Состав покрытия электрода

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.

Общая информация

Сначала определимся с термином. Сварочный электрод (он же сварочный стержень) — это пруток, изготовленный из электропроводного материала, который служит проводником тока от сварочного аппарата к детали. Сейчас выпускается более сотни различных марок электродов, предназначенных для выполнения самых разнообразных задач. В том числе, для резки металла.

Ниже вы можете видеть, из чего сделаны электроды для сварки. Стандартный электрод может иметь длину от 25 до 45 сантиметров. При производстве используется электродная сварочная проволока, которая затем покрывается слоем обмазки или защитного покрытия. Покрытие защищает сварочную зону от окисления и улучшает качество шва. Конец электрода оставляют без покрытия, чтобы можно было вставить стержень в держатель.

Электроды могут быть плавящимися и неплавящимися. Плавящиеся электроды неустойчивы к теплу сварочной дуги и быстро уменьшаются в размерах. При плавлении смешиваются с основным металлом в сварочной ванне, и таким образом формируется шов. Их необходимо заменять по мере необходимости, но не рекомендуется оставлять слишком короткий электрод в держателе.

Неплавящиеся электроды изготавливаются из тугоплавких металлов, который способны выдерживать температуру до нескольких тысяч градусов. Сварочные электроды плавят металл, при этом сами практически не меняются в размере. Здесь шов формируется только благодаря основному металлу.

Таблица марок электродов и области применения для ручной дуговой сварки и наплавки легированной стали

Некоторые виды электродов изначально создаются под работу с определенными техническими металлами. Легированные стали часто используются в производстве, так что специально под их свойства производят расходные материалы. Они содержат те же легирующие элементы, которые и в основном металле, чтобы компенсировать их недостаток после температурного воздействия.

Таблица марок электродов и области применения для ручной дуговой сварки и наплавки чугуна

Выбор электродов для ручной дуговой сварки чугуна зависит от содержания углерода в данном металле. В любом случае оно достаточно высокое и поэтому расходные материалы также содержат данный элемент, что выделяет их свойства относительно других электродов.

Цветные металлы встречаются более редко, чем стали. Электроды для них предназначаются как для чистых металлов, так и для сплавов. Здесь обязательно присутствие большого количества основного элемента в составе, так как многие из деталей являются сложно свариваемыми.

Таблица марок электродов и области применения для резки металла

Такие типы материалов является уникальными, так как нагрев и плавление электрода при дуговой сварке в обыкновенном случае происходит при средних режимах, тогда как эти нужно использовать при максимальном токе. У них повышенная теплостойкость, но они все же относятся к плавким вариантам.

Обозначение и маркировка электродов для ручной дуговой сварки

На примере электрода Э-46 ЛЭЗАНО21 УД Е 43 1(3) РЦ13

• Э-46 – тип, для низколегированных и углеродистых сталей;
• ЛЭЗАНО21 – марка;
• У – назначение, для низколегированных и углеродистых сталей;
• Д – толстое покрытие;
• Е – плавящийся электрод;
• 43 – предел прочности на растяжение – 430 Мпа;
• 1 – относительное удлинение около 20%;
• (3) – 20 градусов Цельсия для сохранения ударной вязкости;
• РЦ – покрытие рутилово-целлюлозное;
• 1 – пространственные положения, допустимы все;
• 3 – ток для сварки, можно варить постоянным током обратной полярности и переменным при холостом ходе в 50 В.

Внешний вид электрода Э-46 ЛЭЗ АНО-21

Выбор

Первоочередной фактор в выборе является металл в составе стержня. Он должен быть схож с тем, из которого сделана заготовка. Диаметры электродов для ручной дуговой сварки идут следующим пунктом, так как они не должны превышать толщину самой детали. Покрытие выбирается согласно тому, в каких условиях приходится работать. Перед окончательным выбором стоит детально изучить маркировку, чтобы убедиться в его правильности.

«Важно!Перед использованием электродов их требуется просушить и прокалить.»

Виды покрытия

Виды покрытия электродов разделяются на некоторое количество групп, каждая из которых имеет свое обозначение. Типы покрытия электродов разделяются на:

• основное, обозначаемое как «Б», белого или бежевого цвета;
• кислое, обозначаемое «А», серого цвета;
• целлюлозное, имеющее обозначение «Ц», светло-серое с коричневатым оттенком;
• рутиловое, имеющее обозначение «Р», различных цветов, таких как серый, синий, зеленый, красноватый.

