Электроды плавящиеся для ручной дуговой сварки

Обновлено: 05.05.2024

Сваривание на сегодня является самым широко применяемым способом создания неразъемных соединений металлов и их сплавов. Электродуговая сварка была изобретена во Франции в начале 20 века и используется в любом, самом дальнем уголке Земли.

Что собой представляет метод электродуговой сварки

Основы электродуговой сварки были разработаны в конце 19 века русским инженером Бернадосом.

Технология электродуговой сварки основана на расплавлении примыкающих друг к другу областей двух свариваемых деталей теплом, получаемым от электрической дуги. Область расплавленного металла – так называемая сварочная ванна — перемещается вслед за электродугой. Застывая, она образует неразъемное соединение двух заготовок — сварочный шов.

Принцип электродуговой сварки

Электрическая дуга возбуждается в воздушном промежутке между деталями и электродом. Для этого применяют источник напряжения. Он выдает небольшое напряжение- 70-100 вольт, но должен развивать большой ток — сотни ампер. Чаще всего используются источники постоянного тока — они дают более стабильную дугу и меньше разбрызгивают расплавленный металл.

Особенность технологии состоит в том, что расплавленный металл, особенно цветные металлы и высоколегированные стали, активно реагирует с кислородом воздуха и с азотом. Для защиты сварочной ванны применяют различные газы:

• аргон;
• углекислый;
• гелий и другие инертные газы.

Газы образуются в процессе сгорания обмазки стержня или подаются в рабочую зону из баллона.

Схема электродуговой сварки

Электродуговая сварка может проводиться как плавящимся электродом, металл которого войдет в состав материала шва, так и неплавящимся. В этом случае флюсовые добавки насыпают вдоль линии шва в виде порошка.

Характеристики электрической дуги

Электрическая дуга с физической точки зрения представляет собой постоянно действующий разряд в газовой среде.

Одна из важных характеристик дуги — перепад напряжения.

Если держатель присоединен к положительному разъему источника тока, его называют анодом, если к отрицательному — катодом. Если электродуговые работы ведутся переменным током, то анод и катод меняются местами 50 раз в секунду.

Сварочная дуга Возбуждение сварочной дуги

Расстояние между электродом и деталью называют искровым, или дуговым промежутком. Электрический ток может протекать через газ только в том случае, когда в нем есть заряженные частицы, ионы и электроны. Их нет в газе, находящемся в спокойном состоянии. Чтобы они появились, газ требуется ионизировать. Это и происходит при электрическом разряде, который далее поддерживает сам себя.

Виды и методы электродуговой сварки

Применяемый вид электродуговой сварки определяется:

• свариваемыми материалами;
• толщиной заготовок;
• условиями сварки.

По степени автоматизации процесса дуговой сварки различают

• ручную электродуговую сварку;
• полуавтоматическую — вместо стержня используется сварочная проволока, которая подается в рабочую зону специальным механизмом, также автоматизирована подача защитных газов;
• автоматическую — Проводится в атмосфере защитных газов без участия человека.

Ручная электродуговая сварка Полуавтоматическая дуговая сварка Схема полуавтоматической сварки

По типу применяемого электрода оазличают сварку: плавящимся ( включая полуавтоматическую) инеплавящимся, используемым только в качестве проводника тока к зоне дуги.

Преимущества

Электродуговой метод обладает очевидными достоинствами:

• высокая мобильность;
• малое время подготовки ;
• низкая стоимость в расчете на килограмм шва;
• высокая производительность;
• способность работать от бытовой электросети (в случае применения сварочных инверторов);
• широкая доступность оборудования, сопутствующих и расходных материалов.

Недостатки

Как и у любого метода, у электродуговой сварки существуют и недостатки:

• для обеспечения стабильно высокого качества шва сварщику требуется приобрести значительный опыт;
• обмазка склонны к отсыреванию, это приводит к появлению дефектов;
• для сварки цветных металлов требуется применять специальные сварочные материалы, оборудование и методы.
• качество соединения зависит от внешних погодных условий.

Недостатки электродугового метода побуждают ученых и инженеров вести упорные работы по его совершенствованию, разработке новых сварочных материалов, оборудования и приемов работы.

Виды аппаратов и виды включений

Самый простой и дешевый вид сварочного источника — это мощный понижающий трансформатор. Данный вид аппаратов отличается большим весом и габаритами, вызывает броски напряжения в питающей электросети. Они морально устарели и используются только в самых глухих углах и в некоторых узкоспециальных применениях.

Современным типом оборудования для электродуговой сварки является инвертор. Его устройство во много раз сложнее, чем у трансформатора, зато он лишен его недостатков.

• обладает малым весом и габаритами;
• не влияет на питающую электросеть;
• обеспечивает стабильные параметры дуги;
• легок в освоении и использовании.

Инвертор выдает постоянный ток.

Следующей ступенью развития специального оборудования стал полуавтомат. Источник тока в нем инверторного типа. Полуавтомат ведет сварку сварочной проволокой, которая подается через горелку специальным механизмом. Вместо флюсовой обмазки также через горелку подаются защитные газы из баллона. Полуавтомат отличается высокой производительностью и стабильностью работы. Его дороговизна окупается при больших объемах работ.

Инвертор позволяет работать в разных режимах подключения- с прямой и обратной полярностью. Прямая полярность используется в большинстве случаев сварки большинства металлов и конструкционных сталей.

Для сварки металлов, отличающихся высокой химической активностью в нагретом состоянии, применяют обратную полярность. При этом сварку ведут с использованием порошковых флюсов и присадочной проволоки

Электроды и защитные газы

Электрод — один из главных участников процесса. От его правильного подбора во многом зависит качество соединения.

Плавящийся электрод не только подает ток в зону дуги. Плавясь, он понемногу стекает в сварочную ванну, его металл входит в состав материала шва.

Флюсовая обмазка, сгорая в огне электродуги, выделяет защитные газы. Их облачко скапливается над сварочной ванной, вытесняя кислород и азот, содержащиеся в воздухе. Твердые остатки сгорания флюса образуют на поверхности шва корочку шлака, которую после остывания удаляют механическим способом.

При сварке неплавящимся стержнем в зону дуги требуется вводить присадочную проволоку.

Область применения

Область применения электродуговой сварки самая широкая. Везде, где нужно быстро, и недорого и качественно соединить металлические заготовки в строительную конструкцию или изделие – можно увидеть вспышки электросварки.

• заводы металлоизделий;
• машиностроительные производства;
• строительство любого масштаба — от гидроэлектростанций и космодромов — до заборов и сараев.;
• аэрокосмические предприятия;
• судостроение;
• производство транспорта;
• предприятия по выпуску бытовых приборов;
• и многое другие.

Сфера применения электродугового метода постоянно растет. С распространением сварочных инверторов электродуговой метод стал технологией, доступной любому домашнему мастеру.

Основы безопасности процесса сварки

Основные вредные факторы электродуговых работ — это:

• ультрафиолетовое излучение дуги;
• высокая температура расплавленного металла;
• вредные газы;
• поражения электрическим током.

Чтобы избежать неприятных последствий, следует

• пользоваться средствами индивидуальной защиты: маской сварщика, респиратором, защитными перчатками;
• одежа и обувь должна быть огнеупорной, плотной, не оставлять открытых участков кожи;
• перед началом работы проверять оборудование на отсутствие механических повреждений, нарушений изоляции и отсутствия утечки газов.

Меры безопасности при сварке

Нельзя также загромождать рабочую зону и работать со случайных опор.

Требования госстандартов

Типы сварных соединений, спецификации сварочных материалов, методики проведения электродуговыхработ регламентируются ГОСТами России и соответствующими их международными стандартами. Этим нормам надо следовать для обеспечения качественной, производительной и безопасной работы. Самые употребительные из них — это:

• ГОСТ 5264-80 описывает виды и способы выполнения сварочных швов ;
• ГОСТ 14771-76 регламентирует использование защитных газов при сварочных работах;
• ГОСТ 26291-79 посвящен типам электродов и соответствующих им режимов сварки.

По мере освоения профессии, роста квалификации и сложности работ сварщик все чаще обращается к государственным стандартам.

Электроды для ручной дуговой сварки

На сегодняшний день сварочные работы проводятся достаточно часто. Это связано с относительной простотой процесса и низкими финансовыми затратами при приемлемом уровне качества получаемого шва. Для сварочных работ применяется специальное оборудование и расходные материалы. В качестве примера можно привести электроды для ручной дуговой сварки, без которых провести рассматриваемые работы практически невозможно. Ручная дуговая сварка покрытыми электродами сегодня проводится довольно часто, что определило появление большого количества разновидностей расходного материала. Примером можно назвать строение электрода, которое соответствует особенностям проводимой работы. Рассмотрим все наиболее важные моменты подробнее.

Электроды для ручной дуговой сварки

Классификация электродов для ручной дуговой сварки

Рассматривая различные виды электродов для ручной дуговой сварки, следует уделить внимание тому, что различные обмазки могут стабилизировать образующуюся дугу во время горения. Все виды покрытия стержня имеют свои особенности, которые следует учитывать, рассматривая типы электродов для ручной дуговой сварки. Одни и те же марки могут изготавливаться различными производителями. Стоит учитывать, что качество расходного материала может существенно отличаться.

Предназначение электродов может быть самым различным. По этому критерию проводится следующая классификация электродов ручной дуговой сварки:

1. Довольно большое распространение получили легированные металлы, так как за счет добавления различных химических веществ существенно улучшаются эксплуатационные характеристики. Некоторые химические вещества могут существенно повысить теплоустойчивость металла. Для подобных сплавов применяются электроды, которые в маркировке имеют букву «Т».
2. Для сваривания сталей, которые имеют низкую концентрацию примесей, применяют варианты исполнения, при маркировке которого применяется буква «У». Кроме этого, подобные электроды для ручной дуговой сварки подходят соединения металлов со средней концентрацией углерода. Достигаемое значение сопротивления на разрыв составляет 600 МПа.
3. Конструкционные стали также получили весьма широкое распространение. В их составе также встречаются легирующие элементы. Сопротивление на разрыв в этом случае составляет 600 МПа.
4. В некоторых случаях может проводиться напайка металла на поверхность. Металл может обладать исключительными эксплуатационными качествами. Для этого случая подходит вариант исполнения, при обозначении которого применяется буква «Н».
5. В продаже встречаются электроды, предназначенные для сталей с высокой концентрацией легирующих элементов.
6. В отдельную группу отводят стали, которые обладают высокими пластичными свойствами. Работать с подобным материалом достаточно сложно, поэтому стали выпускать электроды по алюминию или другим подобным сплавам. В маркировке указывается буква «А».

Виды электродов для сварки

Диаметры электродов для ручной дуговой сварки могут существенно отличаться, что связано с особенностями проводимой работы. Классификация проводится также по толщине создаваемого покрытия. Выделяют следующие виды электродов:

1. С тонким покрытием. При обозначении применяется буква «М». Как правило, в этом случае поверхностный слой около 20% (показатель берут от общего значения диаметра).
2. Со средней толщиной покрытия. При обозначении указывается буква «С». В этом случае наносится слой, толщина которого составляет 45% от диаметра применяемого стержня при изготовлении.
3. Толстое покрытие составляет 80% от диаметра, в маркировке указывается буква «Д».
4. Есть и особо толстые варианты исполнения, при обозначении которых указывается буква «Г». В этом случае толщина более 80%.

Не стоит забывать о том, что электроды могут иметь ограничения по применению и относительно положения во время проведения работ. Примером можно назвать то, что некоторые вещества обладают повышенной текучестью, и проводить работы у потолочной поверхности будет сложно. Для того чтобы можно было быстро определить предназначение электродов для ручной дуговой сварки применяется определенная схема маркировки:

• 1 – варианты исполнения, которые можно использовать практически в любом положении. Это связано с тем, что применяемая обмазка сохраняет свою форму и не слишком текучая.
• 2 – можно использовать практически во всех положениях, за исключением работы при вертикальном расположении применяемого инструмента.
• 3 – эти электроды предназначены для горизонтального и вертикального применения, исключается потолочное положение
• 4 – электроды для ручной дуговой сварки, которые могут применяться только в горизонтальном положении.

Разные марки электродов для сварки

Стоит учитывать, что в разных странах применяются различные стандарты маркировки. В продаже встречаются электроды для ручной дуговой сварки отечественных и зарубежных производителей, классификация которых может существенно отличаться.

Применение электродов

Сварочные электроды для ручной электродуговой сварки имеют достаточно большое количество особенностей в применении. Основные требования, применяемые к этому расходному материалу, заключатся в нижеприведенных моментах:

1. Электроды, применяемые в дуговой сварке, должны обеспечить стабильное горение образующейся дуги. Только при этом условии можно обеспечить условия для формирования качественного шва.
2. Стальные металлические покрытые должны иметь шов с определенным химическим составом. Только в этом случае получаемое изделие будет служить долго и надежно.
3. При работе электродный стержень должен равномерно расплавляться по поверхности.
4. Расходный материал должен обеспечивать все условия для высокой производительной сварки.
5. Минимальная степень разбрызгивания расплавленного материала. При работе слишком сильное разбрызгивание может привести к повреждению хорошего покрытия.
6. Высокая прочность получаемого соединения. Легкая отделимость шлаков – еще одна положительнаяхарактеристика применяемых электродов для ручной дуговой сварки.
7. Не стоит забывать о том, что электроды должны храниться и сохранять свои качества на протяжении длительного периода. Именно поэтому физико-химические качества не должны изменяться от воздействия окружающей среды.
8. Минимальная степень токсичности при проведении работ. При горении могут выделятся самые различные вещества, которые даже в большой концентрации не должны оказывать негативного воздействия на организм человека.

Проводя подключение, следует уделить внимание нижеприведенным моментам:

1. При прямой полярности электрод соединяется с зажимом отрицательной клеммой, деталь с положительной.
2. Для работы с деталями, изготавливаемыми из тонкого листа, применяется метод подключения обратной полярности. В этом случае электрод соединяют с положительной клеммой, деталь с отрицательной.

При проведении работы следует соблюдать технику безопасности. При выполнении работ следует использовать:

1. специальные перчатки;
2. защитную робу;
3. ботинки;
4. наиболее подходящий защитный шлем.

Во многом качество получаемого шва зависит от умений сварщика и правильности выбора электрода по основным критериям.

Особенности покрытия

При изготовлении электродов могут использоваться самые различные покрытия. Стоит учитывать, что покрытия могут быть в чистом или смешенном виде. Чистое покрытие электродов для ручной дуговой сварки классифицируется следующим образом:

1. кислое;
2. рутиловое;
3. основное;
4. целлюлозное;
5. прочее.

Специальная обмазка электродов для ручной дуговой сварки может стабилизировать образующуюся дугу и обеспечить наиболее благоприятные условия для работы. С каждым годом появляются новые виды покрытия электродов для ручной дуговой сварки, которые обладают более привлекательными эксплуатационными качествами.

Используются электроды достаточно просто, у сварочного аппарата есть соответствующий зажим. Не стоит забывать, что у этого расходного материала условия хранения и транспортировки точно, такие же, как и у сварочной проволоки. При необходимости проводится прокалывание электродов для ручной электродуговой сварки не позднее, чем за 5 суток перед сваркой. Не стоит забывать о том, что хранение должно проводиться в закрытых запаянных полиэтиленовых пакетах. Существенно продлить срок службы можно при исключении вероятности попадания воздуха внутрь. Также стоит учитывать, что нельзя выполнять прокалывание более двух раз, так как это ухудшит основные эксплуатационные качества.

Принципы маркировки

Марки электродов для ручной дуговой сварки указывают на основные эксплуатационные качества применяемых расходных материалов. Примером маркировки назовем Э46-ЛЭЗАНО-21-Ф-УД Е 43 1(3) – РЦ13. Расшифровка проводится следующим образом:

1. Э46 – обозначение типа электродов. Как ранее было отмечено, классификация проводится по предназначению. В данном случае расходный материал предназначается для углеродистых и низкоуглеродистых сталей.
2. ЛЭЗАНО-21 – марка, указываемая производителем. Эта часть маркировки не несет с собой информацию об эксплуатационных качествах электродов.
3. Ф – символ, предназначенный для обозначения диаметра. Отсутствие какой-либо цифры указывает на то, что значение диаметра отображено в другом месте.
4. У – символ в маркировке указывает на возможность применения расходного материала для работы с углеродистыми и низкоуглеродистыми сталями для получения шва с пределом мощности до 588 МПаю.
5. Д – символ, применяющийся для определения толщины применяемого покрытия. В рассматриваемом случае покрытие толстое.
6. Е – символ, связанный с международной системой классификации применяемых материалов в качестве обмазки.
7. 43 – часть маркировки применяется для указания предела прочности (430 МПа).
8. 1 – относительное удлинение, которое составляет 20%.
9. (3) – часть маркировки, которая применяется для обозначения показателя температуры, требующейся для достижения удельной вязкости не менее 34 Дм/см2. В данном случае показатель составляет 20 градусов Цельсия.
10. РЦ – символы, указывающие на тип покрытия (рутилово-целлюлозное).
11. 1 – символ, определяющий допустимой пространственное положение.
12. 3 – группа расходного материала для сварки, которая характеризуется определенным током и напряжением при холостом ходу.

Для того чтобы провести расшифровку маркировки следует использовать справочную литературу, в которой есть все необходимые таблицы.

Рекомендации по выбору электродов

Проводя выбор электродов для ручной дуговой сварки, следует учитывать тот момент, что для каждого сварочного аппарата производитель рекомендует определенный тип электродов. Стоит учитывать, что сварка может проходить при применении нескольких способов:

1. контактная;
2. роликовая;
3. газопрессовая;
4. электрошаговая.

На сегодняшний день наибольшее распространение получила два метода: контактный и газопрессовой. При необходимости достижения высокой производительности, как правило, выбирают газопрессовой метод. Он применяется при прокладке трубопровода на большое расстояние.

Качество сварки во многом зависит от качества применяемой проволоки в виде основы. Следующим определяющим показателем можно назвать тип применяемого материала в качестве обмазки.

Проводить выбор электродов следует исходя из параметров свариваемого покрытия. При этом следует учитывать тот момент, что каждая марка применяемых электродов обладает своими определенными качествами. Если неправильно выбрать расходный материал, то получаемый шов не будет обладать требующимися эксплуатационными качествами.

Выбирая электроды для дуговой сварки, следует учитывать нижеприведенную классификацию:

1. Вид покрытия и его толщина. При изготовлении деталей могут применяться различные стали. Примером можно назвать углеродистые и легированные стали. Выбор проводится также в зависимости от толщины металла.
2. Назначение. Выбор проводится также в зависимости от того, какой шов следует получить. Например, требуемая ширина и длина, а также качество.
3. Состав покрытия и механические свойства. К швам предъявляется довольно больше количество требований. Примером можно назвать прочность и устойчивость к растяжению.

К другим особенностям выбора отнесем нижеприведенные моменты:

Электроды с толщиной менее 3 мм применяются при сварке деталей, которые изготавливаются при применении легированной стали.

В заключение отметим, что от качества применяемого расходного материала во многом зависят особенности получаемого шва. Именно поэтому его выбору следует уделять внимание. Если рассматривать продукцию отечественных и зарубежных производителей, то отметим, что качество изготовления отличается ненамного. А вот стоимость может варьироваться в достаточно большом диапазоне.

Сварочные работы, без которых невозможно представить себе практически все области промышленности и решение многочисленных бытовых проблем, выполняются различными способами. Для каждого из них имеются свои расходные элементы. Очень популярными являются электроды для ручной дуговой сварки. Имеются многочисленные типы электродов для ручной дуговой сварки, обладающие присущими им особыми свойствами. Имеется большой выбор электродов для ручной дуговой сварки.

Что собой представляет этот метод

На выделение достаточного количества тепла, необходимого для расплавления металла свариваемых изделий, оказывают большое влияние электроды для электродуговой сварки, поэтому их правильный выбор и грамотное использование играют большую роль.

Электрод - это металлический стержень, покрытый снаружи обмазкой, представляющей собой особый состав. Во время сварочного процесса начинается расплав сердечника электрода. Металлы стрежня и изделия, находясь в расплавленном состоянии, вместе образуют шов соединения. Обмазка при сгорании выделяет газ, необходимый для защиты зоны сварки от негативного влияния окружающих кислорода и азота. Электроды для дуговой сварки решают при этом ряд важных задач.

Вещества, входящие в состав обмазки, имеют низкое значение потенциала ионизации. Следствием этого является то, что дуга после ее зажигания насыщается ионами, находящимися в свободном состоянии. Это стабилизирует процесс горения дуги.

Обмазка принимает участие в образовании поверх шва шлака, который уменьшает скорость, с которой происходит охлаждение расплавленного металла. Это создает хорошие условия для удаления из шва примесей и включений неметаллического характера, ухудшающих качество соединения.

Покрытия электродов содержат раскислители, задача которых заключается в том, чтобы вступать в реакцию с кислородом, что приводит к его связыванию. С помощью электродов происходит легирование образующего шов металла, что улучшает его свойства. Это обеспечивают входящие в обмазку вещества, такие как кремний, хром, марганец, титан.

Разделение по покрытию

Классификация электродов для ручной дуговой сварки позволяет дифференцировать их по многим признакам. Одним из наиболее распространенных является то, какое покрытие имеется у этих расходников. Покрытие электродов для ручной дуговой сварки часто является определяющим при необходимости решить вопрос об их приобретении.

Виды покрытий электродов для ручной дуговой сварки имеют подразделения:

1. Рутиловое. Этот элемент представляет собой диоксид титана. С таким видом обмазки разбрызгивание металла уменьшается, текучесть увеличивается, происходит формирование толстого слоя шлака, в дальнейшем легко отделяемого. Однако, высоким является риск образования таких дефектов, как поры. Целесообразно применение для соединения деталей небольшой толщины из низкоуглеродистой стали.
2. Целлюлозное. Помимо самой целлюлозы в состав обмазки входят кремний и магний. Такое покрытие повышает газообразование, что надежно защищает сварную ванну. Разбрызгиваемость металла является повышенной. Удобно сваривать вертикальные швы, но эстетичного внешнего вида ожидать не приходится.
3. Основное. Главными элементами являются производные кальция и магния. Это обеспечивает высокую механическую прочность. Металл шва получается химически чистым. Большим преимуществом является возможность сварки в любых положениях. Возможно использование для сварки конструкций ответственного назначения.
4. Кислое. Применяются только для выполнения швов горизонтального расположения. Существует риск образования трещин и подрезов. Могут представлять опасность для здоровья сварщика.

Каждый вид имеет свое обозначение. Рутиловое покрытие обозначается буквой «Р», целлюлозное буквой «Ц». Если покрытие смешанного вида рутилового с целлюлозным, то используются две буквы «РЦ».

Основное покрытие имеет букву «Б», что обозначает базовое. Кислому покрытию присвоена буква «А». Буквой «П» обозначаются прочие покрытия. Буква «С» означает, что речь идет о специальном покрытии, с которым появляется возможность осуществления процесса под водой.

Толщина

Виды электродов для ручной дуговой сварки разделяются по толщине покрытия, находящейся в зависимости от диаметра внутреннего стержня. Однако разделение осуществляется не от точных размеров, а от соотношения между ними.

Тонкое покрытие обозначается буквой «М». Толщина обмазки составляет 20 процентов от диаметра стержня. Среднее покрытие обозначается буквой "С". Это является наиболее распространенным вариантом. Толщина обмазки составляет 45 процентов от диаметра стержня.

Толстое покрытие обозначается буквой «Д». Толщина обмазки составляет 80 процентов от диаметра стержня. Свыше 80 процентов имеет особо толстое покрытие, обозначаемое буквой «Г». Также является важным правильный выбор размера поперечного сечения. Он находится в зависимости от толщины подготовленных кромок соединяемых изделий.

Положение в пространстве

Типы электродов для дуговой сварки различаются в зависимости от того, каким образом они могут использоваться при различных положениях в пространстве, что указывается их производителями в сопроводительной документации. Наиболее удобное - это нижнее горизонтальное положение, а самое проблематичное - потолочное.

Назначение

Буква «У» в маркировке электродов означает, что они применимы для углеродистых сталей, включая низколегированные. Буква «Л» значит, что электроды предназначены для соединения изделий из легированных сталей, которые обладают повышенной прочностью.

Для конструкционных высоколегированных сталей применимы электроды с буквой «В». Для теплостойких легированных сталей используются электроды с обозначением «Т». Для сплавов с особыми свойствами, в частности для осуществления наплавки, применяются расходные элементы, обозначаемые «Н».

Марки

Марки электродов для ручной дуговой сварки зависят от их назначения. Их имеется их немалое количество, однако, можно выбрать среди них те, которые подходят для конкретных работ. Необходимо, чтобы привлекшие внимание марки электродов для дуговой ручной сварки обладали высоким качеством и давали хорошее соединение.

Существуют марки электродов, которые подходят для сварки низколегированных сталей с небольшим содержанием углерода. К ним относятся АНО, УОНИ, ОЗС, ВЦС. Такие электроды относятся к самым популярным видам расходных элементов.

Для сварки изделий из легированных сталей, в том числе обладающих повышенной прочностью, подойдут такие марки, как АНП, УОНИ, ОЗШ-1. Для наплавки целесообразно выбрать модификации электродов ОЗН, ОЗШ.

Если предстоит соединение чугунных изделий, то следует обратить внимание на марку ОЗЧ. Для деталей из алюминия подойдут ОЗА и ОЗАНА. Для медных деталей и сплавов на ее основе рекомендуется выбирать АНЦ/ОЗМ и ОЗБ. Для никеля и его сплавов подойдет электрод марки ОЗЛ-32.

При желании работать с электродами зарубежных производителей, следует обратить внимание на японские расходные элементы KOBELCO LB-52U. При их использовании в результате получается высококачественный шов.

Также заслуженным признанием пользуются электроды шведского производства ESAB УОНИИ. При покупке электродов необходимо обращать внимание на целостность упаковки.

Интересное видео

Ручная дуговая сварка

Ручная дуговая сварка – это быстрый и надежный способ неразъемного соединения металлических деталей. Сварка кузнечным способом была известна людям уже несколько тысячелетий назад, она отличалась большой трудоемкостью и требовала долгого обучения и накопления опыта. В начале XX века начала применяться электродуговая сварка, металл нагревался до температуры плавления с помощью электрической дуги. За столетие возможности электродуговой сварки существенно возросли, а удобство работы сварщика повысилось. Теперь этой технологией может овладеть любой домашний мастер.

Ручная дуговая сварка

Процедура выполнения дуговой сварки

Технология ручной дуговой сварки состоит из следующих основных операций

• Подготовка заготовок и оборудования. Свариваемые поверхности необходимо тщательно очистить от ржавчины, остатков старой краски и других жидких и твердых загрязнений. Очистку проводят механическим и химическим способом. Заготовки размещают на сварочном столе или на полу так, чтобы зазор между соединяемыми деталями был минимальным, и фиксируют струбцинами и другими приспособлениями. Один провод от сварочного аппарата присоединяют к детали, другой к держателю электрода.
• Розжиг дуги. Подают напряжение на электрод и подносят его к заготовкам, кратким касанием и отведением на 3 мм разжигают дугу. Ручная дуговая сварка началась.
• Выполнение шва. Держатель ведут вдоль линии сварочного соединения с постоянной скоростью, сохраняя расстояние до детали. По окончании операции напряжение отключают.
• Завершающие операции. Производится зачистка соединения от окалины и неровностей, крепления с деталей снимаются, и они предаются на дальнейшие операции.

Процесс дуговой сварки

В зависимости от особенностей изготавливаемой конструкции и соединяемых материалов, в технологию дуговой сварки могут включаться и другие операции, такие, как предварительный нагрев заготовок, подача защитного газа и другие. Но в любом случае ручная сварка требует от сварщика точного глазомера, хорошей координации движений и твердой руки.

Принцип действия

Тепло, достаточное для плавления кромок соединяемых заготовок, получают от электрической дуги. В зоне действия дуги образуется область жидкого расплава, в которой перемешивается металл обеих заготовок. При остывании они кристаллизуются и образуют единое целое, или сварочный шов. Эту область расплава, перемещающуюся вслед за электродом и дугой вдоль линии шва, называют сварочной ванной. Металлический электрод стержень покрывают специальным составом, или флюсом. При нагревании он расплавляется, выделяя инертный газ, образующий защитное облачко над рабочей зоной и препятствующий окислению расплава.

Схема ручной дуговой сварки

Для поддержания электродуги на держатель и на заготовки подают напряжение от источника.

Ручную дуговую сварку ведут как постоянным, так и переменным током. Для этого применяются специализированные или универсальные источники.

Ручная дуговая сварка цветных металлов и сплавов, отличающихся повышенной химической активностью в нагретом состоянии, проводится в атмосфере специально подаваемых в рабочую зону защитных газов.

Устройство сварочного выпрямителя

Ученые и изобретатели постоянно вносят усовершенствования и изобретают новые методы для такой важной в жизни людей технологии, как ручная дуговая сварка

Особенности ручной дуговой сварки

Главной особенностью технологии является создание неразъемного, прочного и долговечного соединения заготовок. Дуговая сварка — наверное, самая распространенная сегодня сборочная операция. Ее используют при производстве самых разнообразных изделий и конструкций, включая высоконагруженные узлы, сохраняющих прочность при статических, динамических и периодических нагрузках, в условиях экстремальных температур, агрессивных сред, высоких и низких давлений и радиационного облучения.

Для получения прочного и долговечного соединения ручная дуговая сварка требует устойчивого электроснабжения. Кроме того, сварочные работы нужно проводить в сухом помещении или во временных палатках, для защиты рабочей зоны от влаги и сильных порывов ветра

Классификация и способы

По типу применяемого электрода ручная дуговая сварка может быть:

По типу применяемого тока

• Постоянным.
• Переменным.
• Трехфазным.

Классификация дуговой сварки

По предварительной термической подготовке деталей

По степени автоматизации процесса различают

Существуют и другие виды, применяемые в особых условиях на производстве.

Преимущества ручной дуговой сварки

Основные преимущества технологии перед другими видами сварки заключаются в следующем:

• Работать можно в любом пространственном положении.
• Доступна работа в стесненных условиях.
• Возможно соединять различные металлы и сплавы.
• Простота использования и освоения.
• Мобильность.

Но, кроме очевидных достоинств, методу свойственны и недостатки:

• Вредные факторы, влияющие на здоровье сварщика.
• Зависимость качества от квалификации и опыта.
• Малая производительность.

Последний фактор не так важен при ограниченном объеме работ, типичном для домашней мастерской.

Используемые электроды

Все электроды подразделяются на две большие группы:

Плавкие применятся намного шире, они расходуются в процессе работы, а их металл включается в шовный материал. Флюсовый порошок, которым они обмазаны, сгорает в пламени электродуги. При этом выделяются химически малоактивные газы, образующие защитную атмосферу над сварочной ванной.

Неплавкие делается из тугоплавкого материала, в основном вольфрама, они не расходуется во время сварки и служит лишь для подведения тока к дуге. Защитную атмосферу в этом случае создают подачей газа через шланг или насыпая флюсовый порошок вдоль линии сварки.

Кроме того, они различаются по диаметру. Диаметр определяет как сварочный ток, который на него необходимо подать, так и максимальную толщину соединяемых деталей.

Источники питания

Для ручной электросварки применяют следующие разновидности источников тока:

• Трансформаторы. Уходящий в прошлое, громоздкий и очень тяжелый источник. Преобразует высокое напряжение питающей сети в пониженное, пропорционально увеличивая силу тока. Ручная дуговая сварка переменным током требует высокого мастерства сварщика, источник сильно зависит от стабильности параметров питающей электросети и вызывает в ней помехи и броски напряжения. Не рекомендуется для начального обучения.
• Выпрямители. Представляет собой тот же громоздкий сварочный трансформатор, дополненный выпрямительным блоком. Ручную дуговую сварку ведет постоянным током, но при этом сохраняет остальные недостатки трансформатора.
• Инверторы. Современный сварочный аппарат. В нем переменный ток из сети путем многократных преобразований превращается в постоянный ток, напряжение которого стабилизировано. Работа его не зависит от изменений напряжения в питающей сети, и сам он также не вызывает бросков напряжения. Отличается малым весом и габаритами, его легко переносить, а маломощные модели вообще можно носить на плечевом ремне. Это очень удобно при сварке протяженных конструкций, например, заборов. Оснащен электронными системами стабилизации параметров дуги и защиты от прилипания электрода. Идеально подходит как для начального обучения, так и для дальнейшей работы. Доступен по цене.
• Полуавтоматы. В качестве источника тока используется инвертор. В этом классе аппаратов используется сварочная проволока, подаваемая в рабочую зону специальным механизмом. Вместо флюсового напыления применяется прямая подача газа из баллона в рабочую зону. Многократно превосходит инвертор по производительности и по диапазону доступных для соединения металлов и сплавов. В несколько раз дороже инвертора равной мощности.

Сварочный полуавтомат Трансформатор для сварки

Для начального обучения и небольших объемов работ лучше выбрать инвертор, для сложных работ или больших объемов больше подойдет полуавтомат.

Положение электродов во время работы

От правильного положения и траектории движения электрода во время ручной дуговой сварки напрямую зависит как качество соединения, так и производительность работы сварщика

Наиболее распространены траектории, ориентированные вдоль оси электрода. Движение таким образом помогает поддерживать оптимальный дуговой зазор. Слишком короткая дуга вызывает перегрев рабочей зоны, разбрызгивание металла и прилипание электрода. Слишком длинная дуга может вызвать непровар, появление пор или угасание дуги.

Далее следует освоить равномерное движение вдоль линии соединения деталей. Если движение будет строго поступательным, получится ровный и тонкий шов, ширина которого может превышать диаметр электрода не более чем в полтора раза. Такую траекторию используют для сваривания листов и профилей малой толщины, при исполнении многослойных соединений.

Следующий тип траектории — к продольному движению добавляются короткие поперечные перемещения, напоминающие очень плотную строчку «зигзаг» на швейной машинке. Здесь также очень важно следить за тем, чтобы в крайнем положении каждого «стежка» не увеличивался дуговой зазор.

Надо выполнять движение змейкой всей кистью. Такой вид траектории позволяет добиться существенно большей ширины и глубины проплавки.

Ширина такого сварочного соединения может в три, а у опытного сварщика — и в пять раз превышать диаметр электрода.

Основы безопасности при работе

Ручная дуговая сварка является источником повышенной опасности. Основные факторы, вредящие здоровью сварщика и лиц, работающих рядом с ним, следующие:

• Высокая температура дуги и рабочей зоны, могущая вызвать ожоги.
• Разбрызгивание раскаленного металла и разлет частиц шлака при зачистке.
• Мощное ультрафиолетовое излучение, приводящее к заболеваниям кожи и глаз вплоть до слепоты.
• Высокое напряжение питающей сети.
• Вредные сварочные газы и пары металла, вдыхание которых приводит к отравлению и заболеваниям органов дыхания.
• Пожароопасность.

Электрододержатели и защитные приспособления

Исходя из этого, следует соблюдать следующие требования по безопасности

• Использовать индивидуальные средства защиты: маску со светофильтром, респиратор, краги сварщика и невоспламеняющуюся спецодежду и обувь.
• Обеспечить качественную вытяжную вентиляцию.
• Перед началом работы осмотреть оборудование на предмет отсутствия механических повреждений и нарушения изоляции.
• Надежно закрепить свариваемые заготовки инвентарными крепежными приспособлениями или специальной оснасткой.
• Не загромождать рабочую зону, следить за положением кабелей и шлангов.
• После окончания сварных работ выключить оборудование.

Выполнение этих требований позволит сохранить здоровье и сберечь материальные ценности.

Что влияет на качество и размеры сварного шва

Одна из важных характеристик, определяющих качество сварного соединения — это провар, определяемый как отношение ширины шва к его глубине в поперечном сечении.

На геометрические показатели влияют следующие факторы:

• Сила тока. Чем она больше, тем большей глубины проплава можно достигнуть. Глубина проплава зависит также от плотности свариваемого материала — чем плотнее металл, тем меньшей глубины удастся добиться при той же силе тока. Сила тока не оказывает существенного воздействия на ширину.
• Тип применяемого тока. При сварке постоянным током соединение получается более узким, а при использовании переменного тока той же интенсивности-более широким.
• Диаметр электрода также оказывает влияние на глубину и ширину шва. При большем больше диаметре электродуга получается мощнее, позволяя получить более широкий шов.
• Рабочее напряжение также влияет на параметры шва — при его повышении ширина шва увеличивается.

Схема сварки под флюсом

Флюс, сгорая в пламени дуги, выделяет защитные газы, а твердые остатки образуют шлак, также попадающий в сварочную ванну.

Химический состав шлака оказывает сильное влияние на качество.

• улучшает качество обработки стали;
• стабилизирует тепловой режим рабочей зоны и повышает скорость плавления;
• облегчает формирование сварного шва;
• повышает стабильность электродуги.

Существует способ ручной дуговой сварки, при котором используются цельнометаллические плавящиеся электроды, а флюс в виде порошка насыпается вдоль линии будущего шва. По мер прохождения сварочной ванны порошок плавится, а при остывании шлак отделяется от поверхности сваренного металла. Такой способ применяет на промышленных предприятиях в специальных случаях.

В целом автоматическая сварка дает намного лучшие, а главное, стабильные результаты качества работ, чем ручная дуговая. Причина этого заключается в том, что все параметры процесса, включая положение сварочной головки, угол ее наклона и расстояние до поверхности контролируются компьютером. К тому же автомат не утомляется, его внимание не рассеивается и он не подвержен влиянию вредных факторов рабочей зоны.

Как варить швы в разных положениях

Ручная дуговая сварка позволяет варить в самых разнообразных положениях. ДЛЯ каждого из них существуют свои технологические указания, направленные на обеспечение высокого качества работ.

Параметры режима ручной дуговой сварки

Нижнее положение

Сварщик находится сверху относительно рабочей зоны, заготовки расположены горизонтально. Это самое простое и самое распространенное положение. В нем необходимо следить лишь за полным проплавлением сечений и не допускать прожогов. Требуется надежно закрепить заготовки инвентарными крепежными средствами, а под них подложить специальные монтажные прокладки из меди.

Вертикальное положение

В этом положении начинает действовать такой осложняющий работу фактор, как земное притяжение. Под его воздействием расплавленный металл будет стремить покинуть сварочную ванну и стечь вниз. Работу рекомендуется вести в направлении снизу вверх, чтобы стекающие расплавленные капли попадали на сформированный шовный материал. Этот прием заметно снижает скорость работы, но позволяет сохранить качество. При выборе направления сверху вниз скорость повысится, но заметно упадет глубина проплава.

Сварка вертикальных швов

Потолочное положение

Это самое сложное положение, в котором приходится работать сварщику. Чтобы расплавленный металл не пролился вниз, требуется снизить вес сварочной ванны до такой степени, чтобы он удерживался силами поверхностного натяжения. Это достигается уменьшением скорости и периодической приостановкой работ для того, чтобы металл успевал схватываться.

Ручная дуговая сварка в потолочном положении

Умение работать в потолочном положении — признак высокой квалификации сварщика.

Покрытие электродов

Электрод, предназначенный для соединения отдельных деталей, в большинстве случаев, представляет собой стержень из металла, который снаружи защищен специальным покрытием. Оно также известно под названием обмазка.

Покрытие электродов осуществляет функцию преграды между зоной сварки и воздухом, что исключает возникновение окислительного процесса. Обмазка применяется для электродов, предназначенных для соединения изделий из различных материалов, но имеет некоторые различия в зависимости от типов этих расходных элементов.

Назначение покрытия

Все виды электродов делятся на неметаллические, к которым относятся графитовые и угольные, и металлические. В свою очередь электроды, изготовленные из металла, разделяются на неплавящиеся и плавящиеся. Неплавящимся электродам покрытие не требуется, зато плавящиеся элементы нуждаются в защите. Эту функцию осуществляет специальная обмазка металлического внутреннего стержня, состоящая из нескольких компонентов.

Электроды с покрытием способствую образованию прочного, качественного шва без трещин и пор. Во время сварочного процесса образует оболочка из шлака, которая осуществляет защиту от негативного внешнего влияния. Она увеличивает время остывания соединения, благодаря чему из шва успевают выходить все посторонние включения, снижающие его качество.

Сварка покрытыми электродами обеспечивает стабильность горения дуги и простоту ее зажигания. Благодаря содержанию в обмазке ферросплавов из сварочной ванны происходит удаление кислорода - главного виновника образования пор в месте соединения.

Покрытие позволяет формировать облачко, состоящее из угарного и других газов. Оно осуществляет предохранение от окисления атмосферным воздухом. Насыщение расплава легирующими элементами улучшает качество соединения. Следствием удаления из расплава кислорода является процесс раскисления, что обеспечивается находящимися в обмазке таких веществ, как алюминий, титан, молибден, хром, марганец, графит. Эти компоненты более активно, чем кислород взаимодействуют с кислородом, связывая его.

Для придания соединению пластичности в обмазку добавляют бентонит и каолин. Для некоторых видов электродов в обмазку добавляют железный порошок, чтобы увеличить коэффициент наплавки.
Ручная дуговая сварка покрытыми электродами обеспечивает получение надежного и долговечного соединения металлических изделий.

Размеры покрытия

При осуществлении различных сварочных работ большую роль играет правильный выбор электродов. Чем большую толщину имеет свариваемое изделие, тем большим диаметром должен обладать электрод. В зависимости от этого выставляется величина тока на оборудовании.

Дуговая сварка покрытыми электродами требует грамотный выбор этих расходных элементов. При выборе электродов следует подвергать анализу величину размеров покрытия на нем. Каждое значение диаметра требует конкретную толщину покрытия. Обмазка наносится на определенной длине стержня.

Градация этого габарита, определенная в ГОСТе 9466-75, начинается с тонких, и заканчивается особо толстыми. Между ними находятся средние и толстые. Покрытия, имеющие статус тонких, обозначаются как «М», средние как «С». Толстые имеют обозначение «Д», а особо толстые носят обозначение «Г».
Эти буквы являются частью общего обозначения электродов с покрытием.

Для электродов, считающихся наиболее качественными, толщина обмазки находится в диапазоне от 0,5 до 2,5 миллиметров. У электродов с маленьким диаметром этот размер не превышает 0,3 миллиметра. Масса покрытия составляет примерно половину от значения общего веса расходного элемента.

Обмазкой, представляющей собой твердое пористое вещество, покрывают практически весь стержень, за исключением небольшого участка на его краю, размером приблизительно 20-30 миллиметров. Этот участок оставляют для того, чтобы поместить электрод в специальный держатель для его фиксации, что приводит к удобству работы с ним.

Виды покрытия

Виды покрытия электродов разделяются на некоторое количество групп, каждая из которых имеет свое обозначение. Типы покрытия электродов разделяются на:

• основное, обозначаемое как «Б», белого или бежевого цвета;
• кислое, обозначаемое «А», серого цвета;
• целлюлозное, имеющее обозначение «Ц», светло-серое с коричневатым оттенком;
• рутиловое, имеющее обозначение «Р», различных цветов, таких как серый, синий, зеленый, красноватый.

Также существуют покрытия смешанного типа, что отражается в их обозначении. Так, например, сочетание букв РЦ следует расшифровывать как рутилово-целлюлозное, а «РА» соответственно как рутилово-кислое. Буква «П» - обозначение других видов покрытий. Такая градация определяется наличием химических элементов, входящих в состав покрытия. Выбор покрытия следует осуществлять в зависимости от металлов, подвергаемых соединению.

Основное

Основное покрытие электродов содержит в основной массе карбонаты кальция и магния. Для того, чтобы произошло разбавление шлаковой корки в обмазку добавляют особый элемент в виде плавикового шпата. Это несколько ухудшает возможность работы при использовании переменного тока, поэтому электроды с основным покрытием рекомендуется использовать при работе с током постоянной величины.

Отличие этого вида покрытия состоит в том, что в образующейся газовой среде отсутствует водород, который может привести к образованию трещин холодного вида. Шов при использовании электродов с основным покрытием получается повышенной пластичности.

Большим преимуществом является возможность выполнения сварки при всех положениях, однако, следует учитывать, что шов вследствие значительной вязкости будет несколько выпуклым и не совсем эстетичным.

Кислое

Электроды с кислым покрытием обладают обмазкой, содержащей железную и марганцевую руды. Это способствует выделению на место сварки значительного количества кислорода. Результатом является повышение температуры и одновременно снижение поверхностного натяжения, что придает ему текучесть.

Увеличивается скорость сварочного процесса, но возникает опасность возникновения подрезов. Кислые электроды несут с собой некоторую опасность, поскольку в их покрытии содержатся оксиды марганца, обладающие токсичностью. Существуют марки электродов с кислым покрытием, однако более предпочтительными являются электроды с рутилово-кислым покрытием.

Целлюлозное

Соответственно названию основной элемент этого вида покрытия - целлюлоза. Также туда входят органические вещества в виде смол. Особенностью является то, что при сгорании в сварной дуге образуется значительное количество защитного газа. При этом шлака, наоборот, образуется мало.

Электроды с целлюлозным покрытием имеют некоторый недостаток, заключающийся в том, что при сварке появляются раскаленные брызги металла. Кроме того, металл шва имеет низкую пластичность. Это обусловлено наличием немалого количества водорода, выделяющегося при горении органических веществ.

Существующие марки электродов с целлюлозным покрытием характерны высокой скоростью осуществления сварочного процесса. К их достоинствам является возможность сварки во всех положениях, даже такому, при котором движение электрода происходит сверху вниз, что не под силу большинству электродов. Недостатками являются большое разбрызгивание горячего металла, образование подрезов на кромках, грубая поверхность получаемого шва.

Рутиловое

Такое покрытие содержит такой элемент, как природный концентрат рутил. Добавками являются полевой шпат, магнезит. Двуокись титана гарантирует легкое разжигание дуги. Брызг образуется немного.

Электроды обладают хорошими технологическими характеристиками. Вредность работы с ними менее, чем с другими электродами. Еще одно достоинство состоит в том, что зажигание дуги может происходить без непосредственного контакта электрода с поверхностью детали, поскольку пленка, образуемая в кратере, играет роль проводника. Особое значение это имеет, когда сваривание осуществляется короткими стежками.

Электродами можно осуществлять соединение даже загрунтованных поверхностей и шов при этом не будет уступать по прочности и надежности. Дуга обладает стабильностью, имеется возможность использования любого вида тока. Практически отсутствуют брызги раскаленного металла. Шов получается свободным от пор.

Читайте также:

  
• Плюсы и минусы газовой сварки
  
• Госты сварочных швов для полуавтомата
  
• Сварочные материалы проволока сварочная
  
• Решетки на окна сварочные
  
• Сварка нержавейки в юао