В статье, в помощь начинающему сварщику, приведена информация о выборе сварочного электрода для ручной сварки, выборе инвертора и режима сварки — тока сварки, полярности.
Зачастую, перед начинающим сварщиком встает много вопросов – какой электрод выбрать из множества марок и типов, представленных на рынке, как подключить инвертор, какой ток использовать в процессе сварки и т. д.
Сварочный электрод состоит из двух основных частей – сердечник и покрытие сердечника — обмазка. Сердечник в процессе сварки плавится, а обмазка сгорает, создавая защитный газовый слой (защита от кислорода). Сердечники электродов изготавливаются из различных материалов, в зависимости от свариваемого металла. Существуют электроды для работы с углеродистой, легированной, высоколегированной сталью, нержавеющей сталью, цветными металлами и их сплавами. При выборе электрода прежде всего обращаем внимание на то, что материал сердечника, по своему составу должен быть приближен к свариваемому металлу.
Виды и назначение сварочных электродов
С помощью сварки можно:
- соединять металлические детали;
- изготавливать металлические конструкции любых размеров;
- резать металл;
- устранять трещины;
- прорезать круглые и фасонные отверстия;
- наплавлять металл для восстановления мест износа;
- выполнять ремонт и другие виды работ.
Промышленность производит множество видов электродов, их около двух сотен. Каждый из них наиболее эффективен в ограниченных рамках характеристик этих работ, поэтому выбор электродов для сварки является весьма ответственным этапом. Делать его следует после тщательного изучения темы либо с помощью специалистов.
Критериями выбора электродов служат конструктивные параметры, характеристики и назначение, указываемое производителем изделий. Основными из них являются:
- марка электрода;
- назначение;
- диаметр сердечника;
- тип обмазки электрода;
- длина электрода;
- величина рабочей силы тока;
- род тока и полярность подключения;
- состав центрального стержня;
- положение сварки;
- особые технологические характеристики процесса сварки.
Назначение
В марке электрода, как правило, зашифровано его назначение. Например, изделия типов:
- УОНИ — предназначены для сварки деталей при низких температурах;
- АНО-21 — для выполнения работ с тонкими (до 4 мм) деталями, эксплуатируемых под небольшими давлениями;
- МР-3С — для сварки деталей из проката и среднеуглеродистых сталей толщиной до 20 мм;
- ЛЭЗ — для наплавки изношенных деталей;
- недорогие электроды ОЗС-12 универсального применения рекомендованы для сваривания углеродистых сталей, отличаются простотой применения;
- рутиловые изделия марки АНО-4 применяют для сварки низколегированных и низкоуглеродных сталей; работают и на постоянном, и на переменном токах; хорошо варят загрязнённый ржавчиной металл, обладают устойчивым горением дуги, легко очищаются от шлака.
Специалисты различают электроды для сварки, прихватки, наплавки и резки. Большим спросом пользуются универсальные изделия, с которые экономится много времени при выполнении разнородных работ.
Назначение и классификация
Такая продукция популярна как на крупных предприятиях, так и среди частников. Кроме того, популярные разновидности и существующие марки электродов используются для одинаковых целей.
Поэтому до того, как приступить к cварке, надо знать, какие расходники потребуются в том или ином виде деятельности:
- при ремонте;
- соединении деталей;
- устранении трещин;
- наплавлении металла;
- для резки.
В каждом отдельном случае потребуется особое вещество, которое вводится в состав электрода или его покрытия. Поэтому назначение и цена каждой разновидности отличаются. Разнообразие продукции привело к тому, что появилось много нестандартизированных названий, круг применения которых узок.
Поэтому основным классификатором стал материал стержня, из которого продукция сделана.
Из неметаллических вариантов можно выбрать:
- графитовые для пайки меди;
- угольные для резки плавления отверстий в различных марках стали;
Металлические бывают неплавящимися и плавящимися. К первым относят группу товаров, которые сами непосредственно не участвуют в создании сварочного шва:
- вольфрамовые для работы в аргоновой среде;
- лантанированные с высокостабильной дугой и низкой температурой расплавления;
- торированные с повышенной стоимостью к коррозии;
- иттрированные с повышенной стойкостью.
Плавящие электроды непосредственно расплавляют кромки соединяемых деталей.
Среди них:
- 5 марок углеродистых, 23 легированных и 28 высоколегированны стальных;
- чугунные;
- из цветных металлов – меди, бронзы, алюминия.
Одним из главных классификаторов стала химическая составляющая.
Исходя из этого можно выделить такие разновидности:
- Руднокислые с повышенной скоростью плавления. Используются для инверторных и трансформаторных аппаратов, что делает их самыми распространенными среди прочих марок. При сварке выделяют много едкого дыма, что разрушает здоровье операторов и требует принятия повышенных мер по охране труда.
- Рутиловые с добавкой двуокиси титана. Более безопасные, чем предыдущие. Характеризуются низким разбросом окалины и формируют аккуратный шов.
- Смешанные рутил-целлюлозные.
- Фтористо-кальциевые для работы с постоянным обратным током.
- Органические с целлюлозным покрытием. С ними сварщику удобно работать в любой позе, с постоянным и переменным током.
- Ильменитовые с плавной и стабильной дугой.
Рекомендуем к прочтению Как пользоваться электродами ЦЛ-11
Диаметр
Выбор диаметра электрода (сердечника) определяется толщиной свариваемых деталей и величиной максимального тока применяемого сварочного аппарата. Чем они выше, тем более толстыми могут быть соединяемые элементы.
Все три параметра находятся в зависимости друг от друга. Их значения указаны в специальных таблицах, которыми удобно пользоваться перед работой и закупкой электродов. Так, для деталей толщиной 3-4 мм нужно использовать электроды диаметром 3 мм с регулировкой рабочего тока в пределах 80-160 А.
Обмазка электродов
Обмазка сердечника — это твёрдый состав, своеобразный флюс, предназначенный для защиты металла расплава от вредного воздействия кислорода, при попадании которого в жидкий металл образуются окислы, ухудшающие качество соединения.
Другая функция обмазки — термоизоляция расплава для задержки времени затвердевания (чтобы из него успели выйти вредные газовые и неметаллические включения). В современных электродах используют несколько видов обмазки. Главными являются основная (в маркировке электродов обозначается буквой «Б») и рутиловая (буква «Р»).
Разновидности покрытия электродов
Как уже говорилось выше, покрытие (или обмазка) — это важнейший элемент электрода для ручной дуговой сварки. Благодаря содержащимся в этом напылении химическим веществам можно добиться того, что шов получит дополнительную прочность и будет дольше держаться. Также обмазка облегчает создание электрической дуги и способствует общему повышению качества сварки.
Покрытие имеет несколько типов, которые обязательно отражены в маркировке электрода:
- «А» — кислое;
- «Ц» — целлюлозное;
- «Б» — фтористо-кальциевое (основное);
- «Р» — рутиловое;
- «Ж» — насыщенное железосодержащее.
Каждый из этих вариантов используется для получения определённых эффектов при работе. Например, кислое покрытие позволяет легко избавиться от пор, образующихся в шве, а кроме того позволяет производить сварку по поверхности, покрытой следами ржавчины. Бывают и смешанные обмазки, которые используют для достижения сразу нескольких эффектов.
Покрытие начинает «работать», когда стержень электрода, закреплённый в сварочном зажиме, подносят к месту сварки, где с него на деталь перекидывается дуга. От высокой температуры химические вещества из напыления начинают отчасти плавиться и уходить в шов, отчасти испаряться и выделять газ, поддерживающий дугу.
Хранение и транспортировка электродов
Конечно, чтобы покрытие хорошо отработало, требуется соблюдать условия хранения и транспортировки электродов. Стержни, которые транспортируются в картонных коробках, должны храниться при температуре 17 — 27°C и влажности не более 60% или при температуре 27 — 37°C и влажности не выше 50%. Электроды, которые поставляются в вакуумной полиэтиленовой упаковке, могут храниться и при других условиях, если упаковка не повреждена.
Основная обмазка
Известно, что в её состав входят соли кальция — карбонат и фторид. Её преимуществом считается небольшое содержание водорода. Характерными представителями электродов с основной обмазкой являются изделия УОНИ. Их покрытие обеспечивает получение высококачественного шва – как по внешнему виду, так и по техническим показателям: пластичности, прочности, ударной вязкости.
Электроды не образуют внутри шва кристаллические трещины, поэтому рекомендуются специалистами для ответственных сварочных операций и для изделий, эксплуатируемых в суровых климатических условиях. Их можно применять при сварке в любом положении, кроме вертикального.
Виды покрытий
Для решения разных задач производят электроды с четырьмя видами покрытий:
- Основное. Функциональное назначение – сварка на постоянном токе. Обычно используются для решения ответственных задач.
- Рутиловое. Подходят для работы на переменном и постоянном токе. Легко поджигаются, образуют мало брызг.
- Кислое. Плюс – легкое отделение шлака, минус – невозможность применения при работе в закрытом пространстве из-за токсичности выделений.
- Целлюлозное. Продукция разработана для ведения сварочного процесса на постоянном токе. Востребована при создании ответственных конструкций.
Для электродуговой сварки в домашних условиях наиболее часто используются электроды с основным и рутиловым покрытием.
Рутиловая обмазка
Рутил — это диоксид титана. Кроме него, в обмазке присутствуют кремний и кислород.
Рутиловое покрытие характеризуется следующими свойствами:
- образование качественного шва при любом пространственном положении электрода;
- стабильное горение дуги;
- минимальное разбрызгивание расплава и обмазки;
- возможность сварки как на постоянном, так и на переменном токах;
- возможность сварки ржавых и грязных деталей;
- быстрый и лёгкий розжиг электрода;
- лёгкое отхождение шлака.
Распространенные виды электродов для домашнего применения
Среди продукции с основным покрытием популярный вариант – УОНИ 13/55, подходящий для углеродистых и низколегированных сталей. Ток – постоянный обратной полярности. Изделия УОНИ 13/55 могут использоваться для создания конструкций, воспринимающих серьезные нагрузки. С их помощью получают швы, для которых характерны:
- пластичность;
- устойчивость к ударным воздействиям;
- сохранение рабочих характеристик при пониженных температурах.
Недостатком этих изделий является необходимость тщательно подготавливать кромки. Масло, вода, ржавчина и другие загрязнения, оставшиеся на кромках, провоцируют образование в шве большого количества пор.
Наиболее часто используемые изделия с рутиловым покрытием:
- МР-3. Используются для углеродистых и низколегированных сталей. Процесс проходит на постоянном и переменном токе. Преимущества: возможность варить во всех положениях и соединять грязные и окисленные элементы, а также стабильность дуги и малое количество брызг. При колебаниях длины дуги поры в шве не образуются.
- АНО-4, ОЗС-12. С их помощью сваривают элементы из углеродистых сталей.
- Импортные изделия ОК 63.34, ОК 61.30 и отечественные ЦЛ-11. Востребованы для работы с коррозионностойкими сталями.
Источник тока
Для сварки металлов электродами используют сварочные трансформаторы, выпрямители, инверторы и другие устройства, работающие в режиме ручной дуговой сварки. Инвертор получил широкое применение благодаря компактности, небольшому весу и широким возможностям.
Он обеспечивает работу как на постоянном, так и на переменном токе, а малый вес его объясняется тем, что трансформация напряжения выполняется на частоте не в 50 Гц, а в 100 кГц, для которой размеры и масса сердечника трансформатора уменьшается на порядок.
При сварке на постоянном токе имеет значение полярность подключения. При прямой полярности массу (сварочную деталь) подключают к «+» источника, а держак с электродом – к «-». При обратной полярности — наоборот. На прямой полярности можно сваривать тонкие детали, а на обратной – массивные.
При выборе электродов с помощью таблицы и данных о сварочном аппарате можно определить, сможет ли источник обеспечить требуемую величину тока.
Виды соединения тонкого металла при ручной дуговой сварке.
- С помощью непрерывной сварочной дуги. В данном случае электрод нужно направлять со средней скоростью. Если будете вести электрод слишком быстро, то проварится не весь шов, а только его верхняя часть. Если вести электрод медленно, то можно прожечь металл.
- С прекращением дуги. Этот способ самый популярный для соединения тонкого металла.
- Точечная сварка.
Как и при при ручной дуговой сварке , так и при сварке металла инвертором, тонкий металл нужно варить очень быстро, чтобы не допустить его остывания.
Положение сварки
Пространственное положение электрода также входит в его маркировку. Цифрой 1 обозначают электроды, для сварки которыми используется только нижнее положение детали (электрод сверху).
Цифрой 2 маркируют изделия, применяемые при горизонтальном или вертикальном расположении шва (потолочное исключается).
Цифра 3 применяется для потолочных электродов (электрод упирается в деталь снизу). Эти маркировки сварщик должен принимать во внимание во избежание получения некачественного шва или травмы.
Прокаливание электродов
Обмазка электродов требует герметичности при хранении, однако это условие повсеместно не выполняется. Острые края стержней, как правило, нарушают герметичность полиэтиленовой упаковки уже при первой перекладке пачек. Таким образом, к моменту покупки электроды оказываются напитанными излишней атмосферной влагой.
В таком состоянии из-за опасности получения некачественного шва и возможности слишком сильного разбрызгивания металла сварку ими производить нельзя. Нужно высушить электроды. Производитель даёт чёткие рекомендации относительно параметров процесса, устанавливая время сушки и предельную температуру. Она обычно не превышает 260 ºС.
Как установить качество электродов при покупке?
Лучшим вариантом будет опробование нескольких электродов из приобретаемой партии в рабочем процессе сварки. Если это невозможно, нужно обратить внимание на следующие факторы:
- срок годности изделий;
- название компании-производителя (для опытных сварщиков это важная информация);
- качество обмазки в части равномерности толщины нанесения вокруг стержня, отсутствие крошения.
Если при опробовании появляются признаки излишней влажности, следует просушить электроды и провести проверку повторно.
Чтобы сварка деталей была выполнена по всем правилам нормативов, а качество шва не подвергалось критике, крайне важно хорошо изучить сварочные технологии. Выбор типа электрода — это составная часть этих знаний, которые нужно постоянно пополнять и совершенствовать.
Как выбрать сварочные электроды
В первую очередь следует обратить внимание на то, что изделия могут быть плавящимися либо неплавящимися. В составе первых металлические стержни со специальной обмазкой поверхностей, что защищает сварочные зоны и повышает устойчивость горения дуги. Именно ими пользуются в процессе ручной дуговой сварки. Вторая категория предназначена для работ в среде с защитным газом (аргоном), ее особенности будут рассматриваться отдельно.
При выборе также нужно принять к сведению то, из каких материалов произведены соединяемые детали. Для варки разных металлов подбираются разные виды электродов. Например:
- Если нужно соединить низкоуглеродистые и низколегированные стали, приобрести нужно углеродные электроды.
- Для соединения легированной стали покупают изделия (ГОСТ 9467−75, ГОСТ 9466–75 ).
- Когда планируются работы с наплавками или сталями разных видов, то понадобятся изделия, сердечник которых выполнен из высоколегированных металлов.
- При варке чугуна также не обойтись без соответствующих электродов — ОЗЧ-2.
В наши дни сформировался своеобразный рейтинг известных марок:
- АНО. Отличаются хорошим воспламенением, не нуждаются в дополнительном прокаливании. С ними смогут работать как начинающие специалисты, так и профессионалы с опытом.
- МР-3. Универсальные, могут применяться и для соединений неочищенных поверхностей.
- МР-3С. Их используют, когда до швов выдвигаются повышенные требования.
- УОНИ 13/55. Применяются при монтаже ответственных конструкций, в которых швы должны иметь высокое качество. Неопытным сварщикам не рекомендуется с ними работать, так как требуется опыт и определенная квалификация.
Преимущества известных марок
- Облегчают процесс сварки. Трудности могут возникать только при некорректном выборе материала сердечника.
- Высококачественные швы. Данный параметр очень важный. Позволяет получить прочные соединения как внешние, так и внутренние, выпуклые и вогнутые сварные швы.
- Простота отделения шлака. Это дает возможность увидеть, насколько качественный получился шов.
- Можно сваривать элементы, что были подданы действию коррозии. Конечно, подобные процедуры выполняют не слишком часто, но они будут выполнены на должном уровне.
- Безопасность для сварщика, выдержаны санитарно-гигиенические требования.
Различия марок и диаметров
Опытные специалисты-сварщики иногда утверждают, что пользуясь инверторными сварочными аппаратами, можно покупать любые электроды. Такие мнения основаны на их личном опыте, когда они выполняют определенные виды работ. Преимущественно при инверторной сварке не предъявляются серьезные требования относительно герметичности швов, поэтому могут использоваться изделия с диаметром 0,5−2 мм.
Подбирать диаметр и марку следует исходя из того, металлы какой толщины необходимо будет соединить. Для значительной толщины потребуется длительная проварка, что значит — у электрода должен быть большой диаметр.
Тонкими электродами для сварки еще нужно научиться работать, ведь они быстро горят. Как правило, их посредством выполняют прихватки.
Также выбор сварочных материалов зависит и от типа работ, для которых планируется их применять. Так, когда выполняют сложнейшие трассовые работы, понадобятся большие электроды, а смонтировать конструкцию из профильных компонентов можно с помощью электродов с диаметром, не превышающим 2 мм. Именно ими пользуются при соединении секций ворот, изготовлении оград из профнастила и труб.
