Как правильно выбрать электроды для сварки?
Речь в статье пойдет о покрытых электродах, используемых для ручной электродуговой сварки. Параметры выбора достаточно многочисленны, назовем основные:
- выбор металлов, сплавов (стали, сплавы, разновидности чугуна и т. д.);
- типы обслуживаемой конструкции или оборудования;
- тип работ, который зависит от конструкции (массивные, толстостенные, тонкостенные, тавровые и т. д.);
- род используемого для сварки тока;
- наличие опыта у сварщика;
- качество самого электрода.
Основываясь на этих параметрах, рассмотрим, как сделать оптимальный выбор.
Виды электродов для сварки и стали
Электроды подразделяются на четыре основных типа – в зависимости от покрытия, которое на них наносится.
Основное покрытие («Б»)
Это один из наиболее распространенных типов обмазки, в составе которой карбонаты кальция и магния. В маркировке обозначаются буквой «Б». Ключевое преимущество –малое содержание водорода в составе покрытия. Это и другие свойства позволяют получать при сварке механически очень прочный, высокопластичный шов с отличной ударной вязкостью.
Электроды используются при сварке особо ответственных конструкций, а также тех, которые будут эксплуатироваться в знакопеременных по температуре условиях и суровых северных условиях. Наиболее широко известны марка УОНИ-13/55, УОНИИ-13/55, УОНИ-13/45. Среди минусов: образование при сварке сравнительно большого количества шлака, риски появления пор в сварном шве при сварке на длинной дуге, при влажной или окисленной поверхности.
Рутиловое покрытие («Р»)
Также является одним из самых широко используемых. Основа состава – рутил (диоксид титана), помимо него присутствуют кислород и кремний. Изделия обеспечивают легкий первичный, повторный поджиг, стабильное горение дуги, малое количество брызг, легкое отделение шлаковой корки, ровный шов.
Оптимально подходят для сварки низкоуглеродистых сталей. Наиболее популярные марки – МР-3 ЛЮКС, МР-3, ОЗС-12, АНО-21. В ряду минусов: необходимость в низкой влажности и обязательной предварительной прокалке во избежание рисков окисления металла шва.
Кислое покрытие («А»)
Имеет в составе железо, кремний, марганец, другие элементы. Электродами с кислой обмазкой можно вести сварку по поверхностям с окалиной или ржавчиной, они обеспечивают высокую сопротивляемость возникновению в металле шва воздушных каналов. Из минусов – угроза появления в последнем горячих трещин.
Целлюлозное покрытие («Ц»)
Состоит из целлюлозы, органических смол, ферросплавов и других элементов. Электроды хорошо подходят для выполнения сварки в вертикальном положении благодаря малому количеству шлака и выделению защитных газов. В числе минусов – высокий уровень разбрызгивания металла и высокое содержание водорода, что может ухудшить качество металла сварного шва.
Выбор электродов для сварки металлоконструкций
Подбор электродов зависит от того, какие работы выполняются (сварка или наплавка, заварка браков литья), а также от того, какие металлы и сплавы используются.
| Назначение | Рекомендуемые марки электродов |
| Сварка углеродистых и низколегированных конструкционных сталей | УОНИ-13/55, АНО-21, МР-3 ЛЮКС, ОЗС-12, ВИ-10-6, ОЗС-30, ВСФ-65У |
| Сварка легированных высокопрочных сталей | НИАТ-3М, ОШЗ-1, НИАТ-5, ЭА-981/5, ЭА-395/9 |
| Сварка теплоустойчивых, жаропрочных сталей и сплавов | ОЗЛ-35, КТИ-7А, ИМЕТ-10, ТМЛ-3У, АНЖР-2, ЦЛ-39 |
| Сварка «нержавейки», коррозионностойких сталей и сплавов | УОНИ-13НЖ, ЭА-400/10Т, ИЖ-15С, НИАТ-1 |
| Сварка элементов из разных материалов и сталей разных классов | ОЗЛ-32, ЦТ-28, ЭА-391/15, АНЖР-2, ВИ-ИМ-1, ИМЕТ-10, НИИ-48Г, В-56У |
| Сварка изделий из никелевых сплавов | В-56У, ОЗЛ-32 |
| Сварка литого чугуна | МНЧ-2, ОЗЧ-3, ОЗЖН-1, ОЗЖН-2 |
| Сварка ковкого чугуна | МНЧ-2, ЦЧ-4, ОЗЧ-2, ОЗЧ-6 |
| Сварка спецсталей | НИИ-48Г, АНВ-20, ОЗЛ-44, ЭА-112/15 |
| Сварка изделий из сплавов на основе алюминия | ОЗА-1, ОЗА-2, ОЗАНА-1, ОЗАНА-2 |
| Сварка медных и бронзовых деталей | Комсомолец-100, АНЦ/ОЗН-3, ОЗБ-2М (для бронзы) |
| Наплавка деталей, работающих в условиях абразивного износа | 13КН/ЛИВТ, Т-590 |
| Наплавка деталей, работающих в условиях интенсивных ударных нагрузок при абразивном износе | 12АН/ЛИВТ, ТК3-Н, ВСН-6 |
| Наплавка деталей, работающих в условиях интенсивного износа с ударными нагрузками | ЦС-1, ЦН-11, |
| Наплавка деталей, работающих в условиях интенсивных ударных нагрузок | 0ЗН-250У, 0ЗН-400У |
| Наплавка изношенных деталей из высокомарганцовистых сталей | ОМГ-Н, ЦНИИН-4 |
| Наплавка металлорежущего инструмента | ЦИ-2У, ОЗИ-5 |
Как подобрать диаметр электрода в зависимости от толщины металла
Диаметр электрода зависит от толщины свариваемого металла изделий и элементов. Чем толще последний, тем, соответственно, больше и толщина стержня электрода. Так,
- при толщине свариваемых элементов в 1,5–2,5 мм толщина электрода будет составлять 2–2,5 мм;
- при толщине в 3 мм – соответственно, 2,5–3 мм;
- при 4–5 мм – 3–4 мм;
- при 6–10 мм – 4–5 мм.
