Какие виды сварочных электродов используются в настоящее время

Перед началом сварочных работ нужно внимательно выбрать необходимые для этого материалы. От них во многом зависит качество сварочного шва и успех работы в целом. Одним из основных материалов являются электроды, представляющие собой стержни определенного размера, металлические и неметаллические. Изделия из металла, в свою очередь, подразделяются на различные виды и типы. Кроме того, они бывают плавящимися и неплавящимися. Неметаллические стержни могут быть только неплавящимися. Не существует универсальных электродов для сварки, каждый из них подходит только для конкретных материалов, параметров сварного шва и условий работы.

По каким признакам производится классификация?

Маркировка стержней имеет буквенно-цифровое обозначение и осуществляется в соответствии с параметрами, которым они соответствуют. Классификация изделий производится по следующим признакам:

• металлу, с которым придется работать;
• технологии выполнения шва;
• толщине и типу покрытия;
• химическому составу;
• роду тока (постоянный, переменный) и его полярности;
• механическим показателям металла, из которого выполнен шов;
• состоянию покрытия и наличию вредных примесей.

В ручной дуговой сварке используется обозначение металлических сварочных электродов с покрытием, которое определяет ГОСТ 9467-75. В нем отражаются такие характеристики, как:

• тип;
• марка;
• назначение;
• диаметр;
• вид покрытия;
• толщина покрытия;
• назначение (для каких металлов и сплавов разрешено использование);
• расположение шва в пространстве;
• род тока.

В соответствии с ГОСТ 9467-75, тип изделия выбирают для определенных видов сталей, которые будет сваривать электрод. Так, первый тип применяется для материалов с временным сопротивлением до 490 Дж/кв.см. Второй тип используется при том же сопротивлении, но для металла, от которого требуются более высокие показатели, касающиеся удлинения и вязкости. Для сталей с временным сопротивлением более 490 Дж/кв.см предназначен третий тип. Он рассчитан на возможность роста показателя до 590 Дж/кв.см.

По этому же госстандарту определяются марки электродов для таких сталей:

• углеродистых, конструкционных низколегированных;
• легированных конструкционных, повышенной и высокой прочности;
• теплоустойчивых;
• жаропрочных, жаростойких;
• специализированных.

А также для сплавов и других металлов:

• коррозийно-стойких сталей и сплавов;
• разнородных сплавов и сталей;
• чугуна;
• цветных металлов.

Условное обозначение всех характеристик электрода имеет следующую структуру:

1. Тип.
2. Марка.
3. Диаметр изделия (в мм).
4. Кодировка назначения.
5. Кодировка толщины покрытия.
6. Индексы характеристик наплава и металла шва.
7. Кодировка вида покрытия.
8. Кодировка положения сварки.
9. Кодировка характеристик тока.

Неплавящиеся электроды и их маркировка

Изделия только из вольфрама или с присадками из вольфрама, окислов иттрия, тория, лантана, циркония обладают температурой плавления, значительно превышающей температуру сварки. Они дают устойчивую дугу при токе любого рода и полярности. Электроды обладают высокой износоустойчивостью и позволяют сваривать различные металлы. Сварочные работы, как правило, производятся в среде инертного газа.

Маркировка неплавящихся сварочных электродов, в состав которых входит вольфрам, начинается с буквы «W». Кроме того, сориентироваться поможет и цвет, в который окрашен конец изделия. В частности, WP (чистый вольфрам) зеленого цвета используется при сварке магния, алюминия и сплавов. Работа производится переменным током. Красный WT-20 (с диоксидом тория) — это сварка постоянным током таких сталей: низколегированных, углеродистых, нержавеющих. Темно-синего цвета WY-20 (с диоксидом иттрия) подходит помимо этого еще для меди и титана. Сварку при переменном токе поможет осуществить WZ-8 белого цвета. Он выдерживает повышенную токовую нагрузку и используется для магния, алюминия и их сплавов.

Изделиями последующих марок можно производить сварку как постоянным, так и переменным током. Серый электрод WC-20 (с диоксидом церия) может быть использован для любых видов сталей. Электродом золотого цвета WL-15 можно варить легированную, синим WL-20 — ламинированную сталь, и оба они подходят для нержавейки. В качестве легирующей присадки для них используется диоксид лантана, а число указывает на его количество.

Неплавящимися являются все неметаллические электроды: угольные, графитовые, омедненные угольные, омедненные графитовые. Слой меди в основном служит защитой поверхности при транспортировке. Они используются для строжки, быстрой резки, в том числе и очень толстого листа металла, ликвидации дефектов литья и сварочных работ. Изделия из графита имеют более высокий КПД и обладают в сравнении с угольными электродами лучшими характеристиками.

Маркировка по толщине и типу покрытия

Сейчас электроды, не имеющие покрытия, используются нечасто. Для обозначения толщины в ГОСТ 9467-75 применяют буквенную маркировку. Так, тонкое покрытие маркируют литерой “А”, его значение не превышает 1,2. Литера “С” — это покрытие средней толщины, показатель находится в пределах 1,45. Литера “Д” — толстое покрытие, до 1,80. Литера “Г” означает особо толстое покрытие, свыше 1,80. Данный показатель указывается не в абсолютных цифрах, а рассчитывается путем деления диаметра электрода с покрытием на его диаметр без покрытия.

