Цветные электроды для сварки

Обновлено: 04.10.2024

Покрытые электроды применяют для сварки изделий из всех распространенных конструкционных цветных металлов — алюминия, меди, никеля и их сплавов (кроме титана). Титан и его сплавы ручной дуговой сваркой не свариваются из-за недостаточной защиты зоны сварного соединения от окисления. Как и электроды для сварки и наплавки чугуна, электроды для цветных металлов не стандартизованы, их выпускают по отдельным техническим условиям.

Единственной промышленной маркой электродов для сварки аппаратуры из технического никеля являются электроды марки ОЗЛ-32. Ограниченное применение находят другие электроды для сварки никеля: П-2Н4, предназначенные для ремонтных работ; НС-1 и НР-1, рекомендуемые для сварки и ремонта только конструкций, работающих без давления с температурой стенки до 100 °С в растворах щелочей. Электроды характеризует повышенное (НС-1 до 0,15%) и высокое (П-2Н4 до 0,4; НР-1 до 0,38%) содержание углерода в наплавленном металле.

В электродах для сварки конструкций из меди и ее сплавов должны быть учтены ряд особенностей, определяемых спецификой физических свойств этих материалов: высокой теплопроводностью, большой жидкотекучестью, значительной активностью при взаимодействии жидких расплавов с кислородом и водородом. Дополнительные затруднения при сварке медных сплавов связаны: для латуней — с интенсивным испарением цинка, для бронз — с появлением хрупкости и снижением прочности при высоких температурах.

В течение многих лет изделия из меди сваривали в основном электродами марки «Комсомолец-100», нетехнологичными в изготовлении и применении. При удовлетворительных механических свойствах металл шва, представляющий собой марганцовистую бронзу, обладает низкой электропроводимостью; применение электродов требует высокого предварительного и сопутствующего подогрева свариваемых изделий. Другие электроды для сварки меди не нашли распространения.

В сравнении с ними новые электроды серии АНЦ/ОЗМ-2, 3 и 4 характеризуются рядом преимуществ: требуют лишь незначительного предварительного подогрева, обеспечивают сварку меди толщиной до 12—14 мм без разделки кромок, а до 8 мм — за один проход, дают металл шва минимальной легированности и повышенной электропроводимости, позволяют повысить (более 1,5 раз) производительность сварки. Сварку электродами проводят при плотности тока 60—80 А/мм диаметра электродов. Различные модификации электродов АНЦ/ОЗМ отличаются особенностями рецептуры покрытий.

Еще большей производительностью отличаются электроды АНЦ-3, позволяющие обеспечить плотность тока 85—100 А/мм диаметра электрода и высокое номинальное напряжение на дуге 45—52 В. Однако электроды сложны в условиях промышленного изготовления.

Для сварки изделий из бронз различного состава применяют электроды марки ОЗБ-2М. Наплавленный электродами металл имеет состав оловянно-фосфористой бронзы. Электроды марки ОЗБ-2М целесообразно применять также для сварки латуней и, как уже отмечалось выше, для холодной сварки чугуна.

Электроды для сварки алюминиевых сплавов существенно отличаются от всех других электродов, предназначенных для металлов с большей температурой плавления и меньшим сродством к кислороду. Из-за специфических особенностей физических свойств алюминия покрытия электродов состоят обычно из солей: галогенидов щелочных и щелочно-земельных металлов и криолита. В расплавленном состоянии галогениды совместно с криолитом создают необходимые условия для удаления оксидной пленки и устойчивого горения дуги. Кроме того, стандартное связующее электродных покрытий — растворы жидких стекол — не может быть использовано из-за потери клеющей способности при взаимодействии с галогенидами покрытий.

По указанным причинам в течение многих лет использовали электроды, изготовленные ручным способом окунания, с применением для создания связующего дистиллированной воды или раствора поваренной соли. Однако при этом не обеспечивается требуемая гигроскопичность и прочность покрытия. Такие электроды не подлежат транспортированию и длительному хранению, а потому могли быть использованы только на месте изготовления. Лучшие марки электродов ручного изготовления (например, АФ-4А, МАТИ и др.) до настоящего времени, хотя и в ограниченном объеме, используют в промышленности.

Более совершенны электроды марок ОЗА-1 и ОЗА-2, изготовляемые стандартным методом опрессовки с использованием в качестве связующего раствора карбоксиметилцеллюлозы и имеющие одинаковые покрытия. Однако несмотря на успешное использование, электроды ОЗА-1 и ОЗА-2 не отвечают современным требованиям по комплексу показателей сварочно-технологических свойств (влагостойкости и прочности покрытия, стабильности горения дуги, разбрызгиванию, отделимости шлака). В настоящее время разработаны более совершенные электроды серии ОЗАНА. Повышение сварочно-технологических свойств электродов обеспечено применением специальных связующих и расчетной оптимизацией состава и соотношения галогенидов.

