Виды покрытия электрода: основное, рутиловое, кислое, целлюлозное

Виды покрытия электрода: основное, рутиловое, кислое, целлюлозное
Сварочный электрод — это металлический стержень способный проводить электричество. Бывает несколько видов сварочных электродов, плавящиеся и неплавящиеся. На плавящиеся электроды нанесено специальное покрытие — обмазка, которая состоит из различных компонентов.

Основная задача электродной обмазки защитить сварочную ванну от воздействий извне, обеспечить бесперебойное горение дуги и создать шов, отвечающий особыми характеристиками. Поэтому в зависимости от поставленных задач сварки, производятся электроды с различной обмазкой: рутиловые, имеющие основное, целлюлозное и кислое покрытие.

Виды покрытия электродов: основное, рутиловое, кислое, целлюлозное

Отвечая на вопрос, чем отличаются рутиловые электроды от электродов с основным покрытием, можно понять, что основное отличие в составе обмазки. Наполнителем в данном случае служат различные вещества, процентное содержание которых сильно отличается для электродов с разными покрытиями.

По типу покрытий, электроды делятся на такие:

Кислотные — буквенное обозначение (А);
С рутиловым покрытием (Р);
Имеющие основное покрытие (Б);
С целлюлозной обмазкой (Ц);
Имеющие смешанный тип покрытия (две буквы в обозначении);
Электроды с прочими видами покрытий (П).

К смешанным типам покрытий, относятся электроды, на которые нанесено:

Кислотно-рутиловое покрытие;
Рутилово-целлюлозное покрытие;
Рутилово-основное покрытие.

Характеристики электродов во многом зависят именно от типа покрытия. Поэтому очень важно понимать, где лучше всего использовать электроды с вышеперечисленными четырьмя покрытиями: основным, рутиловым, целлюлозным и смешанным.

Виды, состав и характеристика различных типов покрытий электродов

Химический состав покрытия и его толщина оказывают определяющее влияние на параметры процесса сварки — стабильность электрической дуги, особенности перехода материала стержня в сварочную ванну, вязкость шлака и расплавленного металла и пр.

Плавящиеся электроды

Плавящийся электрод для сварки: 1 — стержень, 2 — участок перехода, 3 — марка электрода, 4 — покрытие.

Толщина. В соответствии с ГОСТ 9466-75, по толщине, определяемой отношением наружного диаметра электрода (D) к диаметру его стержня (d), покрытия подразделяются на следующие типы в зависимости от отношения D/d:

тонкие — D/d < 1,2 — (обозначается буквой «М»);
средние — 1,2 < D/d < 1,45 — («С»);
толстые — 1,45 < D/d < 1,8 — («Д»);
особо толстые — D/d > 1,8 — («Г»).

Химический состав. В зависимости от химического состава различают следующие виды покрытий электродов:

кислое — обозначается А (А);
основное — Б (B);
целлюлозное — Ц (C);
рутиловое — Р (R);
смешанного типа — (RB, RA, RC и пр.);
прочие виды покрытий — П.

В скобках приведены обозначения по европейскому стандарту DIN EN 499 (C — cellulose, A — acid, R — rutile, B — basic). Встречающееся иногда обозначение RR означает «рутиловое толстое».

Кислые покрытия. Кислые покрытия, состоящие в основном из железной и марганцевой руды (оксидов железа и марганца), выделяют в дугу большое количество кислорода, который повышает ее температуру и снижает поверхностное натяжение расплавленного металла, делая его очень текучим. Это дает возможность увеличивать скорости сварки, но одновременно повышает опасность подрезов. Кроме этого, наличие в покрытии токсичных оксидов марганца делает сварку такими электродами небезопасной для здоровья сварщика. Поэтому чисто кислые покрытия используются в наше время ограничено. Их заменили смешанные рутилово-кислые (RA).

Рутиловые покрытия. Рутиловые покрытия состоят преимущественно из природного концентрата рутила (двуокиси титана TiO2), кремнезема (гранита, полевого шпата, слюды), карбонатов кальция и магния, ферромарганца. Электроды с рутиловым покрытием обеспечивают переход металла стержня в ванну малыми или средними каплями и характеризуются спокойным расплавлением с небольшим количеством брызг. Шов имеет тонкий рисунок, шлак легко отделяется от металла шва.

Очень важной особенностью электродов с рутиловым покрытием является легкость повторного зажигания дуги, обусловленная наличием TiO2. При этом не требуется даже удалять пленку в кратере электрода, поскольку она (при достаточно высоком содержании TiO2) обладает проводимостью полупроводника и обеспечивает зажигание дуги без соприкосновения стержня с основным металлом. Это достоинство рутиловых покрытий создает большое удобство при работе короткими швами, когда требуется часто прерывать дугу.

Электрод с рутиловым покрытием: 1 — металлический стержень, 2 — рутиловое покрытие, 3 — шлаковая пленка в кратере электрода, 4 — изделие.

Рутиловые покрытия менее вредны для здоровья сварщика, чем другие.

Помимо чисто рутиловых покрытий, широко распространены смешанные: рутилово-целлюлозный тип (RC), рутилово-основной (RB), рутилово-кислый (RA), которые также обладают хорошими технологическими свойствами. Электродами с чисто рутиловыми и смешанными покрытиями (МР-3, АНО-21, АНО-4, ОЗС-6 и пр.) можно варить швы практически любого положения.

Основные покрытия. Покрытия основного типа состоят преимущественно из карбонатов магния и кальция (доломит, мрамор, магнезит). К ним добавляют в качестве разбавителя шлака плавиковый шпат (CaF2). Последний ухудшает работу при переменном токе, поэтому электроды с чисто основным покрытием предназначены для работы только на постоянном токе. Однако смешанные типы, имеющие меньшее содержание плавикового шпата, можно использовать и для работы с переменным током. Перенос металла в сварочную ванну происходит средними и крупными каплями, расплавленный металл получается вязкотекучим.

В отличие от прочих покрытий, образующаяся газозащитная среда минерального происхождения, состоящая в основном из СО и СО2, лишена водорода, приводящего к образованию холодных трещин в наплавленном металле. Из-за низкого содержания водорода, на базе основного покрытия изготавливают так называемые низководородные покрытия электродов.

Металл шва, сваренного электродами с основным покрытием, обладает повышенной пластичностью. Этими электродами сваривают ответственные конструкции.

Электродами с основным покрытием можно выполнять швы любого пространственного положения, однако из-за повышенной вязкости металла, швы получаются выпуклыми и грубоватыми.

Покрытия основного типа обладают повышенной гигроскопичностью, поэтому хранить их нужно в сухости. Основное покрытие имеют такие популярные электроды, как УОНИ 13/45 и УОНИ 13/55.

Целлюлозные покрытия. Целлюлозные покрытия состоят из целлюлозы, органических смол, ферросплавов, талька и прочих веществ. Главной особенностью сгорания в дуге покрытий с органическими веществами является образование большого количества защитных газов, и очень малого — шлака. Это делает их удобными для сварки вертикальных швов (шлак не стекает вниз).

К недостаткам электродов с целлюлозным покрытием относится значительное количество брызг при сварке и пониженная пластичность металла шва, обусловленная большим (относительно других покрытий) количеством водорода, образующегося при сгорании органических компонентов.

Покрытия с железным порошком. Иногда в покрытие вводят железный порошок. Электроды с железным порошком обеспечивают повышенную производительность труда, отчего их и называют иногда «высокопроизводительными электродами». Железный порошок повышает проплавляющую способность сварочной дуги и обеспечивает качественную сварку стыковых соединений с нерегулярными или повышенными зазорами — даже при отсутствии подкладок. Кроме того, он улучшает повторное зажигание дуги.

Если покрытие содержит более 20% железного порошка, в его обозначение дополнительно вводится буква Ж. Например, обозначение РЖ означает — «рутиловое с железным порошком». В качестве примера электрода с железным порошком в покрытии можно привести АНО-1.

Плавящиеся электроды

Плавящийся электрод для сварки: 1 — стержень, 2 — участок перехода, 3 — марка электрода, 4 — покрытие.

тонкие — D/d < 1,2 — (обозначается буквой «М»);
средние — 1,2 < D/d < 1,45 — («С»);
толстые — 1,45 < D/d < 1,8 — («Д»);
особо толстые — D/d > 1,8 — («Г»).

Химический состав. В зависимости от химического состава различают следующие виды покрытий электродов:

кислое — обозначается А (А);
основное — Б (B);
целлюлозное — Ц (C);
рутиловое — Р (R);
смешанного типа — (RB, RA, RC и пр.);
прочие виды покрытий — П.

Рутиловые покрытия менее вредны для здоровья сварщика, чем другие.

Электроды с основным покрытием

Основу данного покрытия составляют фтористые соединения. По своему химическому составу, металл наплавленный электродами с основным покрытием, очень близок к спокойной стали. Сварочный шов отличается высокими показателями ударной вязкости, прочности и пластичности, благодаря низкому содержанию в составе покрытия электродов, неметаллических включений, газов, а также, вредных примесей.

Электроды с основным покрытием несколько уступают другим электродам, в плане чувствительности при сварке ржавых металлов. Также, в процессе сварки нередко образуются поры на швах. Электроды, имеющие основное покрытие достаточно чувствительны к воздействию влаги, поэтому они быстро отсыревают, требуя прокалки перед использованием.

Назначение сварочных электродов

Роль электродов сводится к формированию дуги в электродуговой сварке. Качество электродов напрямую влияет на эффективность работы и результат. Насколько стабильной будет дуга, как глубоко прогреется металл, легко ли разжечь дугу и другие нюансы во время сварки определяются выбором электродов. Они должны:

поддерживать во время работы стабильную дугу;
плавиться равномерно;
формировать аккуратный шов с нужным химическим составом;
создать условия для минимизации разбрызгивания раскаленного металла;
способствовать повышению эффективности сварочных работ;
обеспечивать прочность стыка;
обладать низкой степенью токсичности.

Помимо этого, должен легко удаляться шлак, который образуется в процессе сварочных работ.

Электроды с рутиловым покрытием

Рутиловые электроды имеют в составе покрытия наибольший процент содержания природного диоксида титана (рутиловый концентрат). Сварочный шов, полученный с использованием рутиловых электродов, обладает меньшим растрескиванием, а по своим характеристикам, он соответствует полуспокойным и спокойным сталям.

По сравнению с другими электродами, рутиловые имеют гораздо больше преимуществ. В первую очередь, к ним относится лёгкое отделение шлака и стабильное поддержание сварочной дуги. Металл при сварке электродами с рутиловым покрытием меньше разбрызгивается, а сами электроды не так сильно подвержены влаге. Они стабильно варят даже на плохо подготовленных, ржавых металлах.

Классификация электродов для ручной дуговой сварки

Рассматривая различные виды электродов для ручной дуговой сварки, следует уделить внимание тому, что различные обмазки могут стабилизировать образующуюся дугу во время горения. Все виды покрытия стержня имеют свои особенности, которые следует учитывать, рассматривая типы электродов для ручной дуговой сварки. Одни и те же марки могут изготавливаться различными производителями. Стоит учитывать, что качество расходного материала может существенно отличаться.

Предназначение электродов может быть самым различным. По этому критерию проводится следующая классификация электродов ручной дуговой сварки:

Довольно большое распространение получили легированные металлы, так как за счет добавления различных химических веществ существенно улучшаются эксплуатационные характеристики. Некоторые химические вещества могут существенно повысить теплоустойчивость металла. Для подобных сплавов применяются электроды, которые в маркировке имеют букву «Т».
Для сваривания сталей, которые имеют низкую концентрацию примесей, применяют варианты исполнения, при маркировке которого применяется буква «У». Кроме этого, подобные электроды для ручной дуговой сварки подходят соединения металлов со средней концентрацией углерода. Достигаемое значение сопротивления на разрыв составляет 600 МПа.
Конструкционные стали также получили весьма широкое распространение. В их составе также встречаются легирующие элементы. Сопротивление на разрыв в этом случае составляет 600 МПа.
В некоторых случаях может проводиться напайка металла на поверхность. Металл может обладать исключительными эксплуатационными качествами. Для этого случая подходит вариант исполнения, при обозначении которого применяется буква «Н».
В продаже встречаются электроды, предназначенные для сталей с высокой концентрацией легирующих элементов.
В отдельную группу отводят стали, которые обладают высокими пластичными свойствами. Работать с подобным материалом достаточно сложно, поэтому стали выпускать электроды по алюминию или другим подобным сплавам. В маркировке указывается буква «А».

Виды электродов для сварки

Диаметры электродов для ручной дуговой сварки могут существенно отличаться, что связано с особенностями проводимой работы. Классификация проводится также по толщине создаваемого покрытия. Выделяют следующие виды электродов:

С тонким покрытием. При обозначении применяется буква «М». Как правило, в этом случае поверхностный слой около 20% (показатель берут от общего значения диаметра).
Со средней толщиной покрытия. При обозначении указывается буква «С». В этом случае наносится слой, толщина которого составляет 45% от диаметра применяемого стержня при изготовлении.
Толстое покрытие составляет 80% от диаметра, в маркировке указывается буква «Д».
Есть и особо толстые варианты исполнения, при обозначении которых указывается буква «Г». В этом случае толщина более 80%.

Не стоит забывать о том, что электроды могут иметь ограничения по применению и относительно положения во время проведения работ. Примером можно назвать то, что некоторые вещества обладают повышенной текучестью, и проводить работы у потолочной поверхности будет сложно. Для того чтобы можно было быстро определить предназначение электродов для ручной дуговой сварки применяется определенная схема маркировки:

1 – варианты исполнения, которые можно использовать практически в любом положении. Это связано с тем, что применяемая обмазка сохраняет свою форму и не слишком текучая.
2 – можно использовать практически во всех положениях, за исключением работы при вертикальном расположении применяемого инструмента.
3 – эти электроды предназначены для горизонтального и вертикального применения, исключается потолочное положение
4 – электроды для ручной дуговой сварки, которые могут применяться только в горизонтальном положении.

Разные марки электродов для сварки

Стоит учитывать, что в разных странах применяются различные стандарты маркировки. В продаже встречаются электроды для ручной дуговой сварки отечественных и зарубежных производителей, классификация которых может существенно отличаться.

Электроды с кислым покрытием

В составе обмазки электродов с кислым покрытием содержится наибольший процент кремния, марганца и оксиды железа. Электроды с кислым покрытием могут использоваться для сварки, как на переменных, так и на постоянных токах.

Однако электроды с данным видом обмазки имеют один существенный недостаток, это образование так называемых «горячих трещин». Кислотные электроды не образуют пор при сварке ржавого металла, или, например, при существенном удлинении сварочной дуги.

Виды и состав обмазки сварочных электродов

Для ручной дуговой сварки применяются электроды, состоящие из стержней длиной 25-45 см, на поверхность которых нанесен слой специального покрытия. На рынке представлено их несколько классов:

стабилизирующие. В своем составе имеют элементы, которые отлично ионизируют сварочную дугу. В большинстве своем покрытие наносится на стержни тонком слоем — тонкопокрытые электроды;
защитные. Покрытие выполнены из смеси разных материалов. Основная задача состава — защитить зону расплава от воздействия атмосферного воздуха. Помимо этого, они способствуют стабильному горению дуги, рафинируют и легируют шов;
магнитные. Наносятся на стержень непосредственно в процессе выполнения сварочных работ. Напыление осуществляется под воздействием электромагнитных сил, которые образуются между проволокой под напряжением и ферримагнитным порошком, засыпанным в специальный бункер. Проволока или стержень подаются в сварочную зону именно через этот бункер.

Существуют такие основные виды электродных покрытий:

руднокислые. В их составе есть окислы марганца и железа, кремнезема и много ферромарганца. Чтобы создать защитную среду в состав включаются органические вещества — крахмал, древесная мука, целлюлоза и прочие;
рутиловые. Становятся все более популярными, благодаря развитию технологий по добыче рутиловых минералов. Основной его компонент — двуокись титана (TiO2). Помимо рутила в покрытиях содержатся и другие элементы: карбонаты калия и магния, ферромарганец, кремнезем;
фтористо-кальциевые. В состав включены карбонаты кальция и магния, ферросплавов и плавикового шпата;
органические. В составе преимущественно органические соединения. Чаще всего используется оксицеллюлоза с добавлением шлакообразующих материалов, раскислителей и легирующих присадок.

Электроды с целлюлозным покрытием

Обмазка целлюлозных электродов наполовину состоит из органических компонентов, чаще всего из целлюлозы. Сварочный шов, наплавленный целлюлозными электродами, содержит большой процент водорода. При сварке электродами с целлюлозным покрытием образуется равномерный обратный валик.

Электроды со всеми вышеперечисленными покрытиями предназначены для сварки низколегированных и углеродистых сталей. Все они применяются для того, чтобы получить сварные соединения, отличающиеся какими-то особыми характеристиками, которые требуют условия эксплуатации металлоконструкций.

Поделиться в соцсетях

Сварочная проволока для электродных стержней

Для ручной дуговой сварки применяют специальные марки сварочной и наплавочной проволоки. ГОСТ2246 предусматривает около 80 марок стальной сварочной проволоки с различным содержанием химических элементов. В зависимости от этого, различают проволоку из низкоуглеродистой стали (марки Св-08, Св-08А, Св-08АА, Св-08ГА, Св-10ГА, Св-10Г2), из легированной стали (марки Св-08ГС, Св-08Г2С, Св-18ХГС и др.) и из высоколегированной стали (марки Св-12Х11НМФ, Св-10Х17Т, Св-06Х18Н9Т и др.).

Стальную сварочную проволоку, изготавливаемую в соответствии с требованиями ГОСТ2246, применяют для изготовления электродов и используют для всех видов сварки плавлением. Для ручной дуговой сварки покрытыми электродами применяется проволока, диаметром от 1,6 до 6мм.