Сварочный электрод — это первый и наиболее важный элемент, с которым сталкивается любой начинающий сварщик при изучении основ этого ремесла. Сам по себе электрод представляет собой расходный материал, который используется для создания соединений между металлами. Никакая техника сварки, будь то ручная дуговая сварка, полуавтоматическая сварка, да будет это сварка в защитной газовой среде, не может обойтись без правильного выбора сварочных электродов.
Скрепляя швы стальные на века: всё, что нужно знать про электроды для сварки новичку и профессионалу
Сварка различных металлических поверхностей и конструкций является ключевой частью работы на строительных площадках и в производственных цехах. Многие из нас знакомы с традиционными крепежами, такими как гвозди, клей и различные скобки, однако когда речь заходит о надежном соединении металлических деталей, единственным правильным ответом являются сварочные электроды, которые изготавливаются из различных стальных сплавов. На первый взгляд, эти электроды могут показаться простыми одноразовыми изделиями, не требующими особого внимания, однако такая точка зрения является ошибочной. Сварка — это высокотехнологичный процесс, к которому следует подходить с должной ответственностью и подготовкой. Важно понимать, каким образом выбрать нужный тип электрода, не тратя время и усилия впустую. Наша статья создана именно для того, чтобы предоставить вам полные теоретические знания о сварочных электродах и нюансы их выбора. Если вы нацелены на обучение сварочному делу, настоятельно рекомендуем вам ознакомиться с этой информацией.
- 1 Технические особенности: конструкция и принцип работы
- 2 Виды электродов для сварки металлов и сплавов по различным характеристикам
- 2.1 Классификация по типу плавления
- 2.2 Классификация по виду покрытия
- 2.3 Классификация по диаметру электрода
- 2.4 Классификация по положению в пространстве
- 3 Популярные модели электродов
- 3.1 Электроды СВЭЛ МР-3 3 мм 1 кг
- 3.2 Электроды Quattro Elementi 770-414 2 мм 0,9 кг
- 3.3 Электроды СЗСМ МР-3С 1,6 мм 1 кг
- 3.4 Электроды РЕСАНТА МР-3 3 мм 1 кг
- 3.5 Электроды ESAB OK 46.00 3 мм 5,3 кг
Технические особенности: конструкция и принцип работы
Вероятно, многие из вас видели сварочный электрод хотя бы раз в жизни. Конструкция этого изделия относительно проста: это стержень с узким концом и более широким центральным корпусом. Это выражение «всё гениальное — просто» как нельзя лучше описывает его внешний вид. Сердечник, представляющий собой тонкую основную часть, создается из определенного стали или сплавов. Вокруг него располагается оболочка, состав которой может варьироваться и оказывающее влияние на характеристики применения электрода.
Технология процесса сварки выглядит следующим образом:
- Тонкий конец электрода фиксируется в электродержателе, после чего сварщик устанавливает его в контакт со швом.
- При воздействии электрического тока металл сердечника начинает плавиться, заполняя пространство между соединяемыми частями.
- Покрытие, или смазка, медленно испаряется, формируя вокруг сварочной зоны защитный «шелл», который улучшает качество сварочного процесса и предотвращает окисление кромок.
Виды электродов для сварки металлов и сплавов по различным характеристикам
Каждый, кто занимается сваркой, должен знать отличительные характеристики разных типов электродов. Чтобы упростить восприятие этой информации, мы разделили электроды на группы, основываясь на различных критериях. Опираясь на эти классификационные признаки, вы сможете выбрать наиболее оптимальный для ваших нужд вариант.
Классификация по типу плавления
В зависимости от характера плавления мы классифицируем электроды на два основных типа: плавящиеся (фустиан) и неплавящиеся (нефустиан).
Под первым типом подразумеваются такие изделия, которые во время процесса сварки плавятся и, застывая, сплетаются с кромками соединяемых деталей, создавая своего рода «клей». Это обеспечивает прочное соединение между металлическими частями.
С другой стороны, неплавящиеся электроды, такие как вольфрам или уголь, характеризуются тем, что они не плавятся, а служат для стабилизации сварочной дуги. Они позволяют обеспечивать более качественные результирующие швы при использовании специальных проволок для поверхностной сварки.
Классификация по виду покрытия
Не менее важным критерием, определяющим выбор электрода, является его покрытие. Большинство производителей ориентируются на применение следующих типов покрытий:
- Основное покрытие, к которому относится смесь из углекислого магния, кальцита и небольшого количества флюорита. Такие электроды идеальны для работы с углеродными и нержавеющими сталями любого уровня сложности;
- Рутиловая обмазка, представляющая собой двуокись титана, является отличным выбором для начинающих, так как минимизирует искрение и расплескивание проволоки;
- Целлюлозная оболочка, хотя и формирует большое количество брызг, обеспечивает надежное запечатывание даже наиболее сложных швов, включая чугун;
- Кислоты в покрытиях (по составу содержат оксид марганца или железа) применяются преимущественно на крупных производствах ввиду своей высокой токсичности, но обеспечивают максимум скорости при сварке
Важно отметить! На современном рынке также представлены электроды без покрытия. Они обычно представляют собой длинные стержни, которые применяются лишь в условиях, где доступно более современное оборудование, например, полуавтоматы.
Где и как используют сварочные электроды?
В настоящее время сварочные электроды находят применение как в частном строительстве, так и в крупномасштабных промышленных проектах. В обоих сферах зачастую используются одни и те же виды таких расходных материалов.
При выборе электродов, следует учитывать конкретные требования сварочного аппарата, условия эксплуатации и технологические параметры. Во время сварки электроды плавятся и образуют соединение, которое создает прочную молекулярную связь между металлами.
Сварочные электроды могут использоваться:
- Для соединения двух металлических частей, что является их основным назначением;
- Для заваривания трещин в металлических конструкциях;
- Для резки металлических деталей и конструкций;
Также эти электроды применяются для нанесения металлического покрытия на детали, которые были повреждены в процессе эксплуатации и потеряли свою первоначальную форму.
Электроды могут использоваться в различных пространственных положениях, в зависимости от поставленных задач:
- Нижнее расположение шва — это самый оптимальный и эффективный способ, при котором электрод ставится вертикально, а соединяемые детали располагаются горизонтально. Особых требований при этом не предъявляется;
- Горизонтальное расположение, при котором свариваемые элементы располагаются вертикально, а шов выполняется горизонтально;
- Вертикальное положение, когда шов выполняется вертикально, а свариваемые детали располагаются горизонтально;
- Потолочное расположение — самый трудный вариант, так как сварщик работает снизу и расплавляющееся покрытие может стекать, минуя сварочную ванну.
Кроме того, существует специфический процесс, известный как «сварка сосудов», а также «лодочные швы», когда элементы свариваются под углом друг к другу. Как правило, такие соединения выполняются в нижнем положении, что обеспечивает высокую скорость сварки. Электрод может быть установлен под углом 90 градусов или 30-60 градусов с наклоном либо вперёд, либо назад.
Устройство и характеристики
Сварочный электрод представляет собой проволоку с сердечником, который окружен специальным покрытием. В процессе сварки внутренние и внешние части плавятся, причем внутренняя часть заполняет зазор между металлическими компонентами, а внешняя часть выделяет защитный газ, предотвращающий доступ кислорода к области сварки.
Кроме того, покрытие электрода призвано защищать сварной шов от воздействия кислорода и предотвращать окисление, тем самым сохраняя сварочную энергию.
Размеры и вес сварочных электродов
Одним из главных параметров является диаметр электрода, который обычно варьируется от 1,6 до 8 мм, однако в соответствии с государственными стандартами могут встречаться и диаметры в 10 и 12 мм. В повседневной практике наиболее распространены электроды диаметром 2,5 мм.
Вес стержня зависит от использованных материалов, длины (обычно от 250 до 450 мм, но могут быть варианты), толщины покрытия и ряда других факторов. Электроды поставляются в упаковках, обычно весом от 1 до 7 кг.