Электроды для сварки цветных металлов и сплавов

Классификация вольфрамовых электродов

Вольфрамовые электроды применяют при аргонодуговой сварке (TIG).

Ими сваривают изделия из металлов и их сплавов: углеродистых и легированных сталей, меди, титана и специальных жаропрочных составов.

Так же их используют для наплавки твердых сплавов. Они подходят для работ как на постоянном, так и на переменном токе.

Маркировка вольфрамовых электродов по цветам

В данной статье мы перечислили все основные маркировки, по которым ведется классификация вольфрамовых электродов.

Их лучше использовать для сварки переменным током, при этом рабочий торец обрабатывается для придания ему сферической формы. Также нельзя допускать даже минимального загрязнения сварочной ванны. Циркониевые электроды создают очень сильную и стабильную сварочную дугу. Поэтому н агрузка по току на них может быть намного больше, чем на электроды с цериевым, лантановым и ториевым покрытием.

Основные свариваемые металлы: алюминий и его сплавы, бронза и ее сплавы, магний и его сплавы, никель и его сплавы.

Применяются при сварке переменным синусоидальным током (с осциллятором). Такие электроды создают и поддерживают устойчивую дугу в любой инертной среде (лучше всего с аргоном или гелием). Из-за ограниченной тепловой нагрузки рабочий конец WP формируют в виде шарика.

Основные свариваемые металлы: алюминий, магний и их сплавы.

Этот редкоземельный металл повышает эмиссию с улучшением первоначального запуска сварочной дуги и поддерживают ее устойчивость даже при небольшом значении тока. Это универсальные электроды, которые применяются для сварки переменным током и током положительной прямой полярности.

Цериевые электроды используется при сварке трубопроводов, а так же тонколистовых стальных изделий и при сварке неповоротных стыков орбитальными автоматами.

Основные свариваемые металлы: металлы с высокой температурой плавления (молибден, тантал), ниобий и его сплавы, медь, бронза кремниевая, никель и его сплавы, титан и его сплавы. Подходит для всех типов сталей и сплавов на переменном и постоянном токе.

WL-15 (золотистый) , WL-20 (синий) - содержат оксид лантана (1,5% и 2% соответственно).

Обладают легким первоначальным запуском сварочной дуги и маленькой склонностью к прожигу. Устойчивая первичная дуга и отличный повторный розжиг дуги выдвигают их на первые места в промышленном применении. Оксид лантана значительно увеличивает рабочий ток, меньше загрязняют сварной шов и уменьшают износ на 50% по сравнению с обычными вольфрамовыми электродами.

Слой оксида лантана распределяется равномерно по всей поверхности, поэтому заточка сохраняется очень долго. Это является большим преимуществом при сварке черной и нержавеющей стали постоянным током прямой полярности или переменным током при запитывании от современных сварочных источников питания. Сварка переменным синусоидальным током требует шарообразной формы рабочего конца электрода.

Основные свариваемые металлы: высоколегированные стали, алюминий, медь, бронза. Подходит для всех типов сталей и сплавов на переменном и постоянном токе.

Применяются при сварке ответственных узлов и конструкций на постоянном токе прямой полярности (DC). И считаются самыми устойчивыми из всех неплавящихся электродов, известных на сегодняшний день. Иттрированые электроды делают катодное пятно на конце более стабильным, поэтому устойчивость дуги значительно повышается.

Основные свариваемые металлы: углеродистые, низколегированные и нержавеющие стали, титан, медь и их сплавы.

Это наиболее распространенные электроды, поскольку они первые показали существенные преимущества композиционных электродов над чисто вольфрамовыми при сварке на постоянном токе.

Однако торий - радиоактивный элемент низкого уровня, поэтому пыль, которая неизбежна при заточке, может быть вредной для здоровья сварщика и небезопасной для окружающей среды. Если их применять не так часто, то незначительные выделения не нанесут никакого ущерба здоровью. Но если планируется постоянная работа такими электродами, то необходимо оборудовать место хорошей системой вентиляции.

Торированные электроды хорошо работают при сварке на постоянном токе и с улучшенными источниками тока, при этом, в зависимости от поставленной задачи можно менять угол заточки электрода. Они отлично сохраняют свою форму даже на больших токах, в отличие от чисто вольфрамовых электродов, которые начинают плавиться.

В отличие от предыдущих электродов этому типу не нужно придавать сферическую форму при сварке переменным током концу - достаточно сделать совсем небольшую выпуклость. Однако следует обратить внимание на то, что в данном случае сварочная дуга будет скакать по выступающим поверхностям, вызывая так называемое "брожение". Поэтому WT-20 не рекомендуется использовать для сварки на переменном токе.

