. Буква «Б» обозначает основной слой.
6. 20 — первая цифра обозначает тип пространственного положения для сварки. Если цифра «1» указывает на любой тип пространственного положения, то «2» указывает на возможность работы в любом положении, за исключением вертикальных швов сверху вниз. «0» — указывает на возможность варить электродами с обратной полярностью.

Зная, что зашифровано в маркировке, не составит труда выбрать сварочные расходники. Очень часто начинающие сварщики обращаются за помощью к продавцам в надежде, что они правильно подберут расходный материал. В итоге получается все наоборот, и поэтому теперь вы сможете проверить компетентность и знания продавцов, а также выбрать максимально-подходящий электрод, чтобы выполнить качественное соединение.

Далее разберемся с зарубежной маркировкой стержней. Она имеет следующий вид, как показано на фото.

Внимание нужно обратить на буквы RC, а также цифры 11. Эти буквы обозначают тип обмазки:

• R — рутиловый;
• C — целлюлозный;
• B — основной;
• A — кислый.

С цифрами важно запомнить одну особенность — тип пространственного положения и полярность отличается от российской маркировки. Первая цифра обозначает полярность, а вторая — положение электрода.

Профессиональные сварщики редко пользуются маркировкой, так как для определения типа обмазки достаточно на них взглянуть. Если вы купили на рынке не упаковку электродов, а некоторое количество, то также самостоятельно можно определить тип покрытия. Для этого нужно произвести визуальный осмотр:

1. Рутиловый электрод имеет шероховатую и неоднородную поверхность.

2. Основное покрытие характеризуется однородностью слоя и гладкостью на ощупь.

Для проверки еще можно воспользоваться дополнительным способом, который заключается в деформации стержня. Если согнуть его, то рутиловой слой будет держаться, а на основном он начнет крошиться в зависимости от степени деформации. В видео материале можно узнать о том, какими видами электродов лучше варить в домашних условиях.

Назначение

Буква «У» в маркировке электродов означает, что они применимы для углеродистых сталей, включая низколегированные. Буква «Л» значит, что электроды предназначены для соединения изделий из легированных сталей, которые обладают повышенной прочностью.

Для конструкционных высоколегированных сталей применимы электроды с буквой «В». Для теплостойких легированных сталей используются электроды с обозначением «Т». Для сплавов с особыми свойствами, в частности для осуществления наплавки, применяются расходные элементы, обозначаемые «Н».

Как выбирать электрод для инвертора

При подборе подходящих электродов следует учитывать рабочие характеристики оборудования и особенности сортамента, из которого будет собираться сварная конструкция. Начинающий мастер может воспользоваться справочниками либо получить консультацию у опытных коллег. От правильности выбора зависит производительность сварочных работ, качество и долговечность швов.

По назначению

На начальном этапе следует уточнить характеристики инвертора, который может оснащаться выпрямителем для получения постоянного напряжения. Существуют электроды комбинированного типа, рассчитанные как на переменный, так и на постоянный ток. Производители указывают допустимую полярность подключения, имеются требования по минимальному напряжению холостого хода.

Также следует учесть соответствие инвертора по выдаваемой мощности. При недостаточных характеристиках дуга не разгорится или будет слабой либо прерывистой.

По материалу покрытия

Изделия с основным покрытием позволяют получить шов с высокой стойкостью к межкристаллитной коррозии, но электроды требовательны к квалификации сварщика и качеству подготовки заготовок. Для бытового использования больше подходит рутиловая обмазка, допускающая сварку ржавых или загрязненных деталей. Кислое покрытие подойдет для сварки конструкций из малоуглеродистых сталей, но при многослойном соединении возможно насыщение металла шлаком. При сгорании кислой обмазки выделяется ядовитый дым, поэтому требуется организация принудительной вентиляции.

Рутиловая обмазка допускает сварку ржавых деталей.

По материалу деталей

При подборе следует учитывать химический состав материала свариваемых изделий:

• для соединения деталей из углеродистых и слаболегированных конструкционных сталей используют изделия с сердечником из металла со стандартным содержанием углерода;
• для сварки легированных необходимы специальные электроды (марка зависит от содержания присадок в металле и условий эксплуатации конструкции);
• для восстановления поверхности требуются изделия со стержнями из стали с повышенным содержанием легирующих элементов;
• для сварки чугунных корпусов используют специальные электроды (например, ОЗЧ–2).

Другие критерии

При выборе необходимо учитывать цену продукции, которая зависит от изготовителя или веса упаковки. Не следует приобретать электроды с большим запасом, поскольку покрытие быстро насыщается водой и теряет эффективность. Некоторые производители рекомендуют перед использованием проводить прокалку стержней вне зависимости от условий хранения. Также следует учитывать допустимые положения электрода при проведении сварочных работ.

При подборе по толщине листа следует учитывать:

• для деталей толщиной до 2 мм подойдет продукция диаметром не более 3 мм;
• при росте параметра до 3 мм потребуется изделие с сечением до 3 мм;
• для толстостенных заготовок, имеющих толщину до 10–12 мм понадобится электрод диаметром 5 мм.

При выборе электродов учитывают вес упаковки.

Марки

Марки электродов для ручной дуговой сварки зависят от их назначения. Их имеется их немалое количество, однако, можно выбрать среди них те, которые подходят для конкретных работ. Необходимо, чтобы привлекшие внимание марки электродов для дуговой ручной сварки обладали высоким качеством и давали хорошее соединение.

Существуют марки электродов, которые подходят для сварки низколегированных сталей с небольшим содержанием углерода. К ним относятся АНО, УОНИ, ОЗС, ВЦС. Такие электроды относятся к самым популярным видам расходных элементов.

Для сварки изделий из легированных сталей, в том числе обладающих повышенной прочностью, подойдут такие марки, как АНП, УОНИ, ОЗШ-1. Для наплавки целесообразно выбрать модификации электродов ОЗН, ОЗШ.

Если предстоит соединение чугунных изделий, то следует обратить внимание на марку ОЗЧ. Для деталей из алюминия подойдут ОЗА и ОЗАНА. Для медных деталей и сплавов на ее основе рекомендуется выбирать АНЦ/ОЗМ и ОЗБ. Для никеля и его сплавов подойдет электрод марки ОЗЛ-32.

При желании работать с электродами зарубежных производителей, следует обратить внимание на японские расходные элементы KOBELCO LB-52U. При их использовании в результате получается высококачественный шов.

Также заслуженным признанием пользуются электроды шведского производства ESAB УОНИИ. При покупке электродов необходимо обращать внимание на целостность упаковки.

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».

Из истории покрытий

Разработку качественных электродных покрытий и их промышленное освоение можно отнести к крупнейшим научно-техническим достижениям, сыгравшим огромную роль в развитии мировой техники. Несмотря на то, что первый патент на покрытие электродов был получен основателем компании ESAB Оскаром Кельбергом еще в 1906 году, в СССР к производству покрытых электродов приступили только в 30-ые годы XX века. Вначале применялись электроды с тонким покрытием, выполняющим единственную роль — стабилизатора сварочной дуги. В него входило всего два компонента — порошкообразный мел и жидкое стекло. Мел обеспечивал ионизацию дуги, жидкое стекло одновременно с функцией ионизации исполняло также роль связующего компонента.

Сварка электродом с меловой обмазкой хотя и делала возможным сваривание металла в принципе, но не обеспечивала защиту расплавленной ванны от атмосферных газов. Швы, выполненные такими электродами, имели содержание азота в 50 раз, кислорода в 5-10 раз больше, чем основной металл. При этом содержание углерода в наплавленном металле уменьшалось в 4 раза. Все это делало возможным использования меловых электродов только для сварки неответственных конструкций. Выпуск электродов с многокомпонентными покрытиями, обеспечивающими вместе со стабилизацией дуги и защиту сварочной ванны от атмосферных газов, начался в СССР только в 1935 году.

Как наносится покрытие

Как уже было сказано выше, толщина покрытия непосредственно зависит от диаметра самого стержня. Для нанесения такого покрытия могут использоваться различные технологии. Нанесение обмазки выполняется при их изготовлении с помощью специального оборудования. Такое оборудование работает в полностью автоматическом режиме, что позволяет повысить качество нанесения покрытия на электроды. Твердые элементы в составе обмазки могут размалываться, и наноситься дополнительно на вязкую основу обмазки. Для обеспечения единой фракции таких твердых компонентов их просеивают через специальные фильтры, и лишь после этого выполняется их нанесение на поверхность наплавочного материала. В отдельных случаях при нанесении обмазки готовый состав предварительно обжигают, что позволяет удалить серу, которая может ухудшить качество сварного соединения. На последнем этапе нанесения покрытия станок окунает стержни в приготовленную смесь, и на выходе мы получаем равномерный слой обмазки.

Применение

Электроды с основным покрытием отлично подходят для использования в следующих случаях:

• сварка спокойных сталей с высоким содержанием серы;
• сталей с повышенным содержанием серы, углерода, фосфора;
• сварка закаливающихся сталей, в которых могут формироваться холодные трещины;
• при сварке низколегированных и высоколегированных сталей, которые используются при больших нагрузках и высоких температурах;
• если нужно сварить детали большой толщины;
• при сварке жестких конструкций.