Сварочный электрод — это металлический стержень способный проводить электричество. Бывает несколько видов сварочных электродов, плавящиеся и неплавящиеся. На плавящиеся электроды нанесено специальное покрытие — обмазка, которая состоит из различных компонентов.
Основная задача электродной обмазки защитить сварочную ванну от воздействий извне, обеспечить бесперебойное горение дуги и создать шов, отвечающий особыми характеристиками. Поэтому в зависимости от поставленных задач сварки, производятся электроды с различной обмазкой: рутиловые, имеющие основное, целлюлозное и кислое покрытие.
Виды покрытия электродов: основное, рутиловое, кислое, целлюлозное
Отвечая на вопрос, чем отличаются рутиловые электроды от электродов с основным покрытием, можно понять, что основное отличие в составе обмазки. Наполнителем в данном случае служат различные вещества, процентное содержание которых сильно отличается для электродов с разными покрытиями.
По типу покрытий, электроды делятся на такие:
- Кислотные — буквенное обозначение (А);
- С рутиловым покрытием (Р);
- Имеющие основное покрытие (Б);
- С целлюлозной обмазкой (Ц);
- Имеющие смешанный тип покрытия (две буквы в обозначении);
- Электроды с прочими видами покрытий (П).
К смешанным типам покрытий, относятся электроды, на которые нанесено:
- Кислотно-рутиловое покрытие;
- Рутилово-целлюлозное покрытие;
- Рутилово-основное покрытие.
Характеристики электродов во многом зависят именно от типа покрытия. Поэтому очень важно понимать, где лучше всего использовать электроды с вышеперечисленными четырьмя покрытиями: основным, рутиловым, целлюлозным и смешанным.
Назначение покрытия
Все виды электродов делятся на неметаллические, к которым относятся графитовые и угольные, и металлические. В свою очередь электроды, изготовленные из металла, разделяются на неплавящиеся и плавящиеся. Неплавящимся электродам покрытие не требуется, зато плавящиеся элементы нуждаются в защите. Эту функцию осуществляет специальная обмазка металлического внутреннего стержня, состоящая из нескольких компонентов.
Электроды с покрытием способствую образованию прочного, качественного шва без трещин и пор. Во время сварочного процесса образует оболочка из шлака, которая осуществляет защиту от негативного внешнего влияния. Она увеличивает время остывания соединения, благодаря чему из шва успевают выходить все посторонние включения, снижающие его качество.
Сварка покрытыми электродами обеспечивает стабильность горения дуги и простоту ее зажигания. Благодаря содержанию в обмазке ферросплавов из сварочной ванны происходит удаление кислорода — главного виновника образования пор в месте соединения.
Покрытие позволяет формировать облачко, состоящее из угарного и других газов. Оно осуществляет предохранение от окисления атмосферным воздухом. Насыщение расплава легирующими элементами улучшает качество соединения. Следствием удаления из расплава кислорода является процесс раскисления, что обеспечивается находящимися в обмазке таких веществ, как алюминий, титан, молибден, хром, марганец, графит. Эти компоненты более активно, чем кислород взаимодействуют с кислородом, связывая его.
Для придания соединению пластичности в обмазку добавляют бентонит и каолин. Для некоторых видов электродов в обмазку добавляют железный порошок, чтобы увеличить коэффициент наплавки. Ручная дуговая сварка покрытыми электродами обеспечивает получение надежного и долговечного соединения металлических изделий.
Электроды с основным покрытием
Основу данного покрытия составляют фтористые соединения. По своему химическому составу, металл наплавленный электродами с основным покрытием, очень близок к спокойной стали. Сварочный шов отличается высокими показателями ударной вязкости, прочности и пластичности, благодаря низкому содержанию в составе покрытия электродов, неметаллических включений, газов, а также, вредных примесей.
Электроды с основным покрытием несколько уступают другим электродам, в плане чувствительности при сварке ржавых металлов. Также, в процессе сварки нередко образуются поры на швах. Электроды, имеющие основное покрытие достаточно чувствительны к воздействию влаги, поэтому они быстро отсыревают, требуя прокалки перед использованием.
Размеры покрытия
При осуществлении различных сварочных работ большую роль играет правильный выбор электродов. Чем большую толщину имеет свариваемое изделие, тем большим диаметром должен обладать электрод. В зависимости от этого выставляется величина тока на оборудовании.
Дуговая сварка покрытыми электродами требует грамотный выбор этих расходных элементов. При выборе электродов следует подвергать анализу величину размеров покрытия на нем. Каждое значение диаметра требует конкретную толщину покрытия. Обмазка наносится на определенной длине стержня.