Основные свариваемые металлы: нержавеющие стали, металлы с высокой температурой плавления (молибден, тантал), ниобий и его сплавы, медь, бронза кремниевая, никель и его сплавы, титан и его сплавы.

Сварочные электроды: виды и характеристики

Сварочные электроды следует делить по назначению, составу обмазки (её типу), методам использования (род применяемого сварочного тока). Принципы сварки стержнями, покрытыми обмазкой, основаны на их плавлении с использованием электрического тока. При этом материал покрытия одновременно превращается в смесь газов и защитный шлак, которые защищают зону сварки. Состав металла стержня зависит от состава свариваемых деталей: это может быть сталь, чугун, смесь меди или алюминия с другими (вспомогательными) элементами.

Классификация по назначению

Электроды предназначены для сварки:

Сталей: низкоуглеродистых, высокоуглеродистых, легированных — в том числе, нержавеющих и жаропрочных (аустенитных).
Чугунов — сплавов с повышенным содержанием углерода — 2,14% или более.
Алюминия и сплавов.
Меди, латуни и бронзы.

Не всегда электроды используют по прямому назначению. Пример: присадку для работы со сталью (и нержавейкой) применяют для сварки некоторых сплавов чугуна.

Для сварки сталей разных марок
Для работы с чугунными сплавами
Для сварки алюминия
Для работы с медью и её сплавами

Чтобы обеспечить качественное соединение, нужно стараться, чтобы материал электрода по составу максимально соответствовал сплаву свариваемых деталей.

Пример маркировки

Производитель при определении буквенно-численной комбинации включает в неё данные:

О составе металла.
Особенности обмазки.

Пример: электроды марки Уони. На пачке видно надпись: Э42А-УОНИ-13/45-3,0-УД)/(Е432(5)-Б10.

Для расшифровки слева направо проще всего указать информацию в столбик:

Э42А — электрод для ручной дуговой сварки. Получаемая в результате прочность шва — 420 МПа. (А) — пластичность повышена:
УОНИ 13 — наименование марки. Первые буквы расшифровываются так: универсальная обмазка Научного-Исследовательского Института №13;
45 — предел прочности наплавки — 450 МПа;
3,0 — диаметр стержня без учёта слоя обмазки;
У — говорит о том, что предназначены для сваривания углеродистых сталей, низколегированных конструкций;
Д — тип покрытия: толстое;
Е432 (5) — индекс говорит о характеристике шва, который должен получиться в идеале;
43 — минимальная прочность на разрыв: не меньше 430 МПа;
2 — относительное удлинение — от 24%;
5 — сварка возможна при температуре (минимум) до -40˚С; при этом обеспечивается значение ударной вязкости металла шва 34 Дж/кв. см;
Б — покрытие по составу: основное;
1 — пространственное положение шва: любое.
0 — сварка допускается лишь дугой с постоянными характеристиками (DC) и прямой полярностью.

Норматив изначально разрабатывался ещё в 40-е годы XX века. Соответствие отечественных ГОСТов импортным регламентирующим документом можно установить по справочным ресурсам в интернете. Но те материалы, которые продаются в России, уже должны иметь сертификаты.

Популярные марки

По ряду причин некоторые электроды стали популярны среди профессионалов и любителей.

Причины:

Особое качество материалов.
Малая стоимость за килограмм.

Но для получения качественных швов рекомендуется выбирать такие электроды, с помощью которых можно обеспечить надёжное соединение исходных материалов.

Уони-13/55

Электроды производятся рядом заводов России и стран СНГ. Предназначены для работы с малоуглеродистыми, низколегированными сталями, некоторыми марками чугуна.

В результате должен получиться шов с характеристиками:

Предел прочности при растяжении — до 530 МПа.
Относительное удлинение — до 24%.

Рекомендуемый ток для сварки:

Диаметр, мм	2	3	4	5
Величина тока, А	35-55	90-130	130-190	190-210

Универсальные рутиловые электроды отличаются тем, что хорошо переносят металл даже на ржавые, сырые и грязные поверхности. Часто используются для работы с трубопроводами, ответственными строительными конструкциями.

Регламентирующий стандарт — ГОСТ-9466. Особенности готового шва:

Очень вязок.
Устойчив к образованию трещин.

Толстый слой шлака надёжно прикрывает зону сварки.

Расчётные параметры швов после сварки:

Предел прочности при растяжении — до 480 МПа.
Относительное удлинение — до 25%.

