При создании металлоконструкций или выполнения иных видов ремонтных либо строительных работ не обойтись без применения сварки. Соединение таким способом считается достаточно сложным процессом, требующим использования специального оборудования и расходных материалов – электродов.
Что такое электрод? Сварочный электрод — это стержень с покрытием или без него, с помощью которого формируется сварной шов, соединяются кромки элементов. Для каждого способа сварки необходимо подбирать отдельный тип расходника, соответствующий требуемым технологическим и качественным параметрам.
Содержание
Что такое?
Устройство электродов, несмотря на различные области применения, одинаково. Из чего состоят электроды? Основные элементы следующие:
- стержень – из металлических либо неметаллических материалов;
- покрытие (у некоторых разновидностей может не быть);
- контактный кончик.
Основной частью изделия является стержень, расплавляющийся при высокотемпературном нагреве током и заполняющий металлом сварочную ванну. Качество создаваемого шва получается тем выше, чем ближе состав стержня к материалу соединяемых элементов.
Покрытие предназначено для создания вокруг электрода инертной газовой среды в процессе сваривания, не допускающей попадания в ванну посторонних примесей. Правильный подбор типа электрода по его покрытию во многом обусловлен условиями сварочного процесса и рода соединяемого металла.
Непокрытый кончик электрода используется для поджига дуги, расплавляющей стержень и находящееся вокруг него пространство изделий.
Для создания шва и соединения деталей сварщик передвигает электрод по спирали – именно так обеспечивается прочная связь веществ. Благодаря такой технологии пик температурного воздействия постоянно смещается, еще несоединенные элементы расплавляются, заполненная в других местах ванна постепенно остывает, образуется прочное неразъемное соединение.
[stextbox id=’warning’]Также широко используются способы, которые принято называть безэлектродными, осуществляющиеся путем нагрева и соединения полимеров, к примеру, кровельных мембранных покрытий.[/stextbox]
Материалы изготовления
Для производства стержневой основы сварочных и электродов для наплавки используется специальная проволока, требования к которой изложены в ГОСТ 2246-70. Стандартом описываются химсостав и марки металла, основные размеры, специальная маркировка, сохранение и перевозка.
Наплавочные электроды, равно как и применяемые для сварки, изготавливаются их стальной холоднотянутой проволоки сечением 0,3-12 мм.
Проволока выпускается трех категорий:
- углеродистая, используемая для сварного соединения деталей из низколегированных и углеродистых сталей;
- легированная, используемая для элементов из конструкционных, жаропрочных, низколегированных марок стали;
- высоколегированная, предназначенная для заготовок из нержавейки, хромоникелевых и хромистых сплавов.
В основу классификации электродов, применяемых для наплавочных и сварочных процессов, положены такие принципы:
- назначение;
- технологическая специфика;
- толщина и род обмазки;
- химический состав покрытия и стержня;
- механические характеристики шва;
- метод формирования покрытия.
К свойствам расходников предъявляются требования:
- гарантия стабильности дуги и хорошего сформированного шва;
- формирование сварочного шва с требуемым химическим составом;
- равномерное совместное оплавление проволоки и обмазки;
- сведение к минимуму разбрызгивания электродного металла;
- максимальная эффективность процесса;
- легкость удаления шлака;
- обеспечение требуемой прочности покрытия;
- возможность продолжительного хранения;
- минимальное выделение токсичных веществ при сварке.
К менее распространенным, но востребованным проводникам причислены угольные электроды для сварки медных проводов, к примеру, в электродрели или двигателях.
Материалы покрытия
В основе классификации сварочных электродов лежит род покрытий, различных по химии и свойствам. Различают несколько видов обмазки:
- Кислая, из оксидов кремния, железа или марганца. Применение изделий с таким покрытием провоцирует появление на нагретых деталях трещин. Шов при этом надежно защищен от появления пор.
- Рутиловая. Состоит из диоксидов титана либо концентрированного рутила. При сварке практически не образуется брызг, металл полностью уходит в создаваемый шов.
- Ильменитовая. Свойства таких обмазок находятся посередине между кислым и рутиловым.
- Основная, сформированная из соединений фтора или карбонатов. Виды электродов с таким покрытием добавляют металлу шва пластичности, увеличивают его вязкость при мехобработке. Позволяют создать стойкий к образованию трещин шов, при этом не допускается присутствие в ванне окислительных элементов, провоцирующих высокую подверженность коррозии линии соединения.
- Целлюлозная, в состав которой включено порядка 50% органических веществ. С такой обмазкой изготавливаются водородные электроды, работа с ними основана на явлении электролиза, протекании окислительно-восстановительных реакций с изменением уровня РН. Образуется шов с повышенной плотностью, что допускает использование изделий для выполнения вертикального сваривания.
Толщина
По ГОСТ 9466-75 электроды разделяются на типы в соответствии со стандартной толщиной покрытия. Основой классификации служит расчет отношения общего диаметра изделия D к сечению стержня d. В соответствии с этим параметром электроды изготавливаются:
- тонкие, D/d >1,2 – обозначение М;
- среднего размера – от 1,2 до 1,45, маркируются литерой С;
- толстые – 1,45-1,8, обозначаются буквой Д;
- особо толстые, отношение параметров более 1,8 (Г).
Сферы применения
Подбор электродов для выполнения той или иной работы производится по таким критериям:
- для неопытных сварщиков следует выбирать рутиловые проводники, для опытных работников тип обмазки не имеет особого значения;
- вид электрода – плавящийся либо неплавящийся;
- тип конструкции, оборудования либо элементов, подлежащих сварке (для электродвигателей нужен один вид, для наплавки ковшей экскаваторов – другой);
- марке стали;
- толщине элементов;
- род тока и его полярность;
- характеристики приобретаемых электродов.
Неопытным пользователям
Новичкам в сварочном деле предпочтительнее применять электроды с рутиловым слоем. Такие изделия отличаются легкостью использования по сравнению с иными типами. К наиболее востребованным маркам причислены:
- АНО-4;
- МР-3 (также называют «синие электроды» из-за соответствующего цвета);
- ОК 46.00;
- UTP 65D.
Использование в быту
Сварочные работы, проводимые в быту, характеризуются небольшим уровнем сложности. Они требуют нормального или низкого качества шва, так как основная цель – соединение требуемых элементов, не испытывающих серьезных нагрузок и не подвергающихся значительному износу.
К наиболее часто выполняемым в бытовых условиях относятся сборочные работы для создания небольших металлоконструкций (теплиц, столбиков для забора), восстановительная сварка автомобиля в гаражах либо на стройках.
Для бытовой ручной дуговой сварки марки электродов:
- АНО. Подходят для инверторов любых типов, применяющихся в качестве источников сварного тока.
- УОНИ. Позволяют создать высокопрочный шов, могут использоваться для изделий любой сложности, но отличаются «строптивым» характером. Для выполнения сварки электродами такой марки требуется определенный опыт.
- МР-3. Изделия универсального применения. Могут применяться для соединения даже влажных, коррозированных, не подвергнутых предварительной абразивной обработке поверхностей.
Нержавеющая сталь
Для соединения нержавеющей стали предпочтительно использовать неплавящиеся вольфрамовые электроды. При использовании проводников для черных металлов соединение не сможет характеризоваться требуемой прочностью и эстетикой шва.
Чаще всего используются такие марки:
- НЖ-13;
- ОЗЛ-8;
- ЦЛ-11;
- ЦТ-15.
Чугун
Чугун отнесен к самым востребованным материалам, нашедшим свое применение в различных отраслях строительства и промышленности.
Для соединения чугунных изделий используются:
- МНЧ-2.
- ОЗЖН-1.
- ОЗЧ-2.
- ЦЧ-4.
- ОК 92.18.
[stextbox id=’alert’]Из перечисленных в списке электродов для сваривания чугуна подходят все, но следует учесть, что проводник обязательно должен в наибольшей мере совпадать с маркой материала (серый, высокопрочный и т.д.).[/stextbox]
Трубы
При выборе электродов для соединения труб в качестве основного параметра принимается толщина элементов. Чем более толстые стенки у трубы, тем большим следует выбирать толщину проводника.
Трубы соединяется одним из четырех способов, от которых также в немалой степени зависит требуемая марка электрода:
- внахлест;
- в угол;
- встык;
- втавр.
[stextbox id=’alert’]Помимо этого, не стоит забывать о том, что существующая классификация труб включает множество пунктов, потому нет четкого ответа на вопрос «какой электрод лучше» для их соединения.[/stextbox]
Сварку ответственных трубопроводов необходимо делать электродами для соединений повышенной сложности. К магистралям бытового назначения (водопроводов, систем отопления) особых требований к прочности швов не предъявляется.
К наиболее востребованным типам расходников относятся:
- ЗИО-20.
- ТМЛ-1У.
- УОНИ-13/55.
- ЦУ-5.
[stextbox id=’info’]Наиболее популярны у профессиональных электросварщиков проводники LB-52U. Электроды такой марки применяются для устройства газопроводов, резервуаров, эксплуатируемых под повышенным давлением.[/stextbox]
Для инверторов
Инверторная сварка – один из распространенных способов соединения. Аппараты позволяют получить сварочный ток прямой либо обратной полярности. В последнем случае тепло концентрируется на торце проводника, при этом свариваемое изделие выступает в роли положительного анода, а в качестве катода – отрицательный электрод. Эффективность сварки зависит от равномерности распределения потенциалов.
Для работы годятся почти все виды покрытых стержней, новичкам следует воспользоваться рутиловыми электродами.
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.
[stextbox id=’info’]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».[/stextbox]
