Сварочная проволока или электроды

Обновлено: 08.05.2024

Давайте для начала разберемся, что такое сварка. Сварка - это способ соединения металла под действием высокой температуры. Насколько прочно будет соединение зависит от качественного сварного шва. Для этого необходимо:

“Добавлять” металл в зону прохождения сварочной дуги;

Защищать зону сварки от окружающей атмосферы, содержащей активные газы, которые мешают получить качественное соединение.

Эти две проблемы для разных методов сварки решаются разными способами. Рассмотрим два самых популярных метода получения неразъёмных соединений: ручную дуговую сварку и сварку плавящимся электродом в среде защитных газов (она же полуавтоматическая).

Ручная дуговая сварка

Этот вариант сварки самый доступный и дает прекрасный результат. Процесс происходит следующим способом:

сварщик вручную зажигает электрическую дугу;
подает электрод по мере его оплавления в зону сварки;
двигает дугу вдоль свариваемых деталей.

Электроды при этом виде сварки - это отрезки проволоки длиной 300 - 450 мм (в среднем), покрытые обмазкой. Дуга, проходя через электрод к свариваемому металлу, нагревает и расплавляет конец электрода, и металл попадает в зону сварки, перемешивается с расплавленным металлом кромок деталей, и образует “сварочный шов”. После сгорания электрода сварщик вручную его меняет, опять зажигает дугу и продолжает работу.

Таким образом, решается вопрос с “добавлением” металла в сварочный шов. А электродная обмазка, сгорая, решает проблему с защитой жидкого металла сварочной зоны от газов атмосферы. Из этой специфики метода вытекают и его минусы:

Увеличение трудоемкости из-за необходимости очистки швов от шлака;
Более медленный процесс из-за ручной замены электродов.

Самый простой способ сварки;
Его можно использовать в удалённых и труднодоступных пространствах.

Сварка полуавтоматическая

Здесь электрод - это сварочная проволока, намотанная на катушку. Её подача в рабочую зону выполняется в автоматическом режиме, а сварщик вручную выполняет перемещение дуги вдоль участка сварки, поэтому этот вид и называется полуавтоматическим.

При полуавтоматической сварке защита металла выполняется потоком защитного газа или смесью газов. Сварщик нажимая кнопку на горелке, подает одновременно проволоку и защитный газ, и зажигает дугу. Остается только контролировать процесс сварки, перемещая горелку вдоль кромок деталей. Электрическая дуга расплавляет основной металл в зоне сварки и саму проволоку, которая капельно переносится на деталь.

Аккуратность. Шов при этой сварке получается более привлекательным внешне, чем при ручной дуговой сварке;
Уменьшение трудоёмкости. Защита соединения выполняется при помощи газа и шлак на поверхности шва не образуется;
Небольшая деформация изделия. Диаметр проволоки меньше, чем диаметр электрода, соответственно уменьшаются сварочные деформации изделия.

Меньшая мобильность: зона работы сварщика определяется длиной кабеля горелки;
Большой риск появления дефектов при работе неопытного сварщика (из-за сложностей с настройкой полуавтомата). Такие дефекты не видны, и вследствие этого требуется дополнительный контроль соединений.

Что выбрать?

Сварочную проволоку и электроды для ручной дуговой сварки объединяет само их предназначение - получение наплавленного металлического шва с определенным составом и свойствами, позволяющими эксплуатировать конструкцию в конкретных условиях.

Но одна и та же задача в этих материалах решена по-разному: в электродах легирующие элементы находятся не только в металле (электрода), но и в обмазке, и элементы переходят в шов в процессе сварки. При работе с полуавтоматом легирующие элементы находятся только в металле самой проволоки. Электродам не требуется какая-то дополнительная защита во время сварки, в отличие от нужно прокаливать перед использованием, так как обмазка впитывает влагу из воздуха, и потом переносит водород в сварной шов, что крайне нежелательно поскольку могут возникнуть дефекты.

Для сварки низкоуглеродистой и низколегированной стали используется проволока св-08Г2С либо её аналоги. Ее диаметр и режимы работы нужно выбирать в зависимости от толщины свариваемого металла, чаще всего используется диаметр 1,2 мм. В случае с электродами — это будут скорее всего АНО-4, АНО-12, ОЗС-12, УОНИ 13/55 или их аналог. Диаметр электродов также выбирается в зависимости от толщины металла.

Сделаем вывод

Разные виды сварки и, соответственно, сварочные материалы, решают разные задачи. Если нужна сварка в труднодоступных местах, или вне сварочного цеха — удобно использовать переносной дуговой сварочный аппарат, а если нужна качественная сварка в цеховых условиях, то стоит выбрать сварку полуавтоматическую.

Что использовать при сварке — электроды или сварочную проволоку?

Сварка — воздействие высокой температурой на металлические элементы для их скрепления. Качественность сварного шва обеспечивает прочность соединения элементов. Получить высококлассный шов можно, если:

оградить сварочную зону от активных газов, содержащихся в окружающей среде;
использовать дополнительный металл в зоне прохождения сварочной дуги.

Добиться исполнения этих пунктов можно различными способами, самые популярные из которых это:

ручная дуговая сварка;
полуавтоматическая сварка (получение неразъемных соединений с использованием электрода).

Рассмотрим их подробнее.

Метод ручной дуговой сварки

Самый доступный метод получения качественных швов даже в труднодоступных зонах. Процесс сварки этим методом состоит из следующих этапов:

Подпал электрической дуги.
Непосредственная сварка с постепенной подачей электрода в зону сварки.
Замена электрода и возобновление сварочного процесса, смещением дуги вдоль соединяемых элементов.

При этом способе сварки электродом служит обмазанная защитным составом проволока длиною 30-45 см. Дуга расплавляет проволоку одновременно с кромками свариваемых деталей и образует сварочный шов с дополнительным (полученным из расплавленного электрода) металлом. После сгорания электрод заменяется на новый и сварочная работа продолжается до полного скрепления элементов. Защитный состав, которым обмазана проволока, ограждает жидкий металл сварочной зоны от внешних газов.

Есть у данного метода и недостатки:

трудоемкость процесса (наличие дополнительных операций по очистке швов от шлака);
длительность процесса (необходимо постоянно приостанавливать сварочную операцию для замены электрода).

Метод полуавтоматической сварки

Этот метод обеспечивает получение, как визуально аккуратных, так и технически качественных швов. Процесс полуавтоматической сварки менее трудоемок. Соединительные швы защищаются за счет подачи потока специального газа, что также препятствует образованию шлака. При этом способе сварки электродом служит катушечная проволока. Такая проволока имеет меньший диаметр, нежели электрод, что минимизирует возможность деформации изделия в процессе сварки. А ее автоматическое направление к зоне сваривания исключает из процесса времязатратные операции на ее ручную подачу и замену. Сварщику остается только нажимать на кнопку на горелке, отвечающей за одновременную подачу проволоки и защитного газа, перемещать инструмент вдоль рабочей зоны и контролировать сварочный процесс.

К недостаткам данного метода можно отнести:

ограниченность рабочего пространства (работы ведутся в местах, куда достает кабель горелки);
допуск к работе только опытных сварщиков, умеющих настраивать полуавтоматический сварочный инструмент.

Электроды или сварочная проволока?

Несмотря на то, что оба эти материала используют с целью получить наплавленный металлический шов с определенными свойствами, результат их применения очень разный. Так, металлическая проволока, изначально содержащая в себе легирующие элементы, позволяет добиться более аккуратных швов и получить изделие с хорошими эксплуатационными характеристиками. Электроды, содержащие легирующие компоненты, и в обмазке, могут переносить водород из воздуха в шов, что нередко приводит к дефектам изделия.

При выборе между этими двумя материалами, следует учитывать:

какой толщины металл будет подвергаться обработке;
какой материал свариваемых деталей;
в каких местах необходимо соединить металлические кромки;
какие требования предъявляются к готовому изделию.

Соединение методом сварки деталей из низколегированной и низкоуглеродистой стали выполняется с использованием проволоки св-08Г2С или электродов УОНИ 13/55, АНО-12, АНО-4, ОЗС-12, а их диаметр выбирается зависимо от толщины кромок обрабатываемых деталей. При сварке в цеху правильнее пользоваться сварочным полуавтоматом, для выполнения работ в удаленных зонах выбирайте дуговой сварочный инструмент. Таким образом, рациональное применение того или иного сварочного материала зависит от поставленной задачи. У нас Вы можете купить стальную проволоку и другие изделия металлопроката.

Электроды и сварочная проволока

Сварочные Материалы

Электроды и сварочная проволока используются в процессе сварки, прежде всего, как источники присадочного материала. Кроме того, электрод работает как проводник электрического тока, играя роль одного из полюсов электрической дуги.

То есть без электродов и присадочной проволоки варить металл нельзя. И в этой статье мы опишем основные разновидности этих обязательных участников процесса сварки металлов.

Электроды и их особенности

Сварочная проволока и электроды, тая под действием высокой температуры, наполняют сварочную ванну присадочным металлом. Однако, в отличие от проволоки, электрод может быть не только неплавким, но даже и неметаллическим. Подробности ниже по тексту.

Плавкие электроды

Все плавкие электроды используются в процессе ММА сварки. Они производятся в форме прутка, покрытого спрессованным, порошкообразным флюсом. Причем сам пруток изготовляется из легированной стали.

И в зависимости от состава присадок к железоуглеродистому сплаву, прутки (а равно и сами плавкие электроды) разделяются на:

Высоколегированные сорта (содержание присадок до 20-25 процентов).
Легированные сорта (содержание присадок до 5-7 процентов).
Низкоуглеродистые сорта (содержат до одного процента легирующих присадок и состоят из конструкционной стали).

Диаметры электродов измеряются по диаметру прутка, и может равняться и 0,3 миллиметра и 12 миллиметрам. Однако в бытовой сварке и типовом промышленном производстве чаще всего используют электроды диаметром от 1 до 4-5 миллиметров. Все меньшие и большие размеры используются в достаточно специфичных условиях.

Неплавкие электроды

Неплавкие электроды используются в процессе сварки в среде защитного газа, то есть при TIG и MIG технологии. Неплавкий электрод не является источником присадочного материала – он работает как проводник электрического тока, а с его торца «стекает» электрическая дуга.

Поэтому неплавкие электроды классифицируют не только по материалу, но и по форме наконечника (рабочего торца). Основным конструкционным материалом для неплавких электродов является вольфрам, из которого производят прутки диаметром от 0,5 до 10 миллиметров. Основной формой торца является конус с углом при вершине 60-70 градусов.

Причем, из технически чистого вольфрама состоит только один тип электродов (ЭВЧ серия), а еще пять типов состоят из вольфрама с присадками, в качестве которых используется лантан или торий. А на конус затачивают только некоторые электроды, ведь кроме него торец можно сточить на цилиндр или на полусферу.

Неметаллические

Основа неметаллических электродов – технически чистый графит, из которого делают прутки диаметром до 18 миллиметров и длиной до 0,7 метра. Этот тип является частным случаем неплавких электродов. Поэтому его используют в процессе резки, наплавки, сварки под флюсом.

Причем графитовые электроды разогревают сварочную ванну до 3,5 тысяч градусов, поэтому тонкие листы «варят» такими прутками даже без присадочной проволоки.

Сварочная проволока

Сварочный аппарат, проволока, электрод – вот три кита, на которых стоит весь процесс сварки металлов. И если с электродами мы уже разобрались (выше по тексту), то с проволокой все пока еще не ясно. Поэтому давайте приступим к проволоке.

Какая бывает проволока?

Проволока изготавливается из сталей, цветных металлов и сплавов. По ГОСТ 2246-70 стальная проволока бывает легированной, высоколегированной и низкоуглеродистой (как электроды).

Проволока из цветных металлов используется для сварки соответствующих материалов и имеет тот жен состав, что и стыкуемые заготовки. То есть, для сварки алюминия нужна алюминиевая проволока и так далее.

Где и как используется проволока?

Присадочная проволока используется в процессе газовой сварки или сварки в среде защитных газов. В первом случае проволока подается в зону сварочной ванны только вручную, а во втором – либо вручную (TIG технология), либо автоматически (MIG технология).

Подача проволоки в сварочную ванну осуществляется либо за пламенем дуги или горелки, либо перед ним. В первом случае получается максимально качественный шов, а во втором – гарантирована максимальная скорость сварки.

Конкретную технику подачи присадочного материала выбирают исходя из технологических предпочтений и типа свариваемых металлов.

Полярность сварочных электродов

Электродуговая сварка может осуществляться при помощи оборудования, вырабатывающего постоянный или переменный ток. Если работа на переменном токе не имеет нюансов в вопросе правильного подключения массы и держателя электрода, то при сварке на постоянном токе полярность сварочных электродов имеет большое значение.

Общие понятия

В зависимости от того какой полюс сварочного автомата подключен к держателю, определяется тип и особенности режима сварки:

Сварка на прямой полярности предполагает подключение положительного полюса к соединяемым заготовкам (массе), и отрицательного к держателю электрода.
Для выполнения работ при обратной полярности полюса меняются местами (плюс на держатель, минус на массу).

Несмотря на то, какая полярность электродов применяется, сварка на постоянном токе имеет общие особенности по сравнению с применением переменного напряжения:

Благодаря тому, что направление движение электронов постоянное, при сварке не происходит чрезмерного разбрызгивания расплавленного металла. Именно поэтому сам шов получается более качественным, аккуратным.
Полярность подключения электродов играет большую роль потому, что положительный и отрицательный элементы нагреваются по разному, а это оказывает влияние не только на глубину провара, но и количество переносимого с плавящегося электрода металла.
В любом случае необходимо обеспечить качественный контакт провода с обрабатываемой деталью, только так можно обеспечить устойчивость и надежность сварочной дуги.

Сварка на прямой полярности

При таком способе подключения электродов большему нагреву подвергается заготовка, а не электрод. Такой режим характеризуется выделением значительно большего количества тепла.

Поэтому сварка на прямой полярности рекомендована для выполнения следующих операций:

Резка металла любым типом электродов.
Сварка заготовок значительной толщины.
Работа с металлами, имеющими более высокую температуру плавления.

Именно в этих случаях требуется разогрев обрабатываемых деталей до более высоких температур, для выполнения этих работ требуется значительное тепловыделение.

Сварка на обратной полярности

В данном случае большему разогреву подвергается электрод, поэтому на заготовку передается меньшее количество тепловой энергии.

Благодаря этому электроды обратной полярности позволяют выполнять работы в более мягком (деликатном) режиме.

Это актуально во многих случаях, например, сварка нержавеющей или тонкой листовой стали, сплавов, чувствительных к тепловому воздействию.

Так же такое подключение используется для работ в среде защитных газов или под флюсом.

Определение необходимой полярности

О том, как определить полярность электродов при сварке, существует множество споров, при этом каждая сторона приводит правильные, казалось бы доводы. Противники указанной выше версии ссылаются на учебники по технологии сварочного производства, изданные еще в середине прошлого века, считая, что сведения указанные в них наиболее правильные.

Но стоит учитывать то, что с тех пор произошло существенное усовершенствование сварочной техники и расходных материалов. Поэтому основываться на рекомендациях, касающихся устаревших технологий, все-таки не стоит. Наиболее правильным считается именно описанный выше выбор полярности.

Существует еще одна группа сварщиков, считающих, что любые работы лучше (вернее удобней) выполнять исключительно на обратной полярности. Это связано в первую очередь с тем, что в таком режиме электроды меньше липнут и отсутствует риск прожига металла. Но появление инверторной сварочной техники решило и эту проблему.

Стоит обращать внимание и на тип электродов. Существуют марки, которые могут применяться только при прямой или обратной полярности, нарушение рекомендаций производителя может не только усложнить процесс сварки, но и сделать ее невозможной в принципе.

На сегодняшний день производители уже предлагают электроды, способные работать при любом напряжении и различной полярности.

Правильный выбор полярности подключения электродов способствует упрощению сварочного процесса и повышению качества шва.

Электроды с флюсом и сварочная проволока с флюсом

Автоматическая сварка под флюсом или полуавтоматическая сварка предполагает, что электрическая дуга и вся сварочная ванна находятся под слоем флюса, который защищает шов и сварочную ванну от воздействия атмосферы. Сгорая, флюс образует шлак, который покрывает сверху сварной шов. Шлак также является дополнительной защитой шва.

Данный вид сварки широко распространен в судостроении, в изготовлении резервуаров, в сваривании труб большого диаметра и габаритных металлоконструкций. За счет использования значительных сварочных токов удается сваривать очень толстый металл, не разделывая предварительно его кромки. В последнее время появились электроды с флюсом для сварки, которые дают дополнительные удобства сварщику при работе.

Преимущества сварочных работ под флюсом

Если сравнить, то обычная дуговая сварка будет в несколько раз менее эффективна, чем сварка под флюсом.

Отмечаются такие преимущества данного метода:

Вся зона сварки является защищенной флюсом от кислорода. Поверхность шва не окисляется, на нее не попадают вещества извне, внутри самого шва не образуются воздушные каверны.
Уменьшен расход сварочных электродов и присадочной проволоки за счет того, что расплавленный металл находится под слоем флюса.
За счет этого также значительно уменьшается разбрызгивание металла в процессе сварки. Потери металла уменьшаются на 2 %.
Качество шва оказывается более высоким. Сохраняются постоянными размеры и форма шва. Химический состав шва более однороден.
Снижается время проведения работы и экономится электроэнергия. Это тем более актуально, если применяется механизированная сварка, исключающая воздействие «человеческого фактора».
Повышается безопасность работы сварщика ввиду отсутствия брызг расплавленного металла.

Сварка под флюсом имеет так же существенный недостаток, а именно сложность ручного ведения электрода. За слоем флюса, нанесенного на поверхности свариваемых деталей, невозможно отчетливо увидеть кромки самих деталей. Поэтому ручная сварка на практике используется редко. Но было найдено решение этой негативной проблемы.

Была разработана технология производства электродов и сварочной проволоки с флюсом, которая сейчас активно применяется.

Электроды и сварочная проволока с флюсом

Сварочная проволока с флюсом состоит из металлической оболочки, заполненной флюсом специального состава. Такая технология изготовления электродов существенно облегчила работу сварщиков. Слой флюса, который наносится на сварочную проволоку или на электроды, выполняет такие же задачи, что и флюс, нанесенный на поверхности деталей.

Но сварщик в процессе работы полностью контролирует сварной шов.

При нагреве электрода флюс для сварки плавится, стекает с его поверхности и покрывает кромки деталей. Его защитные функции остаются прежними. Еще одной особенностью электродов с флюсом является выделение расплавленным флюсом углекислого газа. Известно, что углекислый газ горение не поддерживает. Следовательно, можно без опаски перегрева деталей увеличивать сварочный ток.

Читайте также: