Які електроди бувають і для чого. Електроди для зварювання корозієстійких, жаростійких і жароміцних сталей і сплавів. Типи і марки електродів.

Як зварювальних матеріалів для електро дугового зварювання   застосовуються штучні електроди, зварювальний і порошковий дріт.

штучні електроди

Електроди для дугового зварювання бувають двох основних типів: плавляться та не плавляться.

плавкі електроди. Штучні плавляться електроди з покриттям використовуються дуже широко, для зварювальних робіт   в домашніх умови - це основний матеріал.

Стрижні електродів для зварювання стали виготовляються з низьковуглецевої, легованої або високолегованої зварювального дроту. Стандартом передбачається 77 марок сталевого дроту, що йде на виготовлення штучних електродів діаметром від 1,6 до 6 мм.

покриття зварювальних електродів   надає множинне дію: утворює атмосферу захищає метал від кисню та азоту, що знаходяться в повітрі, стабілізує горіння дуги, видаляє шкідливі домішки з розплавленого металу, легуючих його з метою поліпшення властивостей. Для виконання всіх цих функцій покриття включає в себе безліч компонентів:

  Плавиться для зварювання: 1 - стрижень, 2 - ділянка переходу, 3 - марка електрода, 4 - покриття.

• Шлакоутворювальні речовини, що захищають метал від азоту і кисню. До їх складу входить марганцева руда, каолін, титановий концентрат, крейда, мармур, польовий шпат, доломіт, кварцовий пісок.
• Розкислюючі речовини, що видаляють з розплавленого металу кисень. Як них використовуються марганець, кремній, алюміній, титан у вигляді феросплавів.
• Газоутворюючі компоненти, що створюють при згорянні покриття газове середовище, що захищає розплавлений метал від кисню та азоту повітря. В основному це декстрин і деревне борошно.
• Легуючі речовини, які надають металу шва особливі властивості - міцність, жаростійкість, зносостійкість, підвищення опірності корозії. Для цього використовуються хром, марганець, титан, молібден, нікель, ванадій і деякі інші речовини.
• Стабілізуючі елементи, що сприяють іонізації зварювальної дуги   - натрій, калій, кальцій.
• Сполучні речовини, службовці для зв'язування компонентів покриття один з одним і всього покриття зі стрижнем електрода. Основним сполучною речовиною є калиевое або рідке скло (силікатний клей).

Для зварювання кольорових металів і їх сплавів поряд з плавляться застосовують плавкі електроди з відповідних металів і сплавів - алюмінію, міді, нікелю, бронзи, латуні і т.п.

Класифікація та позначення електродів. Електроди, застосовувані для зварювання і наплавлення, класифікуються з широкого кола ознак:

• за призначенням (для зварювання сталі, чавуну, кольорових металів, для наплавочних робіт та ін.);
• по технологічних особливостях (для швів різного просторового положення, для зварювання з глибоким проплавлением і т.п.);
• по виду покриття (кисле, рутилове, основне і ін.) і його товщині (товсте, тонке, середнє, особливо товсте);
• за хімічним складом покриття і стрижня;
• за механічними властивостями металу шва;
• за родом і полярності струму, величиною номінальної напруги холостого ходу   джерела живлення.
• за якістю виготовлення, станом поверхні покриття, вмісту шкідливих домішок фосфору і сірки.

Кожен параметр електрода має своє літерне або цифрове позначення в певній частині маркування. Зокрема, електроди для зварювання вуглецевих і низьколегованих конструкційних сталей   з тимчасовим опором розриву до 60 кгс / мм 2 позначаються літерою У. Електроди з середнім по товщині рутиловим покриттям мають у маркуванні букву З   (Середнє) і Р   (Рутилове). Завдання, поставлене передостанній цифра 1   повідомляє, що електрод може використовуватися для виконання шва будь-якого просторового положення, а завершальна позначення цифра 0   інформує про те, що даний електрод використовується при роботі зварювальним апаратом   що дає постійний струм.

Відповідно до ГОСТ 9466-75 позначення електрода містить інформацію про тип, марку, діаметрі і інших його характеристиках. У позначення типу електродів для зварювання конструкційних сталей входить буква Е ( «Електрод для дугового зварювання») і цифра, що повідомляє про мінімальний тимчасовому опорі розриву металу шва в кгс / мм 2. Якщо після цифр присутня буква А   (Наприклад, Е42А, Е46А), це означає, що даний тип електрода забезпечує більш високі пластичні властивості металу шва.

Поряд з типом, електроди мають і марку. Один такий електродів може відповідати кілька марок. Наприклад, електродів типу Е42 відповідають марки гостем-2, ЦМ-7, АНО-6.

1 - Тип електрода (Е - електрод для дугового зварювання, 46 - міцність 460МПа, А - підвищена пластичність і в'язкість металу шва);
  2 - Марка електрода;
  3 - Діаметр стрижня;
  4 - Призначення електрода (У - для зварювання вуглецевих і низьколегованих сталей);
  5 - Характеристика товщини покриття (Д - товсте);
  6 - Група індексів, яка вказує на характеристики металу шва;
  7 - Вид покриття (Б - основне);
  8 - Просторове положення шва (1 - для всіх положень);
  9 - Рід струму (0 - постійний, зворотної полярності).

1 - Електрод для дугового зварювання;
  2 - Мінімальна межа плинності (500Н / мм 2);
  3 - Характеризує температуру, при якій забезпечується мінімальне значення ударної в'язкості 47Дж (близько 60 ° C);
4 - Характеризує хімічний склад наплавленого металу (Ni - 2,6-3,8%);
  5 - Тип покриття електрода (основний);
  6 - Код продуктивності і рід струму (<=105%, постоянный);
  7 - Код положення швів при зварюванні (все, крім вертикального зверху вниз);
  8 - Характеризує вміст водню в наплавленого металу (10 мл / 100г).

плавляться електроди. Плавляться електроди бувають вугільними, графітовими і вольфрамовими. Температура плавлення всіх цих матеріалів перевищує ту, до якої вони нагріваються при зварюванні. Ця особливість і зумовила їх назва.

Графітові електроди виготовляють з синтетичного пресованого графіту, вугільні - з електротехнічного вугілля. Електроди з графіту мають певні переваги перед вугільними. У них вище електропровідність, що дозволяє в 2,5-3 рази підвищити щільність струму, і більш висока стійкість проти окислення при високих температурах. Остання якість дозволяє знизити їх витрата в порівнянні з вугільними.

Вольфрамові плавляться електроди виготовляються з чистого або з наявністю присадок вольфраму. Як присадок використовуються оксиди торію, ітрію, лантану і інших речовин. Про наявність тієї чи іншої присадки говорить марка і колір електрода. Позначення ЕВ (WP) означає чистий вольфрам (кінець пофарбований в зелений колір), ЕОТ (WT) - вольфрам з торієм (червоний), Еві (WY) - з ітрієм (темно-синій), (WL) - з лантаном (синій або золотистий, в залежності від вмісту лантану), WC - з церієм (сірий), WZ - з цирконієм (білий).

За допомогою неплавких електродів варять сталь, чавун, мідь, латунь, бронзу, алюміній та інші метали. Сварка проводиться найчастіше в середовищі захисного газу (аргону, гелію, азоту та їх суміші). Її можна здійснювати як з присадним матеріалом, так і без. В якості останнього використовується дріт, металеві прутки або смуги.

Вибір електродів для зварювання сталей

Вибір типу електрода для зварювання сталей залежить не тільки від марки останньої, а й від характеру з'єднання, просторового положення шва, роду зварювального струму (постійний чи змінний), температури навколишнього повітря під час робіт тощо. В даний час проводиться декілька сотень марок електродів для самого різного призначення.

Електроди для сталей поділяються на кілька груп - залежно від марки матеріалу, для зварювання якого вони призначені.

