Электроды для дуговой сварки

Электроды для ручной дуговой сварки изготавливают в виде стержней, выполненных из холоднотянутой калиброванной сварочной проволоки, на которую методом опрессовки под давлением наносят слой защитного покрытия. Роль покрытия заключается в металлургической обработке сварочной ванны, защите ее от атмосферного воздействия и обеспечении более устойчивого горения дуги.

В состав защитного покрытия входят:

  • стабилилизирующие вещества обеспечивающие устойчивый процесс горения дуги за счет соединений щелочных и щелочеземельных металлов, обладающих низким потенциалом ионизации. К таким металлам относят калий, натрий, кальций, которые содержатся в кальцинированной соде, поташе, некоторых видах известняка и мрамора;
  • шлакообразующие компоненты, представляющие собой руды (титановые и марганцевые) и различные минералы (полевой шпат, гранит, кремнозем, плавиковый шпат). При помощи шлакообразующих компонентов вокруг сварочной ванны создается защитная шлаковая пленка, препятствующая окислительным процессам;
  • газообразующие — неорганические (мрамор СаСОэ, магнезит MgC03 и др.) и органические (крахмал, древесная мука и т.п.) вещества. Роль этих веществ сводится к дополнительной защите сварочной ванны за счет выделенных газов, образующих защитную облочку;
  • легирующие элементы и раскислители кремний, марганец, титан, и другие, а также сплавы этих элементов с железом. Их применяют для наполнения сварочной ванны легирующими элементами, придавая металлу нужный состав. Алюминий как раскислитель вводится в покрытие в виде порошка-пудры;
  • раскисляющие вещества позволяют восстанавливать металлы из образовавшихся в сварочной ванне окислов. Для этого служит ферромарганец, ферросилиций и ферротитан;
  • связующие компоненты — водные растворы силикатов натрия и калия, называемые жидким стеклом, придают покрытию, созданному из порошковых материалов монолитность;
  • формовочные добавки — вещества, придающие покрытию лучшие пластические свойства (бетонит, каолин, декстрин, слюда и пр.).

Для обеспечения устойчивого горения дуги в покрытия вводят вещества, содержащие элементы с низким потенциалом ионизации (соли щелочных металлов). С целью повышения производительности сварки в покрытия добавляют железный порошок, содержание которого может достигать до 60% массы покрытия.

При ручной дуговой сварке плавлением применяют неплавящиеся и плавящиеся электроды, а также другие вспомогательные материалы.

Неплавящиеся электродные стержни изготовляют из вольфрама, электротехнического угля или синтетического графита. Угольные и графитовые электроды (стержни) изготовляют диаметром от 4 до 18 мм длиной 250 и 700 мм. Графитовые электроды имеют лучшую электропроводность и более стойки против окисления при высоких температурах, чем угольные электроды.

Для автоматической и полуавтоматической сварки электродом служит калиброванная проволока диаметром от 0,3 до 12 мм, так называемая сварочная иля электродная проволока, которую поставляют в мотках и катушках массой от 2 до 80 кг. В настоящее время находят также применение порошковая (трубчатая с наполнителем) проволока, голая легированная проволока, электродная лента и пластины.

Плавящиеся электроды  изготовляют из сварочной  проволоки,  которая  согласно  ГОСТ 2246—70 разделяется на углеродистую, легированную и высоколегированную. Всего в ГОСТ включено 77 марок проволоки. Обозначение проволоки включает сочетание букв и цифр. Первые две цифры указывают на содержание в проволоке углерода в сотых долях процента. Затем буквой и цифрой (цифрами)  поочередно указываются наименование и содержание в процентах легирующих элементов.  При содержании легирующего элемента в проволоке   менее   1 %   ставится  только   буква   этого элемента. Условное буквенное обозначение легирующих элементов приведено в таблице.

Обозначение легирующих элементов

Наименование Условное обозначение элемента по таблице Менделеева При маркировке металла Наименование Условное обозначение элемента по таблице Менделеева При маркировке металла
Марганец Мn Г Титан Ti Т
Кремний Si С Ниобий Nb Б
Хром Сг X Ванадий V Ф
Никель Ni Н Кобальт Со К
Молибден Mo М Медь Сu Д
Вольфрам W В Бор В Р
Селен Se Е Азот N А*
Алюминий AI Ю      

*В высоколегированных  сталях   (нельзя  ставить  в  конце  обозначения марки).

Буква А в конце марки стали свидетельствует о том, что она высококачественная и в ней находится минимальное количество серы и фосфора. Обозначение сварочной проволоки состоит из букв Св (сварочная) и буквенно-цифрового обозначения ее состава. Например, проволока из низкоуглеродистой кремнемарганцевой стали, содержащей 1,40—1,8% Мn и 0,60—0,85% Si, обозначается Св-08Г2С по ГОСТ 2246—70.

Проволока для изготовления электродов для сварки алюминия и его сплавов маркируется: АО, А1, АД, АД1, АМц, АМг и т. д., где цифра показывает общее количество примесей (ГОСТ 7871—75). Выпускается также стальная наплавочная проволока по ГОСТ 10543—75.

Для сварки меди и ее сплавов применяют электроды со стержнями из медной проволоки M1 и М2, бронзы Бр.КМцЗ-1 и др. Медь маркируется буквой М, бронзы — буквами Бр.

Типы электродов и их применение

Электроды, применяемые для сварки и наплавки, классифицируются по назначению (для сварки стали, чугуна, цветных металлов и для наплавочных работ), технологическим особенностям (для сварки в различных пространственных положениях, для сварки с глубоким проплавлением и для ванной сварки), виду и толщине покрытия, химическому составу стержня и покрытия, характеру шлака, механическим свойствам металла шва и способу нанесения покрытия (опрессовкой или окунанием ).

Основными требованиями для всех типов электродов являются:

  • обеспечение стабильного горения дуги и хорошего формирования шва;
  • получение металла сварного шва заданного химического состава;
  • спокойное и равномерное расплавление электродного стержня и покрытия;
  • минимальное разбрызгивание электродного металла и высокая производительность сварки;
  • легкая отделимость шлака и достаточная прочность покрытий;
  • сохранение физико-химических и технологических свойств электродов в течение определенного промежутка времени;      
  • минимальная токсичность при изготовлении и при сварке.

Все электроды для ручной сварки можно разделить на следующие группы:

  • «В» — для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами - 49 типов;
  • «Л» — для сварки легированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву свыше 600 МПа - пять типов (Э70, Э85, Э100, Э125, Э150);
  • «Т» — для сварки легированных теплоустойчивых сталей - девять типов;
  • «У» — для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву;
  • «Н» — для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами — 44 типа.

Цифры в обозначениях электродов для сварки конструкционных сталей означают гарантируемый предел прочности металла шва.

По толщине покрытия электроды подразделяются на электроды с тонким, средним, толстым и особо толстым покрытиями.

По виду покрытия электроды подразделяются: с кислым покрытием — А; с основным покрытием — Б; с целлюлозным покрытием — Ц; с рутиловым покрытием — Р; с покрытием смешанного вида — с двойным обозначением; с прочими видами покрытий — П.

Выпускаемые промышленным способом электроды в зависимости от допустимого пространственного положения сварки могут делиться на четыре группы:

  • электроды, которыми можно варить во всех положениях шва — 1;
  • электроды, предназначенные для всех положений, кроме вертикального сверху вниз — 2;
  • для нижнего, горизонтального на вертикальной плоскости и вертикального снизу вверх — 3;
  • для нижнего и нижнего в лодочку — 4.

Электроды обозначаются буквой «Э», а затем следуют цифры, указывающие прочностные характеристики наплавленного металла. Например, обозначение Э-42 указывает, что электроды этого типа обеспечивают минимальное временное сопротивление 420 МПа. Если в обозначении после цифр стоит буква «А», то это означает, что этот тип электрода обеспечивает более высокие пластические свойства наплавленного металла. Электроды различают по маркам, которые указаны в их паспорте. Одному и тому же типу электродов может соответствовать несколько марок. К примеру, электродам типа Э-46 соответствуют марки АНО-4, МР-3 и некоторые другие; для электродов типа Э-42 соответствуют марки УОНИ-13/45 и СМ-11. Область применения некоторых типов электродов можно определить по таблице.

Типы электродов и их применение

Тип электрода Относительное удлинение, % Назначение
Э70 Э85 Э100 Э125 Э150 14 12 10 8 6 Сварка легированных конструкционных сталей повышенной и высокой прочности с временным сопротивлением 600 МПа
Э55 ЭбО 20 18 Сварка углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением 500-600 МПа
Э38 Э42 Э46 Э50 14 18 18 16 Сварка углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением до 500 МПа
Э42А Э46А Э50А 22 22 20 Сварка углеродистых и низколегированных инструкционных сталей с повышенными требоваиями к пластической ударной вязкости

Примечание: Для электродов типа Э70, Э85, Э100, Э150 механические свойства указаны после термообработки.

Перед сваркой необходимо ознакомиться с надписью на этикетке пачки. К примеру, если на упаковочной пачке стоит условное обозначение:
Э42 - УОНИ- 134/45 - УД
Е432(5) - Б1 = ОП то это означает:

  • Э42А — тип электрода с прочностной 420 Мпа; УОНИ — 13/45 — марка электрода;
  • 3 — диаметр электрода = 3 мм:
  • У —  назначение электрода для  сварки углеродистых и низкоуглеродистых сталей;
  • Д — электрод с толстым покрытием;
  • Е432(5) — группа индексов, указывающих характеристики наплавленного металла;
  • Б — вид покрытия;
  • 1 — для всех пространственных положений;
  • = ОП — постоянный ток обратной полярности.

Условия хранения и транспортировки электродов такие же, как и для сварочной проволоки. При необходимости электроды прокаливают не позднее, чем за 5 суток перед сваркой. После этого электроды хранят в запаянных полиэтиленовых пакетах без доступа воздуха. Прокаливать электроды более двух раз (не считая прокалку при их изготовлении) нельзя, так как покрытие может отслаиваться и осыпаться. 

Свойства электродов

 

Покрытия электродов

Электродные покрытия состоят из шлакообразующих, газообразующих, раскисляющих, легирующих, стабилизирующих и связующих (клеящих) компонентов.

Шлакообразующие составляющие защищают расплавленный металл от воздействия кислорода и азота воздуха и частично рафинируют (очищают) его. Они образуют шлаковые оболочки вокруг капель электродного металла, проходящих через дуговой промежуток, и шлаковый покров на поверхности металла шва. Шлакообразующие составляющие уменьшают скорость охлаждения металла и способствуют выделению из него неметаллических включений. Шлакообразующие составляющие могут включать в себя титановый концентрат, марганцевую руду, полевой шпат, каолин, мел, мрамор, кварцевый песок, доломит, а также вещества, повышающие стабильность горения дуги.

Газообразующие   составляющие   при сгоранни создают газовую защиту, которая предохраняет расплавленный металл от кислорода и азота воздуха. Газообразующие составляющие состоят из древесной муки,   хлопчатобумажной   пряжи,  крахмала,  пищевой муки, декстрина и целлюлозы.

Раскисляющие составляющие необходимы для раскисления расплавленного металла сварочной ванны. К ним относятся элементы, которые обладают большим сродством к кислороду, чем железо, например марганец, кремний, титан, алюминий и др. Большинство раскислителей вводится в электродное покрытие в виде ферросплавов.

Легирующие составляющие необходимы в составе покрытия для придания металлу шва специальных свойств: жаростойкости, износостойкости, сопротивляемости коррозии и повышения механических свойств. Легирующими элементами служат марганец, хром, титан, ванадий, молибден, никель, вольфрам и некоторые другие элементы.

Стабилизирующими составляющими являются те элементы, которые имеют небольшой потенциал ионизации, например калий, натрий и кальций.

Связующие (клеящие) составляющие применяют для связывания составляющих покрытия между собой и со стержнем электрода. В качестве них применяют калиевое или натриевое жидкое стекло, декстрин, желатин и другие. Основным связующим веществом служит жидкое стекло.

Все покрытия должны удовлетворять следующим требованиям:

  • обеспечивать стабильное горение дуги;
  • физические свойства шлаков, образующихся при плавлении электрода, должны обеспечивать нормальное формирование шва и удобное манипулирование электродом;
  • не должны происходить реакции между шлаками, газами и металлом, способные вызвать образование пор в сварных швах;
  • материалы покрытия должны хорошо измельчаться и не вступать в реакцию с жидким стеклом или между собой в замесе;
  • состав покрытий должен обеспечивать приемлемые санитарно-гигиенические условия труда при изготовлении электродов и в процессе их сгорания.

Электрод, состоящий из электродного стержня и покрытия, при плавлении образует расплавленный металл и шлак. Шлак должен обладать определенными физическими и химическими свойствами.

К физическим свойствам шлака относят температуру плавления, температурный интервал затвердевания, теплоемкость, теплосодержание, вязкость, способность растворять окислы, сульфиды и т. д., плотность, газопроницаемость и коэффициенты линейного и объемного расширения.

К химическим свойствам относят способность шлака раскислять расплавленный металл сварочной ванны, связывать окислы в легкоплавкие соединения, а также легировать расплавленный металл сварочной ванны.

Физические свойства образующихся шлаков оказывают значительное влияние на процесс сварки и формирование сварного шва. Во всех электродных покрытиях при их плавлении плотность шлака должна быть ниже плотности металла сварочной ванны, что обеспечит его всплывание из сварочной ванны. Температурный интервал затвердевания шлака должен быть ниже температуры кристаллизации металла сварочной ванны, иначе слой шлака не будет пропускать выделяющиеся из сварочной ванны газы. Шлак должен покрывать сварной шов по всей поверхности ровным слоем.

Шлаки, образующиеся при плавлении электродных покрытий, бывают «длинные» и «короткие». «Длинными» называют такие шлаки, в составе которых содержится значительное количество кремнезема. Возрастание их вязкости при понижении температуры происходит медленно. Электроды, имеющие покрытия, образующие при плавлении «длинные» шлаки, не пригодны для сварки в вертикальной и потолочной плоскостях, так как сварочная ванна длительное время находится в жидком состоянии. Для сварки во всех пространственных положениях применяют электроды, покрытия которых при плавлении дают «короткие» шлаки; возрастание вязкости расплавленного шлака с понижением температуры происходит быстро, поэтому закристаллизовавшийся шлак препятствует стеканию   металла   шва,   находящегося еще в жидком виде. «Короткие» шлаки дают электроды с рутиловым и основным покрытием.

Достаточно хорошую отделимость шлаковой корки от поверхности металла получают при применении шлаков, имеющих коэффициент линейного расширения, отличающийся от коэффициента линейного расширения металла.

Свойства металла шва и технологические характеристики электродов

Электроды характеризуют по свойствам наплавленного ими металла, к которым относятся: прочность, пластичность, удлинение, ударная вязкость, твердость, коррозионная стойкость, стойкость против старения, а при наплавочных работах и износостойкость.

Наряду с качеством металла шва, полученного при сварке данным электродом, важное значение имеют и его технологические свойства. К основным технологическим свойствам электрода относят его производительность, пригодность для сварки в различных пространственных положениях, стабильность горения дуги при постоянном и переменном токе, допустимую максимальную и минимальную длину дуги, форму шва, коэффициенты наплавки, расплавления и потерь. 

Сравнительные характеристики электродов

На современном рынке появились электроды, выпускаемые фирмами стран Европы, Америки и Азии. Для их покрытия используются различные составы, позволяющие улучшить качество сварного соединения за счет эффективной защиты сварочной ванны. Ориентироваться в этом разнообразии сложно. Проще всего сравнивать эти электроды с отечественными аналогами по таблице.

Исполнение Марка электрода Вид покрытия Индекс электрода по стандартам
ISO 2 560 AWSA5.1-69 ГОСТ 0467-75
Фирма — изготовитель ESAB (Швеция)
Обычное
То же
То же
Высокопроизводительное
То же
То же
То же
То же
То же
То жe
ОК.53,05
ОК43,32
ОК46,00
ОК48,00
ОК48,30
ОК55,00
OKFemax 38,65
OKFemax 38,85
OKFemax 33,65
OKFemax 33,80
Оновное
Рутиловое
Рутиловое
Основной
Основной
Основной
Основной
Основной
Рутиловое
Рутиловое
Е51В21/Н/
E512RR32
E433R12
Е515В12020/Н/
Е515В12020/Н/
Е515В12026/Н/
Е514В17036/ Н/
Е514В17036/Н/
Е513 RR170 32
E513RR190 32

Е7016
Е6013
Е6013
Е7018
Е7018
Е7018
Е7028
Е7028
Е7024
Е7024

Э50А
Э50
Э46
Э50А
Э50А
Э50А
Э50А
Э50А
Э50
Э50
Фирма — изготовитель Phoemix Union (Германия)
Обычное
То же
То же
То же
То же
400SHGrunK45
401SH Grun K50
401SH Grun K50R
104 GrunMDS
106 GrunMD
Обычное
То же
То же
Рутиловое
То же
Е434В29
Е434В26
Е514В26
E432 R12
Е432 R12
Е615
Е615
Е616
Е612
Е612
Э46А
Э46А
Э50А
Э46
Э46
Фирма — изготовитель «Kobe Streel» (Япония)
Обычное
То же
То же
То же
То же
То же Высокопроизводительное
То же
То же
То же
L-26 LB-47A
ZERODE-6V
ZEROD-13
B-33
RB-62
LBI-52H
LBF-52A
LB-52-58
RB24
FB-24
Обычное
То же
То же
Рутиловое
То же
То же
Обычное
То же
То же
То же
E515B26/H/
E434B26/H/
E433R11
E433R21
E433R21
E514B12036/H/
E514B12036/H/
E514B12036/H/
E512RR16034
E512RR13034
16034E716
E716
E7048
E6013
E6013
E6013
E7028
E7028
E7028
E7024
Э50А
Э46А
Э50А
Э46
Э46
Э46
Э50А
Э50А
Э50А
Э50
Фирма — изготовитель «Oerlicon» (Швейцария)
Обычное
То же
Высокопроизодительное
То же
Tenacito
Spercito
OH blau Kb
OH blau TL
OH blau 180
Обычное
То же
То же
Рутиловое
То же

Е515В29
Е434В26
Е514В15036
Е433R16022
 E433R18022

E7018
E7018
E7028
E6024
E6024
Э50А
Э50А
Э50А
Э46
Э46

Неплавящиеся электроды применяют для возбуждения и поддержания сварочной дуги, но сами они сварочную ванну не наполняют. Для этого применяют электроды, изготовленные в виде стержней цилиндрической формы, выполненные из тугоплавкого материала (в основном вольфрам, реже уголь или графит). Конец электрода затачивается на конус. Для поддержания устойчивой дуги в состав электродов вводят оксиды активирующих редкоземельных металлов (торий, лантан и т.д.), повышающих эмиссионную способность электрода.

Графитовые электроды имеют высокую электропроводность, стойкие против окисления при высоких температурах.

Вольфрамовые электроды могут быть изготовлены из чистого вольфрама или с добавлением активизирующих присадок, которые обеспечивают более устойчивое горение дуги, повышают стойкость электрода при повышенной плотности тока. Содержание активирующих добавок обычно не превышает 1 — 3%. 

Электроды с кислым покрытием

В составе кислого покрытия электродов содержатся окислы железа и марганца (преимущественно в виде руд), кремнезем, титановый концентрат и большое количество ферромарганца. Газовую защиту расплавленного металла обеспечивают разложением органических составляющих покрытия (целлюлозы, древесной муки, декстрина, крахмала). Металл, наплавленный электродами с кислым покрытием, по своему составу чаще всего соответствует кипящей стали и содержит от 0,12% С, 0,10% Si, 0,6—0,9% Мn до 0,05% S и Р каждого.

Электроды этой группы пригодны для сварки во всех пространственных положениях переменным и постоянным током и характеризуются достаточно большой скоростью расплавления. Их не рекомендуется применять для сварки сталей, которые имеют повышенное содержание серы и углерода, так как металл шва, выполненный этими электродами, чувствителен к образованию кристаллизационных трещин.

Электродами с кислым покрытием можно сваривать металл с ржавыми кромками, окалиной (при значительном напряжении дуги), получая при этом плотные швы. Поры в швах при сварке электродами с кислым покрытием образуются:

  • из-за высокого содержания марганца в покрытии;
  • при применении ферромарганца с большим содержанием углерода и кремния;
  • при сварке металла с высоким содержанием кремния.

Электроды этой группы позволяют получать металл шва с временным сопротивлением свыше 42 кгс/мм2, относительным удлинением не менее 18% и ударной вязкостью более 8 кгс ּ м/мм2. По механическим свойствам сварного соединении и металла шва электроды с кислым покрытием относятся к типу Э42 по ГОСТ 9467— 75. Недостатками этих электродов являются пониженная стойкость против образования кристаллизационных третщин, повышенное разбрызгивание металла и выделение в процессе сварки марганцовистых соединений, вредно влияющих на организм человека. 

Электроды с основным покрытием

Основное покрытие электродов состоит из:
 

  • карбонатов кальция
  • магния (мрамор, мел, доломит, магнезит)
  • плавикового шпата
  • ферросплавов (ферромарганец, ферросилиций, ферротитан и др.).

 

Расплавленный металл защищается углекислым газом и окисью углерода, которые образуются вследствие диссоциации карбонатов. Электроды с основным покрытием применяют преимущественно при сварке постоянным током обратной полярности во всех пространственных положениях. Металл, наплавленный такими электродами, чаще всего соответствует спокойной стали и содержит незначительное количество кислорода, водорода и азота. Содержание серы и фосфора в нем обычно не превышает 0,035% каждого содержание марганца и кремния зависит от назначения электродов (от 0,5 до 1,5% Мn и от 0,3 до 0,6% Si). Металл шва, стойкий против образования кристаллизационных трещин, старения, имеет достаточно высокие показатели ударной вязкости как при положительных, так и при отрицательных температурах.

Электроды с основым покрытием применяют для сварки металлов большой толщины, для изделий, работающих в тяжелых эксплуатационных   условиях   или   транспортирующих газы,а также для сварки литых углеродистых,низколегированных высокопрочных сталей и сталей с повышенным содержанием серы и углерода.

Электроды с сновным покрытием весьма чувствительны к образованию пор во время сварки, если кромки свариваемых изделий покрыты окалиной, ржавчиной, маслом, а так же если электродное покрытие увлажнено и поддерживается большая длина дуги. Механические свойства металла шва регулируют введением в покрытие хрома, молибдена, ферромарганца и ферросилиция. 

Электроды с рутиловым покрытием

В состав рутилового покрытия электродов входят:
 

  • концентрат природного минерала рутила
  • кремнезем
  •  карбонаты кальция, магния
  • ферромарганец.

 

Концентрат рутила состоит в основном из двуокиси титана. Кремнезем в состав покрытия вводится в виде гранита, полевого шпата и слюды.

Содержание водорода в металле шва зависит от присутствия в покрытии органических веществ. Стойкость металла шва против образования кристаллизационных трещин такая же, как у электродов с кислым покрытием.

Электроды этой группы при сварке мало склонны к образованию пор при изменении длины дуги или по окисленным поверхностям, а также по металлу, наплавленному ранее электродами со стабилизирующим покрытием. В процессе сварки рутиловое покрытие обеспечивает устойчивое горение дуги, хорошее формирование шва, а также минимальное разбрызгивание металла. Выделение вредных газов при сварке небольшое.

Электродами с рутиловым покрытием можно сваривать изделия во всех пространственных положениях как переменным, так и постоянным током. Металл, наплавленный электродами с рутиловым покрытием, содержит до 0,12% С; 0,4 - 0,7% Мn; 0,1 - 0,3% Si; 0,04% S и Р каждого. 

Электроды с целлюлозным покрытием

Целлюлозное покрытие электродов состоит главным образом из горючих органических материалов (оксицеллюлозы. крахмала), которые в процессе разложения обеспечивают в дуге газовую защиту расплавленного металла.

Шлакообразующими являются рутил, титановый концентрат, марганцевая руда и силикаты, а раскислителем — ферромарганец.

Эти электроды обеспечивают небольшое разбрызгивание металла и малое количество шлака. Они пригодны для сварки во всех пространственных положениях как переменным, так и постоянным током. 

Электроды с покрытиями смешанного типа

Существуют следующие смешанные покрытия металлических электродов:

 

  • рутило-карбонатное (электроды АНО-3, АНО-4, АНО-5);
  • рутило-карбонатно-фтористое (электроды ОЗЛ-9);
  • ильменитовое (электроды АНО-6);
  • рутиловое с железным порошком (электроды AHO-1);
  • пластмассовое (электроды ВСП-1).

 

Электроды с рутило-карбонатным покрытием обладают высокими сварочно-технологическими свойствами. При сварке этими электродами обеспечиваются хорошее формирование металла шва во всех пространственных положениях, легкая отделимость шлаковой корки, устойчивое горение дуги при сварке переменным и постоянным током любой полярности. Они имеют малые потери металла от разбрызгивания и в этом отношении значительно превосходят электроды СМ-5. По механическим свойствам металла шва и сварного соединения данные электроды относятся к электродам, типа Э-46, ГОСТ 9467—75. Электроды с рутило-карбонатным покрытием обеспечивают высокую ударную вязкость металла шва при положительных и отрицательных температурах непосредственно после сварки и после старения. Значение ударной вязкости металла шва, выполненного электродами АНО-3 и АНО-4, АНО-5, значительно выше, чем для электродов СМ-5.

Электроды с рутило-карбонатно-фтористым покрытием применяются при сварке жаростойких сталей, работающих при температуре до 1050° С, и когда к металлу шва предъявляются требования повышенной стойкости против охрупчивания.

Электроды с ильменитовым покрытием отличаются легким возбуждением дуги. При сварке электродами АНО-6, имеющими ильменитовое покрытие, выделяется меньше пыли, дыма и газов, чем при сварке электродами СМ-5.

Электроды, имеющие рутиловое покрытие с железным порошком, обладают высокой производительностью за счет наличия в покрытии железного порошка. Сварка выполняется в основном в нижнем положении. При сварке выделяется небольшое количество токсических соединений марганца. Эти электроды имеют типичный коэффициент наплавки 15 r/A ּ ч. Склонность металла шва к образованию пор незначительная, так как наличие ржавчины и масла, как правило, не вызывает образования пор.

Электроды с пластмассовым покрытием также содержат железный порошок, этими электродами легко заваривают зазоры. Покрытие негигроскопично. Сварка возможна во всех пространственных положениях на постоянном и переменном токе. 

Электроды для сварки чугуна

Для сварки чугуна электроды характеризуются по применяемому стержню электрода.

Стержень электрода может быть изготовлен из чугунных прутков, стальной сварочной проволоки, медной проволоки и ее сплавов, а также из некоторых проволок легированных сталей. В основном для сварки чугуна применяются электроды следующих марок: ОМЧ-1, МНЧ-1, ОЗЧ-1, ЦЧ-4 и ЦЧ-ЗА, АНЧ-1.

Электроды марки ОМ4-1, изготовленные из литых чугунных прутков со специальным покрытием, применяются для сварки и наплавки чугунных деталей и отливок из серого чугуна с предварительным подогревом. Эти электроды пригодны для сварки только в нижнем положении на постоянном токе обратной полярности и переменном токе и обеспечивает получение в наплавленном металле — сварном шве серого чугуна. Устойчивость дуги и формирование шва у электродов ОМЧ-1 удовлетворительное.

Электроды МНЧ-1 изготовляют из проволоки: НМЖМц с основным покрытием. Эти электроды предназначены для сварки и наплавки чугуна без подогрева. Сварка может выполняться в нижнем, вертикальном и потолочном положениях постоянным током обратной полярности. Наплавленный металл представляет железо-никелемедный сплав и хорошо обрабатывается.

Электроды ОЗЧ-1 изготовляют из медной проволоки с основным покрытием, содержащим железный порошок. Эти электроды применяются для сварки и наплавки чугуна без подогрева. Устойчивость дуги и формирование шва удовлетворительное.

Электроды АНЧ-1 изготовляются из проволоки Св-04Х19Н9 или Св-04Х19Н9Т, в оболочке из меди с основным покрытием. При сварке этими электродами подогрев не требуется и они пригодны для сварки в нижнем и вертикальном положениях на постоянном токе обратной полярности. Металл шва, меднохромоникелевый сплав, хорошо поддается механической обработке, устойчивость дуги - удовлетворительная.

Электроды ЦЧ-4 состоят из электродного стержня Св-08 и СВ-08А с основным покрытием и предназначены для сварки конструкций из высокопрочного чугуна и чугуна со сталью. Металл шва достаточно пластичен и хорошо обрабатывается на механических станках.

Электроды ЦЧ-3А имеют стержень Св-08Н50 и покрытие основного типа и применяются для холодной сварки высокопрочного магниевого чугуна. 

Электроды для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей

Электроды А марок СМ-5, КПЗ-32Р и УНЛ-1 и другие предназначены для сварки низкоуглеродистых сталей во всех пространственных положениях.

Электроды Б марок УОНИ-13/45, СМ-11, УП-1/45, УП-2/45 и ОЗС-2 предназначены для сварки низкоуглеродистых, среднеуглеродистых и низколегированных сталей. Металл шва имеет высокую стойкость против образования кристаллизационных трещин и характеризуется низким содержанием водорода. Электроды этой группы пригодны для сварки во всех пространственных положениях.

Электроды Р марок АНО-3, АНО-4, МР-1, МР-3, ОЗС-4, ОЗС-6, РБУ-4, РБУ-5, ЗРС-2, ОЗС-3, ЗРС-1 предназначены для сварки низкоуглеродистых сталей во всех пространственных положениях.

Электроды Б марок УОНИ-13/55, ДСК-50, УП-1/55, УП-2/55, К-5А предназначены для сварки низкоуглеродистых, среднеуглеродистых и низколегированных сталей. Они характеризуются малым содержанием водорода и высокой стойкостью шва против образования кристаллизационных трещин. Сварка этими электродами возможна во всех пространственных положениях.

Электроды марки УОНИ-13/65 предназначены для сварки среднеуглеродистых и низколегированных хромистых, хромомолибденовых и хромокремнемарганцовых сталей во всех пространственных положениях.

Процентное содержание углерода в наплавленном металле для ниже перечисленных электродов составляет:

  • КПЗ-32Р и УНЛ-1 — 0,07;
  • УОНИ-13/45, СМ-11, УП-1/45 и УП-2/45 — 0,10;
  • ОЗС-2, АНО-3 и АНО-4 — 0,08;
  • МР-1 - 0,12; МР-3 — 0,11; ОЗС-4 и ОЗС-6 — 0,10;
  • РБУ-4 и РБУ-5 — 0,08,
  • ЗРС-2 —0,12; ОЗС-3 — 0,10;
  • ЗРС-1 — 0,12;
  • УОНИ-13/55 — 0,09;
  • ДСК-50, УП-1/55 и УП-2/55 — 0,10;
  • УОНИ-13/65 — 0,13. 

Электроды для сварки теплоустойчивых сталей

Электроды А марки ЦЛ-14 предназначены для сварки конструкций из сталей 12MX, 15ХМ и 20МХ-Л, работающих при температуре до 550º С. Сварка возможна во всех пространственных положениях.

Электроды Б марки ГЛ-14 предназначены для сварки конструкций из стали 12MX, работающей при температуре до 560° С. Сварка возможна во всех пространственных положениях.

Электроды Б марки ЦЛ-30-63 предназначены для сварки сталей 34ХМ и 20ХЗМВФ. Сварка возможна в нижнем и вертикальном положениях.

Электроды Б марки ЦЛ-20-63 используют при сварке перлитных хромомолибденованадиевых сталей 20ХМФ, 20ХМФ-Л и 12Х1М1Ф. Конструкции из указнных сталей длительно работают при температуре до 570° С.

Электроды Б марки ЦЛ-26М-63 предназначены для сварки конструкций жаропрочных сталей перлитного класса 15ХМФКР и 12Х2МФБ, работающих при температуре до 600° С.

Электроды Б марки ЦЛ-17-63 предназначены для сварки сталей Х5М и 15Х5МФА, работающих при температурах до 450° С.

Электроды Б марки СЛ-16 предназначены для сварки сталей Х5ВФ, 06X13 и Х17.

Электроды Б марки ЛМЗ-1 предназначены для сварки сталей типа 1X13. Сварка возможна только в нижнем положении.

Сварку электродами ЦЛ-20-63, ЦЛ-26М-63, ЦЛ-17-63 и СЛ-16 выполняют во всех пространственных положениях. 

Электроды для сварки коррозионностойких, жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов

Для сварки коррозионностойких сталей рекомендуются следующие марки электродов:

ОЗЛ-14 —для сварки сталей ОХ18Н10Т, ОХ18Н10 и Х18Н10Т и им подобных, когда к металлу шва предъявляются требования стойкости против межкристаллитной коррозии;

ОЗЛ-8 —для сварки сталей Х18Н9, Х18Н9Т и им подобных, работающих при температуре до 350° С;
 
ЦЛ-11— для сварки сталей X18H10T, Х18Н9Т, OX13H12T, ОХ18Н12Б, 1X21H5T, 1Х16Н13Б и им подобных, когда к металлу шва предъявляются жесткие требования стойкости к межкристаллитной коррозии;
 
ЦТ-15-1 —для сварки стали Х18Н12Т и ей подобных, работающих при температуре 600—650º С, и высоком давлении;
 
ЗИО-3—для сварки сталей X18H10T, Х18Н9Т и им подобных, работающих при температуре до 560° С или в условиях, когда к металлу шва предъявляются требования стойкости против  межкристаллитной коррозии.

Для сварки жаростойких сталей и сплавов используются электроды ОЗЛ-6, ЦЛ-25, ОЗЛ-4, ОЗЛ-9а и ГС-1, ОЗЛ-5 и ЦТ-17.

Электроды ОЗЛ-6 предназначаются для сварки сталей Х25Т, Х28 и других, работающих при температуре 1150º С; ЦЛ-25—для сталей Х25Т, Х28, Х23Н18, работающих при температуре выше 850° С; ОЗЛ-4—для сталей Х25Т, Х28, Х23Н18, работающих при температуре 900—1100º С; ОЗЛ-9А —для сталей Х23Н13, Х23Н18 и им подобных, работающих в окислительных и науглероживающих средах при температуре 900—1050° С; ГС-1— для сталей Х20Н14С2, Х25Н20С2 и им подобных, работающих при температуре до 1050° С (первого слоя); ОЗЛ-5—для сталей Х25Н20С2, Х20Н14С2, работающих в интервале температур 900—1100° С; ЦТ-17—для стали Х20Н14С2 и ей подобных, работающих при температурах 900—1100° С. Для сварки жаропрочных сталей и сплавов применяются электроды, назначение которых приводится в таблице.

Назначение электродов для сварки жаропрочных сталей и сплавов 

Марка электрода Назначение
ЦТ-16-1 Для выполнения облицовочных и корневых швов сталей 1Х16H14B2БP, 1Х16Н16В2МБР и им подобных
ЦТ-16 Для сварки сталей 1X16H14B2БP,1X16Н16В2МБР, работающих при температуре до 700º С
ЦТ-1 Для сварки сталей 1X14Н14B2M, 4X14B2M и им подобных, работающих при температуре до 600º С
ЦТ-7 Для сварки сталей 1Х16Н13М2Б, 1X14H14В2M, X18H12T и им подобных, работающих при температуре до 620º С
ОЗЛ-9 Для сварки сталей Х23Н13, Х23Н18 и им подобных, работающих при температуре до 1050° С, когда к металлу шва предъявляются требования стойкости против охрупчивания
КТИ-7-62 Для сварки сплава ХН35ВТ

Электроды для сварки цветных металлов

Для каждого цветного металла, который поддается дуговой сварке, разработаны специальные электроды.

Алюминий и его сплавы сваривают электродами ОЗА-1, АФ-4аКр,   А2   и   ОЗА-2.  

Медь и ее сплавы сваривают электродами «Комсомолец-100», МН-5, АНМц/ЛКЗ-АБ.

Никель и его сплавы сваривают электродами МЗОК и ХН-1.

Электроды ОЗА-1 и АФ-4аКр, изготовленные из проволоки Св-А1 с покрытием галогенидного типа, применяются для сварки и наплавки алюминия марок А6, АД О, АД1 и АД. Этими электродами сварку можно выполнять только в нижнем положении постоянным током обратной полярности.

Электроды А2 на проволоке Св-АМ или Св-АК5 с покрытием галогенидного типа применяют для сварки алюминиевомарганцевого сплава АМц и Ал-9. Сварка возможна в нижнем положении постоянным током обратной полярности.

Электроды ОЗА-2 на проволоке Св-АК5 с покрытием галогенидного типа предназначены для сварки и наплавки деталей из алюминиевых литейных сплавов марки Ал-2, Ал-4, Ал-5, Ал-9, Ал-11. Этими электродами сварка осуществляется в нижнем положении на постоянном токе обратной полярности.

Электроды «Комсомолец-100» на медной проволоке с основным покрытием применяют для сварки меди, которая в своем составе имеет не более 0,01% кислорода. Этими же электродами сваривают медь с углеродистыми сталями. Сварку выполняют в нижнем положении постоянным током обратной полярности.

Электроды МН-5 изготовляют из проволоки МН-5 с покрытием кислотного типа. Эти электроды предназначены для сварки медно-никелевых трубопроводов из сплава МНЖ5-1 или с латунью марки Л90 и бронзой БрАМц9-2 в нижнем положении постоянным током обратной полярности.

БрАНМц8-5-1,5 с покрытием галогенидного типа и предназначаются для сварки алюминиевых и алюминиево-никелевых бронз типа АМц9 и АН. Сварка ведется в нижнем положении постоянным током обратной полярности.

Электроды МЗОК из проволоки НМЖМц28-2,5-1,5 с основным покрытием применяют для сварки монель-металла и других медноникелевых сплавов. Сварка ведется в нижнем положении постоянным током обратной полярности.

Электроды ХН-1 из проволоки НИМО-25 с основным покрытием применяют для сварки литого, кованого никеле-молибденового сплава при содержании молибдена от 25 до 30 %.