§16. Свойства электродов для сварки. Электродные покрытия. Технологические характеристики электродов.

Инверторная сварка предполагает задействование в работу ИИСТ — инверторного источника сварочного тока. Это сварочный агрегат, один из вариантов электропитания для сварочной дуги, которая формируется разрядом в газе. Он обеспечивает получение неразъемного соединения за счет установившихся межатомных связей между свариваемыми деталями в условиях нагрева и/или пластического деформирования. Как правильно выбрать электроды для сварки инвертором?

Варианты сварочного оборудования

Разные варианты сварки могут выполняться аппаратом одного вида, универсальный ИИСТ работает в разных режимах, с различными материалами. Основная цель – постоянный стабильный процесс горения сварочной дуги, необходим также легкий поджиг.

Источники питания сварочной дуги:

• Трансформаторы. Специально предназначен для сварочных работ, с помощью преобразования напряжения сети в низкое напряжение переводит ток из низкого в высокий. Показатели достигают тысяч ампер. Изменение параметров проходит за счет секционирования витков обмотки аппарата, первичной или вторичной.
• Электрогенераторы, работающие на дизеле, бензине или от электричества. Иначе именуются сварочными агрегатами, по сути – мобильные электростанции., способные генерить электрический ток для сварки и резки электродуговым способом.
• Выпрямители. Преобразователи энергии переменного электротока в постоянный, однонаправленный, выходной тип.
• Инверторы. Устройства для преобразования тока постоянного типа в переменный, меняется напряжение по типу дискретного сигнала. Используются как отдельные аппараты или в системах бесперебойного питания.

Выпрямители и инверторы относятся вариантами одной электрической машины. Это обусловлено правилом обратимости электромашин, заключающемся в преобразовании электроэнергии в механическую, и обратном преобразовании.

Преимущества популярных марок электродов

Многие современные виды электродов для сварки с использованием инвертора обладают следующими преимуществами.

• Простота выполнения сварки. Сложности при сварке такими электродами могут возникнуть, если вы некорректно подобрали их по составу материала сердечника.
• Высокое качество шва. Данный параметр является самым важным при сварочных работах, и электроды указанных марок позволяют его обеспечить. Используя такие электроды для инвертора, можно получать качественные внутренние и наружные соединения, сварные швы выпуклой и вогнутой формы.
• Легкая отделяемость шлака. Шлак, полученный при сварке с использованием таких электродов, легко отделяется, что дает возможность сразу посмотреть, какое качество шва они обеспечивают.
• Можно варить детали, подвергнутые коррозии. Конечно, изделия, покрытые слоем ржавчины, варят очень нечасто, но данные электроды позволяют получить качественный и надежный шов даже в этом случае.
• Процесс сварки безопасен для сварщика с точки зрения санитарно-гигиенических норм.

Электроды марки АНО известного производителя ESAB

Устройство и способ функционирования устройства

Конструктивно инвертор собирается как блок нескольких устройств:

• Трансформатор, обеспечивающий снижение напряжения.
• Блок схем, опирающихся на транзисторах металл-оксид-полупроводникового типа — МОП, по-английски – MOSFET — metal-oxide-semiconductor field effect transistor, или вида БТИЗ-по-английски, IGBT — Insulated-gate bipolar transistor.
• Дроссель для стабилизации токовых пульсаций.

Работа устройства происходит следующим образом:

Напряжение сети поступает на выпрямитель, постоянный ток преобразуется в переменный, имеющий высокую частоту. Он передается на сварочный трансформатор, с него напряжения идет на сварочную дугу.

Особенностью инверторного аппарата является компактность, улучшенное качество работы дуги. Благодаря этому повышается КПД, уменьшается разбрызгивание во время работы, можно регулировать параметры сварки. Это обусловило их популярность и широкое применение не только профессионалами, но и мастерами-любителями.

Постоянный или переменный ток

Чтобы правильно произвести подбор электродной продукции, нужно знать, с каким видом тока возможен сварочный процесс. Иными словами, что лучше — “постоянка” или “переменка”? Есть и универсальные марки, которые работают на обеих разновидностях тока.

Электросварка инверторами с использованием постоянного тока имеет свои особенности и плюсы:

• разбрызгивания металла практически нет (это позволяет экономить электроды);
• простота пользования;
• высокая производительность из-за уменьшения трудоемкости;
• стойкая и стабильная дуга даже при наличии внешних негативных воздействий: колебаний напряжения или порывов ветра;
• аккуратный и высококачественный шов. Непроваренные участки отсутствуют;
• возможность работы с изделиями из тонкого металла.

Есть и минусы:

• работа возможна только с применением недешевой инверторной техники;
• нестабильная дуга в сложных местах. Например, по углам.

Возможны два рабочих режима: с прямой или обратной полярностью. Первый вариант применяют при работе с толстым металлом и когда необходима высокая температура. Токи обратной полярности удобны при соединении тонких и легкоплавких металлов, а также разнородных легированных и нержавеющих сталей.

Электросварка с переменным током не требует наличия выпрямителя. Кроме того, такие электроды универсальны: работают и с постоянным током.

Минусы:

• худшее качество соединения, чем при использовании “постоянки”;
• невысокая ударная вязкость;
• неравномерный шов;
• разбрызгивание металла.

Как выбрать электроды для сварки инвертором

Чтобы обеспечить высокий уровень мастерства в процессе сваривания металлов, получить ровный, надежный шов, стоит сконцентрироваться не только на характеристиках инвертора, но и на параметрах сварных стержней.

Электроды для сварки инвертором – это стержни, ведущие электроток непосредственно к локации, где проходит сварочный процесс. Эффективность обеспечивается рядом параметров, которые должны характеризовать электрод. Основные из них:

• Равномерное плавление самого стержня и его покрытия.
• Поддержание физико-механических, химических характеристик материала стержня в период хранения и эксплуатации.
• Невысокая токсичность, минимальное выделение вредных веществ во время сварочного процесса.

Во время сварки от него требуется обеспечить стабильную постоянную дугу горения для получения ровного красивого шва, отсутствие массированного разбрызгивания раскаленных брызг металла, легкое отделение шлака, образовавшегося на поверхности шва.

По целевому использованию электроды делятся на категории.

Стержни применимы для сварки:

1. Изделий и поверхностей, изготовленных из углеродистых или низколегированных металлов.
2. Деталей из теплоустойчивых материалов, обладающих высокой прочностью и твердостью.
3. Компонентов из нержавеющих сталей.
4. Изделий из алюминиевых и медных сплавов или из соответствующих чистых материалов.
5. Деталей, компонентов из чугуна.
6. В условиях небольших ремонтных работ, при необходимости наплавки на уже имеющиеся изделия.
7. Поверхностей из неизвестных металлов.

Основные критерии выбора

Сложности, возникающие при выборе, связаны с появлением большого количества различных вариантов электродов. При поиске наиболее подходящего электрода следует учесть их разделение на две основные группы:

• Плавящиеся.
• Неплавящиеся.

Первый тип изделия представлен стержнем различного диаметра с обмазкой, изготавливаемой их специальной смеси. За счет применения особого состава обмазки создаваемая дуга лучше себя ведет на момент сварки. Именно поэтому плавящиеся электроды зачастую выбирают для аппарата, применяемого при ручной дуговой сварке.
Неплавящиеся — сегодня менее распространены, так как предназначены для проведения сварочных работ в специальной среде. Новичок не сможет подобрать их правильно, так как они обладают большим количеством особенностей.

Выбор электродов для сварки инвертором проводится с учетом того, из какого материала изготовлены соединяемые заготовки. Свойства металла во много определяют качество получаемого шва.

Рассматривая, как выбрать сварочные электроды для инвертора, отметим следующие моменты:

• Стержень для передачи электричества и стабилизации дуги подбирается к каждому материалу с учетом его химического состава.
• Для соединения изделий, которые изготовлены из низкоуглеродистой или низколегированной стали, применяются углеродные электроды.
• Если соединяемые изделия изготавливаются из легированных сталей, то во время сварочных работ применяются электроды марок МР-3, АНО-21, LB-52U и другие.
• Лучшие электроды для инверторной сварки других типов металла считаются те, при изготовлении которых применяется сердечник из легированных сталей, к примеру, ЦЛ-11.
• Метод сварки может использоваться для соединения элементов, изготавливаемых из чугуна. В этом случае применяются электроды ОЗЧ-2.

Опытные сварщики проводят выбор рассматриваемого расходного материала также с учетом того, в каких условиях будет применяться получаемое изделие.

Основные характеристики сварочных стержней

Подбирая электроды для сварки обращают внимание на следующие характеристики:

• Диаметр. Значение этого показателя связано с тем, какие детали или изделия необходимо соединить сварным методов, каков их размер, толщина. Также это определяется особенностями сварочного аппарата. Самый распространенный показатель диаметра – 3 мм.
• Марка электрода. Определяется свойствами материалов, использованных при изготовлении стержней.
• Покрытие. Предохраняет стержень от процессов коррозии. Другая задача – создание защитного облака газов вокруг места сварки для предотвращения окисления и шлакообразования.
• Условия хранения. Покрытия способны впитывать влагу, она отрицательно сказывается на качестве шва, розжиге дуги.
• Бренд производителя.

Разновидности стержней, так же, как требования к ним описываются в нормативных документах ГОСТ.

Дополнительные характеристики

Многие другие особенности проводимой сварки определяют требования, предъявляемые к электродам. Примером можно назвать полярность и род тока. Применяемые сварочные инверторы в большинстве случае подают постоянный ток, который может подаваться в зону сварки по двум схемам:

• Обратная полярность подразумевает соединение плюса с массой, а минуса с электродом.
• Прямая полярность. В этом случае плюс соединяют с массой, минус со сварочным электродом.

Обратная полярность выбирается в нижеприведенных случаях:

• Для того чтобы защитить металл от прожога, выбирается именно обратная полярность подключения. Она позволяет работать с деталями, которые имеют небольшую толщину.
• Высоколегированные стали характеризуются высокой восприимчивостью к нагреву. Именно поэтому при работе с подобным материалом выбирается метод подключения обратной полярности.

Наиболее важными параметрами сварочного процесса можно назвать:

• Диаметр применяемых электродов.
• Сила применяемого сварочного тока.
• Толщина соединяемых деталей.

Очень важно провести выбор диаметра электрода правильно, так как при слишком высоком показателе плотность сварочного тока существенно снижается. В этом случае уменьшается степень провара деталей, увеличивается ширина сварочного шва и снижается его качество. Кроме этого, производители часто указывают, для какой силы тока больше всего подходит изделие.

Это интересно: Дюймовая резьба: таблица размеров, маркировка, ГОСТ

Виды электродов по конструкции и материалу

Важные критерии, по которым различаются сварочные стержни- конструкция и материал.

Материал, из которого изготавливают электроды

Качественные характеристики швов зависят в большой мере от свойств материалов, использованных при изготовлении прутков. В соответствии с Государственными стандартами для производства прутков используется две большие группы материалов:

1. Металлы
2. Неметаллические материалы.

По другой классификации они делятся на две группы

• Неплавящиеся – произведенные из угольного материала, вольфрама, графита

Для металлических стержней из вольфрама используется цветовая маркировка:

WP (зеленый). Переменный ток. Работают на магнии, алюминии, различных сплавах WT-20 (красный) – постоянный ток, применяют для сваривания сталей нескольких видов: углеродистых, низколегированных, нержавеющих.

WC-20 (серый). Постоянный и переменный ток. Универсальный вариант для сварки всех видов стальной продукции.

WL-15 (золотой). Постоянный и переменный ток. Работают на сталях нержавеющих, легированных.

WL-20 (синий). Постоянный и переменный ток. Сваривают нержавеющие и ламинированные виды стальных изделий.

WY-20 (темно-синий). Постоянный ток. Работают не только со сталью нержавеющей, низколегированной, углеродистой, но и с другими металлическими материалами: медными и титановыми.

WZ-8 (белый). Переменный ток. Сваривают алюминиевые и магниевые изделия. Присадки доставляются отдельно. Работы проводятся в газовой среде для защиты свариваемых элементов.

Неплавящиеся стержни отличаются целым рядом положительных качеств — не подвергают металл деформационным воздействиям; — обеспечивают ровный, прочный, долговечный шов.; — процесс сварки и резки проходит на высокой скорости.

Есть недостатки: газ, создающий защитную ванну, легко выдувается, когда работа идет на воздухе, особенно в ветреную погоду. Помимо этого, необходимы предварительные работы на металле, зачистка свариваемых поверхностей.

• Плавящиеся – металлические стержни. Плавление электрода приводит к формированию шва.

Среди них есть два типа: непокрытые и покрытые. Первый вариант раньше применялся очень широко. Сейчас вытеснен вариантами с различными видами покрытий. Непокрытый вариант может использоваться, когда работает специализированная технология непрерывной сварки в среде защитных газов.

Органические и неорганические вещества, представляющие покрытие, создают определенные эффекты. Возникает защитное газовое облако вокруг сварной ванны. Часть обмазки переходит в жидкое состояние, покрывает расплавленный металл, отграничивая его от кислорода воздуха. Создаются защитные механизмы для образовавшегося сварного шва от воздействий окружающей среды.

Порошковое напыление решает две основные задачи:

— отлаживает стабильность, постоянство процессов горения материала электрода; — изменение физико-химических характеристик свариваемого металлического материала благодаря попаданию элементов стержня, вступлению во взаимодействие на уровне атомов веществ.

Покрытия электродов

Эффективность сварочных работ зависит в значительной мере от покрытий стержней.

Существуют четыре вида покрытий:

• Основное. Обозначение Б.

УОНИ — Универсальная обмазка научного исследовательского института, работает при сварке на постоянном токе. Создает прочные, гибкие, эластичные швы, устойчивые к различным воздействиям, в том числе к ударным нагрузкам. Работают во всех пространственных положениях, за исключением вертикального сверху-вниз и металлоизделий, отличающихся большой толщиной.

• Рутиловое. Обозначение Р.

Способно работать во всех сварных режимах: с постоян. и перемен. током во любых пространственных направлениях, кроме вертикального сверху вниз. Зажигается легко даже при низком напряжении холостого хода инвертора. Отрицательный момент: шлак на швах может создавать проблемы, убрать его можно порой лишь с помощью молотка.

• Кислое. Обозначение А.

Можно сваривать во всех сварных режимах: с постоян. и перемен. током любых пространственных положениях, кроме вертикального. Рекомендуется не применять для сталей, у которых в составе много углерода, серы. В качестве недостатков замечено относительно большое разбрызгивание, иногда в швах наблюдаются трещины. Помимо этого, токсичность кислого варианта предполагает специальную подготовку рабочего места- оборудование его вытяжной аппаратурой.

• Целлюлозное. Обозначение Ц.

Сварка постоянным и переменным током может проходить во всех пространственных положениях. Удобно применять в условиях монтажа. Особое требование – не допуск перегрева. Большое разбрызгивание и, соответственно, увеличенные потери материала.

• Смешанный вид. Обозначение АЦ.

Возможность сварочных работ на различных конструкциях, трубопроводах, при любом положении шва, за исключением потолочного. Низкий расход на единицу наплавленного металла.

В основе напылений лежат ряд компонентов:

А – окись железа, свинца или иных металлов.

Б – два компонента на основе кальция: карбонат и фторид.

Ц – целлюлоза как базовая характеристика.

Р – рутил как основной элемент.

Другие параметры для оценки стержней

При выборе электродов обращают внимание на размеры прутка. Диаметр предопределяет, какой толщины и размера металлические изделия могут им свариваться.

Существует стандартная таблица размеров, в которой приводится соответствие толщин листов или изделий из стали диаметру электродов:

Еще один важный показатель относится к электрической силе тока в амперах, которая необходима для того, чтобы успешно проварить металл определенной толщины

Когда работа проходит в пространственном положении вертикальном или потолочном, силу тока можно снизить на 15-20 %. в этом случае диаметр стержня достаточен до 4 мм.

Классификация по основным признакам

Рассматриваемый расходный материал в первую очередь классифицируется по назначению. Выделяют несколько основных групп электродов:

• Предназначенные для работы с металлами, которые имеют низкую концентрацию углерода и легирующих элементов.
• Для соединения теплоустойчивых сталей с высоким показателем прочности.
• Для работы с высоколегированными сталями, к примеру, нержавейкой, в которой концентрация хрома велика.
• Варианты исполнения, предназначенные для работы с алюминием или медью.
• В отдельную группу относят электроды, предназначенные для соединения чугунных элементов.
• Для выполнения ремонтных работ и наплавки металла.
• Изделия универсального типа, которые применяются для работы с материалами неопределенного химического состава.

На металлический стержень могут наноситься самые различные химические вещества. По типу применяемой обмазки выделяют 4 группы изделий, наибольшее распространение получили только две:

• Основная. Изделия с основным покрытием получили широкое применение. Примером назовем электроды марки УОНИ 13/55. Применяются они для получения швов с высокой ударной вязкостью, механической прочностью и пластичностью. Кроме этого, основное покрытие позволяет защитить шов от возникновения кристаллизационных трещин. Выбор этого варианта исполнения проводится в том случае, если нужно получить ответственную конструкцию. Существенным недостатком можно назвать то, что перед проведением сварочных работ следует выполнить качественную очистку поверхности: масляные пятна, ржавчина, окалина могут стать причиной образования микроскопических пор.
• Рутиловое покрытие. Если нужно провести соединение низкоуглеродистой стали, то зачастую выбирают электроды рутилового типа. Наиболее распространенной маркой назовем МР-3. Второй тип характеризуется легкой отделимостью образующего шлака, устойчивостью дуги при подаче переменного или постоянного тока. В процессе сварки образуется меньшее количество брызг, получаемый шов отличается прекрасными декоративными качествами. Кроме этого, второй тип изделий подходит для работы с заготовками, которые имеют большой слой ржавчины или загрязняющих веществ на поверхности.

Два остальных типа встречаются крайне редко, так как применяются в особых случаях.

Какие электроды лучше для инвертора

Выбирая стержни для инверторного сварочного аппарата стоит ориентировать в первую очередь на материал, который придется сваривать. Сердечник электрода должен быть сходен по типу с этим видом металлов. Нержавеющие стали требуют стержней из такого же вида, причем если сталь отличается свойствами жаростойкости – нужен такой же стальной пруток с жаропрочными характеристиками. Высоколегированные стали для образования ровного, прочного шва нужно сваривать прутками с тем же составом легирующих элементов.

Подходящие марки стержней для дома и стройки:

МР-3

Универсальные широко известные электроды. Могут успешно применяться на слобокорродированном металле. Электроды Э46, покрытие Р и БР. Успешно применяется для сваривания конструкций из сталей углеродистого класса и низколегированных. Есть возможность сваривать изделия с большими показателями толщин. Выпускаются электроды диаметром от 3 до 5 мм.

Особенности:

• высокие значения стойкости электродуги;
• небольшое разбрызгивание;
• легкий съем слоя шлака;
• легкое зажигание как первичное, так и повторное.

Существует требование зачистки сварочной поверхности и удаления окалины.

УОНИ 13/55

Дают возможность создавать высококачественные швы. С ними умеют работать опытные сварщики, мастера, имеющие высшую квалификацию. Тип электрода Э50А, покрытие предпочтительно основное. Напыление приемлемо фтористое или карбонатное, в этом случае снижается газосодержание шва и количество неметаллических вкраплений, ухудшающих качество.

Технические характеристики:

• диаметр от 2 до 4 мм;
• коэффициент по наплавке 9.5 г на А*ч;
• на 1 кг наплавленного металлического материала уходит около 1,5 кг прутков;
• предел текучести 420 мПа;
• предел прочности 530 мПа;
• относительный показатель удлинения 22%;
• ударная вязкость зависит от температурного режима, от 50 до 130 дж/см2.

АНО4

Стержни легко воспламеняются, их не нужно прокаливать. Электроды Э46, покрытие рутилом. Основной вид использования –сваривание стальной продукции углеродистых и низколегированных сортов. Работают со всеми видами тока в любых пространственных направлениях, за исключением направления сверху вниз.

Выпускаются с диаметром от 2 до 6 мм.

Технические параметры

• рутиловое покрытие
• наплавочный коэффициент 8,6 г на А*ч;
• производительная часть по наплавке 1,4 кг/ч при диаметре 4 мм.
• сопротивление 480 мПА;
• предел текучести 380 мПа;
• относительное удлинение 25%.

UTP 65D

Стержни хороши в работе с различными сталями и сплавами, швы будут качественные. Применимы для постоянного и переменного тока разной полярности. Рутиловое покрытие. Производятся в Австрии. Часто используется на автопредприятиях и мастерских по ремонту автомобилей для проведения кузовных работ.

Плюсы:

• стабильность дуги;
• малое разбрызгивание и, следовательно, минимизация потерь материала;
• возможность работы с различными толщинами металлоизделий, с деталями и листами тонко- и толстостенными.
• гладкие швы, не имеющие внутренних лакун. Можно обрабатывать сразу, как металл застыл.
• возможность проведения холодной закалки металлического материала по шву.
• легкое снятие слоев шлака.
• хорошая переносимость влажной среды, а также перегрева.

Особенности эксплуатации: перед самым процессом сварки прутки необходимо подвергнуть просушке в течение двух часов при температурном режиме в 160-170 гр. С. Зону свариваемых поверхностей зачищают. Работа с большими толщинами материала требует предварительной подготовки кромки с углом скоса примерно 60 градусов.

Критерии выбора электродов

В первую очередь следует иметь в виду, что электроды могут быть плавящегося и неплавящегося типа. Первые изготовлены из металлического стержня, на поверхность которого наносится специальная обмазка, способствующая защите зоны сварки и повышающая устойчивость горения дуги. Именно они используются для выполнения ручной дуговой сварки. Изделия второй категории — неплавящиеся — применяют для выполнения сварочных работ в среде защитного газа (аргона), их разновидности и особенности использования будут рассмотрены в отдельной статье.

» data-lazy-type=»iframe» src=»data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″>

Выбирая электроды для сварки с использованием инвертора, следует учитывать то, что материал изготовления соединяемых деталей также будет оказывать влияние на качественные характеристики формируемого шва. Соответственно, для того чтобы варить разные материалы, используются сварочные электроды разных типов. Так, к примеру:

• для соединения изделий, выполненных из низкоуглеродистых и низколегированных марок сталей, выбирают углеродные электроды;
• для соединения изделий, выполненных из легированных сталей, используют электроды соответствующих марок: ОЗС-4, МР-3 (ГОСТ 9466-75), МР-3, АНО-21, УОНИ 13/45 (ГОСТ 9467-75);
• если необходимо выполнять сварочные работы с наплавками или сталями других типов, то выбирают электроды с сердечником из высоколегированного металла — ЦЛ-11 (ГОСТ 9466-75);
• для того чтобы варить чугун, тоже необходимо выбрать электроды соответствующей марки — ОЗЧ-2 (ГОСТ 9466-75).

Общий вид электродов МР-3

На сегодняшний день сформировался следующий рейтинг электродов, применяемых для сварки с использованием инвертора.

• АНО. Сварочные электроды данной марки хорошо воспламеняются, их не надо дополнительно прокаливать. С ними одинаково успешно могут работать как начинающие сварщики, так и профессионалы.
• МР-3 — универсального типа, их можно использовать даже для соединения неочищенных поверхностей.
• МР-3С. Электроды данной марки следует выбрать, если к характеристикам шва предъявляются повышенные требования.
• УОНИ 13/55 используют для монтажа ответственных конструкций, требующих высокого качества исполнения сварного шва. Начинающему сварщику с ними работать будет сложно: их использование требует определенного опыта и высокой квалификации.

Электроды УОНИ 13/55

Требования к электродам

Выбирая стержни для работы, стоит их внимательно рассмотреть и оценить. Покрытие должно быть без сколов, повреждений, иначе не удастся добиться однородного разогрева и равномерного получения шва. На кончике электрода толщина смазки должна быть такой же, как на всем стержне – благодаря этому электрическая дуга пройдет по центру.

Проинспектировать стоит влажность покрытия, иногда повышенная влажность обмазки не позволяет легко зажечь стержень. Отсюда, требования к хранению электродов в сухом месте, желательно, герметично упакованными. Народные умельцы рекомендуют в упаковку класть пакетики с солью для устранения излишней влаги. Если случится, что электроды отсыревают, их можно подсушить в кухонной духовке при невысокой температуре. Этот параметр указывается на упаковке изделий. Можно также оставить в проветриваемой сухой комнате.

Во время сварочных работ для получения качественного прочного, устойчивого шва необходимо учитывать основные моменты:

• Правильная для конкретного изделия сила тока.
• Подходящий для изделия и вида работ диаметр сварочного электрода.
• Учет размерности и толщины свариваемых материалов.

Выбрав параметры, сварщик создает устойчивую, хорошо горящую дугу, которая обеспечит реализацию сварочных работ на высоком уровне. Используемая литература и источники:

• М. Д. Банов, Ю. В. Казаков, М. Г. Козулин и др.; под ред. Ю. В. Казакова. Сварка и резка материалов: Учебное пособие. — Издание 2-ое, стереотипное. — Издательский , 2002.
• Кожевников Д.В., Кирсанов С.В. Металлорежущие инструменты. Учебник (гриф УМО). Томск: Изд-во Томского ун-та. 2003.
• Статья на Википедии

Как правильно использовать инверторный сварочный аппарат

В опытных руках инвертор способен дать хороший шов, нужно следовать трем правилам:

• выставить оптимальную силу тока;
• выбрать правильный диаметр электрода;
• учесть толщину свариваемых деталей.

Диаметр – основной залог качественного шва, он него же зависит и плотность тока. Нельзя, чтобы плотность была выше, потому что дуга будет нестабильной, а значит металл хуже сварится и шов будет шире.

Конечно, это не повлияет на качество, но если важна эстетика, то лучше избежать этого. Если нужно варить тонкие изделия, то лучше взять полуавтоматический аппарат.

Инверторная сварка даст ненадежный шов, а при выборе толстых сварочных стержней в стыке появятся поры, которые снизят его прочность.

Чтобы узнать оптимальную силу тока при работе с выбранными стержни, достаточно посмотреть маркировку на упаковке. Отклоняться от этого параметра не рекомендуется.

Выбор изделий в соответствии с другими параметрами

Род тока, а также полярность его подключения являются важнейшими параметрами сварочных операций. Сварочные инверторы преимущественно вырабатывают постоянный ток, который может подключаться к заготовке и электроду по двум схемам.

• Прямая полярность. При такой схеме плюс подключают к массе, а минус — к сварочному электроду.
• Обратная полярность. Такая схема предполагает подключение минуса к массе, а плюса, соответственно, к держателю с электродом.

Если варить инвертором на прямой полярности, то соединяемые поверхности подвергаются значительному нагреву, чего не происходит при подключении полярности по обратной схеме. Именно поэтому выбор обратной полярности целесообразен в следующих ситуациях.

• При выполнении сварки инвертором деталей небольшой толщины. Обратная полярность в таких случаях поможет защитить матриал от прожога.
• На обратной полярности выполняется сварка деталей, выполненных из высоколегированных сталей, которые очень чувствительны к перегреву.

Работа инверторной сваркой

Прямую полярность, при использовании которой заготовка подвергается значительному нагреву, оптимально использовать для соединения материалов, отличающихся большой толщиной и массивностью.

При выполнении любых сварочных работ с использованием инвертора наиболее значимыми являются три параметра, которые взаимосвязаны друг с другом:

• сила сварочного тока;
• диаметр электрода;
• толщина соединяемых деталей.

На выбор электродов толщина соединяемых деталей оказывает непосредственное влияние. При необходимости соединения тонких деталей (до 1,5 мм), ручная сварка не используется, для этой цели лучше подойдут полуавтоматические аппараты или же устройства, позволяющие выполнять сварку в защитной среде аргона.

Варианты положения электрода при сварке

Решая, какие электроды выбрать для сварки конструкций определенной толщины, можно руководствоваться следующими критериями:

• для деталей, толщина которых составляет 2 мм, лучше всего подойдут электроды Ø 2,5 мм;
• при соединении деталей толщиной 3 мм, следует выбирать электроды Ø 2,5–3 мм;
• если толщина свариваемых деталей составляет 4–5 мм, то подойдут электроды Ø 3,2–4 мм;
• детали толщиной 6–12 мм лучше всего варить электродами Ø 4–5 мм;
• когда толщина превышает 13 мм, то оптимальным будет выбор электродов Ø 5 мм.

Правильно выбирать диаметр электродов очень важно, так как при превышении этого параметра снижается плотность сварочного тока. Это приведет к тому, что сварочная дуга станет неустойчивой, ухудшится провар деталей, увеличится ширина сварного шва. Многие производители указывают на упаковке информацию о том, какие значения силы тока лучше всего использовать.

Сварочные электроды

Если же такой информации на упаковке не содержится, то можно руководствоваться следующими рекомендациями:

• для сварки электродами Ø 2 мм следует устанавливать сварочный ток, сила которого составляет 55–65А;
• для изделий Ø 2,5 мм используют ток 65–80А;
• электроды Ø 3 мм — ток 70–130А;
• для электродов Ø 4 мм выбирают сварочный ток 130–160 А;
• изделия Ø 5 мм — ток 180–210 А;
• 6-ми миллиметровыми электродами лучше варить на токе 210–240 А.

Как становится понятно из всего вышесказанного, для качественной сварки инвертором важен правильный выбор электродов по их диаметру. Также следует устанавливать оптимальную силу сварочного тока. Если, к примеру, вы соберетесь варить инвертором тонкий металл, используя электроды большого диаметра, или сила сварочного тока будет превышать допустимые значения, то в готовом шве могут образоваться поры, что значительно снизит его качественные характеристики.

» data-lazy-type=»iframe» src=»data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″>

Электроды зарубежных производителей

На отечественном рынке большую популярность завоевали электроды торговой марки ESAB. Характерной особенностью электродов от шведского производителя является то, что их маркировка начинается с обозначения «ОК», за ним следуют 4 цифры. Среди большого разнообразия моделей электродов данной торговой марки наибольшее распространение получили следующие из них.

• ОК 46.00. По характеристикам они очень похожи на отечественные изделия МР-3. Ими с применением инвертора можно варить углеродистые, низколегированные стали, используя постоянный, а также переменный ток. При их использовании обеспечивается высокое качество получаемого соединения.
• ОК 48.00. Работать ими можно исключительно на постоянном токе, их используют для монтажа особо ответственных конструкций.
• ОК 53.70. Относятся к специализированному типу, с их помощью выполняют сварку корневых проходов, соединения стыков труб.
• ОК 61.30 и 63.20. Их используют для сварки инвертором деталей из нержавеющей стали, но перед их приобретением важно уточнить, подойдут ли они для работы с интересующей вас маркой металла.
• ОК 68.81. При помощи изделий данной марки выполняют сварку инвертором деталей из неопределенных марок сталей, а также из трудносвариваемых марок.
• ОК 96.20. Ими работают по чугуну, а также соединяют чугунные детали со стальными.
• ОК 92.60. Предназначены для сварки изделий из алюминия, его сплавов с использованием инвертора.

К слову сказать, в ассортименте электродов данной торговой марки есть и изделия, которыми можно выполнять сварку меди и ее сплавов.

Виды сварочной дуги при сварке электродами

Назначение сварки

Сварка — распространенный способ создания неразъемных соединений при помощи образования новых межатомных связей. Различают несколько ее разновидностей, каждая из которых имеет свою область использования:

• электродуговая. Выполняется с помощью плавящегося электрода (метод Н. Г. Славянова) — универсальная, повсеместно используемая методика, применяемая для всех типов соединений. Главные ее достоинства — высокая производительность за счет максимальной механизации рабочих процессов, а также хорошие механические характеристики соединения;
• ручная дуговая. Применяется при монтаже строительных систем из стали, соединения элементов трубопроводов. Она может выполняться даже в сложных для доступа местах и разных пространственных положениях;
• газовая. Используется при работе со стальными элементами относительно небольшой толщины, а также при работе с алюминиевыми и медными сплавами.

Есть и другие способы созданий неразъемных соединений: контактная, жидкая сварка или скрепление специальным аппаратом-полуавтоматом.

Что касается области применения, то, наверное, нет такой отрасли, будь то промышленное или сельскохозяйственное производство, где бы не использовались сварочные работы. Самые распространенные примеры — строительные работы (конструкции из арматуры), соединение трубопроводов разного назначения. Многие владельцы подержанных машин знают, что значит варить кузов автомобиля. Найдется место для сварочного аппарата и на даче (например, для изготовления металлического забора).

Достоинства сварных соединений:

• полное использование поверхностей сечений для соединения элементов;
• высокий уровень надежности соединений;
• относительно небольшая масса конструкции;
• уменьшение припусков для дополнительной обработки. Этим сварка выгодно отличается от литой конструкции;
• уменьшение трудо- и ресурсоемкости работ, что приводит к их удешевлению;
• хорошая альтернатива литью и ковке. Использование сварочных соединений позволяет создавать сложные конструкции из отлитых или штампованных деталей;
• возможность работы с инновационными сплавами, облегченными профилями, листовым прокатом, особо чистыми металлами и т. д.;
• повышение безопасности работ.

Минусы:

• высокий риск различных дефектов швов, что не лучшим образом сказывается на прочности конструкции;
• необходимость строгого соблюдения технологии;
• появление остаточных напряжений из-за термических деформаций;
• изменение механических свойств металла возле шва;
• необходимость визуального (а в случае с ответственными конструкциями и выборочного инструментального) контроля.

Пространственное положение

Насчитывается пять основных пространственных положений электродов, в которых можно вести сварочные работы:

1. Нижнее горизонтальное считается самым удобным и производительным. Его частным случаем является положение «в лодочку».
2. Тавровое похоже на нижнее горизонтальное, но требует большего мастерства сварщика. В этом случае возможно образование подрезов на вертикальной поверхности и наплывов на горизонтальной.
3. Горизонтальное положение электрода на вертикальной поверхности считается достаточно сложным. Для его применения на практике чаще всего выполняется скос на верхней кромке соединяемых элементов.
4. Вертикальные швы могут вариться двумя способами: на подъем или на спуск. В первом случае обеспечивается лучшее качество швов, а во втором – более высокая скорость.
5. Потолочное пространственное положение считается самым сложным. Оно не подходит для соединения тонких элементов и используется только при невозможности выполнения сварочных работ другим способом.

Производители в обязательном порядке указывают, в каких пространственных положениях с помощью электродов можно вести сварочные работы.

Пространственные положения электрода

Важность шлака

Шлак, образующийся во время ручной дуговой сварки, делится на два вида: «длинный» и «короткий». У первого вязкость при понижении температуры возрастает медленно. По этой причине электроды с покрытиями, образующими «длинные» шлаки, не подходят для сварки в вертикальных и потолочных пространственных положениях. У «коротких» шлаков вязкость возрастает значительно быстрее, поэтому они эффективно препятствуют вытеканию жидкого металла из сварочной ванны. Такой результат дают электроды с основным или рутиловым покрытием.

Покрытия

Производители часто наносят на электроды специальные покрытия, улучшающие их характеристики. Среди наиболее распространенных покрытий можно выделить основное и рутиловое. Основное покрытие самое популярное, используется большим количеством производителей. Благодаря ему удается получить шов высокого качества. Ну а в сочетании с правильно подобранным диаметром электрода и большим опытом сварщик способен сделать шов максимально качественным и слабо подверженным механическим нагрузкам.

Рутиловое покрытие популярно у мастеров, работающих с низкоуглеродистой сталью. Благодаря такому покрытию исключено образование пор в сварных швах, такие электроды можно использовать с переменным и постоянным током, и можно использовать повторно. Также электродами с рутиловым покрытием просто удобнее пользоваться, выполняя работу в труднодоступных местах, при плавлении такое покрытие не выделяет опасных веществ (в отличие от других покрытий), что позволяет сохранить здоровье.