Першу групу утворюють електроди для зварювання вуглецевих і низьколегованих конструкційних сталей, що містять до 0,25% вуглецю і мають опір розриву до 490 МПа. До таких сталей відносяться марки Ст5пс, Ст3сп, Ст0 і інші, використовувані для виробництва металопрокату, з якого в побуті виготовляється більшість конструкцій, до міцності яких не пред'являють особливих вимог - ворота, огорожі та ін. Для їх зварювання застосовують такі відомі всім сварщикам марки електродів , як АНО-4, АНО-21, МР-3, ОЗС-41. Популярний електрод МР-3 придатний для зварювання як змінним, так і постійним струмом у всіх просторових положеннях шва крім вертикального зверху вниз.

Для зварювання сталей, що мають опір розриву від 490 до 590 МПа, використовуються електроди типу Е50А, Е60 (марки УОНИ-13/55, ОЗС-28, УОНИ-13/65). Ці електроди дають шов, що витримує значно більші навантаження, ніж попередня група електродів.

Конструкційні леговані сталі підвищеної і високої міцності, що мають опір розриву понад 590 МПа, необхідно варити електродами НИАТ-5, ЕА-981/15, ЕА-395/9 (якщо вони не піддається після зварювання термообробці) або електродами ОЗШ-1, НІАТ- 3М, УОНИ-13/85 - якщо зварену конструкцію планується піддати термообробці з метою забезпечення равнопрочності швів.

Для зварювання низьколегованих і легованих теплостійких сталей, що працюють при температурах до 550-600 ° C, призначені електроди типу Е-09Х1М, Е-09МХ, Е50А (марки АНЖР-2, ОЗС-11, ЦУ-5).

Не часто, але доводиться в побуті стикатися і зі зварюванням жароміцних і жаростійких сталей, призначених для роботи при температурі понад 550-600 ° C. Наприклад, при виготовленні вогнетривких колосників для печі. Якщо вдасться добути таку сталь, варити її потрібно електродами КТИ-7А, ОЗЛ-38, ЦТ-15.

Корозійностійкі сталі, що володіють стійкістю до корозії в кислотної, лужної та інших агресивних середовищах, відомі в побуті під назвою «нержавійки», варяться електродами марок ЦЛ-11, ОЗЛ-7, ОЗЛ-22.

Вибір діаметра електрода. Діаметр електрода вибирається, перш за все, з урахуванням товщини зварюваного металу. Інші умови роботи: марка зварюваного металу, рід струму, параметри мережевої напруги, форми підготовки крайок і т.п. - також можуть висувати свої вимоги до діаметру електрода, але в набагато меншому ступені, ніж товщина зварюваного металу.

Для початкового вибору електрода можна використовувати наведену нижче таблицю, значення в якій відповідають нижньому шву.

При виконанні зварювальних швів у вертикальному і стельовому положеннях застосовують електроди діаметром не більше 4 мм. Якщо є оброблення крайок або необхідно заплавах зазор між деталями, то кореневої шов може виконуватися електродом меншого діаметра - 2,5-3 мм.

  Сварка кореневого шва

Зварювальний дріт випускається зі сталі різних марок, міді, алюмінію та інших металів. Сталевий дріт, призначена для зварювання, наплавлення і виготовлення штучних електродів, виготовляється за ГОСТ 2246-70. Стандарт передбачає 77 марок сталевого дроту різного хімічного складу - низьковуглецевих, легованих і високолегованих.

Діаметр матеріалу коливається від 0,3 до 12,0 мм. Дріт товщиною до 3 мм застосовується для напівавтоматичного шлангової зварювання, діаметром 1,6-6 мм - для ручного зварювання штучними електродами, діаметром 2-5 мм - для автоматичного зварювання. Матеріал великих діаметрів застосовують для наплавочних робіт. По виду покриття дріт буває чистою і обмідненої. Обміднення покращує міцність і чистоту шва, підвищує стійкість горіння дуги, знижує розбризкування металу.

У позначенні марок дроту використовуються літери і цифри. Позначення Св-08ГС говорить про те, що це зварювальний дріт (Св), що має вуглецю - 0,8%, марганцю (Г) - до 1%, кремнію (С) - до 1%.

  Зварювальний дріт: нержавіюча, обміднений, алюмінієва.

порошковий дріт

Порошковий дріт (вона ж флюсова або самозахисна), яка використовується для зварювання полуавтоматами, являє собою металеву оболонку, заповнену спеціальним порошком. Останній складається з суміші матеріалів (феросплавів, мінералів, руд, хімікатів та ін.), Що мають те ж призначення, що і покриття штучних електродів - захист розплавленого металу від кисню та азоту, легування і розкислення металу, стабілізацію дугового розряду тощо.

Як рессивера був узятий вогнегасник ОХП-10 обсягом 10,5 літрів .. Так само було закуплено реле тиску РМ5, призначене для води, але відповідне і для повітря. Так само купив два фільтра вологовідділювача, і один автомобільний паливний, тонкого очищення. Його я відразу поставив на вхід в компресор. Купив різних перехідників, хрестовин, так ...

Різні види електродів для зварювання дають можливість істотно спростити будь-які зварювальні заходи, гарантуючи при цьому раціональний витрата матеріалів і висока якість зварного з'єднання.

1 Зварювальні електроди - характеристики, основні відомості

Під розуміють неметалеві або металеві стрижні з матеріалу, що володіє певною електропровідністю, що використовуються для підведення до зварюваної поверхні струму. Історія зварювальних технологій і самого процесу розвитку зварювання нерозривно пов'язана з тим, як з'являлися й удосконалювалися електроди. Ще в 1802 році В. Петров провів серію експериментів, в яких він вперше в світі застосовував електроди. Лише через 80 років винахідник з Росії Н. Бернадос опублікував свою працю, в яких були описані основні положення використання електродуги для зварювання кромок з металу.

Його праці "підправив" Н. Славянов. Він запропонував виконувати зварювання за допомогою стрижневого металевого електрода, а не вугільного плавиться, а також здійснювати зварювальний процес в металургійному розплавленому флюс. Завдяки такій технології в зварювальної ванні значно знизилася кількість вигоряє металу, вона стала набагато менше окислюватися, а саме зварене з'єднання виходило без домішок (вельми шкідливих) фосфору і сірки.

Згодом характеристики і види покриттів електродів постійно поліпшувалися, що підвищувало якість зварювальних робіт. Так, в 1904 О. Кьельберг зі Швеції почав застосовувати плавляться покриті електроди. Через 7 років вони були вдосконалені А. Строменгером з Британії (азбестове покриття з просоченням силікатом натрію і додатковим шаром дроту з алюмінію). А в 1925 А. Сміт розробив стандарти покриття електродів легирующими і захисними порошкоподібними речовинами.

Всі зазначені винаходи призвели до того, що вже до 1930-х років плавляться електроди мали чіткий склад покриття і налагоджену схему виробництва.

Покриття виробів для зварювання включали до свого складу такі спеціальні інгредієнти:

• легирующие (покращували структуру і склад шва);
• газообразующие (видаляли зі зварювальної області повітря);
• стабілізуючі (під ними розуміли елементи з малими можливостями іонізації);
• шлакообразующие (необхідні для запобігання кристалізується і розплавленого металу від контакту з газовою фазою).

2 Види електродів: яким чином їх класифікують?

Як такої єдиної класифікації електродів в даний час не існує. Це викликано і відмінностями в характеристиках виробів для зварювання, за якими в різних країнах світу їх підрозділяють, і безпосередньо їх різноманітністю. Розподіл електродів на конкретні марки не регламентується офіційними стандартами, воно виконується за паспортами готової продукції і технічним умовам виробництва.

  Зараз виготовляється понад 200 марок подібних виробів. Іноді можна побачити, що деякі електроди зараховуються до будь-якої марки або їм відповідає відразу кілька марок. У нашій країні електроди ділять на дві великі групи (металеві та неметалеві), які потім поділяють на ряд підгруп. Металеві вироби можуть бути не плавляться (лантанований, вольфрамовими, ітрірованнимі і торійованого) і плавкими:

• непокритими: на даний момент використовуються виключно у вигляді зварювального дроту безперервного типу для виконання робіт в середовищі газів, що захищають зварювальну ванну;
• покритими: сталеві, бронзові, чавунні, алюмінієві, мідні електроди для зварювання та деякі інші.

Металеві плавляться та не плавляться електроди для дугового зварювання з певним варіантом покриття виробляються вже відповідно до ГОСТ 1975 року 9466.   Про це йтиметься далі. Тут же відзначимо, що технологія аргонодугового зварювання неплавким електродом передбачає застосування (найчастіше) вольфрамових виробів, інші їх види використовуються набагато рідше.

3 Як класифікуються покриті електроди?

Перш за все, їх ділять на шість видів за типом використовуваного покриття:

• рутилове - маркування Р;
• основне - Б;
• кисле - А;
• змішане (позначаються двома буквами): РЖ - залізний порошок плюс рутил, РЦ - целюлозно-рутилове, АР - кисло-рутилове, АБ - рутилово-основне);
• целюлозне - Ц;
• інше - П.

Також зазначений Державний стандарт поділяє електроди по співвідношенню їх перетину і перетину стрижня D / d (по суті - по товщині їх покриття). З цієї точки зору покриття може бути:

• середнім (С): величина D / d - менше 1,45;
• тонким (М) - менше 1,2;
• особливо товстим (Г) - більше 1,8;
• товстим (Д) - 1,45-1,8.

За призначенням електроди прийнято поділяти на ті, які є оптимальними для зварювання наступних видів сталей:

• конструкційних легованих, у яких опір (тимчасове) розриву дорівнює не менше 600 Мпа (позначаються літерою "Л");
• конструкційних низьколегованих і вуглецевих з опором до 600 Мпа (маркування - "У");
• високолегованих, що володіють спеціальними характеристиками ( "В");
• теплотривких легованих ( "Т").

Наплавлення ж спеціальних поверхневих шарів здійснюється електродами, маркованими літерою "Н".

Класифікація передбачає і поділ виробів для виконання зварювальних заходів на кілька типів, що залежать від хімскладу наплавленого металу і його механічних властивостей, а також на три окремі групи, описуваних вмістом в металі фосфору і сірки, станом покриття та класом точності випуску електродів.

Крім усього іншого, електроди можуть мати різний просторове положення, при якому допускається їх використання:

• нижнє "в човник" і нижнє;
• будь-який за винятком вертикального;
• абсолютно будь-який;
• вертикальне і нижнє.

4 Особливі електроди для зварювання міді

Для з'єднання мідних конструкцій досвідчені зварники завжди використовують спеціальні електроди, що викликано особливими властивостями міді (висока жидкотекучесть, горячеломкость, плавлення при відносно низьких температурах, висока і так далі). При цьому електроди для зварювання мідних проводів найчастіше застосовуються цілком традиційні - графітові або вугільні.

Перші відрізняються хорошим показником ерозіоустойчівості і термостійкості, вони не тендітні (ймовірність їх розтріскування в процесі зварювання мінімальна), можуть зберігатися без втрати своїх властивостей протягом декількох років, мають тривалий термін експлуатації, при цьому вельми економно витрачаються. Вугільні ж не мають більшості зазначених достоїнств, тому їх нині використовують все рідше і рідше.

Окремо відзначимо, що існують трубчасті електроди (мідні) для прошивки на вирізних дротяних установках отворів (не плутати з процесом, який передбачає використання різних) перерізом не більше двох міліметрів.

Вони мають такі переваги:

• жорстка конструкція;
• мале електричний питомий опір;
• максимальна глибина свердління;
• можливість підбору необхідної довжини електрода, в залежності від того, на якому верстаті він буде застосовуватися;
• мала шорсткість і унікальна точність зовнішнього перетину вироби;
• присутність в електроді спеціального каналу, по якому надходить рідина для виведення продуктів ерозії.

Головна » матеріали » Які електроди бувають і для чого. Електроди для зварювання корозієстійких, жаростійких і жароміцних сталей і сплавів. Типи і марки електродів.