Градация этого габарита, определенная в ГОСТе 9466-75, начинается с тонких, и заканчивается особо толстыми. Между ними находятся средние и толстые. Покрытия, имеющие статус тонких, обозначаются как «М», средние как «С». Толстые имеют обозначение «Д», а особо толстые носят обозначение «Г». Эти буквы являются частью общего обозначения электродов с покрытием.
Для электродов, считающихся наиболее качественными, толщина обмазки находится в диапазоне от 0,5 до 2,5 миллиметров. У электродов с маленьким диаметром этот размер не превышает 0,3 миллиметра. Масса покрытия составляет примерно половину от значения общего веса расходного элемента.
Обмазкой, представляющей собой твердое пористое вещество, покрывают практически весь стержень, за исключением небольшого участка на его краю, размером приблизительно 20-30 миллиметров. Этот участок оставляют для того, чтобы поместить электрод в специальный держатель для его фиксации, что приводит к удобству работы с ним.
Электроды с рутиловым покрытием
Рутиловые электроды имеют в составе покрытия наибольший процент содержания природного диоксида титана (рутиловый концентрат). Сварочный шов, полученный с использованием рутиловых электродов, обладает меньшим растрескиванием, а по своим характеристикам, он соответствует полуспокойным и спокойным сталям.
По сравнению с другими электродами, рутиловые имеют гораздо больше преимуществ. В первую очередь, к ним относится лёгкое отделение шлака и стабильное поддержание сварочной дуги. Металл при сварке электродами с рутиловым покрытием меньше разбрызгивается, а сами электроды не так сильно подвержены влаге. Они стабильно варят даже на плохо подготовленных, ржавых металлах.
Типы покрытых электродов для ручной дуговой сварки конструкционных сталей
Согласно ГОСТ9467, электроды для сварки конструкционных сталей классифицируются в зависимости от механических свойств сварного соединения, полученного при сварке тем или иным электродом и делятся на типы, представленные в таблице:
Тип электрода
| Механические свойства металла сварного шва | Назначение | |||
| Временное сопротивление, МПа | Относительное удлинение, % | Ударная вязкость, Дж/см2 | ||
| Э38 | 380 | 14 | 30 | Сварка углеродистых и низколегированных сталей конструкционных сталей с временным сопротивлением до 500 МПа |
| Э42 | 420 | 18 | 80 | |
| Э46 | 460 | 18 | 80 | |
| Э50 | 500 | 16 | 70 | |
| Э42А | 420 | 22 | 150 | Сварка углеродистых и низколегированных сталей сталей с повышенными требованиями к пластичности и ударной вязкости |
| Э46А | 460 | 22 | 140 | |
| Э50А | 500 | 20 | 130 | |
| Э55 | 550 | 20 | 120 | Сварка сталей с временным сопротивлением 500-600МПа |
| Э60 | 600 | 18 | 100 | |
| Э70 | 700 | 14 | 60 | Сварка углеродистых и низколегированных сталей конструкционных сталей повышенной и высокой прочности с временным сопротивлением свыше 600 МПа |
| Э85 | 850 | 12 | 50 | |
| Э100 | 1000 | 10 | 50 | |
| Э125 | 1250 | 8 | 40 | |
| Э150 | 1500 | 6 | 40 | |
Для электродов Э70, Э85, Э100, Э125, Э150 механические свойства указаны после термообработки, соответственно паспорту на электрод.
Каждому типу электродов, представленных в таблице, может соответствовать несколько марок электродов. Например, марки электродов АНО-3, АНО-4, МР-3, ОЗС-4, ОЗС-6 относятся к одному типу — Э46.
Каждой марке электрода соответствует определённый состав защитного покрытия, определённая марка сварочной проволоки, из которой изготовлен стержень, а также свойства сварного шва и технологические свойства.
Выбор типа электрода зависит от свариваемого материала, от толщины свариваемых деталей, от пространственного положения, условий сварки, от назначения сварного изделия и условий его эксплуатации.
Электроды с кислым покрытием
В составе обмазки электродов с кислым покрытием содержится наибольший процент кремния, марганца и оксиды железа. Электроды с кислым покрытием могут использоваться для сварки, как на переменных, так и на постоянных токах.
Однако электроды с данным видом обмазки имеют один существенный недостаток, это образование так называемых «горячих трещин». Кислотные электроды не образуют пор при сварке ржавого металла, или, например, при существенном удлинении сварочной дуги.
Строение
Строение покрытых металлических сварочных электродов
Покрытые электроды для ручной дуговой сварки представляют собой стержни длиной, как правило, от 250 до 450 мм. Изготовленные из сварочной проволоки с нанесенным на неё слоем покрытия. Один из концов электрода длиной 20–30 мм зачищен от обмазки для его крепления в электрододержателе.
| Строение покрытого сварочного электрода |
Основная классификация электродных покрытий:
- Стабилизирующие покрытия представляют собой материалы, содержащие элементы, легко ионизирующие сварочную дугу. Наносятся тонким слоем на стержни электродов (тонкопокрытые электроды), предназначенных для ручной дуговой сварки.
- Защитные покрытия представляют собой механическую смесь различных материалов, предназначенных ограждать расплавленный металл от воздействия воздуха, стабилизировать горение дуги, легировать и рафинировать металл шва.
- Применяются также магнитные покрытия, которые наносятся на проволоку в процессе сварки за счёт электромагнитных сил, возникающих между находящейся под током электродной проволокой и ферромагнитным порошком, находящемся в бункере, через который проходит электродная проволока при полуавтоматической или автоматической сварке.
Основные виды электродных покрытий:
- Руднокислые электродные покрытия содержат окислы железа и марганца, кремнезём, большое количество ферромарганца; для создания газовой защиты зоны сварки в покрытие вводят органические вещества (целлюлозу, древесную муку, крахмал и пр.).
- Рутиловые электродные покрытия получают значительное применение в связи с развитием добычи минерала рутила, состоящего в основном из двуокиси титана TiO2. В покрытия, помимо рутила, введены кремнезём, ферромарганец, карбонаты кальция или магния.
- Фтористо-кальциевые электродные покрытия состоят из карбонатов кальция и магния, плавикового шпата и ферросплавов.
- Органические электродные покрытия состоят из органических материалов, обычно из оксицеллюлозы, к которой добавлены шлакообразующие материалы,двуокись титана, силикаты и пр. и ферромарганец в качестве раскислителя и легирующей присадки.
Электроды с целлюлозным покрытием
Обмазка целлюлозных электродов наполовину состоит из органических компонентов, чаще всего из целлюлозы. Сварочный шов, наплавленный целлюлозными электродами, содержит большой процент водорода. При сварке электродами с целлюлозным покрытием образуется равномерный обратный валик.
Электроды со всеми вышеперечисленными покрытиями предназначены для сварки низколегированных и углеродистых сталей. Все они применяются для того, чтобы получить сварные соединения, отличающиеся какими-то особыми характеристиками, которые требуют условия эксплуатации металлоконструкций.
Поделиться в соцсетях
Стальная наплавочная проволока для электродов
Стальная наплавочная проволока изготавливается в соответствии с требованиями ГОСТ10543. Диаметр проволоки составляет от 0,3 до 8,0мм. Материал — низкоуглеродистая, легированная или высоколегированная сталь.
Различают наплавочную проволоку из углеродистой стали (марки Нп-25, Нп-40 и др.), из легированной стали (марки Нп-40Г, Нп-50Г, Нп-30ХГСА и др.) и из высоколегированной стали (марки Нп-20Х14, Нп-30Х13, Нп-30Х10Г10Т и др.). Марку проволоки выбирают исходя из требуемой прочности сварного соединения, в зависимости от назначения сварной конструкции.
По виду поверхности стальная сварочная и наплавочная проволока может быть омеднённой и неомеднённой. Омеднённую проволоку поставляют по требованию заказчика. Наплавочная проволока, из которой изготавливают электроды для ручной дуговой сварки, имеет условное обозначение буквой Э.
Итог
Электродуговая сварка – распространенный метод соединения металлических деталей. Относительная дешевизна данного способа и его простота, сделали его одним из наиболее популярных методов в производстве. Благодаря этому она практически вытеснила другие виды сварки.
В то же время необходимо уделять должное внимание условиям эксплуатации стержней. Для этого необходимо обеспечить правильное хранение электродов и их защиту от воздействия влаги.
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.
Сушка и прокалка электродов
Во время транспортировки или хранения электроды могут отсыреть. В таком случае нужна предварительная сушка, а еще лучше – прокалка. Это очень важная процедура, которая в конечном итоге положительно влияет на загорание дуги.
Не стоит часто прибегать к прокалке электродов, поскольку неоднократное нагревание способно повредить покрытие стержня. Подвергать процедуре желательно только требуемое для текущих работ количество электродов. Или же их должно остаться совсем немного.
Прокалывание практично еще и тем, что поднимает температуру электродов непосредственно перед работой. Это важно, например, для сварки труб или при работе с толстыми заготовками. Предварительный прогрев дает возможность получать герметичные стыки во время «сварки под давлением». Но следует иметь ввиду, что важен постепенный нагрев. При резком перепаде температуры не исключено образование известкового налета.
Прокалка связана с предельными сроками и длительностью хранения электродов. Согласно общепринятым нормативам максимальный срок годности отечественной продукции составляет пять лет. На практике электроды могут храниться несколько дольше, не теряя при это своих характеристик.
