Классификация электродов для сварки и наплавки

Обновлено: 15.05.2024

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

Сварочные электроды: виды и характеристики

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.

  1. Для сварки сталей разных марок
  2. Для работы с чугунными сплавами
  3. Для сварки алюминия
  4. 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

Сварочные электроды: виды и характеристики

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

Сварочные электроды: виды и характеристики

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

Сварочные электроды: виды и характеристики

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

Сварочные электроды: виды и характеристики

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.

Сварочные электроды: виды и характеристики

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

Сварочные электроды: виды и характеристики

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)

Сварочные электроды: виды и характеристики

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

Сварочные электроды: виды и характеристики

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:

  1. Убрать грязь, ржавчину.
  2. Прокалить электроды.
  3. 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

Условные обозначения покрытых электродов

Структура условного обозначения электрода по ГОСТ 9466-75 "Электроды покрытые для ручном дуговой сварки и наплавки. Классификации и общие технические условия" состоит из 11 обозначений в виде дроби:

Структура условного обозначения электродов

В числитиле - паспортные данные:

ТИП ЭЛЕКТРОДА

Для сварки углеродистых и низколегированных сталей, а также легированных с повышенной и высокой прочностью обозначение состоит из:

  • индекса Э - электрод для ручной дуговой сварки и наплавки;
  • цифр, следующих за индексом, обозначающих величину предела прочности при растяжении в кгс/мм 2 ;
  • индекса А, указывающего, что металл шва имеет повышенные свойства по пластичности и ударной вязкости.

Для сварки теплоустойчивых, высоколегированных сталей и для наплавки обозначение состоит из:

  • индекса Э - электрод для ручной дуговой сварки и наплавки;
  • дефиса (тире);
  • цифры, следующей за индексом, указывающей среднее содержание углерода в сотых долях процента;
  • букв и цифр, определяющих содержание химических элементов в процентах.

Порядок расположения буквенных обозначений химических элементов определяется уменьшением среднего содержания соответствующих элементов в наплавленном металле. При среднем содержании основного химического элемента менее 1,5 % число за буквенным обозначением химического элемента не указывается. При среднем содержании в наплавленном металле кремния до 0,8 % и марганца до 1,0% буквы С и Г не проставляются.

Буквенное обозначение ххимических элементов

Для сварки yглеродистых и низколегированных сталей с пределом прочности при разрыве до 490 МПа (50 кгс/мм 2 ) применяют 7 типов электродов: Э 38; Э 42; Э 46; Э 50; Э 42А; Э 46А; Э 50А.

Для сварки углеродистых и низколегированных сталей с пределом прочности при разрыве от 490 МПа (50 кгс/мм 2 ) до 588 МПа (60 кгс/мм 2 ) применяют 2 типа электродов: Э 55; Э 60.

Для сварки легированных сталей повышенной и высокой прочности с пределом прочности при разрыве свыше 588 МПа (60 кгс/мм 2 ) применяют 5 типов электродов: Э 70; Э 85; Э100; Э 125; Э 150.

Для сварки теплоустойчивых сталей - 9 типов: Э-09М; Э-09МХ; Э-09X1М; Э-05Х2М; Э-09Х2М1; Э-09Х1МФ; Э-10Х1МНБФ; Э-10ХЗМ1БФ; Э-10Х5МФ.

Для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами - 49 типов: Э-12Х13; Э-06Х13Н; Э-10Х17Т; Э-12Х11НМФ; Э-12Х11НВМФ и другие.

Для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами - 44 типа: Э-10Г2; Э-10ГЗ; Э-12Г4: Э-15Г5: Э-16Г2ХМ: Э-30Г2ХМ и другие.

МАРКА ЭЛЕКТРОДА

Каждому типу электрода может соответствовать одна или несколько марок.

ДИАМЕТР ЭЛЕКТРОДА, мм

Диаметр электрода соответствует диаметру металлического стержня.

НАЗНАЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОДА

Для сварки углеродистых и низколегированных сталей с пределом прочности при растяжении до 588 МПа (60 кгс/мм 2 ) - маркируется буквой У;

Для сварки легированных конструкционных сталей с пределом прочности при растяжении свыше 588 МПа (60 кгс/мм 2 ) - маркируется буквой Л;

Для сварки теплоустойчивых сталей - маркируется буквой Т;

Для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами - маркируется буквой В;

Для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами - буквой Н.

КОЭФФИЦИЕНТ ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИЯ

В зависимости от отношения диаметра покрытия электрода D к диаметру электродного стержня d электроды подразделяются на следующие группы:

  • с тонким покрытием (D / d ≤ 1,2) - маркируется буквой М;
  • со средним покрытием (1,2 С;
  • с толстым покрытием (1,45 Д;
  • с особо толстым покрытием (D / d > 1,8) - Г.

В знаменателе - кодированное обозначение (код):

буква Е - международное обозначение плавящегося покрытого электрода

ГРУППА ИНДЕКСОВ, УКАЗЫВАЮЩИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕТАЛЛА ШВА ИЛИ НАПЛАВЛЯЕМОГО МЕТАЛЛА

6.1. Для электродов, применяемых для сварки углеродистых и низколегированных сталей с пределом прочности при растяжении до 588 МПа (60 кгс/мм 2 )

Характеристики металла шва

6.2. В условном обозначении электродов для сварки легированных сталей с пределом прочности при растяжении свыше 588 МПа (60 кгс/мм 2 ) первый индекс двузначного числа соответствует среднему содержанию углерода в шве в сотых долях процента; последующие индексы из букв и цифр показывают содержание элементов в процентах в металле шва; последний цифровой индекс, проставляемый через дефис, характеризует минимальную температуру°С, при которой ударная вязкость металла шва составляет не менее 34 Дж/см 2 (35 кгс?м/см 2 ).

Характеристики металла шва

Пример: E-12X2Г2-3 означает 0,12% углерода, 2% хрома, 2% марганца в металле шва и при -20°С имеет ударную вязкость 34 Дж/см 2 (3,5 кгс?м/см 2 ).

6.3. В условном обозначении электродов для сварки теплоустойчивых сталей содержатся два индекса:

  • первый указывает минимальную температуру, при которой ударная вязкость металла шва составляет не менее 34 Дж/см 2 (3,5 кгс?м/см 2 );
  • второй индекс - максимальную температуру, при которой регламентированы показатели длительной прочности металла шва.

Характеристики металла шва

6.4. Электроды для сварки высоколегированных сталей кодируются группой индексов, состоящих из трех или четырех цифр:

  • первый индекс характеризует стойкость металла шва к межкристаллитной коррозии;
  • второй указывает максимальную рабочую температуру, при которой регламентированы показатели длительной прочности металла шва (жаропрочность);
  • третий индекс указывает максимальную рабочую температуру сварных соединений, до которой допускается применение электродов при сварке жаростойких сталей;
  • четвертый индекс указывает содержание ферритной фазы в металле шва.

Характеристики металла шва

6.5. Условное обозначение электродов для наплавки поверхностных слоев состоит из двух частей:

первый индекс указывает среднюю твердость наплавленного металла и выражается дробью:

  • в числителе - твердость по Виккерсу;
  • в знаменателе - по Роквеллу.

второй индекс указывает, что твердость наплавленного металла обеспечивается:

Электроды для наплавки: состав, виды, правила подбора


Электроды для наплавки применяют, когда необходимо наплавить вручную детали из цветных металлов. Слой наплавляемого металла устойчив к образованию трещин. Такие электроды изготовлены по стандартам ГОСТ 9466-75 и 10051-75.

Для наплавки также иногда применяют электроды для сварки нержавеющих, легированных и жаропрочных сталей. В зависимости от марки электрода наплавленные металлы отличаются по физическим и химическим свойствам. Подробнее о видах электродов для наплавки и особенностях их использования читайте в нашем материале.

Технология наплавки электродами

Существует множество типов электродов для наплавки, с помощью которых можно получить наплавленный металл с разным химическим составом и эксплуатационными качествами. Согласно ГОСТ 10051-75 «Электроды покрытые металлические для ручной дуговой наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами» есть 44 вида таких изделий.

Технология наплавки электродами

Как и в любых сварочных работах, при наплавке применяются расходные материалы. Но если при соединении углеродистых сталей преследуется цель получить прочный шов, то наплавка решает иные задачи – она позволяет улучшить полезные качества металла:

  • Твердость.
  • Износостойкость.
  • Сохранение параметров.
  • Коррозионная устойчивость.

Наличие данных факторов поможет снизить износ деталей и сократить расходы на их замену.

Способ наплавки электродами подразумевает, что на поврежденную поверхность наносят слой жидкого сплава, размеры и физические характеристики обрабатываемой детали приводят в норму.

Для наплавки применяют нагрев поверхности, который может быть газовым или электрическим. Используется природный газ или ацетилено-кислородное пламя. Электрическая наплавка бывает дуговой, импульсной, искровой, комбинированной.

Стандартное устройство для ручной дуговой наплавки покрытыми плавящимися электродами металла состоит из нескольких элементов:

  • источника энергии;
  • электродов;
  • приспособлений для перемещения и закрепления начальных деталей.

В производственных комплексах часто процесс наплавки и сварки автоматизирован, что позволяет выполнять работу в большем объеме. Например, вращающаяся установка применяется для одновременной обработки нескольких одинаковых деталей.

Особенности состава и структуры электродов для наплавки

Электроды для наплавки стали, так же как и другие типы стержней, регламентируются ГОСТом. Для каждого металла и вида сварки используют свой тип электродов, определяющий технологию проведения работы.

Некоторые электроды используют и для сварочных операций, и для наплавки сталей (ГОСТ 9466-75). Для ручной дуговой наплавки электродом применяется ГОСТ 10051-75. Есть тип электродов, который используют в нестандартных случаях, к примеру с целью наплавки истертых гравюр, штампов, матриц.

Особенности состава и структуры электродов для наплавки

Виды электродов, которые попадают под государственную стандартизацию:

  • Покрытые электроды для работы с низколегированными сталями: Т-590, Т-620, ОЗН-6, АНП-13.
  • Сварочные электроды для обработки нержавеющей стали: ЦН-6Л, ЦН-12М, УОНИ 13/НЖ-20Х13.
  • Твердосплавные электроды для утолщения оборудования для работы с металлами: ОЗН-300М, ОЗН-400М.

Чтобы выполнить качественную наплавку, учитывают свойства и параметры материалов электрода и рабочей поверхности. Необходимо, чтобы химический состав стержней для наплавки был приближен к металлу обрабатываемой детали, иначе между двумя разными материалами возникнет напряжение.

Верхний слой электрода для ручной дуговой наплавки сталей состоит из устойчивых карбидов либо нитридов. Качество покрытия зависит от количества углерода и карбидообразующих частиц – хрома, молибдена, вольфрама, ванадия и железа. Данные химические элементы необходимы для создания прочных сплавов.

Для получения износостойкой наплавки на детали необходимо, чтобы происходило формирование карбидных соединений на поверхности металла с участием перечисленных химических элементов и углерода. В результате получается полуаустенитная матрица с равномерным распределением стойких карбидов по поверхности. Использование технологии наплавки покрытыми электродами улучшает качество сплава, увеличивает его износостойкость, твердость, устойчивость к воздействию высоких температур.

Таким образом, методика позволяет получить слой металла с повышенным сопротивлением к истиранию и при этом с пониженной ударной вязкостью.

Если распределить химические элементы, входящие в состав электродов, в порядке убывания износостойкости, получится такой список: карбид вольфрама, карбид молибдена, карбид хрома, многокомпонентные карбиды.

Маркировка электродов содержит в себе несколько важных параметров:

  • вид компонента;
  • название электрода в соответствии с ГОСТ;
  • диаметр изделия, мм;
  • характеристики наплавляемой поверхности (необязательно);
  • индекс электрода и механические свойства наплавочного слоя;
  • метод использования;
  • номер ГОСТ, в соответствии с которым выпущен электрод.

Принципы выбора наплавочных электродов

Прежде чем начинать работы по наплавке металла, стоит правильно обозначить желаемый конечный результат: сварка и улучшение прочности изделия или изменение параметров начальной заготовки. В первом случае требуется обработка деталей машин и конструкций, которые испытывают высокую несущую нагрузку. Другой вариант подразумевает упрочнение инструментальной оснастки.

Принципы выбора наплавочных электродов

К характеристикам твердосплавных электродов для наплавки относятся высокое сопротивление к сжатию, пониженная пластичность и прочность на сдвиг. Применять материалы с такими параметрами нужно с учетом того, что при ударном тепловом воздействии на рабочую поверхность металла на нем не возникают сжимающие напряжения. Создание при наплавке твердых слоев, устойчивых к ударам, сохранит детали невредимыми при силовом воздействии.

Если необходимо выбрать эффективные электроды для наплавки металла, нужно отдавать предпочтение проводникам с наличием в составе быстрорежущих сталей, аустенитных марганцевых сталей, комбинированных сплавов системы «хром – кобальт – вольфрам», аустенитного железа с большим содержанием хрома, сплава никеля с хромом и бором. Такие компоненты обладают лучшими эксплуатационными качествами.

Типы электродов для наплавки

Для конструкций, используемых под влиянием разных факторов, применяют специфические марки электродов для наплавки. Для удобства их разделяют на шесть больших групп.

Как правильно выбрать электроды для сварки

Речь в статье пойдет о покрытых электродах, используемых для ручной электродуговой сварки. Параметры выбора электродов достаточно многочисленны, назовем основные:

  • выбор металлов, сплавов (стали, сплавы, разновидности чугуна и т. д.).
  • типы обслуживаемой конструкции или оборудования;
  • тип работ, который зависит от конструкции (массивные, толстостенные, тонкостенные, тавровые и т. д.);
  • род используемого для сварки тока;
  • наличие опыта у сварщика;
  • собственно, качество самого электрода.

Основываясь на этих параметрах, рассмотрим вопрос о том, как сделать оптимальный выбор.


Виды электродов для сварки и стали

Рассматривая типы и марки электродов для сварки, для начала остановимся на первых. Покрытые электроды (а именно они представлены в каталоге продукции МЭЗ) подразделяются на 4 основных типа — в зависимости от покрытия, которое на них наносится.

Основное покрытие («Б»)

Это один из наиболее распространенных типов обмазки, в составе которой — карбонаты кальция и магния. В маркировке обозначаются буквой «Б». Ключевое преимущество — малое содержание водорода в составе покрытия. Это и другие свойства позволяют получать механически очень прочный, высокопластичный шов с отличной ударной вязкостью. Электроды используются при сварке особо ответственных конструкций, а также конструкций, которые будут эксплуатироваться в знакопеременных по температуре условиях и суровых северных условиях. Наиболее широко известна марка УОНИ 13/55, УОНИИ 13/55, УОНИ 13/45. Среди минусов: образование при сварке сравнительно большого количества шлака, риски появления пор в сварном шве при сварке на длинной дуге, при влажной или окисленной поверхности.

Рутиловое покрытие («Р»)

Также является одним из самых широко используемых. Основа состава — рутил (диоксид титана), помимо него присутствуют кислород и кремний. Изделия обеспечивают легкий первичный, повторный поджиг, стабильное горение дуги, малое количество брызг, легкое отделение шлаковой корки, ровный шов товарного вида. Оптимально подходят для сварки низкоуглеродистых сталей. Наиболее популярные марки — МР-3 ЛЮКС, МР-3, ОЗС-12, АНО-21. В ряду минусов: необходимость в низкой влажности и в обязательной предварительной прокалке во избежание рисков окисления металла шва.

Кислое покрытие («А»)

Имеет в составе железо, кремний, марганец, другие элементы. Электродами с кислой обмазкой можно вести сварку по поверхностям с окалиной или ржавчиной, они обеспечивают высокую сопротивляемость возникновению в металле шва воздушных каналов. Из минусов — угроза появления в последнем горячих трещин.

Целлюлозное покрытие («Ц»)

Состоит из целлюлозы, органических смол, ферросплавов и других элементов. Электроды хорошо подходят для выполнения сварки в вертикальном положении благодаря малому количеству шлака и выделению защитных газов. В числе минусов — высокий уровень разбрызгивания металла и высокое содержание водорода, что может ухудшить качество металла сварного шва.


Выбор электродов для сварки металлоконструкций

Выбор перечисленных выше типов электродов зависит от того, какие работы выполняются (сварка или наплавка, заварка браков литья), а также от того, какие металлы и сплавы используются. Поэтому подбирать оптимальный вариант электродов для металлоконструкций следует с учетом их основного назначения:

Назначение

Рекомендуемые марки электродов

Сварка углеродистых и низколегированных конструкционных сталей

Сварка легированных высокопрочных сталей

Сварка теплоустойчивых, жаропрочных сталей и сплавов

ОЗЛ-35, КТИ-7А, ИМЕТ-10, ТМЛ-3У, АНЖР-2, ЦЛ-39

Сварка «нержавейки», коррозионностойких сталей и сплавов

УОНИ-13НЖ, ЭА-400/10Т, ИЖ-15С, ЦТ-15, НИАТ-1

Сварка элементов из разных материалов и сталей разных классов

ОЗЛ-32, ЦТ-28, ЭА-391/15, АНЖР-2, ВИ-ИМ-1, ИМЕТ-10, НИИ-48Г, В-56У

Сварка изделий из никелевых сплавов

Сварка литого чугуна

МНЧ-2, ОЗЧ-3, ОЗЖН-1, ОЗЖН-2

Сварка ковкого чугуна

НИИ-48Г, АНВ-20, ОЗЛ-44, ЭА-112/15

Сварка изделий из сплавов на основе алюминия

ОЗА-1, ОЗА-2, ОЗАНА-1, ОЗАНА-2

Сварка медных и бронзовых деталей

Комсомолец-100, АНЦ/ОЗН-3; ОЗБ-2М (для бронзы)

Наплавка деталей, работающих в условиях абразивного износа

Наплавка деталей, работающих в условиях интенсивных ударных нагрузок при абразивном износе

12АН/ЛИВТ, ТК3-Н, ВСН-6

Наплавка деталей, работающих в условиях интенсивного износа с ударными нагрузками

Наплавка деталей, работающих в условиях интенсивных ударных нагрузок

Наплавка изношенных деталей из высокомарганцовистых сталей

Наплавка металлорежущего инструмента

Как подобрать диаметр электрода в зависимости от толщины металла


При выборе следует учитывать зависимость диаметра электрода от толщины свариваемого металла изделий и элементов. Чем толще последний — тем, соответственно, больше и толщина стержня электрода. Так,

  • при толщине свариваемых элементов в 1,5-2,5 мм толщина электрода будет составлять 2-2,5 мм;
  • при толщине в 3 мм — соответственно 2,5-3 мм;
  • при 4-5 мм — 3-4 мм;
  • при 6-10 мм — 4-5 мм.

Допустимые значения сварочного тока также варьируются в зависимости от диаметра расходника (об этом — ниже). При повышенных значениях тока (всегда указываются на упаковке) и превышении рекомендуемых показателей диаметра существуют риски образования в металле шва пор. Следует также сказать о том, что если толщина изделий не более 1,5 мм, ручная дуговая сварка обычно не используется.

Выбор силы сварочного тока под электроды

Электродные расходники могут работать на постоянном и/или на переменном токе. Так, электроды с рутиловым покрытием используются в сварке как на постоянном, так и на переменном токах, то время как изделия с обмазкой основного типа (как, например, УОНИ 13/55 →) — только на постоянном токе обратной полярности.

Выбор силы сварочного тока напрямую влияет на качество сварки и получаемого результата. Если он подобран неправильно, заготовка при сварке может просто прожечься или, напротив, металл не оплавится на нужную глубину. Для правильного подбора существуют госты и рекомендуемые настройки, проверенные годами практики. Одно из ключевых правил — зависимость силы тока от диаметра электрода, важную роль также играют:

  • толщина заготовки;
  • пространственное положение сварки;
  • длина дуги;
  • количество слоев шва.

Для начинающих сварщиков будет полезно знать одно из основных негласных правил: на 1 мм диаметра электрода приходится в среднем 20-30 Ампер тока. Усредненно значения выглядят следующим образом:

Электроды для наплавки

Начиная с 20-х годов прошлого века, наплавка используется в качестве метода восстановления промышленных деталей и оборудования. Именно тогда было установлено, что поверхностное упрочнение буровых долот продлевает срок службы этих долот более чем в десять раз. С того времени, наплавка стала эффективным средством повышения износостойкости деталей машин и инструмента.

Технология наплавки


Как и сварка электродом углеродистых сталей, наплавка также использует расходные материалы. Однако конечной целью является не надёжность образованного соединения, а его эксплуатационные параметры:

  1. Твёрдость.
  2. Износостойкость.
  3. Стабилизация размеров.
  4. Устойчивость против коррозии.

В совокупности указанные факторы способствуют снижению затрат на обслуживание и замену изношенных деталей.

Сущность наплавки заключается в том, что на обрабатываемую поверхность в расплавленном виде наносится слой металла (или сплава), в результате чего восстанавливаются размеры детали и повышается её износостойкость.

По методу нагрева поверхности наплавку подразделяют на газовую и электрическую. К первой относят наплавку природными газами, либо ацетиленово-кислородным пламенем. Разновидностями электрической наплавки являются дуговая, импульсная, искровая, а также комбинации перечисленных способов.

УОНИ-13/НЖ/20Х13

АНП-13

ОЗЧ-2

ОЗЧ-6

Оборудование

Типовая установка для наплавки сталей включает в себя:

  • генератор энергии;
  • электроды;
  • приспособления для координации и фиксирования исходных заготовок.

В современных промышленных агрегатах часто присутствуют и средства автоматизации процесса. Это позволяет увеличивать количество рабочих позиций. В частности, вращающиеся устройства часто используются для одновременной обработки большого количества однотипных деталей.

Наплавочные электроды

Как и электроды для сварки углеродистых сталей, ГОСТ на которые определяет марку материала и технологию сварки, наплавочные электроды также различают по своим функциональным особенностям.

Важно! Различают электроды, с помощью которых можно производить как собственно сварку, так и наплавку (ГОСТ 9466-75), электроды, выполняющие ручную электродуговую наплавку (ГОСТ 10051-75), а также нестандартизированные электроды специального применения (например, для наплавки изношенных гравюр штампов, матриц или пуансонов).


Типы электродов, определяемые действующими госстандартами:

  1. Покрытые наплавочные электроды, предназначенные для наплавки низколегированных сталей: Т-590, Т-620, ОЗН-6, АНП-13
  2. Сварочные наплавочные электроды, используемые при обработке нержавеющих сталей: ЦН-6Л, ЦН-12М, УОНИ 13/НЖ-20Х13
  3. Твердосплавные наплавочные электроды, эффективные при упрочнении металлообрабатывающего инструмента: ОЗН-300М, ОЗН-400М

Особенности состава и структуры электродов

Различают условия работы и конечные характеристики поверхности детали после наплавки. Материал наплавочного электрода должен обладать сродством к основному металлу изделия, поскольку большая разница между размерами наплавляемых частиц и базовой макроструктурой способствует возникновению внутренних напряжений.

Поверхностный слой наплавочных электродов обычно составляют износостойкие карбиды (реже – нитриды) металлов. Эффективность покрытия находится в прямой зависимости от количества карбидообразующих элементов - хрома, молибдена, вольфрама, ванадия и железа - в сочетании с углеродом.

Устойчивые к износу карбиды образуются, когда один из этих элементов реагирует с углеродом и в результате полностью насыщается, образуя карбид, состоящий только из углерода и металла. Баланс углерода остаётся в растворе, образуя полуаустенитную матрицу, в которой твёрдые, износостойкие карбиды распределяются равномерно. Поскольку отношение износостойких карбидов к матрице сплава увеличивается, сопротивление истиранию увеличивается (а ударная вязкость – снижается).

Читайте также: