Что такое электроды и где они применяются: виды по материалам

Виды сварочных проволок

Проволоки могут быть разделены на четыре типа: алюминиевые, омедненные, нержавеющие и порошковые. Давайте разберемся с особенностями, которые характеризуют данные типы проволок.

Алюминиевые проволоки используют тогда, когда необходимо произвести соединение алюминия с кремнием или алюминия с марганцем.

Омедненные проволоки применяют в тех случаях, когда требуется соединить низкоуглеродистые и низколегированные стали. Такие проволоки позволяют повысить качество шва, поддерживают горение сварочной дуги, предотвращают разбрызгивание расплавленного металла.

И наконец, порошковые стержни применяется в судостроении, где недопустимо применение других типов проволок. Она отличается от перечисленных тем, что предыдущие производят сваривание изделия в среде защитных газов, в то время как порошковые — нет.

Стоит упомянуть и о сварке под флюсом, где вместо среды защитных газов используется флюс, которым могут являться такие элементы, как борная кислота, бура, фториды и хлориды. Он защищает сварочную ванну от попадания вредным примесей и газов, которые пагубно влияют на металл.

Говоря подробнее об назначении покрытия, оно должно обеспечивать стабильное горение сварочной дуги и получение металла на шве с заданными свойствами, такими как ударная вязкость, стойкости от коррозии, пластичность, прочность и другие. Шлак, в свою очередь, служит для защиты еще не затвердевшего расплавленного металла от попадания кислорода и азота, которые являются вредными включениями и нарушают технологичность детали. Также шлаковая оболочка в значительной мере уменьшает скорость затвердевания шва, позволяя выходить из сварочной ванны неметаллических и газовых включений. Компонентами, образующими шлак, являются: доломит, марганцевая руда, титановый концентрат, кварцевый песок, мел и многие другие.

Легирование сварочного шва производится для добавления специальных свойств изделию. Легирующими компонентами являются: хром, вольфрам, молибден, никель, марганец и другие.Также легирование металла производится проволокой, которая уже содержит нужные для этого элементы, но чаще всего легирования сварочного шва достигают введением легирующих компонентов в состав нанесения.

Иногда для повышения производительности сварочного процесса и для увеличения наплавляемого металла за отрезок времени в покрытие добавляют железный порошок. Его введение повышает технологические свойства стержня, а именно облегчает зажигание дуги, уменьшает скорость охлаждения металла, улучшая сварку при низких температурах.

Типы электродов для покрытия бывают следующими:

• А — с кислотным нанесением с содержанием окиси марганца, кремния, железа и титана. Электрод группы А может быть применен при сварке стали; для электродов марки А нет никаких пространственных ограничений.
• Б — с нанесением, в основу которого входят карбонат кальция и фтористый кальций; электроды марки Б не должны применяться для сварки в вертикальном положении.
• Ц — с нанесением из целлюлозы, в которое также входят органически вещества, создающие защиту дуги при сгорании и образующие тонкий слой шлака;
• Р — с рутиловым покрытием, которое направлено на уменьшения разбрызгивания металла, устойчивости горения дуги и формирование швов во всех пространственных направлениях;
• Ж- ставится в обозначение при присутствии в составе покрытия более 20% железного порошка;
• П — прочие виды покрытия.

Еще существуют типы электродов для покрытия с оболочкой смешанного вида, они обозначаются сразу двумя буквами.

Существуют типы электродов по применению их в определенном пространственном положении. Они тоже маркируются, а именно следующими цифровыми кодами:

1. данный цифровой код говорит об универсальности типа;
2. данный вид подходит для использования во все пространственных положениях, кроме вертикального;
3. предназначен для вертикальных и горизонтальных работы, но работы под потолком не допустимы;
4. только для горизонтальных швов.

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.

Стоимость электродов

Цена на электроды для нержавейки формируется под влиянием нескольких факторов, среди которых одним из основных является фирма-производитель. Среди предлагаемых разновидностей расходных материалов наиболее демократичные цены имеют электроды, предназначенные для соединения заготовок из стали с низким содержанием углерода.

Из нержавейки изготавливается множество различных изделий и конструкций, хотя этот процесс является довольно сложным. Во многом это связано с низкой свариваемостью этого металла. Чтобы этот нюанс как можно меньше проявил себя не только во время сварочных работ, но и в процессе эксплуатации изделий, необходимо использовать подходящие для этого металла электроды.

Каждый тип электродов, которые сегодня можно приобрести на рынке, предназначен для сварки определенного вида изделий, что обязательно нужно учитывать при выборе этого расходного материала. Профессиональным сварщикам хорошо известно, что означает маркировка электродов, а вот у любителей с этим могут возникнуть проблемы. Поэтому специалисты советуют очень внимательно изучить перед покупкой все характеристики электродов конкретной марки, чтобы впоследствии не пожалеть о низком качестве выполненных сварочных работ.

Выбор диаметра электрода

Большинство начинающих сварщиков классифицируют сварочные стержни именно по диаметру, что правильно. Ведь от толщины детали напрямую зависит диаметр электрода. И даже если вы выберите стержень с нужным покрытием и из нужного материала, но размер будет неправильным, вы не получите качественный шов.

Диаметр электрода указывается в миллиметрах на упаковке или на самом стержне. При этом от диаметра зависит и длина электрода. Для сварки в домашних условиях обычно используют электродов для дуговой сварки с диаметром от 2 до 4 мм. Это универсальный размер, подходящий для большинства сварочных работ. Более толстые электроды используются на заводах или в частных мастерских.

Особенности нержавеющей стали

В отличие от ряда других популярных металлов, нержавейка обладает рядом особенностей, которые могут проявиться при соединении элементов из этого металла

Всё это нужно обязательно принимать во внимание, приступая к изготовлению различных конструкций и изделий из этого материала. По сравнению со многими другими видами сталей, нержавейка обладает меньшей теплопроводностью

Из-за этого приходится тратить больше времени на прогрев зоны сварки или использовать для работы ток большей величины.

Во время сварки элементов достаточно большой толщины из нержавейки зазор между ними должен быть немного больше, чем при соединении элементов из других видов стали. Это единственный способ, позволяющий свести к минимуму количество микротрещин, которые могут появиться после проведения сварочных работ.

Во время соединения элементов из нержавейки путем их сваривания сварочные стержни нагреваются до очень высоких температур. Происходит это из-за того, что металл обладает высоким сопротивлением к сварочным процессам. Для уменьшения подобного проявления специалисты рекомендуют применять для сварки специальные электроды, предназначенные для нержавеющей стали.

Самые распространенные марки электродов и сфера их применения

Составить объективный рейтинг электродов для сварки инвертором невозможно, поскольку все они разрабатываются для различных металлов и условий применения

При этом принимается во внимание рекомендуемое рабочее положение стержня, характер покрытия, какой полярности постоянка или переменка нужна при выставлении настроек сварочного аппарата. Сильно влияют на выбор и индивидуальные предпочтения сварщика, складывающиеся в процессе многолетней работы

Мы представим наиболее распространенные в среде сварщиков марки, пользующиеся заслуженной популярностью не один год.

МП-3

Рутиловые электроды этой марки являются одними из самых распространенных и востребованных. Они разработаны для сварки углеродистых и низколегированных сталей с предельным усилием разрыва до 490 МПа. С их помощью можно варить инвертором детали размером до 2 см. Для этого используется источник переменного или постоянного тока обратной полярности с напряжением холостого хода не менее 50В.

• легкость розжига и исключительная устойчивость дуги;
• незначительное разбрызгивание стали;
• легкость создания сплошного и ровного шва, доступная даже новичку;
• простое отделение шлаковой корки;
• высокая производительность работы;
• минимальные требования к качеству подготовки кромок;
• возможность сварки при любом положении электрода.

• большое количество производителей изделий данной марки, среди которых встречаются и недобросовестные;
• строгий подход к условиям хранения, объясняемый резким ухудшением эксплуатационных параметров шва при намокании обмазки стержней.

ОЗС-12

Еще один представитель семейства рутиловых электродов, который хорошо подходит для сварки сталей с низким содержанием углерода. Отменная прочность шва с отсутствием посторонних включений и склонности к растрескиванию в широком диапазоне термических условий и внешних нагрузок востребована при изготовлении сложных конструкций на потенциально опасных объектах. Варить ими можно постоянным и переменным током, при этом потребляется минимально возможная мощность.

• превосходное качество шва;
• любое направление стержня в процессе сварки;
• моментальный розжиг и устойчивая дуга;
• возможность сварки минимальными токами;
• легкость очистки шва от шлаков;
• низкая стоимость.

• повышенная восприимчивость к влаге, что требует обязательной прокалки электродов перед работой при 150оС в течение часа;
• необходимость тщательной зачистки области сварного соединения перед началом работы.

ОЗЧ-2

Электроды с кислой обмазкой, рассчитанные на сварку заготовок из серого и ковкого чугуна и устранения дефектов литья. На сварочном аппарате устанавливается постоянный ток обратной полярности. Шов выполняется в нижней горизонтальной плоскости или в вертикальном направлении при движении снизу вверх короткими валиками с периодической проковкой и охлаждением.

• сложная технология производства работ;
• приходится выдерживать расходную партию в муфельной печи течение часа при температуре 190-210оС.

УОНИ 13/55

Лучшие электроды для сварки инвертором самых сложных и качественных изделий из углеродистой и низколегированной стали имеют основной тип покрытия.

Неразъемное соединение превосходно выдерживает значительные нагрузки и может использоваться в широком интервале температур.

• однородность шва, обеспечивающая применение изделий этой марки при изготовлении ответственных трубопроводов и нагружаемых строительных конструкций;
• простое удаление шлака;
• высокая производительность работы;
• экономичный расход электродов;
• широкий диапазон возможных пространственных положений стержня;
• приемлемая стоимость.

• сложность повторного розжига;
• необходимость привыкания к достаточно сложному режиму поддержания дуги.

ОЗЛ-8

Эти электроды с обмазкой основного типа применяются для работы по нержавейке. При этом материал шва превосходно переносит влияние химически активных сред и не боится высоких механических нагрузок. Сварку ведут в произвольном положении постоянным током обратной полярности.

Совет! Для исключения растрескивания материала его охлаждение должно производиться в плавном режиме.

Такие электроды используются при изготовлении, монтаже и ремонте аппаратов и трубопроводов в пищевой, химической и нефтехимической промышленности. Полученные с их помощью швы выдерживают экстремальные температуры и повышенное давление.

• высокое качество шва;
• широкий диапазон применения;
• устойчивая дуга;
• простой режим сварки в любых положениях;
• минимальное количество шлака и легкость его удаления;
• доступная цена для изделий своего класса.

• необходимость предварительной прокалки электродов при 300оС;
• повышенный расход материала.

Электроды для переменного тока

Электроды для переменного тока обладают интересной особенностью: они универсальны, то есть годятся для работы как с переменным, так и с постоянным напрпяжением. Сразу заметим, что электроды для постоянного тока такой универсальностью ни в коей мере не обладают.

И агрегаты, и расходные материалы значительно дешевле, чем сварочные технологии, основанные на использовании постоянного напряжения. Так что популярность и спрос на «переменку» не собирается снижаться.

Маркировки электродов для разных типов покрытий.

Преимущества электродов переменного тока:

• Использование расходников для переменке не требует выпрямителей в дополнение к трансформатору.
• Сварочная ванна не подвергается вредному действию азота и кислорода из воздуха.
• Универсальность такого рода расходников.

Недостатки переменных расходников:

• Самый главный минус – качество сварочных швов ниже, чем при использовании постоянного напряжения.
• Разбрызгивание металла во время сварки.
• Низкий уровень вязкость под ударом.

Четыре типа покрытия электродов:

1. Кислое покрытие с маркировочной буквой А, имеющее в составе высокую долю кислорода. Это типичный «универсал», с такими расходниками можно работать и на постоянном токе.
2. «Основное» покрытие с маркировкой буквой Б. Отличаются высоким потенциалом ионизации, из-за чего на переменном токе с ними лучше не работать.
3. Рутиловое покрытие обычно наполовину состоит из специального рутилового концентрата, а он весьма лоялен к переменному току.
4. Электроды из целлюлозы годятся для работы с постоянным током.

Из всех возможных вариантов покрытия самым популярным в работах с переменным током является рутиловое покрытие.

Из чего состоит электрод для сварки

По большому счету электрод представляет собой отрезок проволоки, по которому во время сварки проходит электрический ток. Поверхность укрыта специальным химическим составом, определяющим свойства продукта. Есть электроды, которые представляют собой только кусок проволоки и не имеют дополнительного покрытия. Они так и называются — непокрытыми.

Плавящиеся и неплавящиеся электроды

Стержень внутри электроды выполнен из металлического и реже — из медного прутка. Его задача состоит в том, чтобы заполнить сварочною ванну расплавом, соединяющим две заготовки между собой. Обмазка вокруг металлического стержня определяет химические характеристики электрода и содержит вещества, улучшающие качество шва.

Неплавящиеся электроды изготавливают из порошкообразных материалов. Наиболее часто используется уголь или вольфрам. Они повышают качество сцепления соединяемых частей. Шов формируется без расплава металлического стержня, а материал электрода расходуется как присадочная проволока. Наиболее распространенный материал, который применяется в производстве таких электродов — аморфный уголь. Готовый продукт представляет собой удлиненный овальный стержень.

Такого рода угольные электроды применяются для формирования швов с высокими эстетическими показателями. Они востребованы и для воздушно-дуговой резки толстых металлических заготовок.

Электроды для точечной сварки

Отдельно нужно уделить внимание оборудованию, предназначенное для точечной сварки. Особенности технологии заключаются в том, чтобы сохранить начальную форму соединяемых частей и обеспечить нужную степень электропроводности

Для решения задач подобного рода предусмотрены специальные аппараты, работающие без привычных электродов. Их роль замещена специальными медными контактами, выполненными в форме заостренных стержней. В домашних условиях такие контакты можно изготовить самостоятельно. К примеру, приспособить отработанные жала от мощных паяльников.

Сведения об электродах

Изделие представляет собой стержень длиной 25-45 см из электропроводящего материала.

Назначение материалов

Сварочный электрод нужен для создания стабильного электродугового разряда. Благодаря его высокой температуре кромки соединяемых заготовок плавятся и сливаются воедино.

Дуга возникает при следующих условиях:

• расходник и детали подключены к источнику тока;
• промежуток между ними составляет 2-4 мм.

Рекомендуем ознакомиться
Подробнее вы можете узнать из нашей статьи что такое дуга.

Классификация элементов

Расходники делятся на типы:

1. Плавящиеся. Снабжены покрытием, выполняющим защитную и другие функции.
2. Неплавящиеся.

Электроды делятся на типы по составу покрытия.

Первый тип по составу покрытия делится на виды:

1. Кислые.
2. Основные.
3. Целлюлозные.
4. Рутиловые.

Различают 4 вида:

1. Особо толстое – D/d больше 1,8.
2. Толстое – менее 1,8.
3. Среднее – менее 1,45.
4. Тонкое – менее 1,2.

Особенности эксплуатации

По типу электрода подбирают ток:

• постоянный;
• переменный.

