Диаметр электрода от толщины металла (листа или детали), сила тока сварки от диаметра электрода. Режимы — выбор режима ручной дуговой сварки. Траектории движения электрода. Схема, скорость сварки, вли

• Главная страница
• •
• Статьи на сварочную тему
• •
• Как новичку выбрать электроды для РДС сварки

В этой статье рассмотрим советы по выбору покрытых электродов, чтобы купить правильные расходные материалы для конкретной работы.

Чтобы овладеть РДС сваркой, необходим аппарат, средства защиты и расходные элементы, а также много практики. Как выбрать сварочное оборудование мы писали в отдельной статье, а здесь рассмотрим советы по выбору покрытых электродов. Это поможет купить правильные расходные материалы для конкретной работы.

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.

Влияние сварочного тока и толщины электродов на сварку

Сварочный ток — один из наиболее значимых в работе параметров, влияющих на основные качественные характеристики и размеры шва, а также некоторые другие принципиальные показатели получаемого сварного соединения. Даже незначительное повышение уровня сварочного тока делает более быстрым плавление заготовок и материала электрода.

Немаловажное значение в процессе работы имеет также плотность тока сварки, которая определяется соотношением таких параметров, как площадь поперечного сечения возникающей электродуги и сварочного тока (А/мм2). При увеличенном диаметре электрода снижается токовая плотность. Такая особенность объясняется более толстой и длинной электрической дугой.

Слишком низкие показатели сварочного тока отрицательно сказываются на стабильности горения дуги. В этом случае заметно возрастает риск образования непроваренных участков, постоянного прерывания процесса сварки и получения низкокачественного соединения. При очень высоких показателях быстро возникает перегревание, или образуются прожоги в области сваривания заготовок, а также может наблюдаться интенсивное разбрызгивание материала.

По толщине металла

Электроды для ручной дуговой сварки изготавливаются разных диаметров. Сечение стержня указывается на пачке, а опытные сварщики способны определить его на глаз. Толщина покрытого электрода подбирается исходя из толщины свариваемых сторон и силы тока. Если толстые заготовки варить тонкими электродами, то последние будут перегреваться, что приведет к разрушению обмазки, разбрызгиванию жидкого металла, перерасходу электродов. Сварка тонкого металла слишком толстым стержнем будет некачественной, поскольку электрод создаст чрезмерное сопротивление току, прогреть и проплавить заготовку не получится.

В таблице мы привели варианты подбора диаметра электрода по силе тока и толщине свариваемых деталей.

Полярность

Выбор полярности постоянного тока также взаимосвязан с диаметров электродов.

• При сварке на обратной полярности выделяется меньшее количество тепла, что снижает риски прожога заготовки. Поэтому таким способом обычно варят тонколистовые (до 5 мм) детали. Соответственно, самые распространенные диаметры электродов — от 2,5 до 4 мм.
• Ток обратной полярности дает более сильный нагрев, им варят более массивные и толстые заготовки.

Диаметр электродов в последнем случае должен быть не менее 4 мм.

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.

По роду тока

Для ручной дуговой сварки применяют инверторы, генераторы, выпрямители или трансформаторы. Последние выдают переменный ток. Сварка с ними отличается жесткой дугой, увеличенным количеством разбрызгивания металла, треском при горении дуги. Если планируете варить трансформатором, необходимы электроды для переменного тока или универсальные. Ими можно работать с любым током.

Все остальные аппараты выдают постоянный ток, при котором важно обращать внимание не только на пригодность электродов к такому показателю, но и на полярность. Прямая полярность — на держателе «минус», а на изделии «плюс». Обратная — на держателе «плюс». На пачке с электродами указывается для какой полярности при сварке постоянным током они подходят. Здесь тоже есть универсальные электроды (для любой полярности) и узкоспециализированные.

Как выбрать диаметр электрода, как его подключить и какую выставить силу тока

Выбрать марку электродов для инвертора еще не все. Даже если вы определились, остаются, как минимум, три вопроса:

• какой диаметр электрода использовать при сварке;
• какой ток выставить;
• к какому выходу «+» или «-» подключить электрод.

