При виборі електродів для даного виду зварювання, є безліч нюансів, як положення зварювання, тип металу виробу, що зварюється і його товщина, вимоги до міцності і багато іншого. Всі характеристики і призначення існуючих на сьогодні електродів, можна розрізняти по спеціальній маркіровці, надрукованій на пачці і на кожному електроді окремо.
Для простого господарського людини. який сам вирішив зварити каркас для забору, теплиці, починають лопнула раму велосипеда, наприклад, і вперше має справу зі зварюванням, може здатися, що чим дорожче взяти електроди для ручного зварювання, тим буде якісніша шов і легше проведена зварювання.
Звичайно, в залежності від вибору виробника електродів, залежить їх якість виробництва, але розглянемо конкретно технічні аспекти вибору електродів для ручної зварки. Ось перелік найелементарніших критеріїв, за якими вибирають електроди:
- тип струму, що видається апаратом;
- товщина і склад зварюється;
- просторове положення свариваемого шва;
- зручність в роботі і якість зварювання.
Електроди випускаються не тільки для ручної зварки. але і багатьох інших видів, проте більшу частину все-таки випускають саме для неї. Це пов'язано з найбільшою частотою застосування даного виду зварювання, отже, потреба в електродах для неї, як витратних матеріалів, набагато більше. Причому вони сильно відрізняються своїм різноманітним хімічним складом і геометричними характеристиками, від чого і залежать всі перераховані вище критерії.
Вибір електродів за типом струму зварювального апарату
Потрібно знати, який тип струму видає апарат; деякі генерують тільки змінні, є й універсальні в цьому плані.
На який тип струму і полярність призначений електрод, дізнатися не дивно: для цього є окрема цифрове значення від 0 до 9 на маркуванні пачки електродів.
Також воно вказує на важливий параметр зварювального апарату - напруга холостого ходу, необхідне для роботи тих чи інших електродом в режимі змінного струму (можна бачити на таблиці нижче).
Позначення на маркуванні пачки електродів
Полярність постійного струму
У випадку з найпростішим апаратом змінного струму. електроди для ручного дугового зварювання (електродугової) обов'язково потрібно підбирати зі стабілізуючим дугу покриттям (про покриттях електродів в кінці статті). Це пов'язано з рухом струму: електрони йдуть від фази до землі в одному напрямку, потім настає момент зміни полярності і рух змінюється в іншу сторону. І в момент нульового значення струму (при переході полярності), електрична дуга між електродом і зварних виробом рветься.
При постійному струмі цього не відбувається, і електрони рухаються в одному напрямку, від мінуса до плюса. Таким чином, зворотна (DCEP, DC +) полярність - це та, при якій плюс підключений до електроду, а мінус - до зварного виробу. При такій зварюванні потік електронів рухається в сторону електрода, що призводить до сильного нагрівання кінця електрода. Сварка цієї полярності найчастіше застосовується, відповідно, більшість електродів для постійного струму виробляється з розрахунком на роботу з зворотною полярністю.
Пряма полярність (DCEN, DC-) відповідно, відбувається, коли електрод підключений до мінуса, зварне виріб - до плюса; і таким чином електрони рухаються в бік свариваемого ділянки від електрода. Особливість такої зварювання - дуже сильне нагрівання вироби, і відповідні електроди вважаються спеціальними, призначеними для швидкісного зварювання листового металу.
Вибір електродів по товщині і складу металу зварюваних деталей
Тут йде мова про електродах різного діаметру і призначення.
На зображенні маркування виділена червоним характеристика діаметруелектрода, яку необхідно зіставити з таблицями ГОСТ (див. Нижче), щоб з'ясувати, яку товщину металу можна варити і якої сили струм апарату для цього потрібен.
Сучасні, покриті види електродів для ручного дугового зварювання, призначаються до роботи з такими видами сталей:
- вуглецевих і низьколегованих сталей;
- легованих конструкційних сталей;
- легованих теплостійких сталей;
- високолегованих сталей з особливими властивостями;
- для наплавлення поверхневих шарів.
Їх можна відрізняти, дивлячись на маркування (ГОСТ 9466-75) на пачці, яка має набір букв і цифр, при наявності передостанній букви: У - для зварювання вуглецевих і низьколегованих сталей; Л - для зварювання легованих конструкційних сталей; Т - легованих теплостійких сталей; В - для зварювання високолегованих сталей з особливими властивостями; Н - для наплавлення поверхневих шарів.
При цьому окремим параметром є діаметри електродів для ручного дугового зварювання, які підбираються залежно від товщини зварюваного металу. Для зварювання деталей з товщиною металу 1 мм, застосовують в основному ручну аргонодугове зварювання або напівавтоматичну зварювання. Це пов'язано з тим, що електроди для ручної зварки діаметром 1,6 мм, призначені для такої товщини металу виробів в Росії та інших країнах СНД можна придбати тільки під замовлення, у вільному продажу їх немає. А електроди діаметром більше 6 і до 12 мм використовуються для наплавлення.
Товщина металу виробів, що зварюються (мм)
Діаметр плавиться електрода з обмазкою для ручної зварки
Необхідна величина струму зварювального апарату (А)
У цій таблиці величини струму приблизні, наведені для прикладу, так як багато в чому вони залежать від положення зварювання, типу струму і покриття електродів. При виборі електрода того чи іншого діаметру, потрібно звертати увагу на споживану їм силу струму: простенький, слабкої потужності зварювальний апарат на 160 А, просто-напросто не потягне електрод 6-8 мм. І якщо у Вас такий слабкий зварювальний апарат, то навіть не беріться варити великої товщини метали.
Вибір електродів по просторовому положенню свариваемого шва
Найпродуктивнішим і легким вважається нижнє положення зварювання (див. Далі), на нього розраховані всі види електродів.
Існує п'ять видів електродів, які класифікуються за критерієм просторового положення шва, і маркування електродів для ручного дугового зварювання має відповідні цифрові значення від 1 до 5, розшифровка яких приведена нижче.
- Зварювання в усіх просторових положеннях шва.
- Зварювання в усіх положеннях, крім вертикальних зверху вниз.
- Сварка в нижньому, горизонтальному на вертикальній площині і вертикального знизу вгору.
- Сварка в нижньому і нижньому «у човник» положеннях.
- Аналог №3, для вертикального просторового положення зварювання.
Для початківця зварника, звичайно, найпростішою буде зварювання в нижньому положенні: електрод спрямований зверху вниз або під кутом до нижчого зварювального виробу. Простота зварювання в нижньому положенні полягає в тому, що зварена ванна не випадає, як це може статися в вертикальному і горизонтальному положенні (через гравітації).
Вибір електродів по легкості в роботі, якості та екологічності
Причому важливо, що покриті електроди для ручного дугового зварювання відрізняються не тільки складом, але і товщиною шару, яка визначає якість шва і виглядає на маркуванні упаковки у вигляді букв: М - тонке покриття; С - середнє; Д - товсте; Г - особливо товсте покриття електрода.
Якість же виготовлення самого виробу електрода на маркуванні відтворюється у вигляді чисел: 1 - висока якість; 2 - середнє; 3 - низька.
Покриття електрода - це також найбільш вразлива його частина, яка може відволожитися або растрескаться / відвалитися при недбалої перевезенні, зберіганні в вогкості і під тиском; також зверніть увагу на термін придатності, щоб встигнути використати покриті електроди до його закінчення. Всього існують електроди з чотирма основними видами покриття, плюс ще два види: змішані та інші.
Позначення на маркуванні пачки по ГОСТ
Позначення на маркуванні пачки по ISO
МР-3, АНО-1, ЗРС-1, ЗРС-2, ОЗС-4, ОЗС-6
Електроди з кислотним покриттям в роботі утворюють дуже рідку зварювальну ванну, в яку метал від нього переходить у вигляді крапель. Горіння дуги нестійкий, метал під час зварювання розбризкується, висока ймовірність пропалювання наскрізь вироби в результаті дуже різкого підвищення температури від дуги. Велика ймовірність утворення тріщин під час затвердіння, шов виходить насиченим киснем, пористим. Спостерігається виділення токсичних речовин в повітря під час зварювання.
Електроди з основним покриттям при зварюванні формують коротку дугу; утворюють вязкотекучем ванну, в яку метал з електрода переходить у вигляді середніх і великих крапель. На змінному струмі, при великому вміщені в складі покриття CaF2 (плавиковий шпат), спостерігається ускладнення процесу зварювання.
Шов найбільш якісний серед інших, кращі характеристики в'язкості, щільності; набагато менше ймовірність утворення тріщин, ніж при використанні кислотного електрода. Електроди з основним покриттям - це електроди для ручного зварювання, що застосовуються в роботі по високонавантажених конструкцій, які знаходяться під тиском.
З недоліків варто відзначити ретельну підготовку зварного вироби (оброблення крайок швів зварних виробів. Їх зачистка), а також необхідність його розжарювання перед зварюванням, без якої буде висока пороутворення.
Електроди з органічним, целюлозним покриттям призначені для будь-якого положення зварювання, але велике розбризкування металу і шов, який виходить - грубо виглядає, таким чином, не підходить для однопрохідних лицьових швів. У них найбільша частка газообразующих компонентів, які при горінні, забезпечують хороший захист металу в зоні зварної ванни і підтримку дуги від згасання.
Менша частка шлакообразователей дозволяє безперешкодно формувати шов. Перегрів при їх використанні виключений, метал не стікає і швидко остигає. Найкраще застосування - зварювання вертикальних швів зверху вниз; зварювання першого кореневого шва трубопроводів в положенні зверху вниз.
Електроди з покриттям рутилу покриттям найпоширеніші і легкі в роботі для початківців зварників типи електродів для ручного дугового зварювання, які також найчастіше застосовують в господарській практиці. Вони хороші легким збудженням дуги, її стабільним горінням (в т. Ч. При зміні її довжини) і хорошим видом шва з мінімумом бризок, якість міцності якого також на висоті.
Причому ті, що містять велику частину TiO2, дозволяють варити по другому разу по шлаку попереднього шару шва, не видаляючи його. Низьке виділення токсичних речовин в повітря, стійкість до пороутворення, хороша отделяемость шлаку. Найкраще в зварюванні прихватками, кутових і фінальних лицьових швів.
Склад покриття електродів (для загального розвитку)
Хімічний склад, який містить покриття електродів для ручного дугового зварювання Вам знати не потрібно, але для загального розвитку, так би мовити, можна виділити перелік компонентів, що входять до складу будь-якого з його вищеперелічених видів:
- газоутворювач;
- шлакообразователі;
- раскислители;
- стабілізатори;
- легирующие компоненти;
- сполучні компоненти.
Газоутворюючі компоненти являють собою мінерали (мармур, магнезит) або органічні речовини (мука, крохмаль). Вони вигоряють з виділенням газів в простір близько зварювальної ванни, функція яких - захищати метал від кисню і підтримувати стан дуги.
Шлакоутворювальні компоненти - кислі оксиди (SiO2, TiO2, Al2O3), основні оксиди (CaO, MnO, MgO), галогени (CaF2). Вони містяться в мармурі та граніті. Ці компоненти виводять шкідливі для металу домішки під час процесу зварювання, підвищуючи його якість.
Розкислюючі компоненти являють собою залізовмісні сполуки марганцю, титану, кремнію. Вони відновлюють частину металу, який у вигляді оксидів виступає на поверхню зварної ванни під час роботи.
Стабілізуючі компоненти підтримують стабільне горіння електричної дуги між виробом і електродом. Це досягається за рахунок входять до їх складу елементів з низьким потенціалом іонізації (натрій, кальцій, калій і ін.), Які містяться в мармурі і крейді.
Легуючі компоненти спрямовані на збільшення міцності і стійкості до корозії металу шва. Вони містяться в покритті електродів у вигляді залізовмісних сплавів хрому, титану, Ванда.
Сполучні компоненти пов'язують, склеюють вищеперелічені порошкові компоненти воєдино.
У цій статті представлені марки електродів для ручного дугового зварювання по Російським, Радянським стандартам ГОСТ 9466-75, ГОСТ 9467-75, які до сих пір за норму застосовуються на просторах СНД і за якими проводяться на величезних потужностях вітчизняних виробників високої якості електроди. Є й Європейські, США зарубіжні стандарти, як ISO, наприклад.