Первый вариант обеспечивает более высокое качество шва. Различают 2 подвида:

1. Постоянный с прямой полярностью. Положительный полюс источника подключают к заготовке.
2. С обратной полярностью. «Плюс» подключен к электроду.

Постоянный ток обеспечивает высокое качество шва.

От полярности зависит температура нагрева расходника и заготовки.

Различают 4 вида швов:

1. Потолочные.
2. Вертикальные снизу вверх.
3. Те же в противоположном направлении.
4. Нижние.

Некоторые электроды не позволяют выполнять потолочные и вертикальные швы из-за высокой текучести металла в сварочной ванне.

Надежность соединения зависит от следующих параметров:

1. Силы тока.
2. Длины дуги.
3. Диаметра расходника.
4. Скорости и характера его перемещения.
5. Угла наклона к поверхности заготовок.

Надежность соединения зависит от диаметра электрода.

Длину дуги стремятся делать наименьшей. В противном случае происходит следующее:

1. Металл расходника успевает окислиться за время пути к сварочной ванне.
2. Дуга «гуляет» по стыку, что приводит к распределению тепла по большой площади. В результате уменьшается глубина провара, усиливается разбрызгивание основного материала (он отскакивает от нерасплавленной поверхности).

При большой величине промежутка между расходником и заготовкой шов получается грязным и неаккуратным.

Коротко о марках электродов

ГОСТ 9467-75 устанавливает единую буквенно-цифровую систему обозначения расходников.

Марку записывают в виде дроби, например:

1. Числитель – Э46-МР-3 АРС-3-УД.
2. Знаменатель – Е432(3)-Р21.

Первый символ числителя обозначает способ сварки. В данном случае – ручная дуговая (литера Э).

Далее указывают временное сопротивление наплавки разрыву в кгс/кв. мм. В указанном примере – 46. Если изделие придает шву повышенные прочность и пластичность, после числа ставят литеру «А» (например, Э50А).

ГОСТ устанавливает систему обозначения электродов.

Следующая позиция – марка электрода (МР-3).

АРС – сокращенное обозначение производителя (завод «Арсенал»).

3 – диаметр.

Следующий символ обозначает тип стали:

• У – углеродистую и низколегированную;
• Л – легированную;
• Т – теплостойкую;
• В – высоколегированную с особыми свойствами.

Литера «Н» на этом месте означает «наплавочный электрод». Такие изделия используются для восстановления стертых участков (например, седла вентиля).

Следующая буква обозначает толщину покрытия:

• М – тонкое;
• С – среднее;
• Д – толстое;
• Г – особо толстое.

Первый символ знаменателя – тип электрода по международной системе обозначений. В данном примере – плавящийся (литера E).

На электродах указывается их тип.

Далее указывают прочность на разрыв в десятках МПа. Для данного расходника это 430 (МПа).

Следующая цифра означает относительное удлинение расходника. 2 – это 24% и более.

Далее цифрой обозначают допустимую температуру. Например, 3 – до -20°С, 6 – до -50°С и т.д.

Следующим символом зашифрован тип покрытия:

• Р – рутиловое;
• А – кислое;
• Б – основное;
• Ц – целлюлозное.

Обмазку смешанного типа обозначают сочетанием букв. Например, РЦ расшифровывается как рутилово-целлюлозный.

Присутствие в покрытии железного порошка показывают литерой Ж: РЖ, АЖ и т.д.

Предпоследней цифрой в марке зашифрованы допустимые пространственные положения шва:

• 1 – все;
• 2 – все, кроме вертикальных в направлении сверху вниз;
• 3 – нижние, горизонтальные на вертикальной плоскости и вертикальные снизу вверх;
• 4 – нижние и нижние в лодочку.

