Электроды для резки металла: виды и особенности

Ручная дуговая резка с помощью электродов — один из наиболее популярных методов резки металла. Этот метод применяют и опытные мастера, и начинающие сварщики.

Популярность этого способа обусловлена его относительной простой: все, что вам необходимо, это сварочный аппарат (чаще всего инвертор) и правильно подобранные электроды для резки металла. В этой статье мы расскажем вам все о выборе и эксплуатации электродов, используемых для резки.

Виды электродов для резки

Металлические электроды

Для резки часто используют обычные металлические электроды с покрытием. Это может быть рутиловое или основное покрытие. В целом, благодаря покрытию рез получается более ровным. Дуга горит стабильнее и долго не гаснет, металл практически не окисляется. Но мы не рекомендуем использовать такие электроды на постоянной основе, поскольку они изначально не предназначены для резки. Их можно применять для разделки трещин или удаления швов с дефектами. Также рекомендуем перед началом работ прокалить электроды в печи.

Угольные электроды

Резка металла угольным электродом практически не отличается от резки с помощью металлических материалов. Но они все же больше предназначены для резки. У них есть одно существенное достоинство: вместо резкого плавления, как металлические электроды, они медленно плавятся. Из-за этого рез получается более аккуратным.

Еще одно преимущество угольных материалов — они способны довольно быстро разогреваться при малой силе тока. При этом они не плавятся вплоть до температуры в 3000 градусов, поэтому расходуются достаточно экономно.

Резка угольным электродом применяется для ручной дуговой и кислородно-дуговой резки. Мы рекомендуем установить прямую полярность и постоянный ток. Можно установить и переменный, но постоянный лучше подходит для этих целей.

Трубчатые электроды

Трубчатые электроды используются при кислородно-дуговой резке. От других видов электродов они отличаются тем, что в качестве основы используется не проволока, а специальная трубка, заполненная кислородом. Процесс резки схож с остальными, но при плавлении металла из трубки начинает выделяться кислород. Он окисляет металл и выдувает его, тем самым образуется разрез. Это интересный метод резки, но он требует большого опыта, поскольку дуга горит нестабильно из-за большого количества выделяемого кислорода.

Вольфрамовые неплавящиеся электроды

Вольфрамовые электроды для плазменной резки используются в среде защитного газа. Чтобы разрезать металл установите повышенное значение силы тока, больше, чем используете при сварке. Так металл будет равномерно плавится по всей толщине. В целом, вольфрамовые электроды можно использовать в работе, но это очень нишевый материал. Он никогда не станет универсальным в вашем гараже.

Прайс на сварочные материалы

Заполните форму и получите прайс на свой e-mail.
До последнего времени для резки металлов на практике применяли исключительно сварочные электроды общего назначения, которые не обеспечивают требуемого качества поверхности реза и производительности. Для резки необходимы специальные электроды, которые должны давать дугу стабильно высокой тепловой мощности, т. е. позволять применять высокие силу тока и напряжение на дуге. Покрытие должно обладать высокой теплостойкостью и позволять окислять жидкий металл для легкого его устранения с места резки. Перечисленным требованиям отвечают электроды марки ОЗР-1 (ТУ 14-4-321—73), предназначенные для резки, строжки, прошивки отверстий в изделиях из сталей (включая коррозионно-стойкие), чугуна, медных сплавов. Применение электродов целесообразно также для удаления дефектных швов или их участков, удаления прихваток, заклепок, болтов, разделки дефектов, трещин и т. п. Аналогично назначение электродов марок АНР-2 (ТУ 14-4-682—76) и АНР-2М.

Разделительную и поверхностную резку (строжку) проводят во всех пространственных положениях как на постоянном, так и на переменном токе на следующих режимах в зависимости от диаметра электрода: 3 мм — 110—170 А, 4 мм — 180—300 А, 5 мм — 250—360 А, 6 мм — 350—600 А. Напряжение на дуге при резке электродами марки ОЗР-1 достигает 50—52 В, что превышает значения, получаемые как для сварочных электродов, так и для электродов марок АНР-2 и АНР-2М.

Электроды марки ОЗР-1 имеют простейшее бикомпонентное покрытие, не содержащее гигиенически неблагоприятных, дефицитных или дорогостоящих компонентов: оно состоит из гематита и кварца. Кислородсодержащим компонентом в покрытии электродов марки АНР-2 является марганцевая руда, которая служит основой (70%) покрытия. В электродах АНР-2М вместо марганцевой руды присутствует, как и в электродах ОЗР-1, гематит (60%). При плавлении электродов АНР-2, АНР-2М и ОЗР-1 общее выделение пыли на килограмм сожженных электродов составляет соответственно 15,9; 17,2 и 6,1 г, а содержание в ней токсичного марганца— 10,8; 1,2 и 0%. С санитарно-гигиенической точки зрения применение электродов ОЗР-1 предпочтительнее.

Использование специальных электродов обеспечивает производительность выше, чем при механических методах удаления дефектного металла (вырубке, шлифовании), а также обеспечивает существенное улучшение условий труда рабочих. Скорость обрезки чугунного и стального литья в 1,5—2,0 раза выше, чем угольными электродами на тех же режимах при воздушно-дуговой резке.

Плюсы и минусы резки электродами

У любого способа резки металла есть свои достоинства и недостатки, поэтому резка с помощью электродов не стала исключением. Какие есть основные плюсы у этого метода резки? Во-первых, не нужно иметь специальное оборудование или высокую квалификацию, чтобы осуществить резку. Также это относительно безопасный способ резки, но все равно нужно соблюдать правила пожарной безопасности.

Из недостатков отметим, что скорость резки будет напрямую зависеть не от ваших навыков и умений, а от толщины металла. Так что для резки толстых деталей запаситесь терпением. Также качество реза оставляет желать лучшего. Разрез получается неаккуратным и неровным. Поэтому этот способ не подойдет для резки деталей, используемых при оформлении распашных ворот, например.

Большой выбор сварочных электродов в Новокузнецке 8-950-587-78-68 8-909-511-21-45

Чистая поверхность реза обеспечивается за счет наличия в покрытии оксидов, предотвращающих прилипание к ней частиц расплавленного металла. Важно то обстоятельство, что при использовании специальных электродов для резки и строжки, не имеющих в составе покрытия углеродсодержащих компонентов, отсутствует науглероживание кромок реза. Это позволяет избежать перед последующей сваркой дополнительной механической подготовки.

Самостоятельный интерес представляет применение таких электродов для строжки. Форма кромок, получающихся при строжке, близка к требованиям стандартов, канавка реза — чиста по глубине и ширине, качество строжки металла во всех пространственных положениях хорошее и позволяет обеспечить качественное формирование сварного шва без предварительной механической зачистки. Производительность строжки до 50 м/ч.

Особенности резки электродами

Как и любой другой вид сварочных работ, резка металла электродами имеет свои особенности. Чтобы произвести резку необходимо предварительно подготовить аппарат и металл. Обязательно проверьте исправность вашего сварочника и всех кабелей, не пренебрегайте техникой безопасности. Чтобы зажечь дугу постучите концом электрода по поверхности металла. Опытные сварщики используют также метод чирканья. Затем подберите нужный режим работы: настройте параметр тока исходя из диаметра электрода и толщины металла. Если металл тонкий, то используйте электрод 3 мм и увеличивайте диаметр по мере увеличения толщины металла. При резке тонкого металла можно увеличить параметр тока без страха испортить работу.

Принцип работы

Для того, чтобы осуществлять резку металла, используя инвертор, следует правильно подбирать значения тока. Это зависит от вида разреза, толщины металла и выбранного электрода. При разделительной резке металлический лист следует установить в такое положение, чтобы расплавленный металл имел возможность свободно вытекать наружу.

Электроды должны находиться в строго перпендикулярном положении по отношению к поверхности. Если лист расположен вертикально, то движение электрода должно осуществляться сверху вниз. Сами электроды должны быть толще разрезаемого изделия. Разрезать тонкий металл можно электродами диаметром 3 миллиметра. Для более толстых используются электроды 4 и 5 миллиметров.

Для ликвидации поверхностных дефектов следует применять поверхностную резку. В этом случае электрод следует держать под небольшим наклоном, градусов пять-десять. При необходимости сделать канавку электрод надо раскачивать из одной стороны в другую, постепенно погружая его в образуемую полость.

Электродами также можно прорезывать в металле отверстия. Проплавляют отверстия до достижения нужного диаметра. Вначале прожигают небольшое отверстие, а затем постепенно его расширяют. Электрод необходимо держать строго перпендикулярно поверхности, в которой прорезывается отверстие, иначе края могут получиться не совсем ровными. Допускаются только незначительные отклонения от прямого угла. Перед началом процесса необходима проверка исправности применяемого оборудования. Дугу следует разжигать чирканьем или постукиванием.

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.

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.

Устройство и принцип действия анодного заземлителя

Изделие представляет собой трубку с соединителем-токовводом и изготавливается из конструкционного графита. Величина наружного диаметра элементов составляет 114 мм., внутренний диаметр — 90 мм. Благодаря соединителям-токовводам изделия могут наращиваться в колонну длиной до 100 метров.

Катодные станции демонстрируют высокую эффективность при антикоррозионной защите не только стальных конструкций, но и объектов из цинка, алюминия, меди, свинца, олова, никеля и разнообразных сплавов. Принцип действия станций заключается в том, что при подключении к отрицательному полюсу источника питания защищаемая от коррозии конструкция становится катодом и на нем происходит реакция восстановления. Одновременно с этим, на подключенном к положительному полюсу графитовом анодном заземлителе идет реакция окисления, при которой элемент постепенно растворяется. Таким образом, анод принимает на себя все негативные воздействия и разрушается, а защищаемый объект остается неповрежденным.

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.