Покрытие электродов | Пензенский завод сварочных электродов

Покрытие электродов должно обеспечивать следующие функции:

• устойчивое горение дуги;
• защиту расплавленного металла шва от воздействия кислорода и азота воздуха;
• раскисление образующихся в металле шва оксидов и удаление невосстанавливаемых оксидов в шлак;
• изменение состава наплавленного металла вводом в него легирующих примесей;
• удаление серы и фосфора из расплавленного металла шва;
• образование шлаковой корки над металлом шва, замедляя его охлаждение и тем самым способствуя выходу газов и неметаллических включений на поверхность металла шва.

Для выполнения перечисленных выше функций электродное покрытие должно содержать следующие компоненты.\r\n

• Ионизирующие вещества для снижения эффективного потенциала ионизации — это обеспечивает стабильное горение дуги. В качестве ионизирующих компонентов в покрытие вводят мел, мрамор, поташ, полевой шпат и т. п.
• Газообразующие вещества, которые при сварке разлагаются или сгорают, выделяя большое количество газов, создающих в зоне дуги газовую оболочку, которая предохраняет металл шва от воздействия атмосферного кислорода и азота. В качестве газообразующих компонентов в покрытие вводят крахмал, древесную муку, целлюлозу и т. п.
• Раскисляющие вещества вступают в реакцию с оксидами железа и поэтому восстанавливают металл шва. В качестве раскислителей применяются ферросплавы, алюминий, графит и т. п.
• Шлакообразующие вещества создают шлаковую защиту расплавленного металла шва, а также капель электродного металла, проходящих через дуговой промежуток. Кроме того, шлаки активно участвуют в металлургических процессах при сварке и способствуют получению качественного шва. В качестве шлакообразующих веществ применяется полевой шпат (K2O Al2O3 6SiO2), кварц (SiO2), мрамор, рутил, марганцевая руда и т. п.
• Легирующие вещества в процессе сварки переходят из покрытия в металл шва и легируют его для придания тех или иных физико-механических свойств. В качестве легирующих веществ применяется ферромарганец, ферросилиций, феррохром, ферротитан. Значительно реже применяют различные оксиды металлов (меди, хрома и т. п.).
• Связывающие вещества являются основой для получения вязкой пасты из компонентов покрытия, а также для связывания пасты со стержнем электрода и придания определенной прочности после высыхания покрытия, В качестве связывающего вещества применяется в основном жидкое стекло.

ЭЛЕКТРОДЫ С КИСЛЫМ ПОКРЫТИЕМ

Основу этого вида покрытия составляют оксиды железа, марганца и кремния. При плавлении покрытия выделяется кислород, способный окислять металл сварочной ванны и легирующие компоненты. Для ослабления действия кислорода в покрытие вводят раскислители в виде ферросплавов. Защитные газы образуются за счет сгорания органических составляющих.

Металл шва, выполненный электродами с кислым покрытием, имеет повышенную склонность к образованию горячих трещин и содержит мало легирующих добавок, из-за чего его вязкость и пластичность не высоки.

Электроды с кислым покрытием предназначены для сварки неответственных конструкций из низкоуглеродистой стали. При сварке этими электродами выделяется много вредных примесей.

Электроды с кислым покрытием не склонны к образованию пор при сварке металла, покрытого окалиной или ржавчиной, а также при удлинении дуги. Сварку можно выполнять постоянным и переменным током.

 

ЭЛЕКТРОДЫ С РУТИЛОВЫМ ПОКРЫТИЕМ

Основным компонентом рутиловых покрытий является минерал рутил, состоящий в основном из двуокиси титана (ТЮ2). Кроме того, рутиловые покрытия содержат различные алюмосиликаты (полевой шпат, каолин и др.) или карбонаты (мрамор, магнезит). В качестве раскислителя и легирующего компонента применяется ферромарганец. Газозащитными составляющими в рутиловых покрытиях служат органические материалы и карбонаты. Титанистый шлак обладает достаточной жидкотекучестью, что обеспечивает хороший контакт между ним и металлом и качественное формирование шва. Шлак после остывания легко удаляется.

Рутиловые электроды не склонны к образованию пор в швах при сварке сталей, имеющих на поверхности окалину и ржавчину, не чувствительны к изменениям длины дуги. Рутиловые электроды позволяют производить сварку по грунтовочным покрытиям толщиной 20-25 мкм без образования пор в швах и без снижения механических свойств металла шва. Поры в швах появляются при сварке на повышенных режимах угловых швов с зазорами, а также при сварке тонкого металла электродами большого диаметра.

Основными окислителями в рутиловых покрытиях являются пары воды и углекислый газ. Значительное снижение водорода в шве и наименьшая склонность к образованию пор достигаются при определенной гарантированной влажности покрытий. Отсыревшие электроды необходимо просушивать при температуре 200 °С в течение 1 часа. Пористость шва может проявиться и при значительном превышении температуры сушки электродов.

По сварочно-технологическим свойствам рутиловые электроды значительно превосходят электроды с покрытием основного вида. Они обеспечивают хорошую стабильность горения дуги при сварке на переменном и постоянном токе, имеют низкий коэффициент разбрызгивания металла, обладают легкой отделимостью шлаковой корки. Ими легче выполнять сварку при вертикальном и потолочном положениях шва. Это объясняется тем, что образующиеся при плавлении покрытий титанаты обладают высокой способностью к коагуляции и быстро всплывают на поверхность сварочной ванны. Кроме этого, вязкость шлака резко возрастает при снижении температуры.

Важным преимуществом рутиловых электродов является легкость зажигания дуги и малая склонность к образованию пор в кратерах. Электроды с рутиловым покрытием значительно превосходят электроды с основным покрытием по формированию шва и плавности перехода от шва к основному металлу. Стойкость против образования горячих трещин металла шва несколько больше, чем выполненного электродами с кислым покрытием. Для повышения производительности в некоторые покрытия добавляют до 50% порошка железа, при этом производительность и возможность сварки в различных пространственных положениях зависят от толщины покрытия и содержания в нем железного порошка. Электроды со средним покрытии (коэффициент массы 35-45%) при содержании до 20% железного порошка пригодны для сварки в любых пространственных положениях шва, при этом коэффициент наплавки составляет 8-9 г/А ч.

Электроды с толстым покрытием (коэффициент массы 50-65%) и при содержании до 30-35% железного порошка имеют повышенную производительность (коэффициент наплавки до 12 г/А ч) и пригодны для сварки в любых пространственных положениях сварного шва, но наиболее эффективны при сварке конструкций с протяженными швами в нижнем положении. Электроды с особо толстым покрытием (коэффициент массы 90-160%) и при содержании до 50-60% железного порошка относятся к высокопроизводительным (коэффициент наплавки до 18 г/А ч) и пригодны для сварки только в нижнем положении протяженных швов. Наряду с этим большое количество железного порошка в покрытии рутиловых электродов снижает содержание углерода в шве, уменьшает неоднородность распределения серы по границам кристаллитов и внутри них, значительно повышает стойкость металла шва против образования горячих трещин.

Электроды с рутиловым покрытием, образуя при сгорании небольшое количество аэрозолей, содержащих оксиды марганца, имеют хорошие гигиенические показатели. Область применения рутиловых электродов — сварка конструкций из низкоуглеродистых и низколегированных сталей в строительстве и машиностроении, но их не следует применять для сварки конструкций, работающих при высоких температурах, вследствие повышенной чувствительности сварных швов к деформационному старению и низкой длительной пластичности. Кроме этого, в условиях ползучести сварные швы, выполненные рутиловыми электродами, имеют повышенную склонность к растрескиванию.

 

ЭЛЕКТРОДЫ С ОСНОВНЫМ ПОКРЫТИЕМ

Покрытие этого типа составлено на основе плавикового шпата (CaF2) и карбонатов кальция и магния (мрамор, магнезит и доломит). При высокой температуре дуги карбонаты диссоциируют с образованием окислов кальция, магния, окиси и двуокиси углерода. Это обеспечивает высокий коэффициент основности образующихся шлаков и создает безводородную газозащитную среду. Кроме того, наличие в покрытиях фтористого кальция придает им способность обезводораживать металл, что достигается связыванием водорода в термически стойкие соединения:

CaF2+h30 <-> CaO+2HF\r\n2CaF2+3Si02 <-> 2CaSi03+SiF4\r\nSiF4+3H <-> SiF+3HF

Отсутствие в основных покрытиях органических материалов и связанного с этим выделения водорода при их диссоциации, а также связывание водорода и паров воды в термически устойчивый фтористый водород, который легко улетучивается, обеспечивает минимальное содержание водорода в наплавленном металле. Поэтому электроды с основным покрытием часто называют низководородными электродами.

Низкое содержание водорода в наплавленном металле делает электроды с основным покрытием незаменимыми при сварке закаливающихся сталей, склонных к образованию холодных трещин вследствие водородного охрупчивания, связанного с диффузией водорода из расплавленного металла шва в околошовную зону. Малая окислительная способность основных покрытий обеспечивает высокий коэффициент перехода легирующих элементов из электрода в сварной шов, благодаря чему достигается эффективное раскисление и легирование наплавленного металла. В качестве раскислителей применяется марганец, кремний и титан.

Металл, наплавленный электродами с основными покрытиями, обладает высокой стойкостью против образования горячих трещин. Эти электроды наиболее пригодны для сварки жестких конструкций, выполнения многослойных швов большой толщины, а также для сварки сталей с повышенным содержанием углерода и серы. Существенным преимуществом электродов с основным покрытием перед ру-тиловыми является более высокое сопротивление металла швов сероводородному растрескиванию, что обеспечивает более надежную эксплуатацию сварных трубопроводов в месторождениях, содержащих сероводородные соединения.

К недостаткам электродов с основным покрытием относится более низкая стабильность горения дуги. Это объясняется наличием в зоне дуги ионов фтора, являющихся деионизаторами дуги. Поэтому сварку этими электродами выполняют во всех пространственных положениях на постоянном токе обратной полярности короткой дугой, при этом козырек покрытия должен быть опущен в сварочную ванну. Желательно выполнять соединение широкими швами, возможно дольше удерживая сварочную ванну в жидком состоянии.

К существенным недостаткам основных покрытий следует отнести их склонность к образованию пористости швов при удлинении дуги в процессе сварки, а также при наличии больших зазоров в сварных соединениях. Это связано с ухудшением газовой защиты расплавленного металла, вследствие чего он насыщается азотом. Кроме этого, возможно образование пор при наличии окалины и ржавчины на поверхности свариваемого металла, так как шлаки этих электродов практически не связывают окислы железа, попадающие в сварочную ванну. Несмотря на хорошую раскисляемость наплавленного металла и сравнительно низкую концентрацию водорода в газах дуги, увлажнение покрытий вызывает повышение содержания водорода в металле шва, что, в свою очередь, приводит к появлению пор в сварном шве. Увлажнение электродных покрытий зависит от качества упаковки, условий транспортировки и последующего хранения на складах и в производственных кладовых.

Нормативной документацией на сварку особо ответственных конструкций условия хранения электродов в кладовых регламентируют температуру воздуха не ниже 15 °С при относительной влажности не более 50% и срок годности после прокалки — не более 5 суток. После истечения указанного срока хранения электроды перед сваркой должны быть повторно прокалены. При этом прокалка электродов может производиться не более трех раз, не считая прокалки при их изготовлении. Многократное увлажнение и прокалка (более четырех раз) отрицательно влияют на прочность и качество покрытий. При хранении электродов в закрытых мешках из водонепроницаемой полиэтиленовой пленки, в закрытой таре, имеющей крышки с резиновым уплотнением, или в сушильных шкафах при температуре 80 +20 °С сроки хранения электродов после прокалки не ограничиваются.

Предельный уровень влаги основных покрытий электродов перед сваркой, 0,3%. Эффективным способом, гарантирующим выполнение этого требования, является прокалка электродов непосредственно перед сваркой. Хотя требования по режимам прокалки весьма противоречивы и изменяются в широких пределах, как по температуре, так и по времени выдержки в печах, оптимальным режимом является прокалка при температуре 350 °С в течение двух часов. При более высоких температурах (400°С и выше) заметно снижается содержание марганца и кремния в металле шва, что объясняется окислением металлических компонентов электродного покрытия.

Электроды с основным покрытием применяются для сварки конструкционных, коррозионно-стойких, окалиностойких, жаропрочных и других специальных сталей и сплавов. Вследствие малой склонности металла к образованию кристаллизационных и холодных трещин электроды с этим покрытием используют для сварки больших сечений и сварки конструкций, работающих при больших динамических и знакопеременных нагрузках. Электроды с основным покрытием также используются для сварки металлоконструкций, работающих при температуре до -70 °С. Металл сварного шва обладает высокими механическими свойствами и соответствует по составу спокойной стали, но склонен к образованию горячих трещин. В аэрозолях, образующихся при сгорании покрытия, содержатся различные фтористые соединения, поэтому при выполнении сварочных работ в закрытых помещениях необходима хорошая вентиляция, а сварщики должны быть обеспечены средствами индивидуальной защиты дыхательных органов или работать с подачей чистого воздуха в зону дыхания сварщика.

 

ЭЛЕКТРОДЫ С ЦЕЛЛЮЛОЗНЫМ ПОКРЫТИЕМ

Покрытие этого вида содержит в качестве газообразующих и связующих веществ большое количество (до 50%) органических компонентов, как правило целлюлозы. В качестве раскислителей вводят ферросплавы марганца, в качестве шлакообразующих компонентов — рутил, карбонаты, алюмосиликаты и др. Легирование металла шва осуществляется легирующими добавками стержня, а также введением в состав покрытия металлических порошков и ферросплавов. Целлюлозные покрытия образуют на сварном шве тонкий слой шлака.

Электроды обеспечивают качественный провар корня шва и удобны для выполнения монтажных работ, когда необходимо накладывать швы во всех пространственных положениях. Для электродов с целлюлозным покрытием характерно образование равномерного обратного валика шва при односторонней сварке на весу и возможность сварки вертикальных швов способом сверху вниз. Металл, наплавленный этими электродами, по химическому составу соответствует полуспокойной или спокойной стали, в то же время он содержит повышенное количество водорода.

виды, как подобрать, какие характеристики выбрать

Человек, рождённый в 20 веке, при большом желании научится любым видам работ. Сварочное дело – одна из них. Металлообработка путем варки помогает создавать сложные конструкции: металлические врата, корабли, автомобили.

Есть десятки видов сварочного процесса, именно ручная арочная работа сегодня используется в 9 случаях из 10. Причина этому – простота технологии и ее быстрое освоение любым мастером. Такому делу можно обучиться, самостоятельно изучая теорию вопроса.

Начинающий сварщик стоит перед непростым выбором, когда приходит в магазин материалов. Он не знает, какие из них выбирать для работы с ручной дуговой сваркой.

В нашей статье изложено, какие виды электродов существуют в 2019 году. Вы узнаете, какой материал выбирать при тех или иных задачах.

Содержание статьиПоказать

Характеристики сварки ручным дуговым методом

Перед тем, как говорить об электродах, нужно разобраться в сварочных работах. Ручная дуговая сварка считается сложным процессом несмотря на свою простоту. Дуга – это поток частиц, которые появляются по причине ионизации катода и анода.

Это происходят потому, что ток и короткое замыкание взаимодействуют между собой. Сварочный процесс зависит от того, какой состав у обмазки компонентов. Он исходит из атмосферы, что исключает его контроль.

В итоге все процессы нагревают арку. Большой объём тепла выделяется в воздух, что позволяет кромкам деталей варится за минуту. После остывания последних шов получается ровным и надежным.

Электрод играет центральную роль в этом вопросе. Если его не будет, то арка не зажжется и ее горение не поддержится. Сварка возможна, когда применяется 1 или два электрода, предназначенных для арочных работ.

Одного разделения стержней не существует, потому что электроды для ручных работ разделены на подкатегории. Они отличаются согласно целям сварки и материалу, который использован в работе.

Кроме этого, электроды могут изготавливаться из других сплавов, кроме металлических.

Виды электродов

Несмотря на то, что электроды тяжело поддаются классификации, есть решение этого вопроса.

Все стержни отличаются по виду материала, который лежит в их основе. Стержни могут быть разными по своему покрытию.

Основные виды электродов:

• Тающий механизм. Материал, из которых производят такие электроды – это металлы. Часто берут чугун, сталь или алюминий. Выбор связан с тем, какой материал нужно обрабатывать. Такие электроды являются и анодом, и катодом одновременно. Стержни применяют в 9 случаях из 10.
• Электроды, которые не плавятся. Для работы используют провода. Механизм изготовлен из угля, вольфрама или графитовых соединений. Ровный шов создают с проволокой. Рекомендовано работать с прямой полярностью. РД сварка подразумевает использование стержней из вольфрама. Причина этому – высокая температура плавления.
• Непокрытая конструкция. Их применяют тогда, когда нужно их связать флюсом. Он будет быстро плавиться во время работ. Не подходит для РД сварки.
• Электроды с облицовкой. Их берут в 8 случаях из 10. Такой материал при РДС помогает защитить конструкцию от негативного воздействия воздуха, сделать горение арки более стабильным и улучшить качество всех швов. Активно используют при работе полуавтомата и автоматики.

Разделение электродов по применению

В зависимости от того, для чего изготавливается сплав, выбирается режим функционирования и электроды. Разные металлы требуют определенных компонентов. Это их назначение.

Информация находится на упаковке компонента и на стержне. Это одна из букв:

• «У» – для углеродистых материалов и низколегированной стали;
• «Л» – для работы с легированными конструкциями;
• «В» – нужны для высоколегированных материалов;
• «Т» – при обработке теплостойких конструкций;
• «Н» – их используют, когда идет речь об основах для наплавки.

Чем покрыты электроды

Одновременно с материалом, который нужен при работах, выбирают и вид покрытия деталей. Это напрямую зависит от металла, с которым предстоит работа. Обмазка защищает металл от негативного воздействия.

Качество улучшается под воздействием шлака. Сварочное соединение становится более прочным. Последние 10 лет применяют такие электродные покрытия:

• Кислое. Маркируется в виде буквы «А», которая расположена на коробке и механизме. Может использоваться для нижних соединений. Возможна работа со статичным и активным током.
• Рутиловое. Маркировка – буква «Р». Его выбирают как новички, так и мастера с 15-летним опытом. С его помощью можно получить прочное соединение и покрытие, которые не будут токсичными. По мере того, как материал горит, получается шлак. Он защищает конструкцию от погодных условий и температуры.
• Целлюлоза. Обозначается буквой «Ц». Металл при работе с такими электродами сильно разбрызгивается, но при этом соединение получается прочное. Можно работать с любыми швами. Если вы хотите варить трубопровод, то такое покрытие будет служить долго.
• Базовое. Определяется буквой «Б». Выделяет углекислый газ во время горения арки. Применяется так же часто, как и рутиловое покрытие. Используйте этот материал только тогда, когда варите при статическом напряжении и обратной полярности, иначе соединения будет неровным. Вы будете вынуждены переделывать работу.
• Другие направления. Обозначаются буквой «П». Используются легирующие компоненты. Шов получается ровным и прочным. Такое покрытие используют в одном случае из 10.
• Специальное напыление. Если вы видите букву «С» – тогда речь идет о таком покрытии. Используется тогда, когда металлообработка происходит под водой.

К выбору электродов нужно подходить ответственно. Все зависит от того, какие задачи стоят перед мастером. Рутиловые стержни считаются универсальными, когда используют ручную арочную сварку.

Выбираем диаметр

Шов не получится качественным, если диаметр электрода будет подобран неправильно. То, какой толщины рабочая деталь, влияет на размер комплектующих.

Если стержень будет правильным, то вся работа не будет иметь смысла без правильного стержня. Чтобы выбрать электрод, нужно посмотреть на упаковку или на стержень.

Диаметр имеет прямое влияние на длину конструкции. Если вы собираетесь сварить дома или на даче, тогда вам подойдут сварочные стержни, диаметр которых 2-4 мм.

Это универсальный вариант, когда вы работаете с ручной дуговой сваркой. Кроме этого, стержни подойдут при любых металлообработках. Если работа происходит на заводе, тогда стоит взять стержни, толщина которых более 4 мм.

Тип шва и выбор электрода

Вполне логично, что проводить выбор комплектующих для РДС стоит в соответствии с соединением. Металл и шов играют большую роль в этом вопросе. Есть обычные швы: вертикальные, горизонтальные, а также наклонные.

Помимо этого разделения существуют еще и стыковые, косые, а также швы, сделанные со скосом. Эта информация пригодится как новичкам, так и мастерам с 15-летним стажем. Стоит остановиться на том, какие существуют марки сварочных стержней в 2019 году.

Электроды отличают по маркам в случае с ручной дуговой сваркой. Этот факт также зависит от того, с каким металлом нужно работать. Данные отображены в таблице.

Выбираем комплектующие высокого качества

Современное сварочное оборудование изготавливают по ГОСТу. Электроды – не исключение. Согласно нормам, стержень изготавливают из качественного материала. Последний закупается у поставщика, который предоставляет на него все сертификаты.

Говоря о покрытии комплектующих а, ручная арочная сварка требует использование электродов без дефектов, которые заметны невооружённым глазом. На них должны отсутствовать большие трещины диаметром более 2 см.

Во время того, как стержень будет плавиться, он не должен сыпаться или гореть неравномерно. Разбрызгивание при этом происходит плавно, без видимых отклонений. Нормы зависят от определенного вида обмазки.

Важно то, чтобы стержень не гнулся под нагрузкой. Он должен быть устойчивым к большому весу. Соединение при этом получится прочным, без явных пор. Проверив эти моменты, у вас получится выбрать правильный сварочный стержень для своей работы.

Подведём итоги

Новичку, который только начинает разбираться в сварке, очень трудно правильно выбрать электроды. Ручная арочная сварка подразумевает корректный выбор комплектующих и металла для работы.

Уже через пару лет работы у вас получится разбираться в маркировках и назначении всех электродов. Если вы будете знать эту информацию, то ваша работа существенно ускорится.

У вас есть опыт работы в выборе электродов и материалов? Поделитесь в комментариях. Желаем успехов!

Виды и состав покрытия электродов для ручной дуговой сварки

Электроды используются для сварки металлических изделий. Для каждого сорта металла стараются подбирать такие расходные материалы, стержень которых будет схожим по составу с заготовкой. Это благотворно влияет на качество, так как шов получает одинаковую структуру, что повышает его крепость. Но это не единственный фактор, который определяет выбор. Обмазка электродов также является весомым параметром, так как от того, насколько она справляется со своими задачами, будет зависеть надежность последующей эксплуатации. Основными функциями являются защита сварочной ванны от негативного воздействия внешних факторов, а также поддержание стабильного горения дуги. Некоторые из вариантов даже обеспечивают такие условия, что можно варить по ржавой поверхности без значительного ухудшения качества соединения.

Покрытие электродов для сварки

Виды покрытия электродов

Каждый тип покрытия электродов обладает своими свойствами и имеет специальное уникальное обозначение.

Сварочные электроды для сварки

Кислое. Обозначается буквой «А» в маркировке. В основе состава лежит кремний, марганец, оксиды железа и прочие элементы. Главным недостатком является то, что шов, который выполнен такими электродами, имеет достаточно высокую вероятность покрыться горячими трещинами во время процесса сваривания. Такое покрытие имеют электроды Э 42 и Э 38. В качестве преимуществ можно отметить, что кислая разновидность покрытия электродов для ручной дуговой сварки не обладает склонностью к появлению пор в шве. Это касается даже ржавых заготовок или деталей с окалиной. Они хорошо проявляют себя при дуге любой длине и нормально работают как при постоянном, так и при переменном токе.

Сварочные электроды с кислым покрытием

Целлюлозное. В маркировке обозначается буквой «Ц». Состав покрытия сварочных электродов данного типа содержит наибольшее количество органических веществ, так здесь их около половины. Исходя из названия можно понять, что в основном это целлюлоза. Исходя из степени раскисления, металл в готовом шве соответствует сталям в спокойном и полуспокойном состоянии. Но в нем содержится достаточно большое количество водорода. Обмазка используется на электродах Э46 и Э50. Здесь происходит равномерное образование валика наплавленного металла, если речь идет об односторонней сварке. Электроды хорошо проявляют себя в вертикальном пространственном положении.

Сварочные электроды Э46 с целлюлозным покрытием

Рутиловое. Обозначается буквой «Р» в маркировке. Покрытые сварочные электроды с такой обмазкой содержат в своем составе почти половину рутила. Здесь низкое содержание кремния и кислорода, так что нет риска образования горячих трещин. Наплавленный металл обладает хорошей ударной вязкостью. Газ, который выделяется во время горению дуги, и который служит для защиты сварочной ванны, образуют карбонаты и органические материалы в обмазке. Наплавка покрытыми электродами с такой обмазкой может страдать от окисления только при наличии углекислого газа и паров воды. При правильном соблюдении режимов здесь намечается минимальное содержание водорода, так что в шве не возникает пор. Здесь нужно прокаливать материалы, чтобы избежать подобных проблем. Но слишком высокая температура прокалки может также привести к последующему порообразованию. Электроды с рутиловым покрытием могут применяться даже в тех случаях, когда на поверхности основного металла имеется ржавчина. Они чувствительны к температуре и повышение режима может привести к браку даже при идеально чистой поверхности. По техническим свойствам они превосходят такие виды покрытий сварочных электродов как кислое и основное. Электроды легки в зажигании дуги и могут применяться в разных пространственных положениях.

Основное. В маркировке обозначается буквой «Б». такие виды покрытия электродов для ручной дуговой сварки обладают шлаковой основой для покрытия, в которой содержатся разнообразные минералы. Их еще называются флористо-кальциевыми. В них очень высокий коэффициент образования шлаков. Газ для защиты выделяют минералы, которые входят в состав обмазки сварочных электродов. Наплавленный металл получается слабонасыщенным водородом. Здесь нет органических материалов, что избавляет электроды от источника водорода. Наплавленный металл не склонен к окислению, так что здесь не наблюдается риск образования трещин. В отличие от рутилового покрытия, здесь имеется большое сопротивление сероводородному растрескиванию. Это позволяет применять материалы для сварки трубопроводов.

Сварочные электроды с обычным покрытием

Состав покрытия электрода для сварки

• Кислое – титан, кремний, марганец, окись железа;
• Основное – карбонат кальция и фтористый калий;
• Целлюлозное – мука, целлюлоза, органические вещества;
• Рутиловое – рутил, минералы и органические компоненты.

Характеристики покрытия электродов

Каждое покрытие имеет свои уникальные свойства не только в рабочем плане, но и в качестве физических характеристик. Среди них можно выделить:

• Толщина покрытия электрода во много зависит от размера самого электрода, так как тут действует пропорциональное соотношение, по которому толщина покрытия составляет одну треть от общей толщины;
• Температура горения обмазки, которая является не сильно влияющим на сварку фактором, но от нее зависит, насколько хорошо будет зажигаться дуга;
• Степень впитываемой влаги, так как от этого зависит количество проводимых предварительных процедур просушки перед использованием.

Технология нанесения покрытия на электрод

Диаметр покрытия электродов зависит от толщины стержня, но для его нанесения используются практически одинаковые технологии. Это осуществляется промышленным способом при помощи специальных станков. Это автоматический процесс с высокой производительностью. Твердые части состава высушиваются и раздрабливаяются. После этого их просеивают для достижения фракций определенного размера. Затем вещество обжигают, чтобы удалить серу. В смесители части состава замешиваются с жидкими составляющими. На последней стадии станок окунает стержни в готовую смесь, благодаря чему и получаются покрытые электроды.

Виды покрытий электродов

При проведении сварки металлических изделий используются электроды, правильный выбор которых непосредственно влияет на качество выполненного соединения. Для каждой из разновидностей металлических сплавов необходимо выбирать такие наплавочные материалы, которые своим покрытием и основным составом соответствуют характеристикам свариваемых изделий. Это и позволит обеспечить необходимую прочность, долговечность и качество проводимой сварки.

При выборе электродов вам также необходимо учитывать наличие обмазки и ее характеристики. Такое покрытие непосредственно влияет на долговечность и беспроблемность последующей эксплуатации соединенных сваркой элементов. Обмазка электрода позволяет защитить сварочную ванну от отрицательного воздействия внешних факторов. Обмазка также обеспечивает поддержание стабильной температуры сварочной дуги, что в свою очередь положительно сказывается на качестве соединения. Широко распространены сегодня специальные электроды с обмазками, которые позволяют выполнять сварку по ржавой поверхности без какого-либо ухудшения качества выполненного соединения.

Типы покрытий электродов

Распространенные на сегодняшний день разновидности покрытий электродов обладают уникальными свойствами и имеют свое собственное обозначение маркировки.

Электроды с кислым покрытием

Кислая обмазка. Такие электроды имеют в маркировке букву А. Основой такого покрытия является марганец, разнообразные оксиды железа, кремний и прочие элементы. Необходимо сказать, что основным недостатком использования таких электродов с кислой обмазкой является опасность появления на сварочном шве горячих трещин. Такие трещины значительно ухудшают качество полученного соединения, и зачастую приходится проводить сварку заново. Из преимуществ кислой обмазки электродов можем выделить высокую сопротивляемость появлению в шве воздушных каналов, а также возможность выполнения сварки ржавых заготовок и деталей с окалиной. Такой наплавочный материал с кислым покрытием получил широкое распространение при выполнении сварки дугой любой длины переменным и постоянным током.

Электроды с целлюлозным покрытием

Целлюлозное покрытие. Электроды с такой обмазкой обозначаются буквой Ц. Особенностью наплавочных стержней с целлюлозной обмазкой является содержание органических веществ, массовая доля которых в составе может составлять 50%. Из  таких органических веществ распространена целлюлоза, которая позволяет обеспечить равномерное образование сварного валика наплавляемого материала. Такие электроды отлично себя зарекомендовали при вертикальной сварке. Характеристики металла в сварном шве соответствуют стали в спокойном и полуспокойном состоянии. Необходимо лишь учитывать, что в таких сварочных электродах содержится большое количество водорода, который при работе со сталью может существенно ухудшить характеристики металла в области сварного шва.

Электроды с рутиловым покрытием

Рутиловые электроды имеют в маркировке букву Р. Как вы можете понять из названия, обмазка содержит большое количество рутила с небольшим вкраплением кислорода и кремния. Наличие таких дополнительных элементов позволяет существенно уменьшить вероятность образования горячих трещин в сварочном шве. Полученный наплавленный материал отличается повышенной ударной прочностью. Во время сварки при горении газовой дуги выделяется газ, который позволяет защитить сварочную ванну, путем образования на поверхности органических соединений и карбонатов. Отметим лишь, что при выполнении сварки в условиях повышенной влажности и воздействия углекислого газа может существенно ухудшиться качество соединения и появляться  признаки окисления. Поэтому проводить работы необходимо в условиях нормальной влажности и предварительно прокаливать заготовки.

Такие стержни чувствительны к изменениям режимов сварки и скачкам температуры в шве. В подобном случае даже при чистой поверхности и правильном выборе используемой разновидности наплавочного материала возможен брак соединения. Именно поэтому необходимо выдерживать условия проведения сварочных работ, что и позволит гарантировать качество соединения. Опытные сварщики рекомендуют первоначально прокалывать соединяемые материалы, что и позволит избежать проблем с окислением соединительного шва. Электроды с рутиловым покрытием могут использоваться в тех случаях, когда на поверхности соединяемых металлов заметны ярковыраженные следы ржавчины. Отметим, что благодаря легкости использования такие электроды с рутиловым покрытием пользуются популярностью при выполнении сварочных работ в быту.

Электроды с основным покрытием

Основное покрытие электродов. Такая обмазка имеет обозначение буквой Б. Предназначаются эти стержни для ручной дуговой сварки, и содержат в шлаковой основе различные минералы. Выполняя сварку такими электродами, следует помнить о том, что в процессе работы образуется большое количество шлаков. Минералы выделяют газ, защищающий раскаленный и остывающий сварной шов от воздействия окружающей среды. Из преимуществ такого основного покрытия можем отметить слабую насыщенность водородом, что позволяет исключить ухудшение характеристик стали и других металлов. В наплавленном материале отсутствует водород, который отрицательно сказывается на качестве выполненного соединения. Наплавленный металл не отличается склонностью к окислению, и имеет повышенную устойчивость к сероводородному растрескиванию. Электроды с основным покрытием благодаря своим отличным характеристикам могут использоваться для сварки трубопроводов.

Состав покрытия электрода

Химический состав распространенных покрытий сварочных электродов

• Рутиловое покрытие — рутил, органические компоненты и минералы.
• Целлюлозное — целлюлоза, мука, органические вещества.
• Основное покрытие — фтористый калий, карбонат кальция.
• Кислое — кремний, титан, окиси железа.

Толщина и диаметр покрытия электрода

Обмазка электродов вне зависимости от своего типа имеет уникальные свойства, которые проявляются в работе и в физических характеристиках полученных соединениях. Из таких уникальных свойств можно выделить следующее:

Температура горения обмазки не влияет на качество сварки, но при этом от данной характеристики зависит качество поджига дуги. Соответственно, чем ниже данная характеристика, тем лучше загорается дуга при начале сварки.

Толщина покрытия во многом зависит от диаметра стержня. В данном случае действует пропорциональное соотношение между толщиной материала электрода и толщиной слоя обмазки. Как правило, обмазка составляет 30% от общей толщины электрода.

Те или иные виды покрытия отличаются степенью впитываемости влаги. От данного показателя напрямую зависят подготовительные работы, которые необходимо провести перед началом сварки.

Важно. Имеющееся покрытие на электроде не должно осыпаться и иметь признаки механического повреждения. Выполнять сварку такими электродами с поврежденной обмазкой не рекомендуется.

Как наносится покрытие

Как уже было сказано выше, толщина покрытия непосредственно зависит от диаметра самого стержня. Для нанесения такого покрытия могут использоваться различные технологии. Нанесение обмазки выполняется при их изготовлении с помощью специального оборудования. Такое оборудование работает в полностью автоматическом режиме, что позволяет повысить качество нанесения покрытия на электроды. Твердые элементы в составе обмазки могут размалываться, и наноситься дополнительно на вязкую основу обмазки. Для обеспечения единой фракции таких твердых компонентов их просеивают через специальные фильтры, и лишь после этого выполняется их нанесение на поверхность наплавочного материала. В отдельных случаях при нанесении обмазки готовый состав предварительно обжигают, что позволяет удалить серу, которая может ухудшить качество сварного соединения. На последнем этапе нанесения покрытия станок окунает стержни в приготовленную смесь, и на выходе мы получаем равномерный слой обмазки.

Классификация электродов по типу покрытия

Разобраться во всем многообразии сварочных материалов — дело непростое: какой из них выбрать, на что обратить особое внимание? Техническая литература дает стандартизированные обозначения. Чтобы сравнить электроды и выбрать нужный, рассмотрите их типы.

Сразу оговоримся, что непокрытые металлические электроды применялись на ранних этапах развития сварочных технологий. Позже они преобразовались в непрерывную металлическую проволоку, сварку ею проводят в среде защитных газов.

Для сварки сталей и их сплавов наибольшее распространение получили металлические плавящиеся электроды с покрытием, которое наносится методом окунания или обмазки и представляет собой соединение компонентов, обеспечивающее те или иные свойства сварному шву. По типу покрытия они классифицируются ГОСТ 9466‐75.

Виды покрытия электродов

Обозначение электродов согласно государственным стандартам определяют их основные характеристики. По особенностям сварки и видам покрытия можно разделить:

Вид покрытия	Характеристика	ГОСТ 9466‐75/ISO (международное обозначение)	Марки электрода (пример)	Примечание
Основные	Шов качественный; дуга короткая; ток сварки — постоянный, обратной полярности; защита сварочной ванны хорошая.	Б/B	УОНИ 13/45 УОНИ 13/55 СМ‐11	Используют для сварки сосудов/трубопроводов, работающих под избыточным давлением (контроль Ростехнадзора)
Рутиловые	Горение дуги устойчивое; ток постоянный/переменный; шов качественный; удовлетворительная защита сварочной ванны.	Р/R	МР‐3 ОЗС‐12 ОЗС‐4	Конструкции, находящиеся под ведомством Ростехнадзора
Кислые	Дуга неустойчивая; высокая токсичность процесса; склонность к порообразованию; разбрызгивание металла; ток постоянный/переменный.	А/А	ЦМ‐7 СМ‐5 ОММ‐5	Стали с малым содержанием углерода, небольших толщин
Целлюлозные	Ток постоянный/переменный во всех пространственных положениях шва; сварка без перегрева; Разбрызгивание (большие потери).	Ц/С	ЦЦ‐1 ВСЦ‐4А ОМА‐2	Рекомендуются для монтажной сварки

Отношение диаметра электрода к диаметру его стержня определяет толщину покрытия. Различают изделия с тонким (М), средним (С), толстым (Д), особо толстым (Г) покрытиями. Лучшее качество шва дают три последние группы.

Диаметр электродов варьируется от 1,6 до 12 мм. Причем, 6 – 12 мм используются для наплавки, менее 6 мм — для сварки.

Рассмотрим подробнее типы покрытий.

Основное покрытие

Покрытие основного вида имеет шлаковую основу, с содержанием карбонатов Ca и Mg, плавикового шпата. Такой состав покрытия обеспечивает малое присутствие водорода в сварочном шве. Это — незаменимое качество для сварки высокоуглеродистых сталей, подвергающихся улучшению и закалке. В иных случаях водород, выделяющийся при сварочном процессе, проникает в околошовное пространство и может быть причиной трещин.

Электроды имеют сердцевину из проволоки с низким содержанием углерода Св‐08 (или Св‐08А). По своим физическим свойствам этот сварочный материал соответствует типу Э42А – Э50А (классификация, определяющая характеристики шва: 42 – 50 кгс/мм² — min временное сопротивление разрыву). Сварка может вестись при любом расположении шва.

Применяется для высокоуглеродистых, а также легированных сталей. Удовлетворительно показывает себя при значительной величине шва. Если на поверхности металла есть окалина, ржавчина, увлажнение, то велика вероятность образования пор в месте сварки. Устойчивость дуги меньше, чем при всех остальных типах покрытия (ток постоянный, обратной полярности).

Перед сваркой рекомендуется прокалка электродов (t=345 – 405°С).

Рутиловое покрытие

Основа этих сварочных материалов — проволока Св‐08, покрытие рутиловых электродов содержит, в основном, окись титана. Оно дает высокую стабильность дуги, применяется для вертикальных и потолочных швов.

Зафиксирован факт проведения качественной сварки по грунтованным поверхностям толщиной до 25 мкм. При сварочном процессе рутиловыми электродами токсичность невысока, не бывает большого разбрызгивания металла.

Соединения, сваренные ими, имеют повышенную прочностную усталость. Электроды соответствуют марке Э42 – Э46. Рутиловые электроды стойки к образованию трещин и пор в металле шва, однако, не приспособлены к исполнению тавровых швов при повышенных значениях зазора. Ими не рекомендуется варить тонкий металл и завышать значения сварочного тока.

Если электроды отсырели, их просушку необходимо выполнить при t=200°C, сварочный процесс можно проводить только на следующие сутки.

Кислое покрытие

Основа — проволока с низким содержанием углерода Св‐08. Химические элементы, включенные в покрытие — марганцевая руда, кремнезем, окислы железа.

К достоинствам можно отнести отсутствие пор при осуществлении процесса сварки по ржавчине и окалине, дуга стабильна, легкое зажигание при 60 – 70 В на трансформаторе, значительная производительность при любом положении шва в пространстве.

Недостатки: разбрызгивание металла, токсичность, склонность к возникновению пор и трещин. Кислое покрытие электродов применимо только для сварки низкоуглеродистых нелегированных сталей и соответствует маркам Э38 – Э42.

Целлюлозное покрытие

Основа таких покрытий — органические вещества, которые, сгорая, выделяют защитные газы для сварочной ванны. Такие электроды не способствуют образованию пор, дают стабильную дугу, позволяют производить сварку при любом положении шва.

К недостаткам относятся: повышенное содержание водорода в зоне сварного шва, способствующее возникновению горячих и холодных трещин в свариваемом металле; значительное разбрызгивание.

Область применения этого сварочного материала — монтаж магистральных трубопроводов. Провар корневого шва. Марки электродов регламентируются внутризаводскими стандартами или техническими условиями.

Электроды с целлюлозным покрытием: марки, характеристики, использование

Покрытие электродов предназначено для формирования качественного сварочного шва с нужными свойствами. Покрытие также выполняет защитную функцию — не позволяет сварочной ванне контактировать с атмосферными газами (азотом, водородом и кислородом).

Целлюлозное покрытие электродов

Электроды с данным типом покрытия предназначены для ручной дуговой сварки. В процессе сварки образуют хорошую газовую защиту для наплавляемого металла. Изготавливаются по такому же принципу, как электроды с другими видами покрытий: на металлический стержень наносится порошкообразная смесь.

Основной состав целлюлозного покрытия:

• Органические соединения. Составляют большую часть смеси — до 50%. К ним относится целлюлоза, мука и крахмал. Роль этих соединений — обеспечение газовой защиты.
• Может применяться незначительное количество рутилового концентрата.
• Мрамор, карбонаты, а также алюмосиликаты и другие вещества используются для реализации шлаковой защиты при варке.
• Также могут добавляться металлические порошки и ферросплавы — для легирования металла шва.

Характеристики

• Наплавленный метал соответствует спокойной или полуспокойной стали.
• По механическим свойствам сварных соединений целлюлозное покрытие соответствует электродам марки Э42-50 (по ГОСТу).
• Слабоокислительная атмосфера сварочной дуги.

Преимущества покрытия

• Широкие возможности использования. Сварка может проводиться в любом пространственном положении. Удобно сваривать конструкции в труднодоступных местах, так как электроды очень тонкие.
• Обеспечивает высокую скорость работы. Сварщик может работать со скоростью до 25 м/час за счёт лёгкости ведения шва.
• Качественная проварка шва до самого корня.
• Газовая защита сохраняет наплавляемый металл от поступления водорода или кислорода.
• При варке выделяется немного шлака. Благодаря этому удобно выполнять сварку вертикальных швов, так как шлак не стекает вниз и не мешает работе. Шлак легко удаляется с поверхности остывшего шва.

Недостатки

• Швы получаются с грубочешуйчатой поверхностью. Поэтому может понадобиться дополнительная шлифовка металла сваренной конструкции.
• Понижается пластичность металла шва, так как при сгорании органических соединений выделяется большое количество водорода, которое также будет и в наплавленном металле. Может привести к образованию трещин.
• При сварке наблюдается сильное разбрызгивание металла (до 15%).
• Чувствительны к перегреву в процессе прокалки.

Применение

Электроды с целлюлозным покрытием применяются для сварки углеродистых и низколегированных сталей. Небольшая толщина позволяет использовать их при работе с труднодоступными конструкциями. Часто используются для сварки магистральных трубопроводов.

Целлюлозное покрытие обеспечивает стабильное горение сварочной дуги как при переменном, так и постоянном токе. Но для более качественной проварки рекомендуется использовать ток прямой полярности. Так дуга будет проплавлять металл мощнее, исключится возможность образования подрезов и пор.

При использовании целлюлозных электродов следует учитывать также несколько нюансов:

• нельзя сваривать конструкции из закаливающихся сталей, которые содержат много углерода и легирующих элементов;
• подготавливая электроды к работе нужно прокаливать их строго при температуре, указанной производителем. Кроме этого, некоторые (например, Bohler) настоятельно не рекомендуют вообще осуществлять прокалку электродов. Поэтому необходимость подготовки прутков и нужные параметры для этого рекомендуется уточнять в каждом случае.

ВАЖНО! Нельзя перегревать электроды при прокалке, так как в них должен сохраняться уровень влажности от 1,5 до 5,0%.

Если электроды прокаливаются при температуре выше 170 °C, то они значительно пересушиваются. Вследствие этого наплавляемый металл будет больше насыщаться углеродом.

Оптимальная температура прокалки — 120-130 °C.

Все марки электродов

Электроды ВСЦ-4М предназначены для сварки корневого слоя шва и “горячего” прохода стыков трубопроводов из углеродистых и…

Далее » Все марки электродов

Использование электродов ВСЦ-4А гарантирует высокопроизводительную сварку корневого шва и “горячего” прохода стыков…

Далее » Все марки электродов

ВСЦ-4 применяются для сварки трубопроводов без колебаний электрода опиранием на кромки “сверху-вниз”. При этом данная марка…

Далее »

Где купить электроды

Выбирайте производителей и продавцов сварочных электродов, перейдя по ссылке ниже на страницу нашего каталога фирм.

Выбрать компанию