Сварочные материалы для дуговой сварки

Обновлено: 14.05.2024

Один из видов неразъемного соединения материалов, проводимый в ручном режиме – это ручная дуговая сварка. Она основана на действии электрической дуги, возникающей при контролируемом коротком замыкании.

Сварщик вручную управляет электродом и при необходимости подает присадочный материал. Хотя производительность ручного метода не высока, его часто используют в домашних условиях. Оборудование для него вполне доступно, и обучиться ручной сварке при желании может каждый.

Краткий обзор технологии

Когда применяется ручная электродуговая сварка, происходит быстрый разогрев металла до температуры плавления воздействием электрической дуги, возникающей как эффект пробоя воздуха между электродом и массой (свариваемыми деталями). В сварной шов вводится дополнительный материал, что позволяет заполнить зазор между свариваемыми деталями.

В точке нагрева образуется так называемая сварочная ванна, которая представляет собой зону смешивания расплавленного металла детали с маериалом присадки.

Вверх всплывает легкий расплавленный шлак — это сгоревшая обмазка плавящегося электрода или остатки стержня неплавящегося. Шлак защищает раскаленный металл от вредного влияния газов, находящихся в атмосфере.

Это влияние может привести к окислению шва и проникновению в его структуру атомов газа, в результате чего шов не приобретет требуемой прочности.

Ручная дуговая сварка производится плавящимся либо неплавящимся электродом. Первый сам по себе является присадочным материалом, второй требует введения в расплав присадочной проволоки.

Существуют различные технологии сварки вручную. Наименее сложная и затратная из них требует наличия только сварочного аппарата переменного или постоянного тока и необходимой амуниции для сварщика, но подходит этот способ, как правило, только для черных металлов, нормально переносящих контакт с кислородом. Для защиты сварочной ванны, где оплавляется сталь и железо, достаточно только среды, выделяемой защитной обмазкой электрода.

Более сложные способы, такие, как, например, аргонодуговая сварка, требуют наличия специальной горелки с соплом, через которую подается аргон либо другой защитный газ.

Сварочную дугу инициирует короткое замыкание при контакте электрода с массой. Температура дуги может достигать 5000 °C.

Назначение

Применение ручной дуговой сварки очень широко — от бытовых работ по дому и даче до промышленности, в том числе высокотехнологичной. Среди основных отраслей промышленности и народного хозяйства, где она используется, можно выделить:

различные сервисные и ремонтные работы, например, автомобильной техники;
сварку труб для воды, газа, нефтепродуктов.;
кораблестроение (сварка листов корпуса);
многие виды машиностроения.

Принцип ручной сварки часто применяется для наплавок на поверхность детали иного металла. В быту ручным дуговым методом сваривают беседки, скамейки, мангалы, качели, проводят ремонт металлических изделий.

Технические возможности

Ручная сварка имеет существенные ограничения по толщине свариваемых деталей, это ее основной недостаток. Как правило, листы толще 10 мм этим способом не сваривают.

К другим можно отнести сравнительно низкую скорость процесса и прямую зависимость результата от мастерства сварщика. Процесс ручной сварки, как и любой ручной процесс, трудно стандартизировать: результат зависит от многих факторов. Среди них:

тип источника тока;
мощь источника;
характеристика и свойства обрабатываемого сплава;
толщина кромок;
соответствие электродов возложенной на них задаче;
грамотно подобранный режим сварки.

Особенности дуговой сварки заключаются в том, что для ее продуцирования используется сравнительно малое напряжение — и очень большой ток. Напряжение дуги составляет от 30 до 90 В (многие сварочные аппараты для бытового применения рассчитаны на среднее значение — 48 В), но очень большую силу тока — от 90 до 350 А.

Подбор сварочных параметров

Основные параметры дуговой сварки — это сила тока и напряжение (но оно фиксировано). Частота имеет меньшее значение, так как в настоящее время применяются, как правило, установки для сварки постоянным током — инверторы.

Для сварки с помощью электричества, вне зависимости от способа, действует прямая пропорциональная зависимость: чем толще металл, тем больше должна быть сила тока при фиксированном напряжении. Для сравнения: листы толщиной 3 мм варят током 175-185 А, 5 мм — не менее 200 А, 10 мм — 300-330 А.

Настоятельно рекомендуется, во избежание прожига и сильного разбрызгивания металла, варить минимальным током, какой только возможен.

Но при этом очень большое значение имеет также толщина сварочного электрода, и его соответствие по химическому составу тому металлу, который предполагается обрабатывать.

Стандартный электрод для дуговой сварки имеет толщину 3 мм. Он пригоден для сваривания деталей с толщиной кромок 2-3 мм. Для более толстого металла можно руководствоваться правилом, что диаметр электрода должен быть на 1-2 миллиметра меньше толщины металлических пластин, которые с его помощью предполагается соединить.

Максимальная толщина электродов, выпускаемых промышленностью, составляет 6 мм. Они пригодны для сварки десятимиллиметровых стальных листов.

Каждая пачка электродов имеет свою маркировку, указывающую, для каких целей они предназначены.

Что значит маркировка

Невозможно представить ручную дуговую сварку без электродов. Их маркировка определяет, для каких металлов они предназначены, какую толщину и состав покрытия имеют, в в каком положении их надо держать при сварке (вертикально, горизонтально, под углом), для каких металлов предназначаются. Характер маркировки — буквенно-цифровой.

Первой после названия и марки электрода идет буква, определяющая его назначение. У — для низколегированных и среднеуглеродистых сталей, Т — для теплоустойчивых легированных. Буква Н — для наплавок, А — для пластичных металлов.

Далее следует буква, обозначающая толщину покрытия. М — тонкое покрытие, С — среднее, Д — толстое, Г — особо толстое.

Толщина покрытия определяется в процентах по отношению к самому стержню.

Следующая буква кода означает тип электрода. Если это буква Е, то электрод плавящийся.

Далее следуют цифры, которые характеризуют предел прочности на растяжение, относительное удлинение и температуру сохранения ударной вязкости. Они имеют значение только для профессиональных сварщиков, работающих на особо ответственном производстве.

За ними идут одна или две буквы, означающие материал обмазки электрода. А означает кислотное соединение, Б — щелочное, Ц — целлюлозное, Р — рутиловое, П — прочие виды. Возможны смешанные типы обмазки, такие, как РЦ.

Последние две цифры кода означают одни из самых важных параметров — положение в пространстве, в котором можно производить ручную дуговую сварку, и характеристики тока для сварки.

Например, код «13» следует читать как 1 и 3. 1 — варить можно в любом пространственном положении, 3 — необходимо использовать ток обратной полярности либо переменный напряжением 50 В.

Разновидности оборудования

Оборудование для ручной дуговой сварки, как правило, представляет собой сварочный аппарат трансформаторного или инверторного типа, снабженный шнуром подключения к источнику питания и двумя контактными шнурами с держателями для электрода и для массы.

Разница между аппаратами в том, что трансформатор варит только переменным током, а инвертор или полуавтомат имеет функцию выпрямления тока для лучшего качества дуговой сварки и возможности работать в прямой или обратной полярности.

При прямой полярности проводящий стержень подключают к минусу, а деталь — к плюсу. Обратная, соответственно, наоборот. Разные виды металлов и сплавов требуют сварки либо в прямом, либо в обратном режиме.

Требования ГОСТа

На ручную дуговую сварку распространяются требования ГОСТа 5264 80 и ГОСТа 11534 75. Это основные нормативы, которыми нужно руководствоваться при сварочных работах.

Первый — ГОСТ 5264 80 — регламентирует технологию создания сварных соединений различной конфигурации из сталей, чистого никеля и сплавов никеля с железом.

Он состоит из большого числа таблиц, в которых приведены чертежи типов соединений, которым нужно соответствовать. В ГОСТе указываются также пределы допустимых погрешностей и другие важные числовые параметры.

ГОСТ 11534 75 описывает основные типы, размеры и конструктивные особенности изделий из низколегированных и углеродистых сталей, которые можно подвергать скреплению методом ручной дуговой сварки плавящимся электродом.

На методологию сварки электродом неплавящимся он не распространяется. Документ также состоит из таблиц, содержащих примеры соединений, допустимые пределы погрешностей, толщины и углы соединяемых деталей.

Классификация материалов для сварки и правила выбора

Когда говорят о сварке, в первую очередь речь идет о правильном управлении сварочными аппаратами. И это правильно, ведь мастерство сварщика во многом заключается в его навыках сварки, именно благодаря им он получает новые разряды. Однако, здесь участвует не только сварочный аппарат и детали, на которых он применяется, но также различные сварочные материалы. О том, что это, как применяется — в этой статье.

Требования к сварочным материалам

Материалы для сварки разнообразны и выполняют следующие функции:

удаление окислов;
обеспечение правильного наплава, а также более аккуратного шва;
защита шва от кислорода;
удешевление сварки и т. д.

Но чтобы сварочные материалы действительно помогали, им нужно отвечать требованиям качества. Поэтому их продажа находится под строгим контролем, а производство осуществляется по установленным стандартам. Например:

ГОСТы 9466 и 9467 отвечают за металлические электроды.
ГОСТ 2246 установлен для сварочной проволоки.
ГОСТ 9087 регламентирует качество сварочных флюсов.
ГОСТ 23949 — для вольфрамовых электродов и т. д.

Эти ГОСТы нужно знать, так как они указываются на упаковках и сертификатах, прикрепляемых к каждой партии. Помимо ГОСТа можно там же можно найти информацию о:

типе материала, марке;
номере плавки, партии;
химическом составе;
механических характеристиках сварочных материалов;
массе нетто и т. д.

Помимо состава, к прокалке тоже установлены требования. Она проводится при температуре +300 – +350 °C в течение 1–2 часов. Этот процесс, помимо всего, позволяет найти дефекты на расходниках. Есть целый стандарт, ГОСТ 6032, где описаны требования к сварочным расходникам, имеющим высокую стойкость. Они должны проходить тест МКК (межкристаллитной коррозии).

Существуют требования и к условиям хранения, а также транспортировке.

Виды материалов для сварки

Учитывая, сколько функций может выполняться расходными материалами для сварки, они делятся на: электроды и пруты, проволоки, флюсы, газы и керамические подкладки на случай соединения стыков.

Каждый расходник делает что-то свое благодаря принципу использования и составу, поэтому для выбора сначала нужно изучить все классификации, их характеристики, чтобы свободно в них ориентироваться.

Проволока, прутки

Когда проволока плавится, она заполняет собой формируемый при сварке шов. Поэтому проволоки называют присадочными и бывают они:

Низкоуглеродистыми, когда содержание углерода менее 0,12%.
Низколегированными — для теплостойких и конструкционных сталей.
Высоколегированными — для хромоникелевых сталей, нержавейки.

Ленты и прутки для присадки выполняют ту же функцию, а делаются из меди, стали, алюминия. Они нужны на случай, если присадочный материал нужно подавать широким тонким слоем.

Электроды

Электроды — это особые стержни, которые делаются из веществ, проводящих электричество. Нужны они как раз для подачи тока к месту сварки.

Особенности конструкции позволяют электродам делиться на металлические и неметаллические. Металлические делаются из стали, меди, бронзы и других цветных металлов. А неметаллические имеют покрытие их угольных или графитовых составов, которые не плавятся.

Все виды электродов должны обеспечивать устойчивое горение в зоне сварки, а также изоляцию сварочной ванны, уменьшая разбрызгивание металла.

Чаще всего электроды имеют слой металла, а используются для ручной дуговой сварки. Однако, есть такие, что покрыты различными ионизирующими, стабилизирующими и другими веществами.

В зависимости от покрытия электроды помечаются буквами: А — покрытие с кислотными добавками, Б — классические, Ц — с целлюлозой, П — смешанный состав.

Через электроды провидится ток к месту сварки, выбирать лучше качественного производителя и хранить в сухом месте

Газы используют для разных целей, есть горючие газы и те, что только поддерживают горение. К последним относятся:

водород;
кислород;
пропан;
ацетилен и т. д.

А вот для защиты подойдут и инертные, и активные. Углекислый газ, а также смеси на его основе будут в числе активных, а среди инертных выделяются гелий и аргон.

Инертные газы почти не вступают в реакцию с металлами, в отличие от активных.

Флюсы

Флюсы помогают растворять окислы, возникающие на поверхности свариваемых металлов. Также флюс не пропускает к месту сварки кислород, который и инициирует окисление.

Дополнительно флюсы иногда умеют упрощать нагревание металла.

В зависимости от способа изготовления, флюсы бывают плавлеными и неплавлеными, жидкими или порошкообразными.

Жидкие флюсы оказываются полезны при подготовке места, на котором далее появится шов. Перед варкой нужно снять оксидный слой, который есть на заготовке, а также одновременно обезжирить ее, с чем справляется жидкий флюс. Чтобы он выполнял подобные функции эффективно, в его составе обычно бывают щелочи или кислоты, так что подбирается флюс на основе того, с каким металлом предстоит работать и что для него более приемлемо.

Жидкие флюсы после использования смываются водой. А вот порошки смывать не нужно, функция у них иная. При нагревании такие флюсы выделяют газ, который защищает шов от окисления.

Выбор сварочных материалов

Качество сварки будет зависеть не только от знания видов, но также от правильности выбора сварочных материалов. Поэтому здесь нужно учитывать такие параметры:

Тип сварки.
Состав материалов, которые будут свариваться.
Производитель сварочных расходников — он должен быть известен другим сварщикам.
Цена — обычно самые качественные материалы, применяемые при сварке, имеют среднюю цену.

Покупки стоит совершать только в проверенных магазинах, где можно приобрести не поддельный, не просроченный товар, который гарантированно правильно хранили и транспортировали.

В выборе расходных материалов также помогут отзывы других сварщиков, так что, посоветовавшись можно значительно уменьшить круг поисков.

Как определить расход материалов

Сварочные расходники высокого качества делаются из дорогого сырья с использованием сложных технологий. Поэтому их нужно экономить, не расходуя зря. Для этого существуют целые нормы, регулирующие расход каждого вида материала в зависимости от типа сварки, а также используемого для нее оборудования.

Нормы не строгие, поэтому позволяют понять нужное количество расходника только примерно. Но сначала нужно сделать расчет расхода, использовав формулы, в которые просто нужно поставить параметры.

Например, для проволок и электродов нужно знать площадь поперечного сечения шва, коэффициент наплавки, а также длину шва. Полученное значение подставляется под значения в нормативных документах с учетом запаса на пробные швы или исправление брака.

А вот расход газов можно просто определить по таблицам, для каждого вида существует своя.

Условия хранения

ГОСТы, которые регламентируют качество материалов для сварочных работ, также регулируют правила их хранения.

Для правильного содержания потребуется сохранить заводские упаковки, чтобы помещать туда материалы после использования. Все они должны быть дополнительно расфасованы, а также промаркированы по сортам и маркам.

Все расходники хранятся в отдельных помещениях, в зависимости от их вида условия могут меняться. Так, флюсы или электроды с покрытием хранят в сушильных шкафах, термических пеналах, герметичных тарах, если те предварительно прокаливали.

Места для хранения должны быть сухими, отапливаемыми, хорошо вентилируемыми, но не позволять сварочным расходникам постоянно находиться под прямыми солнечными лучами. Температура должна опускаться не ниже 15°C, а влажность быть не выше 40%.

Соблюдение этих условий позволяет хранить материалы неограниченное время. А вот если оставить их на открытом пространстве, то они не проживут дольше 5–15 дней в зависимости от состава.

Подбор расходных материалов важен для любой сварки, промышленной и бытовой. А потому каждому сварщику помимо навыков работы со сварочными аппаратами и знания особенностей металлов нужно иметь также понимание того, какие сварочные материалы существуют, а еще как их правильно использовать, чтобы сделать работу качественнее.

Материалы для дуговой сварки

Материалы для дуговой сварки насчитывают десятки позиций, однако количество групп, в которые входит такой обширный сортамент, невелико – всего четыре основных. Внутри каждой из них есть и свое деление, но для широкой аудитории стоит указать только основные категории.

Помимо разделения на группы и виды, важно учитывать еще и нормы расходования, а также условия хранения. Мы расскажем про основные материалы для дуговой сварки, а также приведем формулы расчета их расходования и правила складирования.

Основные материалы для дуговой сварки

При проведении работ методом дуговой сварки требуется применение подходящих материалов. Их можно условно разделить на две группы:

принимающие непосредственное участие в формировании металла соединения;
соединения, не участвующие в этом.

Материалы для дуговой сварки, участвующие в формировании соединения металла (шва).

В данную группу включены флюсы, стержневые электроды (неплавящиеся и плавящиеся), проволока для сварочного процесса. Данные материалы используются при ручной дуговой сварке, для чего применяют электроды, а также для автоматической/полуавтоматической дуговой сварки с применением флюсов и проволоки.

Изготовление сварочной электродной проволоки происходит в соответствии с государственными стандартами. Маркируется она по-разному. Одни ее виды используют для производства покрытых электродов, иные для дуговой сварки в защитной газовой среде или под флюсом.

Проволока для сварочного процесса выбирается в зависимости от металла заготовки. Детали, изготовленные из цветных металлов, подвергают дуговой сварке с применением проволоки, соответствующей по составу основному металлу заготовки. В процессе выбора происходит проверка соответствия проволоки ТУ (техническим условиям), а также ее чистоты. Ее поверхность не должна иметь следы масел, коррозии или примесей – всего того, что может снизить качество сварного шва, привести к появлению в нем пор или посторонних веществ, постепенно разрушающих соединение в ходе эксплуатации.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Флюсы используются для дуговой сварки, их делят на керамические (неплавленые) и плавленые.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Неплавленые флюсы производятся из специальной пасты, в состав которой входит жидкое стекло и прочие хорошо измельченные компоненты. Прокаливание и просушивание, через которые проходит паста, помогают убрать из нее лишнюю влагу. В результате образуется «крупка».

Данный метод имеет существенный недостаток – во время дуговой сварки эти мелкие гранулы разрушаются и распадаются на составные части, которые затем, попадая в шов, способствуют снижению его прочности. Поэтому использование керамических флюсов ограничено некоторыми видами дуговой сварки. Например, там, где нельзя применить плавленые флюсы или для проведения наплавки.

Плавленые флюсы делаются из руды и минералов природного происхождения методом плавки в печах (электродуговых и стеклоплавильных).

Электроды – это стержни, имеющие специальное покрытие. Их длина может доходить до 45 см. Сфера применения у них разная, о чем на каждом электроде имеется маркировка (буквенно-цифровая). В ней заложены сведения о том, каким образом, при каких условиях и в каких целях лучше использовать каждый электрод.

Рассмотрим электроды, используемые для соединения легированных конструкционных, а также углеродистых сталей. Существует несколько их типов, отличающихся создаваемым сварным швом и механическими характеристиками его металла.

Малоуглеродистые стали класса С38/23 (СтЗ) обрабатывают ручной дуговой сваркой с использованием электродов Э46а, Э46, Э42а, Э42. Низколегированные стали, имеющие классы С44/29 (09г2с, 10Г2с, 109г2), а также С46/33 (15хснд, 14г2, 10г2с1д), варят электродами Э50а, Э46, Э50, Э46а. Это и есть буквенно-цифровой код, в котором Э – электрод, а цифры – временное сопротивление, которое возникает при растягивании наплавленного металла (измеряется в кН/см 2 ).

Присутствие буквы «а» говорит о высоких свойствах пластичности наплавленного металла. Поэтому электроды с кодами Э50а или Э42а, а также Э46а используются для соединения деталей, которые часто работают при вибрационных и динамических нагрузках. Электрод Э60а используется при работе с низколегированными сталями, имеющими классы С60/45 или С52/40. Э70 – со сталями С70/60.

Все типы электродов имеют одну, а иногда несколько марок, различающихся технологическими свойствами, покрытием (вернее, его составом), маркой стержня, свойствами металла. Обмазка (она называется покрытием) делится на рутиловую, рудно-кислую, фтористо-кальциевую.

Электродам, покрытым рудно-кислой обмазкой, соответствуют марки ЦМ-8, ОММ5, ЦМ7. Они предназначены для работы с постоянным и переменным током в любом положении в пространстве. Состав металла, наплавляемого ими, близок к составу кипящей стали. Недостатки таких электродов – сильное разбрызгивание металла в процессе дуговой сварки, а также появление марганцовистых соединений, которые чрезвычайно вредно воздействуют на людей.

Фтористо-кальциевую обмазку имеют электроды марок УОНИ-13/55, СМ-11, УОНИ-13/45. Они используются при работе с обратной полярностью постоянного тока в любом положении. Наплавленный материал имеет свойства спокойной стали, а также хороший уровень ударной вязкости, как при отрицательной, так и при положительной температуре.

Данные марки электродов подходят для дуговой сварки листовых изделий повышенной толщины, предназначенных для работы под давлением, и расчетных элементов изделий, которые будут работать под динамическим воздействием.

Материалы, применяемые при дуговой сварке, которые не участвуют в образовании металла шва.

В основном, это защитные газы, такие как гелий, аргон и прочие и их смеси.

Гелий и аргон – инертные газы с одним атомом, без запаха и цвета.

Аргон тяжелее воздуха, не дает ему проникнуть в сварочную ванну. ГОСТ 10157-79 содержит необходимую информацию об аргоне, который поставляется для сварочного процесса. Он бывает двух сортов в зависимости от назначения газа и его процентного содержания в смеси. Высшее качество имеет аргон, который используют для дуговой сварки изделий, изготовленных из цветного металла. Первый сорт используют для сталей. Особые ТУ (технические условия) имеют смеси аргона с иными газами.

Гелий легче воздуха, причем значительно. Согласно ГОСТ 20461-75 есть гелий высокой чистоты и технический.

Углекислота или углекислый газ – без цвета, с незначительным запахом при обычных условиях. Данные об этом газе содержит ГОСТ 8050-85. Газообразное вещество бывает трех видов: технический, сварочный и пищевой – отличаются они содержанием основного компонента (газа).

Производство и фасовка углекислоты в зимнее и летнее время различаются. Объем баллонов, в которые разливается газ, одинаковый – 40 дм 3 . Зимой в такой баллон помещается 30 дм 3 или такое количество жидкости, из которых получится 15 120 дм 3 газа. Летом цифра уменьшается – из 25 дм 3 , помещаемых в баллон, получается 12 600 дм 3 газа. Баллоны для различных марок углекислоты тоже разные и использовать их можно строго в соответствии с категориями газа.

Водород очищенный – газ без цвета и запаха, значительно легче воздуха (в 14,5 раз). Технический водород, в соответствии с ГОСТ 3022-80, имеет три вида. Используется исключительно в смесях.

Кислород. Различают три вида этого газа, которые маркируют – 1, 2, 3, в соответствии с ГОСТ 5583-78. Используется О₂ в качестве добавки к углекислоте или аргону.

Наибольшее распространение получили смеси кислорода (О₂), углекислоты (СО₂) и аргона (Ar). В процессе дуговой сварки для точного измерения количества различных газов в смеси используют смесители: АКУП-1 – смесь углекислоты, аргона и кислорода; УКП-1-71 – раствор кислорода с углекислотой; УКР-1-72 – смесь кислорода и углекислого газа. До смесителя в оборудование ставится осушитель, который убирает из газа конденсат и пар.

Данная группа электродов включает также неплавящиеся.

Обобщая вышесказанное можно отметить, что группа состоит из материалов, которые не попадают в сварное соединение и не изменяют химический состав шва.

Нормы расчета материалов для дуговой сварки

Для каждого метода дуговой сварки существуют собственные нормы потребления материалов, на их основе и проводится расчет требуемого количества.

Такие нормы определяют общий объем материалов, необходимых для изготовления всего изделия. Причем обязателен учет отходов, образующихся при дуговой сварке, а также потерь. Речь идет именно обо всех материалах, суммируется расход на каждом этапе дуговой сварки, куда входит: подготовка, включающая производство прихваток, основной процесс соединения и материалы, затраченные на необходимые правки изделия.

Нормативы расхода материалов имеются для всех методов дуговой сварки и типов соединения. В процессе вычисления их количества обязательно учитываются потери, возникающие при сварке. Для них тоже есть определенные нормы, которые зависят от нескольких параметров, в частности: режима сварки, метода, длины соединения, а также сложности выполнения работ.

Расход материалов при дуговой сварке рассчитывается в соответствии с определенной формулой. Расчет производится на 1 м соединения, то есть считается количество необходимого материала на 1 м шва.

Рассмотрим формулу, позволяющую произвести расчет расхода материалов, необходимых для создания одного метра шва:

N = G × K, где

N – норма расхода материалов на 1 м соединения;

G – масса наплавленного металла соединения длиной 1 м;

K – коэффициент, с помощью которого происходит переход от массы наплавленного металла к расходу материалов.

Для определения G, то есть массы наплавленного металла в одном метре соединения, нужна другая формула:

G = F × y × L, где

F – площадь поперечного сечения сварного соединения (мм 2 );

y – удельная масса металла (г/см 3 );

L – длина соединения, равная 1 м.

Вышеуказанные формулы помогают сделать расчет расхода материалов при выполнении работ в обычном прямом положении. Для этого при проведении работ на потолке или вертикально необходимо добавлять в формулу поправочный коэффициент. Он помогает учесть различные особенности проведения работ в разных положениях.

Коэффициент равен:

1 – обычное прямое положение шва;
1,05 – полувертикальное расположение соединения;
1,1 – горизонтальное или вертикальное расположение;
1,2 – верхнее (потолочное) положение соединения.

Правила хранения материалов для дуговой сварки

Материалы для ручной дуговой сварки необходимо учитывать с соблюдением правил размещения на складе. Хранят их согласно инструкции РД 34.10.124-94. Она устанавливает требования сортировки, отдельного размещения по маркам, а также обязательного хранения в заводской упаковке.

Склад или кладовую следует размещать в закрытом помещении, специально оснащенном для хранения материалов. Электроды, имеющие дополнительное покрытие, которые специально прокалили, должны лежать в жестких коробах или в шкафах для сушки. Они обязательно должны иметь крышку, укомплектованную уплотнителем. Температура хранения материалов не должна опускаться ниже +15 °С.

Прокаленные флюсы размещаются в шкафах в аналогичных условиях. Иногда разрешается их хранить на противнях, специально изготовленных из нержавеющей стали.

Важно! Прокалки требует и порошковая проволока, предназначенная для дуговой сварки с аргоном. Только после этого она может быть помещена в хранилище.

Ограничений в сроке хранения вышеперечисленных материалов нет. Но только при соблюдении такого требования, как содержание их в герметично закрытой таре (шкафах для сушки, термических пеналах и пр.).

При складировании на открытых полках или шкафах, срок хранения ограничен: и для флюсов, и для электродов – 15 суток. Порошковая проволока и плавильные изделия, применяемые для соединения перлитной стали, хранятся 5 суток.

На складах, в кладовых или любых иных зонах, где хранятся сварочные материалы для дуговой сварки, необходимо устанавливать информационные таблички с такими данными, как марка, номер партии, количество и пр.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Разновидности материалов для сварки металла

Известно более 60-ти видов сварочных процедур, для каждой из которых предусматриваются особые расходные материалы для сварки, отличающиеся спецификой применения.

К числу таких материалов могут быть отнесены различные сварочные флюсы, обладающие заданными техпроцессом характеристиками, а также специальные инертные газы, используемые для защиты зоны сварки от окисления воздухом.

Помимо защиты материалы для сварочного процесса способны выполнять функцию химической очистки металлов, а также влиять на прочность образуемого соединения (шва).

Конкретный выбор сварочных материалов определяется используемым оборудованием и спецификой протекающих при сварке процессов. Государственный реестр содержит большое количество наименований изделий, которые принято называть расходными и которые используются по своему прямому назначению.

По способу использования в технологической цепочке основные виды расходного материала делятся на следующие группы:

газы (газовые смеси);
сварочные флюсы;
присадочные проволоки;
плавильные стержни (электроды);
специальные керамические прокладки.

Ассортимент инертных газообразных веществ очень разнообразен и включает в свой состав такие распространённые газы, как аргон, углекислота, ацетилен и кислород. Гораздо реже в различных режимах сварки применяются гелий и водород.

Все эти сварочные составы имеют вполне конкретное применение, причём одни из них подходят для ручной дуговой сварки, а другие используются при работе в автоматическом и полуавтоматическом режимах.

Способы применения

Полный перечень функций, выполняемых вспомогательными сварочными материалами, выглядит следующим образом:

поддержание полноценного и устойчивого дугового разряда;
блокирование кислорода, содержащегося в окружающем воздухе;
обеспечение заданных параметров самого процесса сварки и свойств обрабатываемых при этом металлов.

Рассмотрим, каким образом связана характеристика каждого из перечисленных сварочных материалов с особенностями его применения.

Основное предназначение этих обязательных компонентов сварочного процесса – подведение электрического тока той или иной формы и полярности в зону сварки и обеспечение условий для плавления металла.

По своим конструктивным особенностям электроды подразделяются на металлические или неметаллические «расходники». Изделия на металлической основе делают из стали, вольфрама и других цветных металлов (меди, бронзы и им подобным), а неметаллические – с покрытием из неплавящихся угольных и графитовых составляющих.

Второй тип электродов (их ещё называют покрытыми), как правило, применяется при организации ручного сваривания заготовок, а в качестве стержня в них используется высоколегированная или углеродистая сталь.

Любые разновидности электродных материалов должны обеспечивать не только устойчивое горение в зоне сварки, но и изоляцию сварочной ванны от атмосферного кислорода, а также снижать эффект разбрызгивания частиц металла.

Проволока

Проволочные материалы так называемого «сплошного» типа идут на изготовление и производство специальных плавящихся электродов и присадочных прутков и могут применяться как в автоматических режимах сварки, так и для полуавтомата. Химический состав и основной типоразмер (диаметр) сварочной проволоки определяется толщиной свариваемых заготовок и химическими свойствами металла.

Ещё одна разновидность этих изделий называется «порошковой» и выглядит как трубка, наполненная внутри порошкообразным веществом. Заполняющий внутренние полости порошок выполняет в ней функцию, аналогичную покрытию на электродных стержнях.

Сварочные газообразные материалы (аргон, углекислота, гелий и кислород) применяются как по отдельности, так и в смесях. В первом случае они обеспечивают изоляцию сварочной ванны от кислорода, содержащегося в окружении, а во втором – способствуют повышению качества шва (повышают его механические и прочностные показатели).

Специальные керамические подкладки стали применяться при сварке не так давно, но уже сумели зарекомендовать себя с самой лучшей стороны. К достоинствам этих вспомогательных приспособлений следует отнести универсальность их применения, позволяющую использовать их практически в любых сварочных операциях.

Оценка расхода

Для минимизации производственных издержек при сварке заготовок важно грамотно рассчитать затраты материала, используемого для тех или иных целей. Это важно ещё и потому, что на крайний случай желательно иметь в личных хранилищах необходимый запас электродов различных марок, всевозможных флюсов, сварочной проволоки и инертных газов.

Приблизительный расчет требуемого количества расходных сварочных материалов основывается на действующих нормах их потребления с учётом особенностей того или иного вида сварки.

Под нормой потребления понимается количественный показатель, по которому можно судить об интенсивности расхода этих материалов с учетом возможных непроизводственных потерь (выбраковки) и отходов. Этот показатель включает в себя затраты на стадии подготовительных и основных работ, а также издержки, связанные с устранением брака.

Нормирование расхода предполагает учёт каждого из видов сварных швов и методов сваривания металлов в отдельности и оценку их с точки зрения экономии материала.

При этом обязательно учитываются неизбежные при любом сварочном процессе потери, которые также принято нормировать в зависимости от условий сварки и сложности обрабатываемой конструкции.

Специалисты пользуются известными формулами для расчёта необходимого объёма вспомогательных материалов, которые позволяют приблизительно оценит величину этого показателя.

Согласно этим выкладкам за показатель затрат используемых при сварке материалов принимаются их расходы на единицу длины сварного шва. Помимо этого, в формулах учитываются такие характеристики, как площадь поперечного сечения и удельный вес обрабатываемого металла.

Правила хранения

Помимо учёта расхода сварочных материалов следует побеспокоиться об их надёжной сохранности в складских условиях. Согласно инструкции под обозначением РД 34.10.124-94 в условиях склада они должны содержаться в заводской упаковке и быть разбиты по сортам и маркам отдельных наименований.

Само хранилище (кладовая) должно располагаться в специально оборудованном для этих целей закрытом помещении. Электроды с дополнительным покрытием, прошедшие предварительную прокалку, хранятся или в специальных сушильных шкафах или же в жёсткой таре, имеющей крышку с уплотнителем (при температуре не ниже +15 градусов).

Флюсы, также прошедшие прокалку, хранятся в тех же условиях и в таких же шкафах, что и покрытые электроды (в отдельных случаях допускается их складирование на специальных противнях из нержавейки).

Обратите внимание, что порошковая проволока, применяемая при аргонодуговой сварке также должна отправляться на хранение только после предварительной прокалки.

Срок хранения всех перечисленных выше расходных материалов при их содержании в сушильных шкафах, термических пеналах или другой герметичной таре обычно ничем не ограничен.

В случае хранения на открытых пространствах в помещениях кладовых этот срок ограничивается и для электродов и флюса составляет не более 15-ти суток. Для порошковой проволоки и плавильных изделий, используемых при сварке перлитной стали, он не может превышать 5-ти дней.

В зонах хранения материалов для сварки для удобства сварщика и обслуживающего персонала должны иметься специальные указательные таблички с данными об основных параметрах изделий (их марке, количестве, номере партии и тому подобное).

Подводя итог всему сказанному, отметим, что грамотный подход к выбору, применению и хранению расходного материала является залогом успешного выполнения сварочных работ. Только с учётом этого важного фактора удаётся добиться требуемого качества и надёжности готовых сварных изделий.

Какие бывают сварочные электроды

Чтобы повысить качество обработки металлов и сплавов, рекомендуется подбирать соответствующие электроды для сварки, обеспечивающие оптимальные условия проведения работ.

А для того, чтобы не допустить ошибку при выборе расходника, следует иметь чёткое представление о существующих типах электродов, порядке их маркировки, а также о возможностях применения.

Электроды применяют в электродуговой сварке. Благодаря им образуется электрическая разрядная дуга, расплавляющая металл. От качества электродов во многом зависит стабильность дуги, а их состав влияет на прочность и другие важные характеристики шва.

Как обычные, так и универсальные электроды, относящиеся к категории самых лучших образцов, должны быть способны:

поддерживать стабильную дугу при сварке;
обеспечивать получение сварочного шва требуемого химического состава;
равномерно расплавляться (это относится к стержню и покрытию);
создавать условия для снижения уровня разбрызгивания металла и повышения эффективности сварочных работ;
обеспечивать лёгкость отделения шлака и гарантированную прочность соединений;
сохранять в процессе сварки степень токсичности на допустимом уровне.

Для того чтобы правильно выбрать подходящий для каждого конкретного случая электрод, сварщик должен быть знаком с их классификацией, производимой в соответствии с назначением, химическим составом покрытия и способом изготовления.

Классификация

Все известные типы электродов делятся на изделия, предназначенные для сварки различных марок сталей, чугунных заготовок или цветных металлов и сплавов.

Такое деление предполагает учёт не только токовых режимов, но и видов оборудования, посредством которого предполагается варить заготовки. Выделяется также особая категория электродов, применяемых для так называемой «наплавки» металлов.

В зависимости от назначения происходит деление по технологическим особенностям ручных операций. Сварка производится в определённых позициях, с различной степенью проплавления и расположением относительно сварочной ванны.

В соответствии с толщиной покрытия все электроды для ручной сварки подразделяются на изделия тонкие (М), среднего размера (С) и толстые (Д).

А по типу обмазки все они делятся на стержни с кислым (А), так называемым «основным» (Б), рутиловым (Р), целлюлозным (Ц) и комбинированным покрытиями. Последнее имеет двойное обозначение; для всех же остальных случаев предусматривается специальное обозначение «П» (прочие).

Покрытие может содержать примеси, улучшающие качество шва при работе с определенным материалом. Так, сварка рутиловыми электродами помогает создать шов, устойчивый к образованию трещин. Зачастую ими варят низколегированные стали.

Помимо этого, все электроды классифицируются по виду и полярности питающего тока, а также по величине действующего в сети напряжения.

Зависимость длины стержня от его диаметра можно отследить по таблице.

При желании можно сделать стержни для сварки своими руками. Для этого используют отрезки стальной проволоки 1,6…6 мм. Длину каждого отрезка берут приблизительно 35 см.

В качестве обмазки выступает смесь силикатного клея и мела. Но сегодня при обилии продукции лучше приобрести готовые изделия, что сэкономит нервы при сварке и обеспечит надежное соединение.

Состав и характеристики

Электрод по свой сути – это проволока, проводящая электрический ток, или стержень с химическими параметрами, определяющими его свойства. Некоторые типы электродов для сварки состоят из одного металлического стержня (без покрытия), поэтому их принято называть «непокрытыми».

В тех случаях, когда на стержень наносится особый состав, используемый с целью улучшения показателей сварки, он классифицируется как «покрытый».

Плавящиеся и неплавящиеся

Плавящийся металлический стержень в составе сварочного электрода выполняет функцию материала, образующего шов, и изготавливается обычно из стального или медного прутка. В последнем случае их так и называют – медные электроды.

Неплавящиеся изделия для сварки производят на основе порошкообразных и твёрдых веществ (угля, вольфрама). Они предназначаются для повышения качества сцепления свариваемых частей. Соединение образуется без участия стержневого металла, а сам электрод используется как присадочная проволока (пруток).

Исходным веществом для производства таких электродов является особый вид угля (аморфный), изготавливаемый в виде удлинённых стержней овального сечения.

Такие угольные изделия используются с целью получения аккуратных и красивых сварных швов, а также для резки очень толстых металлических заготовок в воздушно-дуговом режиме.

Проверка на соответствие характеристик сварочных электродов действующим нормативам осуществляется специальной комиссией, по результатам работы которой составляется акт на проверку технологических параметров.

Для точечной сварки

Особо надо отметить оборудование для точечной сварки, специфика которой состоит в необходимости сохранения формы в зоне контакта, а также в обеспечении требуемого показателя электропроводности.

Для этих целей используются сварочные аппараты без электродов, функцию которых выполняют специальные контактные наконечники из меди. Такие наконечники могут быть изготовлены самостоятельно, для чего допускается применять отработанные жало от паяльников большой мощности.

Для лучшего понимания отличий между теми или иными типами покрытых электродов сначала придётся ознакомиться с правилами их маркировки, регламентируемыми действующим ГОСТом.

Правила маркировки

Маркировка всех известных видов рабочих электродов для сварки осуществляется по определенной схеме, приведенной на картинке.

В этой системе обозначения первая позиция соответствует типу электрода, следующая за ней цифра означает марку электрода, а на третьем месте располагается такой важный показатель, как его диаметр.

Четвёртое место в маркировке занимает обозначение, характеризующее назначение электрода, а на пятом указывается толщина его покрытия. На шестой позиции расположен информационный индекс, характеризующий образуемый при сварке шов или наплавляемый металл, в то время как на седьмом месте указывается вид используемого покрытия.

Чтобы стало понятно, надо рассмотреть конкретный пример.

В данном примере в состав обозначения включена маркировка типа электродного стержня (Э46А), которую следует рассмотреть более подробно. «Э» означает, что этот электрод, предназначается только для электродуговой сварки, а 46 – это показатель сопротивления разрыву (согласно ГОСТ 9467-75).

Индекс «А» указывает на то, что этот электрод усовершенствованного класса, а следующий за обозначением типа изделия знак «У» говорит о том, что он может применяться для работы с углеродистыми и низколегированными сталями. Д2 – это рабочая толщина покрытия, соответствующая второй группе.

Цифры в знаменателе означают следующее. 432 (5) являются параметрами типового шовного (наплавленного) металлического соединения, получаемого после расплавления электрода. «Б» говорит о типе покрытия, в данном случае – основное. 1 – это обозначение пространственного положения электрода во время сварки, а 0 – показатель токового режима (постоянный, обратной полярности).

Предусмотрена отдельная буквенная маркировка для односоставного и комбинированного покрытия.

Тип покрытия	Маркировка по ГОСТ 9466-75	Международная маркировка по ISO	Маркировка по старому ГОСТ 9467-60
кислое	А	А	Р (руднокислое)
основное	Б	В	Ф (фтористокальциевое)
рутиловое	P	R	Т (рутиловое (титановое))
целлюлозное	Ц	С	О (органическое)
смешанные типы покрытия
кислорутиловое	АР	AR
рутилово-основное	РБ	RC
смешанные прочие	П	S
рутиловые с железным порошком	РЖ	RR

Прокалка (сушка)

Если электроды хранились не в герметичной упаковке и могли отсыреть, то их советуют прокалить. Надо отметить, что прокалка электродов непосредственно перед применением относится к ответственным процедурам, обеспечивающим загорание дуги.

При этом специалисты не рекомендуют слишком увлекаться ею, поскольку чрезмерный и частый нагрев стержня может привести к повреждению специального покрытия.

Желательно точно просчитать требуемое количество изделий и просушить с таким расчётом, чтобы по завершении работ их не осталось совсем или оставалось по минимуму.

При следующем обращении к сварочным операциям просушенные ранее электроды должны быть отработаны в первую очередь.

Прокаливание необходимо ещё и для того, чтобы несколько поднять температуру расходного материала непосредственно перед его использованием для сварки труб, например. Немногие образцы изделий способны сразу обеспечить требуемый рабочий режим по причине слишком большого перепада температур в зоне сварки.

Дополнительный прогрев стержней также обеспечивает герметичность соединения, образующегося при так называемой «сварке под давлением». Однако при этом необходим постепенный их нагрев, позволяющий выпарить скопившуюся влагу во избежание появления известкового налёта.

Вопрос прокалки тесно связан с предельным временем и условиями хранения. Согласно действующим нормативам срок годности этих изделий составляет примерно пять лет. Но, по мнению ряда специалистов, они могут эксплуатироваться ещё какое-то время по окончании гарантийного срока.

Как научиться варить

Чтобы научиться обращаться с электродами с нуля, надо постоянно практиковаться в сварке. Процесс несложный, но требующий ловкости. Желательно посмотреть, как это делает специалист, не забыв применить защитные очки.

Надо так взяться за держатель, чтобы обеспечить хороший обзор рабочего места. После этого стержень наклоняется под углом 30 градусов к плоскости детали, а затем делается чиркающее движение об неё, после которого должна зажечься дуга. Сразу вслед за этим электрод максимально приближается к заготовке, так, чтобы обмазочное покрытие коснулось свариваемой поверхности.

Далее, следует дождаться появления в зоне сварки красного пятна, которое образуется в результате расплавления обмазки (флюса). Через какое-то время (примерно через 2-3 секунды) в центре красного образования начнёт проявляться оранжевое пятнышко с большей яркостью и постоянно дрожащей по краям мелкой рябью.

В этой точке расплавленный металл формируется в каплю, дрожащую из-за воздействия электрического тока и высоких температур. Специалисты называют эту каплю сварочной ванной, то есть местом, где плавится металл и образуется шов.

После появления ванны останется лишь плавно сдвигать эту зону по направлению предполагаемого соединения. Так постепенно образуется шов. Умение варить открывает широкие возможности для строительства и творчества. Ведь сварка помогает создавать оригинальные и прочные конструкции.

Читайте также: