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.

Мнение эксперта
Левин Дмитрий Константинович

Не всегда электроды используют по прямому назначению. Пример: присадку для работы со сталью (и нержавейкой) применяют для сварки некоторых сплавов чугуна.

1. Для сварки сталей разных марок
2. Для работы с чугунными сплавами
3. Для сварки алюминия
4. 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.
• 0 — сварка допускается лишь дугой с постоянными характеристиками (DC) и прямой полярностью.

Норматив изначально разрабатывался ещё в 40-е годы XX века. Соответствие отечественных ГОСТов импортным регламентирующим документом можно установить по справочным ресурсам в интернете. Но те материалы, которые продаются в России, уже должны иметь сертификаты.

Вас может заинтересовать: Инверторные сварочные аппараты. Рейтинг моделей, как выбрать

Техники и методы сварки тонких листов металлов

Иногда тонкие листы нужно сваривать под углом. В этом случае удобнее использовать метод отбортовки: кромки листа отгибают на необходимый угол, скрепляют короткими поперечными швами через каждые 5-10 см. После сваривают как говорилось выше: непрерывным швом сверху-вниз.

В видео показано, как варить тонкий листовой металл электродом при помощи сварочного инвертора. Используется метод отбортовки: края деталей отгибаются, потом прихватываются в нескольких местах короткими швами. После идет сварка тонким электродом толщиной 2 мм.

Не всегда получается при сварке без отрыва избежать прожога. Тогда можно попробовать отрывать на несколько мгновений дугу, а затем снова опускать электрод в то же место и продвигать его еще на несколько миллиметров. Так, отрывая и возвращая дугу, и варить. При таком методе получается, что металл за время отрыва дуги успевает остывать. На видео вы увидите, как изменяется цвет места сварки после того, как электрод убрали. Главное — не дать металлу остыть лишком сильно.

Сварка тонкого металла с отрывом дуги продемонстрирована в первой части видео. Способ стыковки — внахлест (одна деталь перекрывается второй на 1-3 см), используется электрод с рутиловым покрытием (для конструкционных и низколегированных сталей). Затем показана сварка нержавейки нержавеющим электродом с основной обмазкой, и в завершение тем же электродом из нержавейки проварен стык черного металла. Шов, кстати, получился более качественным, чем при использовании рекомендованных электродов.

О выборе электродов для сварки инверторным аппаратом читайте тут.

Если при сварке тонкого металла не требуется создание непрерывного шва, используют точечный шов. При таком способе сварки небольшого размера прихватки находятся на небольшом расстоянии один возле другого. Такой способ называется прерывистым швом.

Так выглядит прерывистый шов на тонком металле

Вообще варить сваркой тонкое железо встык сложно. Внахлест проще: не так перегревается детали и меньше шансов, что все «поведет».

О типах сварных швов и соединений читайте тут.

При электросварке тонкого металла встык можно между листами проложить тонкую проволоку диаметром 2,5-3,5 мм (можно оббить обмазку на поврежденных электродах и использовать их). Ее располагают так, чтобы с лицевой стороны она была вровень с поверхностью металла, а с изнаночной выступала почти на половину диаметра. При сварке дугу ведут по этой проволоке. Она и принимает основную термическую нагрузку, а свариваемые листы металла прогреваются периферийными токами. При этом они не перегреваются, их не коробит, шов получается ровный, без признаков перегрева. После удаления проволоки с трудом удается рассмотреть следы того, что она присутствовала.

Так выглядит шов при сварке тонкого металла встык с проложенной снизу термоотводящей проволокой

Еще один способ — под место стыка положить пластины меди. Медь имеет очень высокую теплопроводность — в 7-8 раз выше, чем у стали. Уложенная под место сварки она значительную часть тепла отбирает, не допуская перегрева металла. Этот метод сварки тонких металлов называют «с теплоотводящими подкладками».

Как сварить беседку из металла читайте тут. Возможно, вам будет интересно прочесть как сделать мангал из газового баллона или металла? Вещь нужная и для освоения сварки подходящая.

Популярные марки

По ряду причин некоторые электроды стали популярны среди профессионалов и любителей.

Причины:

• Особое качество материалов.
• Малая стоимость за килограмм.

• Доступность в большинстве регионов.

Мнение эксперта

Левин Дмитрий Константинович

Но для получения качественных швов рекомендуется выбирать такие электроды, с помощью которых можно обеспечить надёжное соединение исходных материалов.

Уони-13/55

Электроды производятся рядом заводов России и стран СНГ. Предназначены для работы с малоуглеродистыми, низколегированными сталями, некоторыми марками чугуна.

В результате должен получиться шов с характеристиками:

• Предел прочности при растяжении — до 530 МПа.
• Относительное удлинение — до 24%.

• Предел текучести — 420 МПа.

Рекомендуемый ток для сварки:

Мнение эксперта

Левин Дмитрий Константинович

Допускается сварка на постоянном токе обратной полярности.

МР-3С

Универсальные рутиловые электроды отличаются тем, что хорошо переносят металл даже на ржавые, сырые и грязные поверхности. Часто используются для работы с трубопроводами, ответственными строительными конструкциями.

Регламентирующий стандарт — ГОСТ-9466. Особенности готового шва:

• Очень вязок.
• Устойчив к образованию трещин.

• Толстый слой шлака надёжно прикрывает зону сварки.

Расчётные параметры швов после сварки:

• Предел прочности при растяжении — до 480 МПа.
• Относительное удлинение — до 25%.

• Предел текучести — 410 МПа.

Рекомендуемый ток для сварки разными диаметрами:

Мнение эксперта

Левин Дмитрий Константинович

Работать МР-3С можно и на переменном, и на постоянном токе.

Lb-52U

Универсальные электроды японского производства компании Kobelco. Отличаются тем, что прошли международную сертификацию и аттестацию НАКС. Соответствуют ГОСТ 9467-75.

Потребительские особенности:

• Шлак надёжно защищает зону сварки, легко отбивается.
• Дуга хорошо горит даже при перепадах напряжения в сети.

• Вероятность образования трещин внутри швов — минимальна.
• Во время сварки наблюдается минимальное разбрызгивание металла.

Шов получается вязким и пластичным.

Характеристики:

• Предел прочности при растяжении — 530-546 МПа.
• Относительное удлинение — до 31-35%.

• Предел текучести — 441-455 МПа.

Рекомендуемый сварочный ток:

Допускается работа на постоянном и переменном токе всеми способами, кроме сварки в вертикальном положении сверху вниз.

Требуется прокалить электроды до сварки — 140 градусов — в течение 60 минут.

АНО-4

Универсальные электроды с рутиловым покрытием для работы от источников переменного или постоянного тока. ГОСТы: 9466-75, 9467-75.

Можно сваривать между собой стали, при условии, что содержание углерода в них — не более 0,25%. Также допускается производить наплавки. Положения для сварки — любые, кроме сверху вниз.

Характеристики полученных швов:

• Предел прочности при растяжении — до 430 МПа.
• Относительное удлинение — до 20%.

• Предел текучести — 390 МПа.

Рекомендуемый ток:

Электроды упаковываются либо в небольшие тубусы весом до 1,5 кг, либо в пачки 5 кг.

ESAB ОК 94.25

Электроды годятся для работы с рядом материалов:

• Пережжённый чугун.
• Оловянная бронза.

• Латунь.
• Медь.

Допускается использовать для наплавки на стальные поверхности с целью получения коррозионностойких слоёв.

Характеристики полученных швов:

• Предел прочности при растяжении — до 330-390 МПа.
• Относительное удлинение — до 25%.

• Предел текучести — 235 МПа.

Рекомендуемый ток:

Технологи рекомендуют нагревать детали перед сваркой до 300 градусов. Для контроля над температурным режимом можно использовать переносной пирометр или термокарандаши.

ESAB ОК AlMn1 (ОК 96.20)

Электроды для сварки алюминиевых сплавов без применения инертных газов. Состав стержня особый: Mn (марганец) — 1,00%, Si (кремний) — до 0,5%, Fe (железо) — до 0,7%, Al (алюминиевая основа) — всё остальное.

Сведения о качества получаемого соединения: при соблюдении технологии можно получить шов, не уступающий по прочности основному металлу.

Рекомендуемые параметры тока:

Мнение эксперта

Левин Дмитрий Константинович

Поскольку алюминий мягкий, во время сварки нужно слегка вдавливать в сварочную ванну.

Распространённый диаметр электрода — 2,4 мм. Длина — 350 мм. Упакованы в герметичные пачки по 1-2 кг. Часто продаются поштучно.

Перед сваркой рекомендуется прокаливать электроды при температуре 110-140 градусов около 60 минут. А сами заготовки — до 150-300 градусов. Можно работать только на постоянном токе обратной полярности.

ESAB ОК 61.30

Электроды для работы с нержавеющими сталями, включая те, которые работают под температурными нагрузками.

Особенности материалов:

• Дуга легко зажигается. Малое количество брызг при работе.
• Варить можно в любом положении. Исключение: сверху вниз.

• Шлаковая корка легко отделяется.

Использовать электроды можно и на переменном токе, и на постоянном.

Характеристики шва:

• Предел прочности при растяжении — до 560 МПа.
• Относительное удлинение — до 43%.

• Предел текучести — 430 МПа.

Рекомендуется выставлять сварочный ток:

Предварительная прокалка не нужна.

Аналоги ESAB ОК 61.30: KISWEL KST-308L (KISWEL, Южная Корея), AG E308L-16 (SUPERON, Индия), ОЗЛ-8 (Россия).

Как варить тонкий металл инвертором

Сварочные аппараты, выдающие постоянный ток хороши тем, что мы можем варить на обратной полярности. Для этого к «+» подключаем кабель с держателем электрода, а «-» цепляем к детали. При таком подключении больше греется электрод, а металл прогревается минимально.

О том, как выбрать сварочный инвертор для дома или дачи читайте тут.

Варить необходимо с использованием самых тонких электродов: от 1,5 мм до 2 мм. При этом выбирать нужно с высоким коэффициентом расплавления: тогда даже при малых токах шов будет качественным. Ток выставляется маленький. Для электродов размером 1,5 мм он должен быть порядка 30-45 ампер, для «двойки» — 40-60 ампер. Реально ставят иногда и ниже: важно чтобы вы смогли работать.

Чтобы металл меньше нагревался, детали ставят в вертикальном или хотя-бы наклонном направлении. Тогда варят сверху-вниз, двигая кончик электрода строго в этом направлении (не отклоняя и не возвращая). Угол наклона — углом вперед, при этом его величина 30-40°. Так прогрев металла будет минимальным, а это для сварки тонких металлов — одна из самых важных задач.

Положения электрода при сварке и их использование

Общая рекомендация по выбору электродов для сварки тонких металлов: купите для такой работы качественные импортные электроды. Проблем будет в разы меньше.

Об изготовлении сарая на металлическом каркасе читайте тут.

Правила хранения

А Вам приходилось пользоваться сварочным аппаратом?

Было дело!Не довелось

Основная проблема, с которой сталкиваются при хранении — высокая влажность воздуха. Обмазка электродов быстро впитывает в себя влагу, в результате работать таким присадочным материалом становится невозможно. Единственный способ исправить положение — прокалить сварочные электроды.

Для этого существуют специальные печи или портативные пеналы с нагревательными элементами. В домашних условиях упаковки рекомендуется хранить в открытом виде (без полиэтилена) при температуре 20-22 градуса, относительной влажности 40-50%.

Влажные электроды могут стать причиной проявления пор на поверхности и внутри шва, также будет наблюдаться повышение разбрызгивания металла.

Для правильного выбора сварочных электродов нужно хорошо понимать, с каким сплавом нужно работать.

Также следует тщательно подготовить саму присадку и свариваемые поверхности к операции:

1. Убрать грязь, ржавчину.
2. Прокалить электроды.
3. Настроить правильно сварочный ток.

При соблюдении технологии, можно рассчитывать на получение швов с заданными производителем электродов характеристиками.

Принцип работы электрода для сварки

Сварочные электроды зажигаются с контактного конца, где появляется электрическая дуга, расплавляющая под действием высокой температуры сам стержень, а также окружающее его пространство в металлических заготовках. Таким образом, в месте образования электрической дуги образуется ванна из расплавленного металла. Чтобы сделать шов и соединить две части заготовки, сварщик должен перемещать спиралевидными движениями, для лучшей связи вещества, ванну по контуру, где должен проходить шов. Благодаря этому, пик температуры будет смещаться, расплавляя еще несоединенные элементы, а то место, где уже ванна бала заполнена металлом, остывает, образуя неразъемное соединения.