Сварочные электроды
Сварка металлов стала одним из наиболее важнейших процессов в производстве металлоконструкций, ремонте металлических изделий и других работах. Это довольно сложный технологический процесс, который требует специального оборудования и навыков. Сварочные электроды являются важным расходным материалом, основным предназначением которых является создаваемый сварной шов, обеспечивающий прочное соединение металлических деталей. Они плавятся, формируя молекулярные связи между элементами, поэтому для каждой специфической работы требуется подбирать соответствующий тип электрода, который соответствовал бы необходимым технологическим параметрам.
Сварочные электроды могут быть полезны как в промышленных, так и в бытовых условиях. На рынке представлены множество бытовых сварочных аппаратов, которые используют и те же электроды, что и в промышленных аналогах, но очень важно правильно выбрать. Сварочные электроды могут быть применены для:
- Соединения отдельных металлических элементов;
- Ремонта оборудования;
- Заваривания трещин;
- Наплавки металла на изношенные детали;
- Металлообработки, в том числе при резке металла.
В зависимости от предназначения, электроды могут различаться как по толщине, так и по материалу, покрытию и другим параметрам.
Классификация сварочных электродов
С учетом огромного количества сортов, создание единой классификации достаточно сложно. Поэтому мы выделим несколько наиболее значимых параметров, которые помогут понять различия между электродами. Обратите внимание на следующие группы:
- Неметаллические, к которым относятся неплавкие электроды, производимые из таких материалов, как уголь или графит;
- Металлические неплавящиеся, к которым относятся электроды с итрированием, лантанированием, торированием и наиболее распространенные — вольфрамовые;
- Металлические плавящиеся без покрытия, как правило, представляющие собой обычную длинную проволоку. В настоящее время они используются довольно редко, в основном в применении с защитными газами, что позволяет компенсировать отсутствие покрытия;
- Металлические плавящиеся с покрытием — наиболее часто встречающийся тип, который включает в себя чугунные, стальные, медные, бронзовые, алюминиевые, нержавеющие и другие сварочные электроды.
Электроды из стали являются особенно обширной категорией, поскольку существует множество подвидов с различными легирующими элементами. По количеству применений эта категория сравнима только с чугуном, который также активно используется в промышленности, хотя видов чугунных электродов значительно меньше. Существует также разнообразие типов покрытий, каждый из которых заслуживает внимания.
Типы сварочных электродов
Область применения сварочных электродов может варьироваться, однако их конструкция остается практически неизменной. Все они состоят из следующих компонентов:
- Стержень (может быть металлическим или неметаллическим);
- Покрытие (в редких случаях может отсутствовать);
- Контактный торец, который как правило остается без покрытия.
Стержень выполняет основную функцию, представляя собой источник дополнительного металла, необходимого для соединения деталей. Он плавится под воздействием высокой температуры и заполняет зону сварочного шва. Чем ближе его состав к металлу, который соединяется, тем лучше будет качество сварного шва.
Размеры
Одним из ключевых параметров является размер электрода, который включает в себя длину и диаметр. Выбор диаметра определяется толщиной заготовки: чем толще материал, тем больший диаметр рекомендуется использовать. При этом сила тока следует подбирать в зависимости от размеров электрода. Особенно это важно, так как стабильность дуги, плотность повторного сварного шва и его общее качество напрямую зависят от диаметра электрода.
Тонкие материалы обычно свариваются тонкими электродами, имеющими диаметр от 1 до 2 мм. Подбор сварочного тока будет зависеть от типа электродов и свариваемых деталей, а также от температуры плавления используемых металлов. Если вы используете тонкие электроды, стоит помнить о риске их быстрого расплавления при высоком уровне напряжения.
Таким образом, необходимо регулировать силу сварочного тока.
При использовании более толстых электродов требуется соответствующий более высокий ток, выбранный строго для поддержания процесса зажигания электрода и поддержания додс текущей сварочной дуги. Существуют таблицы, в которых указаны рекомендованные рабочие значения тока для различных диаметров электрода и толщины свариваемого материала.
Например, для сварки тонколистового металла с диаметром электрода 1-2 мм будет достаточно тока от 25 до 100 А, а для металлов с диаметром электрода около 3 мм — от 150 до 200 А. Также следует помнить об быстрой замене сгоревших электродов на новые.
Скорость замены напрямую влияет на риск ухудшения качества охлажденного сварного шва.
Маркировка
Согласно государственным стандартам, требования к стержням описаны в таких документах, как ГОСТ 9466-75, ГОСТ 9467-75 и ГОСТ 10052-75.
В условиях текущего спроса на сварочные электроды производство различных марок постоянно увеличивается, и в этом многообразии трудно дать точную характеристику всем типам. Так, производители стремятся обновлять свои разработки, однако основной целью остается создание максимально удобного процесса сварки. Подробные сведения о свойствах конкретного электрода всегда приводятся на упаковке. Это лучший способ для сварщика определить, подходит ли данный электрод для выполнения качественной работы или нет.
Чтобы помочь специалистам разобраться в маркировке определенных электродов, мы представим различные обозначения, которые можно встретить на этикетках.
- Э – обозначение для изделия, предназначенного для электродуговой сварки.
- Следующая цифра после буквы «Э» указывает на показатель предела прочности.
- Буквы, идущие далее, обозначают назначение изделия. Например, «А» — означает улучшенную пластичность, «Н» — обозначает наплавление на поверхности, «У» — для углеродистых и низколегированных сталей, «Т» — для термостойких легированных сталей.
- Четвертая позиция указывает на толщину покрытия.
- Дополнительные индексы описывают металл, который использовался для изготовления электрода.
- Обмазка может обозначаться буквами «А», «Б», «Р», «Ц», «П», которые характерны для: кислого, основного, рутилового или целлюлозного покрытия. «П» — это для прочих типов покрытий.
- Здесь также читается важная информация о положении сварочного шва в пространстве: 1 – подходит для всех положений, 2 – для всех, кроме вертикального сверху вниз, 3 – для нижнего, горизонтального и вертикального, 4 – для нижнего и нижнего «в лодочку» расположения шва.
- 0 обозначает обратную полярность при постоянном напряжении; 1, 4, 7 – любая полярность (соответственно, 50–55 В, 70–80 В, 90–95 В для переменного напряжения), 2, 5, 8 – прямая полярность, 3, 6, 9 – обратная полярность.
Отметим, что по цвету покрытия электроды могут сильно различаться. Например, рутиловые электроды, как правило, имеют красный цвет.
Популярные производители
На сегодняшний день лучшие электроды получили признание благодаря своим выдающимся характеристикам. Российские производители предлагают высококачественные прутки ОК 46, которые заслужили репутацию «лучших» как на отечественном, так и на международном рынках. Например, электроды MP-3 просты в использовании и не требуют предварительной обработки свариваемого стали. Рутиловые электроды MR-3S имеют ионизирующие добавки и обладают высокой трещиностойкостью.
Также широко используются электроды компаний ESAB, Kobelco и LB 52u из Японии, а также Ресанта, UONI и Lincoln Electric.
Китайские электроды под торговой маркой Golden Bridge пользуются популярностью среди многих сварщиков.
Основные характеристики
Диаметр электродов
Каждый электрод имеет свой диаметр. Существует различие между диаметром самого покрытого электрода и диаметром сварочной проволоки, из которой изготовлен стержень в его основе. Первый тип диаметра является более распространённым и востребованным.
Наиболее популярными являются электроды диаметром 3 мм, соответствующие этому размеру стержня. Стержни диаметром 1 мм и 2 мм встречаются реже и обычно используются только для сварки тонких деталей, например, из стального листа. В то же время существуют также более толстые электроды, например, диаметром 5 мм, которые используют для сварки более мощных стальных конструкций. Стоит заметить, что по конструкции, для использования толстых электродов, необходима мощная сварочная установка.
Выбор диаметра часто соответствует толщине метала. Например, для сварки материалов толщиной 2 мм будут уместны электроды диаметром 2 мм.
Тип покрытия
Как упоминалось ранее, у электродов может быть различное покрытие, выполняющее защитные функции, а также стабилизирующее дугу во время сварки. Существуют различные типы покрытий: кислые (обозначаемые буквой «А»), основные (буквой «Б»), целлюлозные (буквой «С»), рутиловые (буквой «Р») и смешанные варианты, где комбинируются несколько типов покрытий.
Наиболее популярными считаются основные и рутиловые покрытия. Начинающим сварщикам рекомендуется начинать с рутиловых электродов, так как с ними значительно легче работать.
Пространственное положение
В начале своего пути сварщик, скорее всего, будет использовать только горизонтальное положение при выполнении работ. Однако с опытом он сможет справляться с другими пространственными конфигурациями, такими как вертикальные или наклонные швы. Для таких задач понадобятся специальные электроды, предназначенные для использования в соответствующих условиях. Перед покупкой убедитесь, что выбранные электроды подходят для вашего типа работы.
Назначение электродов
Также важно помнить, что многие электроды подходят только для сварки определенных типов металлов. Поэтому заранее уточните, с какими материалами вы будете работать. Если это сталь, убедитесь, что электроды предназначены для ее сварки. Не стоит пытаться использовать электроды без надлежащей маркировки для других металлов — это может негативно сказаться на качестве соединения.
Маркировка
Вся информация, описанная выше, обычно представлена в виде набора символов, цифр и букв. Этот набор называется маркировкой или маркой электрода. Мы подробно освещали эту тему выше. Убедитесь, что ознакомились с маркировкой, чтобы узнать, как правильно читать информацию на упаковке электрода.
Выбор электродов
С учётом вышеизложенного, вы теперь обладаете знаниями о том, из чего создаётся электрод и что обозначают его марки. Этой информации, как правило, достаточно для того, чтобы подойти в торговую точку и выбрать нужный электрод. Однако для некоторых новичков этого может быть недостаточно, поскольку они могут захотеть узнать, какой из продуктов является лучшим, какую марку выбрать и от какого производителя.
К сожалению, универсального ответа на эти вопросы не существует. Прежде чем выбрать электроды, нужно знать, ЧТО и КАК вы собираетесь сваривать. Конечно, можно приобрести электроды для сварки чугуна и нержавеющей стали, но не следует удивляться низкому качеству выполненных работ.
Совет: полагайтесь не на советы из Интернета, а на свои собственные предпочтения и потребности. Кто-то может сказать, что достаточно просто купить электроды марки MP-3 и не заморачиваться. Следует уточнить, что этот совет хорош лишь в случае, если вы планируете сваривать отдельные детали и не ставите перед собой более сложные задачи. Однако если вы хотите совершенствовать свои навыки в сварочном деле, вам придется разобраться в различных марках и не полагаться на мнения «экспертов» без должного обоснования.
Хранение
Тематика хранения электродов является вопросом, который многие почему-то игнорируют, и напрасно. Даже если новичок добросовестно следует всем инструкциям по сварке и выполняет свою работу правильно, при плохом хранении качества конечного сварного соединения может оказаться низким. В результате сварщик, не понимая причины неудачи, может начать винить низкую квалификацию, неподходящие рабочие условия или другие обстоятельства.
Тем не менее, неправомерное хранение сварочных электродов может существенно усугубить качество выполненных сварных работ. Электроды подвержены впитыванию влаги, что делает крайне нежелательным их хранение в сырых и душных помещениях, таких как подвалы. Кроме того, не рекомендуется оставлять электроды на полу, даже если они находятся в упаковке. Коробка, в которой они были упакованы, также не подходит для длительного хранения. Лучше всего использовать специальные контейнеры, которые можно изготовить самостоятельно, например, из ПНД-труб.
Коробка является лишь упаковкой, она не предназначена для длительного хранения электродов в условиях гаража или на чердаке. Убедитесь, что помещение для хранения стабильно по температурным условиям и не подвержено резким перепадам температуры. Это звучит очевидно, однако многие оставляют электроды в неотапливаемых помещениях на зиму, а затем удивляются возникшим проблемам, связанным с их использованием, например, поломкой или трудностями зажигания дуги.