Обо всем по порядку. Начнем с того, какой диаметр электрода необходим для сварки. В общем рекомендуют исходить из толщины свариваемых металлов: при небольших толщинах электрод берут с диаметром того же размера, что и металл. Если вы варите металл 3 мм толщины, то и электроды берете аналогичного размера. Если варите что-то более толстое, соответственно берете 4 мм. Но большими электродами новичкам работать будет сложно. Начинайте осваивать сварку с толщины металла 3-4 мм. Для этого используйте электроды 3 мм, или как говорят «тройку».

Общие рекомендации по выбору диаметра электрода в зависимости от толщины металла

Относительно того, как какому выходу подключать электроды. В технических характеристиках на пачке, скорее всего, указано, для какой полярности предназначен электрод. При обратном подключении к положительному выходу подключают электрод, к отрицательному зажим, который цепляют на деталь. При прямой полярности на деталь сажают плюс, на электрод подают минус. Как это выглядит на сварочном инверторе, показано на фото.

Прямая и обратная полярность подключения на сварочном инверторе

Чем отличаются эти два типа подключения? Разное направление имеет поток электронов. Как известно, электроны движутся от «минуса» к «плюсу». Потому при сварке получается, что тот элемент, который подключен к «+» греется сильнее. Меняя режимы подключения можно управлять интенсивностью нагрева металла.

Рассмотрим несколько ситуаций. Например, у вас электрод 3 мм, металл 2 мм. Если на деталь подать «+» может получиться прогар. Потому в этом случае лучше использовать обратную полярность, при которой будет больше греться электрод. Если вы той же тройкой хотите сварить 6 мм металл, лучше это делать на прямой полярности: так разогрев металла будет более глубоким и шов получится более прочным.

Как выбрать сварочный инверторный аппарат читайте тут. Может вас заинтересует строительство забора из профнастила.

Сила тока при сварке

В общем случае при установке электрода сила сварного тока для инвертора выставляется в зависимости от диаметра используемого электрода. Вообще, на каждой пачке есть рекомендации, но можно обойтись и без них: на каждый миллиметр диаметра берут 20-30 Ампер тока. Получается довольно широкий диапазон, но далее нужно еще учесть как будете класть шов: с отрывом или без. Для сварки без отрыва ставят более низкие токи, с отрывом — более высокие.

Каким током нужно варить при разных электродах (общие рекомендации, точно подбирайте опытным путем)

Например, для электрода диаметром 3 мм расчетный ток получается от 60 А до 90 А. Реально работают в диапазоне от 30 Ампер до 140 Ампер. При сварке без отрыва выставляют ток порядка 70-90 А, с отрывом — 90-120 А. Эти параметры могут «гулять» в обе стороны: зависит еще от скорости движения кончика электрода, от марки и «текучести» свариваемой стали, от положения шва (для вертикального и горизонтального шва ставят чуть меньше, для потолочного — еще меньше).

В общем, даже рекомендованные производителем токи — это далеко не требование. Начинайте с них, а потом подбирайте так, чтобы вам было удобно работать и шов получался хороший. У вас должно получиться качественное соединение, а соотношение силы тока и скорости движения вы подберете экспериментальным путем. При этом ориентируйтесь на состояние сварной ванны. Она — ваш главный показатель качества.

О том как правильно варить инверторной сваркой читайте тут.

Ошибки, которые могут возникнуть при сварке

Теперь вы знаете не только, как выбрать электроды для инверторной сварки, но и как их подключить, какого диаметра они вам нужны для этой работы, и как для каждого типа электрода и шва подобрать ток. Теперь поговорим немного о держателях для электродов.

По покрытию

Всего существует четыре отдельных вида покрытия (основное, рутиловое, целлюлозное, кислое) и его комбинации. Покрытие защищает сварочную ванну от контакта с внешней средой и дополнительно насыщает металл нужными элементами.

Рутиловое

Наиболее распространены рутиловые электроды, которыми часто пользуются сварщики на предприятиях. Примеры марок расходников с рутиловым покрытием — это: АНО-21, ОК-46, МР-3 и др. Они подойдут для сварки ворот, калитки, забора, теплицы, навеса, козырька и прочих конструкций.

