Как выбрать электроды для сварки: подробный гид для новичков

Электроды — это то, что определяет, как будет выглядеть ваш шов и как он будет работать в разных условиях. Состоят из металлического стержня, покрытого обмазкой (покрытие). Если не угадать с типом, можно столкнуться с трещинами или порами в сварном шве.

Содержание

• Какие бывают сварочные электроды
• Маркировка сварочных электродов (ГОСТ 9466-75)
• Краткое резюме по выбору сварочных электродов
• Электроды для начинающих: рекомендации по выбору
• Как работать с разными электродами
• Правила хранения электродов (ГОСТ 9466-75)
• Решение проблем при сварке электродами
• Часто задаваемые вопросы

Какие бывают сварочные электроды?

По типу покрытия

По назначению

По толщине покрытия

Классификация электродов по толщине покрытия согласно ГОСТ 9466-75.

Толщина покрытия сварочных электродов влияет на характеристики дуги, глубину проплавления и формирование сварного шва. По толщине покрытия электроды подразделяются на три категории:

• У — утонченное покрытие (тонкое покрытие):
  • Особенности:
    • Обеспечивает высокую плотность тока.
    • Используется при сварке тонколистовых материалов и в узких местах.
  • Обозначение в маркировке: Буква "У".
• Н — нормальное покрытие:
  • Особенности:
    • Универсальное применение для различных типов сварки.
    • Балансирует между стабильностью дуги и качеством формирования шва.
  • Обозначение в маркировке: Буква "Н".
• Г — густое покрытие (толстое покрытие):
  • Особенности:
    • Обеспечивает стабильное горение дуги.
    • Обеспечивает глубокое проплавление металла.
    • Подходит для сварки толстостенных конструкций.
  • Обозначение в маркировке: Буква "Г".

По свойствам металла шва

Механические свойства металла шва определяют надежность и долговечность сварного соединения. Основными показателями являются:

Временное сопротивление разрыву (σ_в):

• Указывает на прочность металла шва при растяжении.
• Обозначается числом в маркировке электрода, умноженным на 10 МПа.
• Пример: Э50 — временное сопротивление разрыву ≥ 500 МПа.

Относительное удлинение (δ):

• Характеризует пластичность металла шва.
• Важно для конструкций, подвергающихся деформациям.

Ударная вязкость (K_CU или K_CV):

• Определяет способность металла шва противостоять ударным нагрузкам.
• Существенно при низких температурах и динамических нагрузках.

Пример маркировки:

• Э50А:
  • "Э" — электрод.
  • "50" — минимальное временное сопротивление разрыву 500 МПа.
  • "А" — повышенные пластические свойства и ударная вязкость.

По положению сварки

Классификация электродов по положениям сварки согласно ISO 6947.

Положение сварки влияет на выбор электродов, так как условия сварки в различных позициях требуют определенных свойств электродов.

Электроды подразделяются на:

• PA — нижнее положение,
• PB — горизонтальное,
• PC — вертикальное снизу вверх,
• PD — вертикальное сверху вниз,
• PE — потолочное.

Рассмотрим каждое из них подробнее:

Обозначения положений сварки:

Применение электродов:

• Электроды с рутиловым покрытием часто используются во всех положениях благодаря легкому зажиганию и стабильности дуги.
• Для вертикальных и потолочных положений применяются электроды с покрытием, обеспечивающим быстрое затвердевание металла шва.

Читайте также → Основные типы сварных швов и соединений.

По току и полярности

Классификация электродов по току и полярности важна для выбора правильного оборудования и получения качественного сварного шва.

Рекомендации:

• Следуйте рекомендациям производителя по току и полярности.
• Учитывайте оборудование и условия сварки при выборе электродов.

По производительности наплавки

Коэффициент наплавки отражает производительность электродов и измеряется в граммах на ампер-час (г/А·ч).

Факторы, влияющие на производительность:

Диаметр электрода:

• Больший диаметр повышает производительность
• Сложнее контролировать дугу при большом диаметре

Сила сварочного тока:

• Увеличение тока повышает скорость наплавки
• Риск ухудшения качества шва при слишком высоком токе

Положение сварки и квалификация сварщика:

• Сложные положения уменьшают производительность
• Требуется высокая квалификация для поддержания эффективности

По содержанию водорода

Содержание диффузионного водорода в металле шва влияет на риск образования холодных трещин, особенно в высокопрочных и низколегированных сталях.

По группе индексов

Классификация электродов по дополнительным буквенным индексам в маркировке согласно ГОСТ 9466-75 отражает особые свойства металла шва. Это важно для выбора электродов с требуемыми механическими и эксплуатационными характеристиками.

Пример маркировки электродов:

• Э50А:
  • "Э" — электрод.
  • "50" — временное сопротивление разрыву металла шва не менее 500 МПа.
  • "А" — повышенные пластические свойства (пластичность и относительное удлинение).

Маркировка сварочных электродов (ГОСТ 9466-75)

Маркировка электродов по ГОСТ 9466-75 содержит информацию о характеристиках электродов и металла шва. Это позволяет правильно выбрать электроды для конкретных условий сварки и требований к сварному соединению.

Пример полной маркировки:

• Э46А-УОНИ13/45:
  • "Э" — электрод.
  • "46" — временное сопротивление разрыву металла шва не менее 460 МПа.
  • "А" — повышенная пластичность металла шва.
  • "УОНИ13/45" — тип покрытия (основное) и марка электрода.

Пояснения к типам покрытий и маркам электродов для новичков:

Числа и дополнительные обозначения после названия покрытия указывают на конкретную модель или модификацию электрода, определяемую производителем.

Расшифровка обозначений

Пример расшифровки маркировки электродов:

Маркировка: Э50Б-АНО-21

Расшифровка:

• "Э" — электрод.
• "50" — временное сопротивление разрыву металла шва не менее 500 МПа.
• "Б" — высокая ударная вязкость при низких температурах.
• "АНО-21" — тип покрытия (рутиловое) и марка электрода.

Объяснение:

Электрод Э50Б-АНО-21 предназначен для сварки углеродистых и низколегированных сталей, особенно когда требуется высокая ударная вязкость металла шва при отрицательных температурах. Рутиловое покрытие "АНО-21" обеспечивает легкое зажигание дуги, стабильное горение и хорошее формирование шва, что удобно при сварке в различных пространственных положениях.

Краткое резюме по выбору сварочных электродов

Для удобства восприятия информации представляем основные факторы, влияющие на выбор сварочных электродов, в виде таблицы:

Электроды для начинающих: рекомендации по выбору

Рассмотрим популярные электроды для начинающих, такие как АНО-21 и УОНИ 13/55.

Электроды марки АНО-21

• Тип: Рутиловые
• Преимущества:
  • Легкое зажигание и повторное поджигание дуги.
  • Стабильная дуга и минимальное разбрызгивание.
  • Простота в использовании, что особенно важно для новичков.
• Применение: Идеальны для сварки малоуглеродистых сталей в бытовых условиях, ремонте и небольших конструкциях.

Электроды марки УОНИ 13/55.

• Тип: Основные
• Преимущества:
  • Высокое качество шва с отличными механическими свойствами.
  • Повышенная стойкость к образованию горячих трещин.
• Применение: Рекомендуются для ответственных конструкций, где требуется высокая прочность и надежность соединения.

Как работать с разными электродами

Правильное использование различных типов электродов существенно влияет на качество сварных соединений и эффективность работы сварщика. Рассмотрим особенности работы с основными типами электродов.

Рутиловые электроды

Рутиловые электроды имеют покрытие на основе диоксида титана (рутил). Они характеризуются лёгким зажиганием дуги, стабильным горением и хорошим формированием шва. Особенности работы с рутиловыми электродами:

• Обычно готовы к использованию сразу после вскрытия упаковки.
• Менее требовательны к условиям хранения по сравнению с основными электродами.
• При длительном хранении или подозрении на отсыревание рекомендуется прокалить электроды в соответствии с инструкциями производителя.
• Идеальны для сварки в различных пространственных положениях, включая вертикальные и потолочные швы.
• Обеспечивают хороший внешний вид шва, минимизируя необходимость последующей обработки.

Основные электроды

Основные (базовые) электроды имеют покрытие на основе карбонатов кальция и магния. Они обеспечивают низкое содержание водорода в металле шва, что снижает риск образования холодных трещин. Особенности работы с основными электродами:

• Обязательная прокалка перед использованием при температуре, рекомендованной производителем (обычно от 300 до 400 °C в течение 1-2 часов).
• Высокая чувствительность к влаге — отсыревшие электроды могут привести к появлению пор и трещин в шве.
• Требуют тщательной подготовки свариваемой поверхности: очистка от ржавчины, масла, краски и других загрязнений.
• Рекомендуется использовать постоянный ток с обратной полярностью для обеспечения стабильной дуги.
• Необходимо поддерживать сухость электродов во время работы, используя специальные сухожары или термоконтейнеры.

Целлюлозные электроды

Целлюлозные электроды имеют покрытие с высоким содержанием органических веществ (целлюлозы). При сгорании покрытия образуется большое количество газов, создающих прочное защитное облако вокруг дуги и сварочной ванны. Особенности работы с целлюлозными электродами:

• Идеальны для сварки вертикальных швов "сверху вниз" из-за глубокого проплавления и высокой скорости сварки.
• Менее чувствительны к подготовке кромок и состоянию поверхности.
• Необходимо учитывать влияние ветра и сквозняков — сильный поток воздуха может нарушить газовую защиту и привести к дефектам шва.
• Чаще всего используются при строительстве трубопроводов и других конструкций, где требуется высокая производительность.

Рутил-целлюлозные электроды

Сочетают в себе свойства рутиловых и целлюлозных электродов. Их особенности:

• Обеспечивают стабильное горение дуги и хорошее формирование шва.
• Подходят для сварки во всех пространственных положениях, включая вертикальные швы сверху вниз.
• Имеют хорошие сварочные характеристики как при постоянном, так и при переменном токе.
• Лёгкое зажигание дуги и повторный поджиг.

Кислые электроды

Кислые электроды имеют покрытие с высоким содержанием окислов железа и марганца. Особенности работы с кислыми электродами:

• Образуют гладкий и чистый шов с минимальным количеством брызг.
• Не требуют дополнительной обработки шва после сварки.
• Чувствительны к содержанию серы и фосфора в металле — не рекомендуются для сварки сталей с высоким содержанием этих элементов.
• Не подходят для ответственных конструкций из-за низкой стойкости к образованию горячих трещин.
• Используются преимущественно для сварки неответственных изделий из низкоуглеродистых сталей.

Правила хранения электродов (ГОСТ 9466-75)

Соблюдение правил хранения и подготовки электродов перед сваркой — залог получения качественных сварных соединений. Рассмотрим основные рекомендации по хранению и прокалке электродов.

Хранение

Чтобы электроды не отсырели и сохранили свои свойства, необходимо:

• Хранить электроды в сухом и проветриваемом помещении.
• Температура хранения должна быть в диапазоне от +15 °C до +25 °C при относительной влажности не более 80%.
• Упаковка электродов должна быть герметично закрыта до момента использования.
• Избегать резких изменений температуры и влажности в месте хранения.
• Расположить электроды на стеллажах или полках на высоте не менее 0,5 м от пола.

Прокалка

Прокалка производится для удаления влаги из покрытия электродов, что предотвращает образование пор и трещин в сварном шве. Основные рекомендации по прокалке:

• Прокалку проводить в специальных сушильных шкафах или печах с контролем температуры.
• Температура и продолжительность прокалки зависят от типа покрытия и указаны в ГОСТ 9466-75 и рекомендациях производителя.
• Рекомендуемые режимы прокалки:
  • Основные электроды: 350–420 °C в течение 1–2 часов.
  • Рутиловые электроды: 120–150 °C в течение 0,5–1 часа.
  • Целлюлозные электроды: обычно не требуют прокалки; при необходимости — до 120 °C.
• После прокалки электроды следует хранить в сушильных шкафах при температуре 100–150 °C или использовать в течение 8 часов.
• Не допускается повторная прокалка электродов, если это не предусмотрено производителем.

Очистка поверхности

Перед сваркой необходимо обеспечить чистоту свариваемых кромок и прилегающих поверхностей:

• Удалить ржавчину, окалину, масло, краску и другие загрязнения механическим или химическим способом.
• Обеспечить сухость поверхности — влага может привести к пористости и трещинам в шве.
• Особенно важно при использовании основных электродов, чувствительных к наличию загрязнений.
• Соблюдать правильную подготовку кромок в соответствии с требованиями технологического процесса.

Решение проблем при сварке электродами

При проведении сварочных работ могут возникать различные проблемы, влияющие на качество сварных соединений и эффективность процесса. Ниже представлены распространенные проблемы, их возможные причины и рекомендации по их устранению.

Прилипание электрода к металлу

Одной из частых проблем при сварке является прилипание электрода к свариваемому металлу, что затрудняет процесс и снижает качество шва.

Образование пор в сварном шве

Поры в сварном шве снижают его прочность и могут привести к разрушению соединения при нагрузках.

Растрескивание сварного шва

Появление трещин в сварном шве опасно, так как может привести к разрушению конструкции в процессе эксплуатации.

Неравномерное горение дуги

Нестабильное горение дуги затрудняет процесс сварки и может привести к дефектам в шве.

Общие рекомендации

Соблюдение общих правил и рекомендаций позволяет предотвратить многие проблемы при сварке и обеспечить высокое качество сварных соединений.

Часто задаваемые вопросы

Подробнее на часто задаваемые вопросы отвечаем здесь →Электроды: FAQ

Заключение

Читайте также → Основные типы сварных швов и соединений.