Допустимые значения сварочного тока также варьируются в зависимости от диаметра расходника. При повышенных значениях тока (всегда указываются на упаковке) и превышении рекомендуемых показателей диаметра существуют риски образования в металле шва пор.
Если толщина изделий не более 1,5 мм, ручная дуговая сварка обычно не используется.
Выбор силы сварочного тока
Электродные расходники могут работать на постоянном и/или на переменном токе. Так, электроды с рутиловым покрытием используются в сварке как на постоянном, так и на переменном токах, в то время как изделия с обмазкой основного типа (например, УОНИ-13/55) – только на постоянном токе обратной полярности.
Выбор силы тока напрямую влияет на качество сварки и получаемого результата. Если он подобран неправильно, заготовка может просто прожечься или, напротив, металл не оплавится на нужную глубину. Для правильного подбора существуют госты и рекомендуемые настройки, проверенные годами практики. Одно из ключевых правил – зависимость силы тока от диаметра электрода, важную роль также играют:
- толщина заготовки;
- пространственное положение сварки;
- длина дуги;
- количество слоев шва.
Для начинающих сварщиков будет полезно знать одно из основных негласных правил: на один миллиметр диаметра электрода приходится в среднем 20–30 Ампер тока. Усредненно значения выглядят следующим образом.
| Толщина заготовки, мм | 1,5–2 | 3 | 4–5 | 6–8 | 9–12 | 13–15 |
| Толщина электрода, мм | 1,5–2 | 3 | 3–4 | 4 | 4–5 | 6–8 |
| Сила тока, А | 30–45 | 65–100 | 100–160 | 120–200 | 160–250 | 200–350 |
Выбор электродов для труб
То, какими электродами лучше варить стыковые соединения труб, определяется двумя ключевыми факторами. Первый – это способ их соединения, при котором осуществляется сварка – внахлест, встык, в угол или в тавр. Второй и главный – толщина стенки трубы: чем она больше, тем больше должен быть и диаметр электродного стержня. При монтаже газо- и нефтепроводов, резервуаров, рассчитанных на высокое давление, широко применяются электроды марок:
- LB-52U;
- УОНИ-13/55;
- ЦУ-5;
- ТМЛ-1У;
- ЗИО-20.
В бытовых условиях для выполнения данных работ хорошо подходят сварочные электроды с рутиловой обмазкой – МР-3 ЛЮКС, ОК 46.00, МР-3С, АНО-4.
Новичку
Какие же сварочные электроды для начинающих сварщиков и сварки в домашних условиях подойдут лучше всего? Как правило, речь в данном случае идет о сварке конструкционных сталей или нержавейки. Практика показывает, что наиболее удобными для новичков расходниками при работе с инверторными сварочными аппаратами являются:
- МР-3 ЛЮКС;
- АНО-21;
- УОНИ-13/55;
- ОЗЛ-8 (для нержавейки).
Среди перечисленных специалисты чаще всего рекомендуют электроды с рутиловой обмазкой – например, МР-3. Даже при отсутствии опыта, на начальном этапе освоения сварочных работ они позволяют получить хорошее качество шва благодаря легкому поджигу, несложному контролю положения сварочной ванны и ее хорошей защите от кислорода.
Расходники позволяют варить металл на постоянном (инверторы, выпрямители) или переменном (трансформаторы) токе. Подключение к инверторам осуществляется на обратной полярности (на электроде +).
Рутиловая обмазка дает возможность выполнять сварку в любом пространственном положении, кроме вертикального сверху вниз, даже по загрязненным, влажным или окисленным поверхностям. При затрудненном поджиге рекомендуется прокалить электрод в течение 30–40 минут при температуре 150–180 °C.
Покупка электродов: как определить качество
При следует сразу обратить внимание на:
- срок годности (указан на упаковке) – он не должен быть превышен;
- качество обмазки – не должно наблюдаться ее крошения с сердечника, в противном случае она либо очень долго хранилась, либо представляет собой продукцию с изначальным заводским браком;
- покрытие должно быть нанесено на сердечник равномерно, с одинаковой толщиной слоя.
Кроме того, следует сразу исключить риски отсыревания, поместив электроды в специальные пеналы. Если же все-таки намокание произошло, возможна просушка или прокалка изделий при t +400 °C.
