Как правильно выбрать электроды для сварки

Речь в статье пойдет о покрытых электродах, используемых для ручной электродуговой сварки. Параметры выбора электродов 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;
собственно, качество самого электрода.

Основываясь на этих параметрах, рассмотрим вопрос о том, как сделать оптимальный выбор.

Виды электродов для сварки и стали

Рассматривая типы и марки электродов для сварки, для начала остановимся на первых. Покрытые электроды (а именно они представлены в каталоге продукции МЭЗ) подразделяются на 4 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 механически очень прочный, высокопластичный шов с отличной ударной вязкостью. Электроды используются при сварке особо ответственных конструкций, а также конструкций, которые будут эксплуатироваться в знакопеременных по температуре условиях и суровых северных условиях. Наиболее широко известна 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 товарного вида. 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 в 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

Выбор перечисленных выше типов электродов зависит от того, какие работы выполняются (сварка или наплавка, заварка браков литья), а также от того, какие металлы и сплавы используются. Поэтому подбирать оптимальный вариант электродов для металлоконструкций следует с учетом их основного назначения:

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, ЦТ-15, 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

При выборе следует учитывать зависимость диаметра электрода 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 (об этом — ниже). При повышенных значениях тока (всегда указываются на упаковке) и превышении рекомендуемых показателей диаметра существуют риски образования в металле шва пор. Следует также сказать о том, что если толщина изделий не более 1,5 мм, ручная дуговая сварка обычно не используется.

Выбор силы сварочного тока под электроды

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, то время как изделия с обмазкой основного типа (как, например, УОНИ 13/55 →) — только на постоянном токе обратной полярности.

Выбор силы сварочного тока напрямую влияет на качество сварки и получаемого результата. Если он подобран неправильно, заготовка при сварке 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 1 мм диаметра электрода приходится в среднем 20-30 Ампер тока. Усредненно значения выглядят следующим образом:

Толщина заготовки	1,5-2мм	3мм	4-5мм	6-8мм	9-12мм	13-15мм
Толщина электрода	1,5-2мм	3мм	3-4мм	4мм	4-5мм	6-8мм
Сила тока	30-45А	65-100А	100-160А	120-200А	160-250А	200-350А

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. Он может представлять собой соединение 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 — такие, как 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:

Среди перечисленных специалисты чаще всего рекомендуют электроды с рутиловой обмазкой — такие, как 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, при этом — 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 покупке данной продукции следует сразу обратить внимание на несколько моментов:

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;
помимо этого, покрытие должно быть нанесено на сердечник равномерно, с одинаковой толщиной слоя.

Кроме того, следует сразу исключить риски его отсыревания, поместив электроды в специальные пеналы. Если же всё-таки последнее произошло, возможна просушка или прокалка изделий при t +400 °C.