Тип покрытия электродов для сварки имеет свою маркировку. Буква «А» означает кислое покрытие. В его состав входят окислы кремния, марганца и железа. К этому классу относятся наиболее часто используемые марки сварочных электродов ОММ-5, СМ-5, ЦМ-7, МЭЗ-4. Они могут быть использованы только для нелегированных и низколегированных сталей, так как при плавлении выделяется избыток кислорода, а это, в свою очередь, влечет за собой потерю легирующих элементов.

Основное покрытие, «Б», называют фтористо-кальциевым. Его образуют такие природные минералы, как мрамор, доломит, магнезит, плавиковый шпат. При плавлении образуется защитная среда из газов, которая практически не содержит водород. Используется для высоколегированных сталей и изделий большой толщины. Наплавка предотвращает возникновение горячих трещин. Поскольку при варении может наблюдаться нестабильность дуги, для ее повышения сварка производится при постоянном токе обратной или переменной полярности. Ее можно осуществлять в любом пространственном положении.

Основу рутилового покрытия «Р» образует минерал с таким же названием, который состоит в основном из двуокиси титана. Помимо этого в него входят алюмосиликаты и карбонаты. Покрытие способствует созданию швов высокого качества, практически без трещин, сводит к минимуму разбрызгивание металла. Результаты по потолочному и вертикальному положению швов превосходят показатели всех остальных видов покрытия.

Целлюлозное покрытие «Ц» тоже создает газовую защиту, но вместе с тем и повышает содержание водорода в наплавленном металле. В состав покрытия входят органические вещества, содержащие целлюлозу, в том числе и обычная мука. Оно дает возможность проводить работы в положении сверху вниз и на весу. Общее обозначение смешанного покрытия — литера «П». К нему относятся смесь рутила с другим видом покрытия: «АР» — кислым, «РБ» — основным, «РЦ» — целлюлозным. Рутиловое покрытие с железным порошком обозначается буквами «РЖ».

Тип электрода: как определить предназначение по маркировке

Хотя многие виды электродов довольно сложно классифицировать, ГОСТ 9467-75 определяет типы, которые должны использоваться при варке тех или иных сталей. Буквенно-числовое обозначение расшифровывается следующим образом: литера «Э» означает «электрод», число показывает временное сопротивление разрыву, минимальное значение которого гарантирует изготовитель. Литера «А» указывает на повышенную вязкость и пластичность наплавляемого металла. Обозначения выглядят следующим образом: Э38, Э42А, Э50А.

Кроме того, электрод маркируется буквой, по ней можно определить разновидность стали, для которой он предназначен. К примеру, изделия для сварки углеродистой стали маркируют буквой «У», легированной теплоустойчивой — буквой «Т», а наплавку на поверхности — буквой «Н». В документе указано, какими буквами обозначается тот или иной химический элемент, входящий в состав наплавки. Пример маркировки изделий с наплавкой: Э-09М, Э-09Х1МФ, Э-10Х3М1БФ. Литерой «М» в маркировке помечают молибден, литерой «Х» — хром, литерой «Ф» — ванадий, а литерой «Б» — ниобий.

Современный рынок сварочных материалов весьма разнообразен. Одному и тому же классу может соответствовать большое количество марок, как отечественных, так и зарубежных.

При выборе необходимого для сварочных работ изделия следует в первую очередь ориентироваться не на марку, под которой оно продается, а на характеристики, определяемые стандартом.

Это классификация (плавящийся или неплавящийся), тип электрода, тип покрытия, род и полярность тока, расположение швов в пространстве. Кроме того, нужно правильно подобрать диаметр стержня.

Диаметр определяют исходя из толщины свариваемого материала. У самых тонких электродов он составляет всего 1 мм, что позволяет сваривать листы металла толщиной не более 1,5 мм, используя при этом силу тока в пределах 20-25 А. Разумеется, при выборе должны учитываться такие факторы, как марка металла, параметры тока, форма кромки листа. Самый распространенный диаметр электрода составляет 3-4 мм. Он дает возможность сваривать металл толщиной до 10 мм при силе тока, не превышающей 220 А. Увеличение диаметра — а его максимальный размер составляет 12 мм — требует все более мощного сварочного оборудования.

Из чего изготавливают стержни

В соответствии с требованиями Госстандарта, для изготовления стержня плавящихся сварочных электродов используются различные виды сталей: углеродистые, легированные и высоколегированные. Проволоку, из которой их производят, маркируют определенным образом. Сначала идут буквы «Св» (сварочная), следующее за ними число указывает на наличие в металле углерода (в сотых частях процента), затем указывается буквенная кодировка легирующих элементов, а после нее — процентное присутствие этих элементов. Маркировка, указывающая на содержание в материале стержня углерода (0,10%), хрома (1%), марганца (2%) и кремния (1%), выглядит так: Св-10ХГ2С. Составы стержня и свариваемой с его помощью стали должны соответствовать друг другу.

Для сварки цветных металлов стержень электрода может быть выполнен из аналогичного материала, то есть из меди, алюминия, никеля и некоторых сплавов — бронзы, латуни. Однако и чугунные изделия могут свариваться не только стальными, но и медно-железными электродами. Материал, из которого они изготовлены, получается путем механического смешивания меди и железоуглеродистого сплава. В процессе наращивания сварочного шва происходит выделение углерода из расплава, что увеличивает его прочность. Данный вид электродов состоит на 5-10% из железа и на 90-95% из меди.