Суть ручной дуговой сварки

Прежде чем мы расскажем об электродах, давайте разберемся, что из себя представляет ручная дуговая сварка. Дугой называют поток частиц, образующихся в ходе ионизации анода и катода. Сам процесс ионизации образуется при взаимодействии тока и короткого замыкания. При этом на процесс сварки влияет также состав обмазки электрода и кислород, получаемый из атмосферы. В совокупности эти процессы приводят к нагреву дуги и выделению большого количества тепла, достаточного для плавления кромок свариваемых деталей. Затем кромки остывают, образуя прочный и надежный шов.

Ключевым элементом этого процесса является электрод. Без него невозможно зажечь дугу и поддерживать ее горение. Сварку можно производить, используя один или несколько электродов для дуговой сварки. Не существует единой классификации стержней, поскольку виды электродов для ручной сварки можно разделить на множество небольших категорий: начиная от назначения, заканчивая материалами изготовления. Кстати, сами электроды для электродуговой сварки могут изготавливаться не только из металла и об этом мы поговорим далее.

Выбор диаметра электрода для ручной дуговой сварки

В продаже имеются плавящиеся электроды диаметрами 1,5-6 мм. Наиболее часто используемые – с диаметрами в диапазоне 2,5-4 мм. В соответствии с диаметром выбирают оптимальный интервал значений сварочного тока. Рекомендуемая величина тока указывается на упаковке.

Внимание! Ручная дуговая сварка для металлических элементов толщиной до 1,5 мм обычно не используется. Таблица зависимости диаметра электрода от толщины свариваемых деталей

Таблица зависимости диаметра электрода от толщины свариваемых деталей

Толщина свариваемых элементов, мм	1,5-2,5	3	4-5	6-10
Диаметр электрода, мм	2-2,5	2,5-3	3-4	4-5

Применение электродов диаметром, превышающим рекомендованную величину, и слишком большого сварочного тока провоцирует образование пор в шве.

Классификация сварочных электродов

Благодаря тому, что сейчас производится огромная масса их разновидностей, единую классификацию сделать достаточно сложно, поэтому, можно вывести основные параметры, по которым и определяют отличия. Стоит отдельно выделить:

• неметаллические, к которым относятся только неплавкие электроды из угля или графита;
• Металлические неплавящиеся, такие как итророванные, лантанированные, торированные и самые распространенные – вольфрамовые;
• Металлические плавящиеся без покрытия, которые зачастую выглядят как обыкновенная длинная проволока, сейчас применяются редко и в основном для сварки в защитных газах, которые и компенсируют недостаток покрытия;
• Металлические плавящиеся с покрытием – самый распространенный тип. Сюда относятся чугунные, стальные, медные, бронзовые, алюминиевые, нержавеющие и прочие сварочные электроды.

Стальные являются особенно большим ответвлением, благодаря наличию множества подвидов с разнообразными легирующими свойствами. По распространенности с ними могут сравниться только чугунные, у которых не так много видов, но которые широко используются в промышленности. Среди видов покрытия также имеется большое разнообразие, так что все это заслуживает отдельной квалификации.

Виды сварочных электродов

Заключение

Наше стремительное и яркое путешествие в необъятный мир сварочных электродов подходит к концу. Мы разобрали только самые крупные и значимые вопросы, без которых невозможно выбрать действительно качественный продукт. Чтобы раскрыть все тонкости и нюансы, не хватит и десятка статей, поскольку многообразие изделий растёт с каждым годом, а мастера своего дела открывают всё больше интересных подробностей в сфере сварки.

Может, именно вы обладаете редкой и ценной информацией по данной теме? Будем рады комментариям к нашей статье. В завершение, хотим пожелать вам удачной работы и потрясающих результатов!

Без правильного подбора электродов вряд ли можно достичь успеха даже самому опытному профессионалу ФОТО: cbapka.by

Watch this video on YouTube

Предыдущая СтроительствоОсобенности монтажа сэндвич-панелей: технология, виды, инструкции
Следующая СтроительствоКак правильно варить сваркой — советы бывалого мастера