Из чего состоит электрод для сварки



Состав сварочного электрода

Сварочные электроды, которые используются для проведения сварочных работ, должна соответствовать всем стандартам качества, а также обеспечивать сваривание высокого качества. Все сварочные электроды представляют собою металлический стержень и нанесенную на него обмазку.

Однако некоторые виды сварочных электродов производятся без обмазки. Это обусловлено тем, что в некоторых случаях требуются электроды именно с теми свойствами, которые есть в электродах без покрытия.

Для производства электродов используется специальная электродная проволока, которая может состоять из различных металлов. Металл электродной проволоки зависит от вида металла, который Вам нужно будет сваривать ними. Диаметр электродной проволоки составляет от 1 до 12 миллиметров. Длина не превышает 450 миллиметров.

Марки электродов определяются по содержанию углерода, фосфора и кремния. Химический состав электродной проволоки должен соответствовать жесткому регламенту, потому что электроды изготавливаются для сварки различных металлов.

Для произведения ручной дуговой сварки, сварочные электроды покрываются обмазкой, которая препятствует поглощению кислорода и азота из сварочной ванны. В случае увеличенного содержания кислорода и азота в структуре сварочного шва, резко снизятся пластические свойства металла.

Уменьшить содержание таких газов как кислород и азот в сварочном шве Вам помогут несколько методов. Для уменьшения содержания таких газов в сварочном шве применяют электроды, которые при плавлении выделяют большое количество шлаков, которые обволакивают сварочную ванную защитой, через которую не проходят газы.

Электроды разделяются по покрытию сварочного электрода на толстое и тонкое. Тонкое покрытие используется для устойчивого горения дуги, а также для получения сварочного шва удовлетворительного качества. Если рассматривать электроды с толстым покрытием, то сварочный шов, полученный в результате сваривания, будет иметь высокие характеристики по прочности и пластичности сваренного изделия.

В состав такого покрытия сварочных электродов входят шлакообразующие и газообразующие вещества. Также в составе покрытия сварочных электродов есть легирующие элементы. Электроды с толстой обмазкой улучшают свойства сварочного шва, а также используются при сваривании конструкций, которые имеют потребность в сварочных швах высокого качества.

Легирующие составляющие покрытия сварочных электродов частично выгорают и переходят в наплавленный металл. Благодаря переходу легирующих элементов в наплавленный металл, получается, что металл сварочного шва имеет свойства, похожие на свойства основного металла изделия.

Для того чтобы во время сварочного процесса не происходило выгорание легирующих элементов, в состав обмазки электродов добавляются специальные составляющие, которые состоят из ферросплавов и защищают покрытие от потери легирующих элементов.

Из чего состоят сварочные электроды

Бывает, что нас интересует, почему тот или иной сварочный электрод может плохо выполнять свою работу. Часто причиной является низкое качество самого электрода или неправильный подбор электрода для сваривания. Поэтому нужно знать, из чего состоят сварочные электроды.

Сварочные электроды являются металлическими стержнями, на которые нанесена обмазка. Иногда встречаются электроды, на которые не нанесена обмазка. Металлические стержни или сварочная проволока – это как раз и есть плавящийся электрод. Сварочную проволоку, которую используют для изготовления электродов, выпускают диаметром от 1 до 12 миллиметров. При этом ее длина составляет до 450 миллиметров.

В основном, большинство марок сварочных электродов различается по содержанию углерода, кремния и фосфора. Химический состав проволоки, которая используется для изготовления электродов, поддается жесткому регламенту, поэтому в результате получается большое количество марок электродов, которые используются для проведения сварочных работ.

Для проведения сваривания ручной дуговой сваркой используются электроды, которые покрыты специальной обмазкой, которая наносится на поверхность сварочного электрода и позволяет комфортно производить сваривание. Поэтому при приготовлении покрытия для сварочных электродов очень важно придерживаться допустимых пропорций. Таким образом, увеличив содержание азота и кислорода в структуре шва, можно добиться резкого снижения пластических свойств металла шва.

Для того чтобы уменьшить содержание кислорода и азота в металле сварочного шва, используется несколько методов. Например, для этих целей может служить насыщение электродов раскислителями. Это означает, что в таком случае используется покрытие сварочного электрода, которое при плавлении электрода образует большое количество шлаков, тем самым защищая его от воздействия факторов окружающей среды.

Электроды могут разделяться на электроды с толстым и тонким покрытием. Тонкое покрытие позволяет сделать горение дуги более устойчивым. Самым распространенным является покрытие, в составе которого есть мел и жидкое стекло. В таком случае сварочные электроды с тонким покрытием не могут производить сваривание высокого качества, потому что сварочная ванна является незащищенной. Поэтому в большинстве случаев для сваривания рекомендуется использовать электроды с толстым покрытием.

Сварочные электроды, имеющие толстое покрытие, имеют больше преимуществ, поэтому их использование является более широким. В состав толстого покрытия сварочных электродов входят такие вещества, как раскислители, газообразующие и легирующие элементы. Также в их состав добавляют марганцевую руду и каолин.

Помимо этого, туда добавляется большое количество других примесей, которые способствуют стабильному горению дуги. Таким образом, используя сварочные электроды с толстым покрытием, Вы сможете избежать низкого качества сваривания.

Электроды для сварки инвертором – разновидности и особенности применения

Дуговая электросварка производится с помощью трансформатора или инверторного аппарата. Второй вариант более популярен в быту, вследствие компактных размеров и малого веса. Любой из этих агрегатов работает с помощью электродов.

Из чего состоит сварочный электрод

Основу составляет металлический стержень. В зависимости от назначения, он может быть:

Плавящимся. Изготавливается из стальной электродной проволоки или специального сплава. Поверх металлического стержня наносится специальная паста – обмазка (покрытие).

В состав обмазки входят различные химические элементы и добавки, при помощи которых формируется правильная конфигурация сварочного шва. К тому же, благодаря покрытию, поддерживается стабильное горение сварочной дуги.

Неплавящимся. Электроды такого типа не участвуют в формировании шва, а служат лишь источником для возникновения сварочной дуги. Изготавливаются из тугоплавких материалов. Наиболее распространенным является вольфрамовый стержень.

Сам неплавящийся электрод (исходя из названия) остается целым во время работ. Для формирования сварочного шва в зону расплава подается присадочный материал, в виде проволоки из того же металла, что и заготовка.

Вольфрамовые стержни используются для сварки алюминия инвертором. Работы производятся в среде нейтральных газов, например – аргон.

Оба рассмотренных варианта относятся к штучным электродам, то есть каждый из них является отдельным элементом определенной длины. Существуют еще электроды непрерывной подачи – так называемая сварочная проволока.

Она подается в зону контакта с заготовкой, механическим способом. Шов формируется за счет ее расплавления и стекания в ванну. Поскольку проволока является проводником – она обеспечивает работу сварочной дуги. Покрытие для такого электрода не предусмотрено, поэтому все элементы для создания правильного шва закладываются в сплав.

Для насыщения зоны сварки необходимыми присадками и химическими элементами, создана порошковая проволока, представляющая собой тонкую трубку с необходимым составом в середине.

Такая проволока используется в сварочных аппаратах для инверторной сварки типа «полуавтомат». Электрод в виде проволоки (монолитной, или заполненной порошковой) находится внутри и подается в зону сварки автоматически, оператор лишь подает команду на включение.

Принцип работы инвертора

Для получения большой величины сварочного тока требуется трансформатор огромного размера. Он неудобен в транспортировке и обслуживании. В отличие от сварочного трансформатора – инвертор работает, как импульсный блок питания высокой мощности.

Преобразование переменного напряжения на входе в постоянный ток нужного значения на выходе происходит в несколько этапов:

  • переменный ток 50 Гц напряжением 220 вольт выпрямляется;
  • постоянный ток преобразуется (инвертируется) в переменный высокочастотный;
  • напряжение снижается при помощи компактного высокочастотного трансформатора;
  • выпрямляется переменный ток и подается на выходные клеммы инвертора.

При этом величина вторично выпрямленного тока достаточно высока для выполнения любых сварочных работ.

Инверторная схема построена на мощных транзисторах, работающих на постоянном токе. Трансформатор, работающий на высокой частоте (60-80 Гц) занимает в разы меньше места, соответственно имеет меньшую массу в сравнении с обычным сварочником.

За счет примененной схемы, при одинаковой силе рабочего тока, инверторы имеют размер и вес, позволяющие переносить прибор одним оператором, что особенно важно при работе на разных высотах.

Многие сварщики старой школы, привыкшие работать на сварочных трансформаторах размером со стиральную машину, обвиняют инверторы в постоянном залипании сердечника.

Эти заявления несправедливы. Профессионалы, умеющие работать на любом оборудовании, знают, почему прилипает электрод при сварке инвертором. Причина в сырой обмазке. После 5-10 попыток, покрытие от высокой температуры короткого замыкания просыхает, и дуга отлично зажигается.

Обмазка имеет пористую структуру, и хорошо впитывает в себя влагу. Если вы пользуетесь электродами из давно вскрытой пачки – их необходимо прокалить перед началом работ.

Если вы знаете, как правильно варить – остается лишь подобрать электроды по обозначению на упаковке. Специальных расходников для таких сварочных аппаратов не существует. Сварочные электроды для инвертора ничем не отличаются от любых других.

Поэтому при подборе расходников для сварки, надо руководствоваться лишь условиями их применения. Вам достаточно иметь информацию, какой ток вырабатывает инвертор, расположение шва и название металла, с которым будете работать.

Как варить электродами с помощью инвертора, правильный подбор расходных материалов

При бытовом использовании сложная сварка не применяется. Как правило, в качестве заготовок простые материалы – стальная труба, профиль или уголок. Часто восстанавливается стальной лист кузова автомобиля. Иногда приходится варить нержавейку – например, при ремонте стиральной машины или пробитой кастрюли.

Состав сердечника штучного электрода подбирается по типу металла, из которого выполнена заготовка. То есть из конструкционных сталей и сплавов на их основе. Для большинства домашних работ не нужно иметь ассортимент из десятков разновидностей электродов. Достаточно запомнить 3-4 марки, которые считаются универсальными и отлично подходят для новичков.

Профессионалы рекомендуют начинающим сварщикам именно эти расходники, поскольку они обладают усредненными характеристиками и не требуют специальных условий для работы. К тому же предлагаемые марки без проблем совместимы со всеми типами инверторных аппаратов.

Рутиловые электроды МР-3

Спросите любого сварщика, с каких расходников он начинал обучение – и вы получите ответ: «МР-3». Эта марка идеальна для новичка. Розжиг происходит мгновенно, даже если вы немного ошиблись с установками параметров инвертора.

Ванна защищена присадками из обмазки, для контроля ее положения не требуется особых усилий. Если не получается «поймать дугу» с первого раза – просто прокалите электроды при температуре 160°-190° 30-50 минут. Варить можно при любом положении сварочного шва, кроме вертикального сверху вниз.

Несмотря на универсальность по току (варить можно как переменкой, так и постоянкой) – лучший шов получается именно на инверторах с постоянным током.

Качество поверхности не имеет значения, коррозия или влажность на поверхности – не помеха. Если вы первый раз взяли в руки держак для электрода – в нем должен быть МР3.

Основная обмазка УОНИ 13/55

Самые распространенные расходные материалы сварщика. Производители рекомендуют их для работы на металлах с высоким содержанием углерода. Прочный шов хорошо противостоит ударным нагрузкам и имеет высокий коэффициент прочности на разрыв. В России эти электроды популярны еще и потому, что швы хорошо переносят низкие температуры.

УОНИ 13/55 работают на постоянном токе с обратной полярностью, полная совместимость с инверторами.

Отличные характеристики шва несколько омрачаются недостатками при использовании. Для розжига дуги напряжение холостого хода должно быть не менее 65-70 вольт. Электроды плохо варят по грязной и неподготовленной поверхности. Перед началом работ, место сварки необходимо тщательно зачистить.

Рутиловые электроды АНО-21

Популярная марка жестянщиков из автосервиса. Лучшего расходника для работы по тонким сталям с высоким содержанием углерода не найти. Дуга разжигается моментально, тонкий металл защищен от сквозного прогорания, а шов получается мелкочешуйчатым. Соответственно, не требуется тщательная обработка после сварки.

Вторая по популярности область применения – сварка тонкостенных труб. Эту марку хорошо знают водопроводчики и газовщики.

Работают как на переменном, так и на постоянном токе, что подходит для инверторов. Перед употреблением необходима прокаливание при температуре 120°-130° в течение часа.

Работа с нержавейкой — ОК 63.34

Для сварки изделий из нержавеющей стали подходит марка ОК 63.34. Этот сорт металла можно варить и другими электродами, только качество шва будет отвратительным, и он будет ржаветь. Данные стержни формируют ровный шов с мелковолнистой поверхностью. Сопряжение с основной поверхностью плавное, шов не подвержен коррозии.

Требований к роду тока никаких, напряжение холостого хода для розжига дуги не менее 60 вольт.

Наплавка металла

Этот вид сварочных работ применяется при необходимости восстановить изношенную деталь или разбитое отверстие.

Для наплавки требуются особые навыки, так что новичкам за эту работу браться не стоит.

Чтобы восстановить объем металла, потребуются специальные электроды для наплавки стали. Это целая группа марок, в наименовании которых присутствует литера «Н». Например – ЦНИИН-4 или ОМГ-Н.

Эти марки отличаются рядом параметров, таких как коэффициент наплавки или положение шва. Но все они обеспечивают качественное увеличение толщины заготовки без потери прочности металла.

В заключении видео на тему как правильно варить инвертором и какими электродами для сварки пользоваться. Разбор ситуаций на примерах.

Справочник сварщика

Сегодня мы рассмотрим электроды, при помощи которых выполняется ручная дуговая сварка. Ведь электрод играет ключевую роль во всем сварочном процессе, и без него, этот процесс в принципе, нереален. Начнем с того, что же вообще называется электродом, что он собой представляет, из чего состоит и как действует.

Электродом может быть как металлический, так и неметаллический стержень, который необходим для того, чтобы подвести сварочный ток к изделию, которое нуждается в сварке. По своей природе, электроды бывают:

— п лавящимся (как правило, такой электрод состоит из того же металла, что и изделие, которое будет проходить сваривание);

— н е плавящийся электрод;

— м еталлический электрод (на основе вольфрама (W) или тория (Th) – между прочим, слаборадиоактивный металл);

— н еметаллические электроды (так называемые, угольные).

Электрод выбирается и в зависимости от того, какая толщина свариваемого изделия. Так, используется проволока размерами 0,3 – 12 мм, при покрытии, толщиной 0,7 – 2,5 мм. Наиболее распространенные электроды являются электроды с диаметром 3 и 4 мм, а также 5 и 6 мм. Этот параметр учитывает лишь диаметр проволоки, не учитывая покрытие.

Классификация электродной проволоки

По химическому составу, электродная проволока подразделяется на три основных группы:

— у глеродистая проволока (в ней содержится до 0,12% С). Необходима для сваривания низкоуглеродистых и среднеуглеродистых сталей, а также некоторых видов низколегированной стали;

— л егированная проволока. Необходима для сваривания, соответственно, легированной стали;

— в ысоколегированная проволока, которая нужна для сваривания специальных сталей, и для наплавки.

Назначение и химический состав электродных покрытий

Как правило, электродные покрытия состоят из нескольких химических элементов, и подразделяются на такие категории:

— и онизирующие элементы. Это такие элементы, которые облегчают возникновение электрической дуги, а также поддерживают ее стабильное горение во время сварки;

— з ащитные элементы. Роль таких элементов достаточно проста – они защищают сварочную ванну от контактов с газами в атмосфере, а также способствуют препятствию образования окислов на поверхности металла;

— ш лакообразующие элементы. Собственно, образуют шлак, который в конечном итоге затвердевает, защищая, тем самым, горячий шов от воздействия внешних факторов;

— р аскислители. Эти элементы помогают улучшить качество металла сварного шва – расщепляют зерна металла до очень маленьких, делая швы менее хрупкими;

— л егирующие элементы. Как правило, самым распространенным легирующим элементом является хром, из которого можно получить полезные свойства;

— с вязывающие элементы. Позволяют наносить на электродную проволоку, самые различные смеси химических элементов.

Таким образом, состав и конструкция сварочного электрода не предусматривает ничего лишнего, и каждый тип электрода подбирается для каждого конкретного случая, для того, чтоб качество сварных соединений в конечном итоге, получалось максимально высоким.

Типы и классификация электродов для сварки

При работе с ручной электродуговой сваркой вы постоянно работаете с электродами. Этот элемент сварочного процесса не столь прост как кажется и имеет свою обширную классификацию. Сегодня можно подобрать изделия под любые нужды, исходя из свариваемых металлов, вида оборудования, необходимых свойств шва и множества вспомогательных параметров. Ниже вы ознакомитесь с классификацией покрытых электродов и их обозначением.

Какие бывают электроды

Электроды, применимые для работ с ручной дуговой сваркой разделяются на плавящиеся и неплавящиеся. Стержни, плавящиеся при сварке, изготавливают из чугуна, стали, меди или другого металла, в зависимости от материала. Они играют роль анода или катода, а также выполняют функцию присадочного материала. Бывают покрытые или непокрытые.

Покрытие в плавящихся стержнях выполняет много функций от удержания дуги, до формирования газового облака, препятствующего окислению шва.
Неплавящиеся электроды для сварки, изготавливают из различных тугоплавких материалов — графит, вольфрам или уголь. Служат они для розжига и удержания дуги, а заполнение шва присадками выполняется с помощью ручной подачи плавкого материала.

Из чего состоит плавящийся электрод

Плавящиеся электроды для ручной дуговой сварки состоят из внутреннего стержня и внешнего слоя. Согласно требованиям Госстандарта, при создании плавящихся электродов сварочных используются разнообразные стали: углеродистые, с большим или малым числом примесей, также применяют медь, алюминий, никель и другие цветные сплавы. Состав стержня обусловлен свариваемым материалом, так как оба металла должны подходить друг другу. Исключение составляет чугун, который может свариваться как стальными, так и электродами из меди и железа.

Как и стержень, внешний слой изготавливается с учетом свариваемого металла, именно поэтому его состав может несколько меняться. Но несмотря на это оно неизменно выполняет следующие функции:

  • способствует удержанию дуги;
  • производит шлак обволакивающий сварочную ванну, расплавляя минеральные компоненты покрытия;
  • производит защитный газ, появляющийся как следствие горения органических компонентов покрытия.
  • выполняет раскисление или легирование металла.

Классификация покрытых электродов

Учитывая длинный список всевозможных вариаций из покрытия, сплава и других параметров покрытых электродов, для более удобного поиска нужного типа стержней они получили обширную классификацию. Виды сварочных электродов разделяют исходя из таких признаков:

  • сплавы с малой долей примесей и углеродистые сплавы;
  • материал с большим числом лигатур;
  • сплавы усиленной прочности и с уникальными свойствами;
  • наплавочные электроды с уникальными свойствами.

Тип — значение конечного шва, характеризующееся прочностью на разрыв, временное или точечное механическое воздействие.

Марки сварочных электродов – уникальное значение присваиваемое изготовителем для внутренней классификации изделий. Именно поэтому маркировка электродов для сварки одинаковых по параметрам, но от различных изготовителей может быть разной.

Толщина внешнего слоя — исходя их соотношений толщины, к размеру центрального прутка классифицируют внешний слой на – тонкие, средней толщины, толстые и самые толстые.

Род тока — электроды постоянного тока, переменного с прямым или обратным подключением.

Состав покрытия – есть разделение на сварочный электрод с кислотным, основным, целлюлозным, рутиловым, слоем с увеличенной концентрацией железа, напыление состоящее из различных слоев.

По допустимым положениям стержни разделяют на изделия допустимые к работе в:
· любых положениях;
· всех за исключением вертикального, направленного вниз;
· нижнее и вертикальное направленное кверху;
· нижнее.

По качеству или по состоянию шва, после работы со стержнями электроды разделяют на три группы. Изделия лучшего качества относятся к первой группе.
Толщина — параметр указывающий на диаметр стальной основы, может быть в пределах от 1.6 до 12 мм.

Маркировка сварочных электродов и их расшифровка

Чтобы разобраться какие электроды представлены перед вами следует изучить их маркировку. Каждая упаковка содержит информацию о 9 основных характеристиках согласно ГОСТ 9466-75.

  1. Типы покрытых электродов для сварки.
    Высокопрочные стали, с большой долей углерода, высокими или низкими процентами лигатур, варятся электродами с маркировкой, начинающейся с символа Э – электрод, затем идут цифры, указывающие на предельно допустимые нагрузки при растяжении (кгс_мм2), в конце стоит индекс А – обозначающий повышенную устойчивость шва к пластичным и ударным нагрузкам. Например: Э 42, Э 50, Э46 А, Э 60 и тд.
    Термостойкие и высоколегированные стали: символа Э, цифр после тире, указывающих на количество углерода, следом идут буквы и цифры – указывающие на конкретный химический элемент (А – азот, М-молибден, Ф – ванадий и тд.) и его количество в сотых долях. Химические составляющие расположены в порядке убывания их количества в изделии. Например: Э-09М; Э-10ХЗМ1БФ; Э-30Г2ХМ и тд.
  2. Марки электродов для сварки
    Марки — параметр индивидуальный и зависит исключительно от производителя.
  3. Диаметр
    Толщина внутренней части покрытого электрода колеблется в пределах от 1.6 до 12 мм, в быту чаще всего используются толщины 3-5 мм.
  4. Назначение
    Изготовленные для работы с углеродистыми сталями и с низким числом примесей, а также прочностью до 60 кгс/м2, электроды маркируются буквой – У;
    Легированные конструкционные стали с пределом прочности выше 60кгс/м2, сваривают изделиями с маркировкой – Л;
    Продукцию для сталей с низким коэффициентом теплопроводимости маркируют буквой – Т;
    Металлы с большой долей примесей и уникальными свойствами можно сваривать изделиями с маркировкой – В;
    Наплавочные слои с уникальными характеристиками производятся изделиями с маркировкой – Н.
  5. Толщина покрытия
    Значение, показывающее соотношение толщины покрытия к внутреннему стержню. Если это отношение меньше 1.2, то изделие маркируют символом М и относят к тонко покрытым; средний слой в пределах от 1.2 до 1.45 маркируется символом С; толстые — от 1.45 до 1.8 отмечают символом Д и наконец самое толстое, отношение которого более 1.8 маркируют отметкой Г.
  6. Основные свойства шва
    Точные свойства сплавов, для каждого типа эти значения собственные и указывают на прочность, процентный состав примесей, рабочую температуру шва и ряд других показателей. Данные значения можно найти в соответствующих таблицах с расшифровками.
  7. Вид электродного покрытия
    А – кислотное покрытие.
    Б – фтористо-кальциевое.
    Ц – целлюлоза.
    Р – рутиловое.
    Ж – повышенное содержание железа.
    Также существуют смешанные виды покрытия электродов, которые маркируется несколькими буквами исходя из состава.
  8. Маркировка пространственных положений
    1 – все,
    2 – все, кроме вертикального, направленного вниз;
    3 – нижнее, плюс вертикальное (движение снизу-вверх);
    4 – исключительно нижнее.
  9. Род сварочного тока и подключение
    — Индекс 0 электроды для постоянного тока и обратным подключением;
    — индекс 1,4, 7 — указывает на изделия для любых родов напряжения и любых подключений;
    — указатели — 2,5,8 — ток любой, но подключение должно быть прямым;
    — индексы — 3,6,9 для любых токов и обратного подключения.

Производители сварочных электродов

Ниже, представлена тройка лучших производителей сварочных, покрытых электродов России:

  1. НПП «Сварка Евразии». За более, чем 70 летнюю историю компания успела освоить полный цикл производства электродов и на данный момент выпускает все виды электродов — плавящиеся, сварочные, для легированных сталей и многие другие.
  2. ЗАО «Электродный завод». Производитель славится своими изделиями, поставляющимися на крупнейшие машиностроительные заводы страны, также компания выпускает продукцию и для рядового потребителя. Профессиональные сварщики отмечают удобство работы и качество продукции данной компании.
  3. ООО «НПО Спецэлектрод». Изделия этой фирмы это более 50 различных марок потребительских стержней толщиной до 6мм. Также производство принимает индивидуальные заказы.

Не стоит забывать и про мировых лидеров, тройка лучших:

  1. Esab – компания с вековой историей и продукцией, признанной лучшей в мире. Эти Шведские электроды знают на всех континентах как самые качественные.
  2. Kobe Steel – Японская компания, получившая популярность за счет поставок их продукции нефтедобывающим предприятиям.
  3. Klöckner & Co SE – немецкая компания, производящая сталь и расходные материалы для сварочных работ. Электроды для сварки данной фирмы очень популярны и широко используются в России.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о