Рекомендуемый ток для сварки разными диаметрами:

Диаметр, мм	2	2,5	3	4	5
Величина тока, А	30-70	50-90	70-130	140-200	160-260

Lb-52U

Универсальные электроды японского производства компании Kobelco. Отличаются тем, что прошли международную сертификацию и аттестацию НАКС. Соответствуют ГОСТ 9467-75.

Потребительские особенности:

Шлак надёжно защищает зону сварки, легко отбивается.
Дуга хорошо горит даже при перепадах напряжения в сети.

Вероятность образования трещин внутри швов — минимальна.
Во время сварки наблюдается минимальное разбрызгивание металла.

Шов получается вязким и пластичным.

Характеристики:

Предел прочности при растяжении — 530-546 МПа.
Относительное удлинение — до 31-35%.

Рекомендуемый сварочный ток:

Диаметр, мм	2,6	3,2	4
Величина тока, А	60-90	90-130	130-180

Допускается работа на постоянном и переменном токе всеми способами, кроме сварки в вертикальном положении сверху вниз.

Универсальные электроды с рутиловым покрытием для работы от источников переменного или постоянного тока. ГОСТы: 9466-75, 9467-75.

Можно сваривать между собой стали, при условии, что содержание углерода в них — не более 0,25%. Также допускается производить наплавки. Положения для сварки — любые, кроме сверху вниз.

Характеристики полученных швов:

Предел прочности при растяжении — до 430 МПа.
Относительное удлинение — до 20%.

Рекомендуемый ток:

Диаметр, мм	3	4	5
Величина тока, А	80-150	120-180	150-230

Электроды упаковываются либо в небольшие тубусы весом до 1,5 кг, либо в пачки 5 кг.

ESAB ОК 94.25

Электроды годятся для работы с рядом материалов:

Допускается использовать для наплавки на стальные поверхности с целью получения коррозионностойких слоёв.

Предел прочности при растяжении — до 330-390 МПа.
Относительное удлинение — до 25%.

Диаметр, мм	2,5	3,2	4
Величина тока, А	60-90	90-125	125-170

Технологи рекомендуют нагревать детали перед сваркой до 300 градусов. Для контроля над температурным режимом можно использовать переносной пирометр или термокарандаши.

ESAB ОК AlMn1 (ОК 96.20)

Электроды для сварки алюминиевых сплавов без применения инертных газов. Состав стержня особый: Mn (марганец) — 1,00%, Si (кремний) — до 0,5%, Fe (железо) — до 0,7%, Al (алюминиевая основа) — всё остальное.

Сведения о качества получаемого соединения: при соблюдении технологии можно получить шов, не уступающий по прочности основному металлу.

Рекомендуемые параметры тока:

Диаметр, мм	2,5	3,2	4
Величина тока, А	50-90	70-110	90-130

Распространённый диаметр электрода — 2,4 мм. Длина — 350 мм. Упакованы в герметичные пачки по 1-2 кг. Часто продаются поштучно.

Перед сваркой рекомендуется прокаливать электроды при температуре 110-140 градусов около 60 минут. А сами заготовки — до 150-300 градусов. Можно работать только на постоянном токе обратной полярности.

ESAB ОК 61.30

Электроды для работы с нержавеющими сталями, включая те, которые работают под температурными нагрузками.

Особенности материалов:

Дуга легко зажигается. Малое количество брызг при работе.
Варить можно в любом положении. Исключение: сверху вниз.

Использовать электроды можно и на переменном токе, и на постоянном.

Характеристики шва:

Предел прочности при растяжении — до 560 МПа.
Относительное удлинение — до 43%.

Рекомендуется выставлять сварочный ток:

Диаметр, мм	1,6	2	2,5	3,2	4	5
Величина тока, А	35-50	45-65	60-90	80-120	120-170	150-240

Предварительная прокалка не нужна.

Аналоги ESAB ОК 61.30: KISWEL KST-308L (KISWEL, Южная Корея), AG E308L-16 (SUPERON, Индия), ОЗЛ-8 (Россия).

Правила хранения

Для этого существуют специальные печи или портативные пеналы с нагревательными элементами. В домашних условиях упаковки рекомендуется хранить в открытом виде (без полиэтилена) при температуре 20-22 градуса, относительной влажности 40-50%.

Влажные электроды могут стать причиной проявления пор на поверхности и внутри шва, также будет наблюдаться повышение разбрызгивания металла.

Для правильного выбора сварочных электродов нужно хорошо понимать, с каким сплавом нужно работать.

Также следует тщательно подготовить саму присадку и свариваемые поверхности к операции:

Убрать грязь, ржавчину.
Прокалить электроды.
Настроить правильно сварочный ток.

При соблюдении технологии, можно рассчитывать на получение швов с заданными производителем электродов характеристиками.

Видео-советы: какие электроды лучше выбрать для сварки

Читайте также: