Классификация и нюансы выбора электродов для сварки

Когда появляется необходимость провести сварочные работы, помимо выбора оборудования, возникает вопрос о том, какой электрод самый лучший среди всех предложений. В этой статье есть советы по выбору электродов для сварки и правильном их использовании.

Электроды для сварки – изделия, применяемые в обработке металлов, их сплавов. Они применяются для сварки при ремонте изделий в домашнем и дачном быту, на крупных производственных фабриках, в цехах.

Стержни, которыми представлены эти изделия, состоят из сердечника и обмазки (внешнее покрытие). Принцип сварки заключается в создании электрической дуги, контакт будет от «минуса» к «плюсу».

Обмазка не менее важна в устройстве электродов. Она обеспечивает газовую защиту электрической дуги. Также поверх самого шва располагается шлак (плёнка против окисления материала) из обмазки, которая тоже плавится при сварке.

Назначение стержней при сварке заключается в том, чтобы прочно соединять детали различных конструкций, ещё они используются при резке материалов.

Сварка сегодня актуальна как никогда. Чтобы с успехом использовать приобретённые изделия в сварке и продлить их срок годности, нужно обеспечить безопасную транспортировку и при покупке обращать внимание на качество упаковки.

Получить по-настоящему крепкий шов, используя электроды, можно, если они состоят из материалов, схожих по свойствам состава с деталями, с которыми проводятся сварочные работы. Устройство непосредственно электрода представлено стержнем и обмазкой. Характеристики материалов этих частей определяют практически всё: от того, какой источник тока использовать, какой тип деталей варить, до особенностей розжига и техники сварки.

Существует классификация по степени плавления составов, из которых бывают изготовлены стержни. Их создают из металла или неметаллических материалов. Из металла делают электроды плавящиеся и неплавящиеся.

• Плавящиеся – именно те, что образуют шов, расплавляя кромки деталей и вместе с тем тоже сгорая, превращаясь в соединение. Бывают стальные, из алюминия или медные. Поддерживают постоянную дугу и, в отличие от неплавящихся стержней, не требуют ее корректировки.
• Неплавящаяся разновидность бывает также представлена металлами и стержнями из аморфного угля или искусственного графита. Расходными материалами служат присадочная проволока (из нержавеющей стали, ХВС, ХС12 и другие виды) и присадочные прутки.

Плавящиеся электроды делятся на покрытые и непокрытые. Покрытые разделяются по типу химического состава обмазки.

Одни из самых популярных электродов у начинающих сварщиков – рутиловые. Их использование очень удобно для ручной сварки, также безопасно, потому что при плавлении не выделяются вредные вещества.

Электроды разделяются по материалам, которые они, благодаря своим свойствам, хорошо соединят.

• Низкоуглеродистая сталь. Такой материал неплохо плавится при подаче электрического тока и нагревании места сварки. Самыми лучшими свойствами обладают швы, выполненные электродами из стали с совсем небольшим добавлением углерода. Изделия подобного состава требуют особого внимания при выполнении работ. Электроды используются при сварке низколегированных сталей и для наплавки специальных слоев.
• Высокоуглеродистая сталь. Сварка выполняется стержнями из низкоуглеродистой стали.
• Нержавеющая сталь. Такой материал характеризуется сильным электрическим напряжением, высокой проводимостью тепла. Эффективно использование неплавящихся изделий для сварки, например графитовых. Графитовый электрод создает довольно прочный шов и хорошо проводит ток. Допустимы режимы переменного и постоянного тока.
• Медь. Для сварки меди, а также латуни, бронзы используются электроды из серебра, фосфора и меди. Ими легко создавать надёжные швы. Серебряные электроды позволяют защищать конструкцию от эрозии.

• Кислые. Обмазка состоит из оксидов железа, марганца и кремния. При плавлении происходит выброс особо вредных для дыхания веществ, что является основной отрицательной особенностью кислого покрытия. Скорость сварки этими электродами может быть высокая. Могут образовываться трещины и подрезы. Используется в сварке деталей постоянным и переменным током для удаления ржавчины в нижних частях шва. Меньше вбирают влагу из воздуха, в отличие от других, более пористых по структуре электродов. Сегодня с успехом заменяются рутилово-кислыми обмазками.
• Рутиловые. Они сделаны из покрытия, замешенного из жидкого стекла с добавлением диоксида титана, ферромарганца, карбоната и алюмосиликатов. Проводить сварку можно практически в любых условиях постоянным или переменным током. Зажигаются легко, плавятся спокойно, капли небольшие, несильно разбрызгивается металл. Сварка быстрая, без сильного нагревания деталей, используется, скорее, в домашнем строительстве.
• Основные. В основные покрытия входят карбонаты магния и доломит, мрамор, магнезит. Используются примеси, позволяющие применять переменный ток. Стоит помнить, что примесь в виде плавикового шпата не подходит для данного режима. Постоянный ток обратной полярности выбирается всегда при отсутствии примесей. Выполняется сварка электродами с основным покрытием очень жёстких конструкций, швы получаются грубые и пластичные.
• Целлюлозные из органического материала (кукурузная мука, целлюлоза, смолы органического происхождения). Используются на постоянном или переменном токе. Отмечается, что варить удобно в нижних положениях и вертикальных благодаря небольшим каплям, вязкому шлаку, образующемуся в маленьком количестве. Получается неплохая защитная газовая плёнка шва. При сварке сильно разбрызгивается металл.
• Ильменитовые из природного концентрата диоксида титана и железа. Хорошо и стабильно горят.
• Специальные и прочие покрытия.
• Смешанные типы обмазок электродов: целлюлозно-рутиловые, кисло-рутиловые и др.

Применять электроды по назначению нужно, чтобы конструкция после сварки долго служила. Перед работой определяется тип изделия, при выборе имеет большое значение толщина свариваемых деталей.

Чтобы провести объемную работу с массивным оборудованием, чаще всего выбирается электродуговая сварка стержнями, соответствующими по размерам и свойствам образцам для сварки толстого металла. Учитывается концентрированное нагревание детали по всей площади, традиционно свариваемой в два прохода.

При сварке тонкого материала особое внимание уделяется не только размерам и типу тока, но и его полярности. Если выполнять сварку при высоких температурах, то есть риск прожечь детали. Поэтому и выбирается холодная сварка.

• Бытовая сварка. В работах такого типа (сварка заборов, различных каркасов для теплиц) используются электроды, сходные по материалам с монтируемой конструкцией. Проще всего выбрать универсальные и неприхотливые, соединяющие самые разные поверхности (АНО, УОНИ).
• Сваривание труб. К прочности трубопроводов, особенно газопроводов, предъявляются высокие требования. На помощь сварщику для выполнения таких ответственных работ приходят графитовые и угольные электроды.
• Весьма распространены медные провода и трубы. Для сварки медных проводов используются плавящиеся стержни с обмазкой, замешанной на жидком стекле, и неплавящиеся лантанированные электроды.

Медь обладает многими положительными характеристиками, поэтому используется повсеместно. Однако как бы ни была хороша медь, при сварке приходится считаться с некоторыми особенностями, свойственным меди.

• Текучесть. При сравнительно небольших температурах медь начинает активно плавиться и течь.
• Склонность к образованию подрезов, трещин во время сварки, при остывании.
• Хрупкость вследствие окисления кислородом воздуха. Медь поглощает легко кислород и водород.

Чтобы варить детали с содержанием меди, выполняется сначала нагревание металла. С целью обеспечить газовую защиту дуги, для алюминиевых и других металлических сердечников используются покрытия, содержащие кремний, марганец.

• Подводная сварка. Во время сварки на глубине используются изолированные стальные электроды, чтобы под водой швы оказались довольно качественными и надёжными. Хорошая изоляция для подводной сварки имеет первостепенное значение, ведь вода, в которой проводится монтаж, сама по себе является проводником электрического тока. Пропитка электродов может быть парафиновая или с применением растворов смол.
• Сварка пластика. Изделия из полимерных материалов, пластмассы, термопласты распространены среди предметов декора, большое количество частей различных приборов и машин сделаны именно из пластика. В случае таких работ подойдут стержни из измененного пластика, обработанные химически вторично. Для пластика важно обеспечить ровный и эластичный шов. Известны активным применением в сварке полиамидовые, полипропиленовые пластмассовые, стироловые электроды.

Одной из определяющих характеристик является размер электрода. Значение при выборе имеют длина и диаметр. Толщина монтируемых деталей влияет на величину диаметра электрода. Сила тока подбирается в зависимости от размера стержня. Показатели стабильности электрической дуги, плотности и качества шва напрямую связаны с диаметром электрода.

Металлические тонкие материалы варятся тонкими электродами (диаметром от 1 мм до 2 мм). Выбирая величину сварочного тока, опираются на особенности составов электродов и монтируемых частей, на температуры их плавления. Тонкие электроды есть риск очень быстро расплавить при большом напряжении.

Для сварки толстыми электродами, соответственно, требуется более сильный ток. Тока должно быть достаточно для того, чтобы разжечь электрод и поддерживать дугу. Существуют табличные значения, где указаны рабочий ток и диаметр электрода для сварки определенного по толщине материала.

Так, 25–100 А достаточно для сварки тонких листов электродом 1–2 мм, 150–200 А – для работы с металлами электродами диаметром около 3 мм. Важным моментом во время сварки является быстрая замена сгоревшего электрода новым.

Требования для стержней определяют ГОСТ 9466—75, ГОСТ 9467—75 и ГОСТ 10052—75.

Так как в наше время благополучно существуют многие марки электродов, то сложно дать точную характеристику всех их видов, ведь со временем (с ростом повсеместной востребованности выполнения сварки в любых отраслях и сферах) увеличивается количество марок сварочных электродов. Производители стараются привнести что-то новое в свои разработки, но суть по-прежнему заключается в том, чтобы сделать процесс электросварки максимально удобным. Полная информация о свойствах конкретного электрода указывается производителем в маркировке. Ее расшифровка лучше всех поможет сварщику понять, подойдёт данный электрод для создания крепкого шва или нет.

1. Э – изделие для электродуговой сварки, электрод.
2. Следующая за «Э» цифра – показатель сопротивления разрыву.
3. Прописанные следом буквы обозначают назначение изделия. Например, А – улучшенный вид пластичности, Н – наплавление на поверхности, У – подходит для углеродистых и низколегированных конструкционных сталей, Т – для теплоустойчивых легированных сталей.
4. На четвертой позиции находится информация о толщине покрытия.
5. Особые индексы, описывающие металл.
6. Обмазка обозначается следующими буквами: А, Б, Р, Ц, П. Ими характеризуется тип покрытия, соответственно: кислое, основное, рутиловое или же целлюлозное. «П» – это прочие покрытия.
7. Здесь есть такая важная информация, как положение сварочного шва в пространстве: 1 – во всех положениях, 2 – во всех, за исключением направления сверху вниз вертикально, 3 – нижнее, горизонтальное вертикально и снизу вверх вертикально. Четверка в маркировке значит возможность сварки в нижнем и нижнем «в лодочку» положении шва.
8. 0 – обратная полярность при постоянном напряжении, 1, 4, 7 – любая полярность (соответственно, здесь и далее для переменного напряжения 50–55 В, 70–80 В, 90–95 В), 2, 5, 8 – прямая полярность, 3, 6, 9 – это обратная полярность.

Лучшие электроды были признаны потребителями за свои исключительные качества. Российские заводы по производству сварочных электродов поставляют не только на отечественный, но и на международный рынок универсальные стержни ОК 46, заслужившие звание лучших. МР-3 удобны в использовании, так как не требуют предварительной подготовки свариваемого материала. Рутиловые МР-3С в составе имеют ионизирующие добавки и устойчивы к образованию трещин.

Рейтинг самых популярных производителей электродов для сварки представляют такие марки, как ESAB, японские Kobelco и LB 52u, «Ресанта», УОНИ и Lincoln Electric.

Электродная сварка инвертором является ответственной работой, и чтобы получить по-настоящему качественный шов, важно правильно осуществить выбор стержня.

Для сварки таким аппаратом требуется подобрать электроды, дающие стабильную дугу при режиме постоянного тока.

Учитывая свойства покрытий стержней, следует отметить, что такие типы обмазок, как кислотные и рутиловые, лучше всего использовать для инверторной сварки. Рутиловые электроды просты в использовании и помогут новичку в поддержании стабильной электрической дуги, потому что их легко разжигать.

• Чтобы правильно варить электродами, важно знать, какое расстояние должно быть между проводником и деталью. Оно должно быть от 2 до 6 мм.
• Держать электрод надо под углом 80 градусов и вести аккуратно, чтобы шов получился аккуратным и не образовались случайно подрезы.
• Обращайте внимание на пространственное положение сварочного шва.
• Сварку можно проводить переменным током и постоянным обратной или прямой полярности. Когда применяются последние два типа, сварочная дуга отклоняется электромагнитным обдуванием. Важно иметь представление о каждом из режимов ровно настолько, чтобы на практике уметь применить эти знания для проведения качественной сварки.
• Техника зажигания электрической дуги следующая: стержнем электрода чиркают о свариваемую деталь. Если держать электрод неправильно и не соблюдать нужный градус наклона, возможно прилипание стержня к свариваемому материалу.

Основной момент, который нужно отслеживать при хранении электродов, – контроль уровня влажность воздуха. Обмазка электродов легко вбирает в себя влагу, и поэтому электроды часто отсыревают при образовании конденсата.

• Условия, в которых находятся стержни, должны быть постоянными. Не допускаются перепады.
• Оптимальная влажность – 50%, а температура не должна опускаться ниже 14 градусов.
• Желательно хранить электроды в помещениях с кондиционером.
• Упаковка электродов не должна соприкасаться со стенами или полом.
• Чтобы исключить возможность последствий отсыревания, стержни просушивают и прокаливают в специальных камерах.

О том, какие электроды лучше выбрать для сварки начинающим сварщикам, вы можете узнать из видео ниже.