Стержни с рутиловым покрытием подходят для постоянного и переменного тока, сварки во всех пространственных положениях, кроме вертикала на спуск. Среди плюсов использования таких расходников следующие:

• легкая постановка прихваток;
• малочувствительны к изменяющейся длине воздушного зазора;
• хорошо поджигаются как впервые, так и повторно;
• не требовательны к чистоте заготовки — можно варить по ржавому металлу;
• удобны для соединения тонких деталей;
• образуют гладкий ровный валик;
• шлак легко отделяется;
• подходят для сварки прерывистой дугой.

Это оптимальный вариант для сварки дома, на даче или в мастерской. Лучше всего накладывать короткие швы.

Основное

Электроды с основным покрытием поджигаются труднее, особенно повторно. Нельзя варить с отрывом дуги, иначе придется долго стучать по изделию кончиком стержня. Свариваемые стороны нужно зачищать от загрязнений, краски, ржавчины, иначе дуга будет тухнуть и «плеваться». Некоторыми электродами с основным покрытием можно варить только на постоянном токе обратной полярности. Зато такие расходные материалы обладают следующими преимуществами:

• хорошо проваривают толстый металл;
• отчетливо видна сварочная ванна;
• при сгорании выделяется меньше шлака;
• отлично подходят для корневых швов и заполняющих слоев;
• соединение обладает повышенным сопротивлением на разрыв.

Популярные марки электродов с основным покрытием: УОНИ 13/55, 13/45, 13/65, ОК 48.

Такие расходники востребованы для сварки ответственных конструкций, но новичку будет с ними сложнее. Поэтому, если нет производственной необходимости, выбирайте электроды с рутиловым покрытием.

Кислое

Электроды с кислым покрытием используются для сборки малоответственных конструкций на стройке и производстве. Предназначены для всех пространственных положений, кроме вертикала на спуск. Отлично варят на переменном и постоянном токе, но сильно «плюются». Подходят для металлопроката из низколегированной стали. Дуга горит стабильно, стоимость расходников минимальная, но прочностные характеристики швов низкие.

Целлюлозное

Обмазка тоньше, чем у остальных, что облегчает сварку в труднодоступным местах через технические отверстия. Пригодны для работы во всех пространственных положениях, а потому часто применяются при монтаже на строительных площадках. Содействуют высокому качеству шва на постоянном и переменном токе. Подходят для сварки низколегированных и углеродистых сталей, магистральных трубопроводов.

Смешанное

Комбинирование двух покрытия позволяет объединять их полезные свойства. Среди возможных вариантов бывают сочетания основного и рутилового покрытия, кислого и целлюлозного, рутилового и целлюлозного. Совмещение рутиловой и целлюлозной обмазки обеспечивает легкий поджиг и повышенные прочностные характеристики. Если хотите попробовать такие электроды, купите ESAB OK 46.00 или RB-26 KOBELCO.

Техники и методы сварки тонких листов металлов

Иногда тонкие листы нужно сваривать под углом. В этом случае удобнее использовать метод отбортовки: кромки листа отгибают на необходимый угол, скрепляют короткими поперечными швами через каждые 5-10 см. После сваривают как говорилось выше: непрерывным швом сверху-вниз.

В видео показано, как варить тонкий листовой металл электродом при помощи сварочного инвертора. Используется метод отбортовки: края деталей отгибаются, потом прихватываются в нескольких местах короткими швами. После идет сварка тонким электродом толщиной 2 мм.

Не всегда получается при сварке без отрыва избежать прожога. Тогда можно попробовать отрывать на несколько мгновений дугу, а затем снова опускать электрод в то же место и продвигать его еще на несколько миллиметров. Так, отрывая и возвращая дугу, и варить. При таком методе получается, что металл за время отрыва дуги успевает остывать. На видео вы увидите, как изменяется цвет места сварки после того, как электрод убрали. Главное — не дать металлу остыть лишком сильно.

Сварка тонкого металла с отрывом дуги продемонстрирована в первой части видео. Способ стыковки — внахлест (одна деталь перекрывается второй на 1-3 см), используется электрод с рутиловым покрытием (для конструкционных и низколегированных сталей). Затем показана сварка нержавейки нержавеющим электродом с основной обмазкой, и в завершение тем же электродом из нержавейки проварен стык черного металла. Шов, кстати, получился более качественным, чем при использовании рекомендованных электродов.

О выборе электродов для сварки инверторным аппаратом читайте тут.

Если при сварке тонкого металла не требуется создание непрерывного шва, используют точечный шов. При таком способе сварки небольшого размера прихватки находятся на небольшом расстоянии один возле другого. Такой способ называется прерывистым швом.

Так выглядит прерывистый шов на тонком металле

Вообще варить сваркой тонкое железо встык сложно. Внахлест проще: не так перегревается детали и меньше шансов, что все «поведет».

О типах сварных швов и соединений читайте тут.

При электросварке тонкого металла встык можно между листами проложить тонкую проволоку диаметром 2,5-3,5 мм (можно оббить обмазку на поврежденных электродах и использовать их). Ее располагают так, чтобы с лицевой стороны она была вровень с поверхностью металла, а с изнаночной выступала почти на половину диаметра. При сварке дугу ведут по этой проволоке. Она и принимает основную термическую нагрузку, а свариваемые листы металла прогреваются периферийными токами. При этом они не перегреваются, их не коробит, шов получается ровный, без признаков перегрева. После удаления проволоки с трудом удается рассмотреть следы того, что она присутствовала.

Так выглядит шов при сварке тонкого металла встык с проложенной снизу термоотводящей проволокой

Еще один способ — под место стыка положить пластины меди. Медь имеет очень высокую теплопроводность — в 7-8 раз выше, чем у стали. Уложенная под место сварки она значительную часть тепла отбирает, не допуская перегрева металла. Этот метод сварки тонких металлов называют «с теплоотводящими подкладками».

Как сварить беседку из металла читайте тут. Возможно, вам будет интересно прочесть как сделать мангал из газового баллона или металла? Вещь нужная и для освоения сварки подходящая.

По требованиям к готовой конструкции

Подбор электродов для ММА сварки зависит от предъявляемых требований к готовой конструкции. Это может быть:

• предел прочности при разрыве;
• ударная вязкость;
• жаростойкость;
• коррозионностойкость;
• прочность при растяжении;
• относительное удлинение.

Например, для малоответственных конструкций достаточно предела прочности при разрыве 43 кг/мм², а для изделий, подвергающихся повышенным нагрузкам, больше подойдут электроды с пределом прочности 55 кг/мм². Предел прочности при растяжении измеряется в МПа и может быть от 380 до 650 и более МПа. Относительное удлинение важно при перепаде температур и механическом воздействии и бывает 10-45%. Ударная вязкость измеряется в Дж/см². Чем ниже температура, тем более хрупким становится стык.

Устойчивость шва к коррозии обозначается в маркировке электродов по 5 ступеням — чем выше цифра, тем лучше. Жаропрочность и жаростойкость указываются по 9 уровням, за каждым из которых стоит свой диапазон температур. Более подробно узнать, как определить эти показатели электродов по маркировке, можно из соседней статьи. (здесь перелинковка со статьей про маркировку, которая еще не опубликована).

Диаметр стержня и толщина покрытия

Толщина покрытия электрода зависит от диаметра стержня и марки материала. В соответствии с ГОСТ-9466-75 она рассчитывается соотношением общего диаметра (с покрытием) с номинальным диаметром стержня (как D/d). Отсюда — коэффициенты:

• М (электроды с тонким покрытием) — не более 1,2;
• С (со средним покрытием) — не более 1,45;
• Д (толстое покрытие) — не более 1,8.

Выпускаются электроды и с особо толстым покрытием (Г), соотношение в которых D/d превышает показатель 1,8.

В каталоге МЭЗ представлены электроды различного диаметра, позволяющие сваривать заготовки из сталей и сплавов любой толщины — от тонкостенных до массивных деталей. Вся продукция Магнитогорского электродного завода имеет соответствующие сертификаты.