Выбор сварочного электрода для ручной дуговой сварки

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.

Материал и виды покрытия

Электродное покрытие по соотношению общего диаметра электрода к диаметру сердечника делится на следующие категории (коэффициент):

• Типа М – тонкое покрытие (до 1,2).
• С – среднее (до 1,45).
• Д – толстое (до 1,8).
• Г – особо толстое (свыше 1,8).

По составу также существует отдельная классификация:

• А – кислое.
• Б – основное.
• Ц – целлюлозное.
• Р – рутиловое.
• Две буквы (указанные выше, а также рутилово-железные с обозначением РЖ) – смешанный тип.
• П – прочие типы.

Приведенные буквы участвуют в маркировке.

ПРИМЕЧАНИЕ:

Предусмотрено дополнительное деление электродов на несколько групп, в зависимости от состояния обмазки, точности изготовления этих изделий.

Цвет

Вольфрамовые электроды отдельно имеют цветовую маркировку, указывающую на тип и процентный вес содержащегося в составе оксида:

• Торий – голубые (0,35 – 0,55%), желтые (0,8 – 1,2%), красные (1,7 – 2,2%), сиреневые (2,8 – 3,2%), оранжевые (3,8 – 4,2%).
• Цирконий – коричневые (0,15 – 0,5%) и белые (0,7 – 0,9%).
• Оксид лантана – черные (0,9 – 1,2%), золотые (1,4 – 1,6%), синие (1,8 – 2,2%).
• Оксид церия – серые, соответствующие 1,8 – 2,2%.

Сиреневым и бирюзовым цветами отмечаются смешанные оксиды, состоящие из редкоземельных элементов. Зеленые стержни производятся из чистого вольфрама.

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.

По типу свариваемого металла

Выбирать электроды для РДС сварки необходимо по типу свариваемого металла. Тогда состав стержня будет максимально приближен к составу основного изделия и соединение получится однородным. Снизится вероятность трещин или температурных деформаций из-за разности линейного расширения, теплопроводности, ударной вязкости.
Например, при сварке чугуна электродами для низкоуглеродистой стали образуется много пор, поскольку углерод вырывается из сварочной ванны. Еще сталь остывает быстрее, чем чугун, поэтому после сварки возможны трещины вдоль шва. Применение специальных электродов, как например ESAB OK 92.58 NiFe-Cl-A, из железо-никелевого сплава делает соединение более вязким и устойчивым к разрывам.

Источник видео: Aurora Online Channel

В зависимости от свариваемых заготовок выбирайте электроды для:

• низкоуглеродистых и низколегированных сталей;
• легированных сталей (нержавейки);
• чугуна;
• высокоуглеродистых сталей;
• алюминия.

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.

Диаметр электродов

Э42А-УОНИ-13/45-3.0

-УД ———————————— Е432(5)-Б 1 0

Следующим в маркировке прописывается диаметр металлического стержня. Значение указывается в миллиметрах с десятыми долями, через запятую. Сечение электрода подбирается исходя из толщины свариваемых заготовок и сварочного тока. Слишком тонкие электроды будут быстро сгорать и разбрызгивать присадочный металл, а слишком толстые создадут дополнительное сопротивление и сделают сварку некачественной из-за малой глубины проплавления.

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»).

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.

Типы электродов

Э42А

-УОНИ-13/45-3.0-УД ———————————— Е432(5)-Б 1 0

Маркировка состоит из группы букв и цифр, за которыми стоят определенные характеристики. Для наглядности пояснения возьмем за пример распространенные электроды с такой маркировкой:

Первые индексы Э42А указывают на тип расходного элемента. Их несколько и они поясняют сварщику, какой металл лучше сваривается определенными электродами.

В нашем примере указан тип Э42А, где:

• Э — электроды для РДС.
• Цифра 42 — предел прочности, измеряемый в кг на мм?.
• А — металл шва будет обладать повышенной пластичностью и ударной вязкостью.

Благодаря знанию этой части маркировки вы сможете легко подобрать электроды по прочности шва — чем выше цифра, тем прочнее соединение. Например, в нашем случае 42 означает, что сваренный шов выдержит нагрузку в 42 кг на 1 квадратный миллиметр. Когда требуется устойчивость к резким нагрузкам, выбирайте расходники с приставкой «А» в типе.

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.

Преимущества МР-3

Сварка электродами МР-3 с рутиловой обмазкой считается наиболее экологичной и безопасной с точки зрения выделения в воздух токсичных соединений, поэтому выполнять работы можно в закрытых, слабо проветриваемых помещениях. В ряду других плюсов:

• хороший первый и повторный поджиг;
• стабильное горение электродуги (дуга – средняя, короткая или предельно короткая);
• беспрепятственное отделение шлаковой корки;
• низкий процент разбрызгиваемого металла;
• возможность варить детали большой толщины;
• качественный, прочный, стойкий к межкристаллитной коррозии шов.

Как и любые другие, электроды с рутиловым покрытием марки МР-3 должны храниться в сухом помещении при температуре не ниже +15 °C. Допустимое содержание влаги в покрытии составляет 1%. При превышении этого показателя электроду требуется прокаливание в течение часа при температуре 150-180 °C.

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.

Как выбрать электроды для инверторной сварки

В первую очередь подбирают состав сердечника: он должен быть сходным с типом свариваемого металла. В домашнем хозяйстве чаще всего используются конструкционные стали. Вот из такой же проволоки и должны быть электроды. Иногда еще приходится варить нержавейку. Тогда сердечник тоже должен быть из нержавейки, причем для высоколегированным и жаростойких делают из металла с такими же характеристиками.

Выполнить все работы по дому или на стройке можно с использованием всего нескольких марок электродов:

• МР-3
• УОНИ 13/55
• АНО 21
• ОК 63.34

Они признаны многими лучшими электродами для новичков, которые работают с инверторными сварочными аппаратами: с ними работать проще, в то же время, они позволяют варить качественные швы даже при отсутствии значительного опыта. Ниже приведены характеристики и общее применение тех расходников, которые многие спецы считают хорошими электродами для инвертора. Во всяком случае, их часто рекомендуют начинающим сварщикам для наработки опыта.

Электроды с рутиловым покрытием МР 3

МР-3 — это, пожалуй, самые популярные среди новичков сварочные электроды для инверторов
Чаще всего новичкам советуют начинать освоение сварных швов с электродами МР-3. Они легко разжигаются, даже при не очень хорошей вольт-амперной характеристике сварочного аппарата, дают хорошую защиту сварной ванны, позволяют довольно легко контролировать ее положение. Если электрод не разжигается, прокалите его при температуре 150-180° на протяжении 40 минут.

Применяются в аппаратах с переменным (сварочные трансформаторы) и с постоянным током (сварочные выпрямители и инверторы). К инверторам обычно подключаются на обратной полярности (+ на электроде). Подходят для любого типа шва, кроме вертикального сверху-вниз.

Про типы сварочных аппаратов читайте тут.

Электроды МР 3 некапризны к качеству свариваемых поверхностей. Ими можно работать даже на необработанных, покрытых ржавчиной и влажных деталях. Сварка ведется средней (2-3 мм) или короткой дугой.

Очень важна для начинающих сварщиков особенность МР 3: они хорошо «держат» дугу, работать ими просто. За это не все профессионалы любят эту марку: называют их бенгальскими огнями. Слишком мягко они варят: для хорошего прогрева необходимы медленные движения. Что профи не по вкусу, новичкам — то, что надо. Попробуйте начать обучение сварке именно с МР3. У вас все должно получится.

УОНИ 13/55 с основной обмазкой

Предпочитаемые профессионалами электроды для инвертора УОНИ 13/55 (чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней мышкой)
Это самые, пожалуй, широко распространенные и популярные электроды с основным покрытием. Они рекомендованы для сварки углеродистых и низколегированных сталей. Подходят для соединений ответственных конструкций. Швы получаются прочными к ударным нагрузкам и пластичными, хорошо переносят воздействие низких температур.

Недостаток этих электродов: они хорошо разжигаются только при достаточно большом значении холостого хода у инвертора (выше 70 В). Второй существенный недостаток: высокие требования к зачистке и обработке свариваемых металлов. Если на кромке останется ржавчина, пыль, масло или другие загрязнения, шов будет пористым.

Работать с УОНИ 13/55 можно только на сварочных аппаратах постоянного тока, в том числе и с инверторами, при обратной полярности (+ подают на электрод), причем короткой дугой (держать кончик электрода ближе к свариваемой поверхности). Минимальное напряжение холостого хода 65 В.

АНО 21

Этот тип электродов с рутиловым покрытием предназначен для работы с углеродистыми сталями небольшой толщины. (О сварке тонких металлов читайте тут.) При их использовании дуга разжигается легко (в том числе и при повторном розжиге), шов получается мелкочешуйчатым (из волн небольшого размера), шлак отделяется легко. Электроды АНО 21 можно использовать для сварки водопроводных или газовых труб.

Попробуйте для работы на инверторе электроды АНО 21

Работают как с переменным так и постоянным током любой полярности. Перед сваркой необходима термическая обработка: их прокаливают при температуре 120°C на протяжении 40 минут.

Электроды по нержавейке ОК 63.34

Если вам необходимо сварить нержавейку, попробуйте ОК 63.34. Ими же можно варить и конструкционные стали. При этом получается шов с мелкой волной с плавным переходом к основной поверхности металла. Количество шлака небольшое, отбивается легко.

Этим электродом хорошо варить вертикальные швы а металле 6-8 мм, проходя сверху-вниз. Подходит для многопроходной сварки стыковых и нахлестных соединений. Работает с постоянным и переменным током любой полярности, минимальное напряжение холостого хода — 60 В.

Электроды для сварки ОК 63.34

Для сварки вам еще понадобится маска. Чтобы проще было работать, берите сварочную маску-хамелеон.

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.

В этой статье:

Электрод в ручной дуговой сварке выполняет сразу несколько функций. Во-первых, между концом стержня и изделием горит электрическая дуга, которая плавит кромки металла. Во-вторых, пруток служит присадочным металлом, постепенно плавясь и добавляясь в сварочную ванну. В-третьих, обмазка электрода сгорает и выделяет защитные газы, препятствующие проникновению воздуха в сварочную ванну.

Если выбрать электроды правильно, то дуга будет легко возбуждаться, ровно гореть, меньше капель расплавленного металла разлетится по сторонам. Металл шва насытится полезными включениями из стержня и обмазки электрода, что посодействует прочности и другим свойствам соединения.

Ошибки при выборе расходника скажутся как на удобстве работы, так и на качестве соединения. Но универсальных электродов, подходящих для всех задач, не существует. Разработано множество марок расходных элементов, отличающихся составом стержня, составом обмазки, пригодностью для рода тока, пространственного положения, и предназначенными для узкого использования. Как выбрать сварочные электроды для ММА сварки по всем этим параметрам мы как раз и рассмотрим.