Также существуют покрытия смешанного типа, что отражается в их обозначении. Так, например, сочетание букв РЦ следует расшифровывать как рутилово-целлюлозное, а «РА» соответственно как рутилово-кислое. Буква «П» — обозначение других видов покрытий. Такая градация определяется наличием химических элементов, входящих в состав покрытия. Выбор покрытия следует осуществлять в зависимости от металлов, подвергаемых соединению.

Основное

Основное покрытие электродов содержит в основной массе карбонаты кальция и магния. Для того, чтобы произошло разбавление шлаковой корки в обмазку добавляют особый элемент в виде плавикового шпата. Это несколько ухудшает возможность работы при использовании переменного тока, поэтому электроды с основным покрытием рекомендуется использовать при работе с током постоянной величины.

Отличие этого вида покрытия состоит в том, что в образующейся газовой среде отсутствует водород, который может привести к образованию трещин холодного вида. Шов при использовании электродов с основным покрытием получается повышенной пластичности.

Большим преимуществом является возможность выполнения сварки при всех положениях, однако, следует учитывать, что шов вследствие значительной вязкости будет несколько выпуклым и не совсем эстетичным.

Кислое

Электроды с кислым покрытием обладают обмазкой, содержащей железную и марганцевую руды. Это способствует выделению на место сварки значительного количества кислорода. Результатом является повышение температуры и одновременно снижение поверхностного натяжения, что придает ему текучесть.

Увеличивается скорость сварочного процесса, но возникает опасность возникновения подрезов. Кислые электроды несут с собой некоторую опасность, поскольку в их покрытии содержатся оксиды марганца, обладающие токсичностью. Существуют марки электродов с кислым покрытием, однако более предпочтительными являются электроды с рутилово-кислым покрытием.

Целлюлозное

Соответственно названию основной элемент этого вида покрытия — целлюлоза. Также туда входят органические вещества в виде смол. Особенностью является то, что при сгорании в сварной дуге образуется значительное количество защитного газа. При этом шлака, наоборот, образуется мало.

Электроды с целлюлозным покрытием имеют некоторый недостаток, заключающийся в том, что при сварке появляются раскаленные брызги металла. Кроме того, металл шва имеет низкую пластичность. Это обусловлено наличием немалого количества водорода, выделяющегося при горении органических веществ.

Существующие марки электродов с целлюлозным покрытием характерны высокой скоростью осуществления сварочного процесса. К их достоинствам является возможность сварки во всех положениях, даже такому, при котором движение электрода происходит сверху вниз, что не под силу большинству электродов. Недостатками являются большое разбрызгивание горячего металла, образование подрезов на кромках, грубая поверхность получаемого шва.

Рутиловое

Такое покрытие содержит такой элемент, как природный концентрат рутил. Добавками являются полевой шпат, магнезит. Двуокись титана гарантирует легкое разжигание дуги. Брызг образуется немного.

Электроды обладают хорошими технологическими характеристиками. Вредность работы с ними менее, чем с другими электродами. Еще одно достоинство состоит в том, что зажигание дуги может происходить без непосредственного контакта электрода с поверхностью детали, поскольку пленка, образуемая в кратере, играет роль проводника. Особое значение это имеет, когда сваривание осуществляется короткими стежками.

Электродами можно осуществлять соединение даже загрунтованных поверхностей и шов при этом не будет уступать по прочности и надежности. Дуга обладает стабильностью, имеется возможность использования любого вида тока. Практически отсутствуют брызги раскаленного металла. Шов получается свободным от пор.

Классификация по назначению

Важнейшим моментом применения электрода той или другой марки является его совместимость с материалом изделий, подлежащих свариванию или наплавлению.

Для каждого способа обработки следует подбирать определенный тип проводника, использующийся лишь по своему непосредственному предназначению.

К примеру, если электрод производится для сварки, сделать наплавку им точно не выйдет.Так же, как выпускающийся для цветных металлов проводник не сможет выполнить соединение черных металлов.

По назначению электроды разделяются на виды, каждый из них имеет свое буквенное обозначение:

• У – проводники для работы с деталями из углеродистых и низколегированных марок стали. Отличаются высоким временным сопротивлением на разрыв, величина которого достигает 600 МПа.
• М – для сварки изделий из легированных сталей, имеющие сопротивление до 600 МПа. В данную группу также входят стержни для наплавления изношенных поверхностей рельс, а также сталинит-электроды.
• Т – для соединения деталей из теплостойких марок сталей, часто применяющихся в электродинамике.
• В – для работы с элементами из высоколегированных сталей, отличающихся особыми характеристиками.
• Н – для сварки поверхностных слоев металлических элементов

Разделение электродов осуществляется в соответствии с нормами ГОСТ, в котором приведены их подробные описания и область применения.

Виталий Темочкин, сварщик, стаж работы 12 лет: Возможность использования того или иного типа сварочного электрода обусловлена характеристиками и свойствами соединяемых металлов, условиями последующей эксплуатации изделий и конструкций. Потому к подбору требуемой марки следует относиться со всей ответственностью и тщательностью. Ошибку в выборе допускать нельзя, так как она может сказаться на качестве и надежности неразъемного соединения».

Сущность ручной дуговой сварки покрытыми электродами

При ручной дуговой сварке покрытыми электродами дуга возбуждается при касании электродом свариваемой детали, в результате замыкании электрической сварочной цепи.

В процессе сварки покрытый электрод подается к свариваемой детали по мере плавления электрода и перемешается вдоль соединения с поперечными колебаниями для придания заданной формы и размеров шва.

Движения покрытым электродом при сварке

В процессе ручной дуговой сварке проис­ходит плавление покрытия и электродной металлической проволоки. Расправляющееся покрытие образует шлак и выделяются газы. Шлак обволакивает капли расплавленного металла, появляющиеся при плавлении стержня электрода. В ванне шлак всплывая на ее поверхность, образует защитный слой, пре­дохраняющий металл от взаимодействия с атмосферным воздухом. Кроме того, поднимаясь на поверхность сварочной ванны, шлак очищает расплавленный металл от вредных примесей. Образующиеся при расплавлении покрытия сварочные газы вытесняют воздух из зоны сварки и, тем самым, защищают сварочную ванну от взаимодействия с кислородом и азотом.

Жидкий шлак затвердевает и образует на поверхности шва твердую шлаковую корку, которая удаляется после сварки. То есть, компоненты входящие в по­крытие сварочного электрода обеспечивает защиту сварочной ванны и застывающего металла сварного соединения от реакций с атмосферными газами и очистку  металла в процессе химических реакций происходящих в сварочной ванне.

Покрытыми электродами применяют для сварки сталей, чугунов и цветные металлов различной толщины. Так же покрытые электроды используется для наплавки с целью восстановление изношенных деталей и получения покрытий со специальными свойствами главным образом антикоррозионных и износостойких. 

Перемещение сварочного электрода вдоль сварного шва и его подачу в зону сварке по мере его расплавления производит сварщик.  В связи с этим стабильность процесса и качество сварки зависит от квалификации сварщика и его зрительно моторной координации, так как изменятся длина дуги, наклон электрода, скорость его перемещения, что приводит к изменению параметров ре­жима — напряжения дуги и силы сварочного тока. При ручной дуговой сварке покрытыми электродами для обеспечения стабильности режимов сварки используют источники сварочного тока с крутопадающими вольт-амперными ха­рактеристиками.

Принципиальная схема ручной дуговой сварки покрытыми электродами

Преимущества ручной дуговой сварки:

• применение ручной возможно в различных, самых неудобных пространственных положениях;
• сварки может производится в трудно доступных местах;
• универсальность способа, возможность сваривать изделия различной конфигурации;
• применимость к широкому диапазоны различных марок сталей;
• высокая мобильность.

Недостатки способа:

• мало высококвалифицированных сварщиков;
• невозможно гарантировать качество сварного соединения;
• невысокая производительность сварки;
• неблагоприятные условия труда.

Рациональные области применения:

• сварка металлоконструкций, трубопроводов;
• рационально использовать при сварка коротких швов.

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:

1. 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».
2. 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.
3. Конструкционные стали также получили весьма широкое распространение. В их составе также встречаются легирующие элементы. Сопротивление на разрыв в этом случае составляет 600 МПа.
4. 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».
5. В продаже встречаются электроды, предназначенные для сталей с высокой концентрацией легирующих элементов.
6. 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:

1. С тонким покрытием. При обозначении применяется буква «М». Как правило, в этом случае поверхностный слой около 20% (показатель берут от общего значения диаметра).
2. Со средней толщиной покрытия. При обозначении указывается буква «С». В этом случае наносится слой, толщина которого составляет 45% от диаметра применяемого стержня при изготовлении.
3. Толстое покрытие составляет 80% от диаметра, в маркировке указывается буква «Д».
4. 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.

Типы покрытия электродов для ручной сварки

Рассмотрим, какие покрытия электродов бывают, их компоненты и как обозначается какое из них. Существуют четыре основных вида покрытий, применяемых при производстве электродов для сварки:

1. покрытие кислого типа, обозначаемое буквой А;
2. основное (Б) покрытие;
3. целлюлозная обмазка (Ц);
4. рутиловое (Р).

Покрытие сварочных  электродов подбирают исходя из того, какой вид стали планируется варить, силы нагрузки на конструкцию и других факторов.

Кислое

Главное преимущество обмазки кислого типа – при сварочных работах вероятность образования пор в области шва стремится к нулю, даже если места приварки элементов друг к другу покрыты следами ржавчины или окалиной. Кислое покрытие способствует равномерному горению дуги и легкому ее зажиганию. Этот вид электродов используют, когда требования к готовой конструкции минимальны.

Стержни с кислой защитой хорошо работают как при постоянном, так и при переменном токе. Наиболее ощутимые недостатки – брызги при сварке, токсичные испарения, риск появления горячих трещин при сваривании.

ОСТОРОЖНО! Кислое покрытие является токсичным при нагреве!

Подробнее про кислое покрытие >>>

Основное

За счет слабого окисления такого покрытия оно способствует легкому избавлению от кислорода плавящегося металла. Шов, сделанный с применением электрода с основной обмазкой, защищен от возникновения горячих трещин. Электрод данного типа нужно прокаливать перед работой, чтобы исключить вероятность появления пор в шве. Из-за сложности поддержания горения дуги производить сварку электродами с основным покрытием нужно только с использованием источника постоянного тока обратной полярности (относится не ко всем, но к большинству марок).

Электроды с основным типом покрытия применяют для сварки металлических деталей из закаливающихся видов стали, которые подвержены риску появления холодных трещин, а также для сварки элементов из металла с большим процентом содержания серы и фосфора. «Основные» электроды показывают высокую эффективность при сварке в несколько слоев конструкций, которым нужна высокая жесткость.

Подробнее про данное покрытие и электроды.

Целлюлозное

Использование в работе со сварочным аппаратом продукции с обмазкой из целлюлозы (имеют маркировку «Ц» на упаковке) дает хорошее качественное горение дуги преимущественно при постоянном токе. Эту разновидность используют при работах по сварке корневых швов на магистральных трубопроводах, выполненных из низкоуглеродистой стали.

Также стержни с покрытием из целлюлозы отлично подходят для односторонней сварки с качественным проплавлением в области корневого шва. Использование стержней дает хороший результат при сварке, осуществляемой в вертикальном положении.

Не рекомендуется применение для сварки стали, имеющей высокий процент углерода и других легирующих компонентов в составе. Еще один минус – высокая степень восприимчивости к большим температурам и вероятность брызг расплавленного металла в процессе работы.

Больше про целлюлозные электроды тут.

Рутиловое

Данный тип покрытия обозначается буквой «Р». Стержни, покрытые рутиловым составом, показывают хорошие результаты даже при работе с металлами, имеющими ржавые участки или следы окалины на поверхности в местах сварки, в процессе соединения деталей не образуется горячих трещин.

Не используйте электроды со сколотой обмазкой

С помощью электродов с рутиловой обмазкой легко соединять загрунтованные элементы, при этом, характеристики шва не ухудшаются. Рутиловая обмазка способствует устойчивому горению дуги независимо от типа тока. Брызги раскаленного металла практически отсутствуют. Также рутиловые стержни характеризуются малым процентом брака в виде пор: при их использовании сводится на нет вероятность «стартовой пористости».

При сварке электродами средней и большой толщины возможна работа во всех допустимых положениях. Если толщина покрытия, на котором выполняются сварочные работы, особо толстая, то эффективнее всего проводить сварку в нижнем положении. Электроды с рутиловой обмазкой не стоит использовать для сварки элементов, которые будут эксплуатироваться в условиях высоких температур.

Вот здесь про рутиловые электроды больше информации.

Как оформить сварной шов

Варить металл толщиной 1 мм самыми тонкими электродами можно, используя следующие виды сварных швов:

• внахлест. Способ, при котором гарантировано аккуратное соединение поверхностей.
• встык с использованием проволоки. Проволока диаметром 2,5-3,5 мм располагается между листами металла, не выступая над поверхностью. Дуга сварки проходит непосредственно по проволоке, и она прогревает соединяемые детали периферийными токами. После удаления проволоки ее присутствие в процессе сварки определить почти невозможно.
• встык с использованием теплоотводящих подкладок. Их роль играют пластины меди, которые благодаря своей высокой теплопроводности не допускают перегрева свариваемых металлов.

Отметим, что в скосе кромок тонкого металла нет необходимости.

Похожие записи:

Баня из сэндвич-панелей своими руками: пошаговая инструкция Инструкция по замене нижних венцов деревянных домов Оригинальная декоративная штукатурка «короед». виды и технология нанесения Чем разломать фундамент Применение голубого цвета в интерьере Как самостоятельно сделать будку и вольер для хаски