что значит покрытие электрода основное
Покрытия электродов
Электрод для ручной дуговой сварки – это металлический стержень с защитным покрытием-обмазкой. Составляющие покрытия обеспечивают защиту зоны сварки от окисления воздухом, способствуют усилению ионизации. Стержни с обмазкой применяют как для черных, так и для цветных металлов, а также сплавов.
Назначение покрытия электродов
Основная задача, которую возлагают производители на покрытие электродов для ручной дуговой сварки – это защита плавящегося металла. Они предохраняют плавящийся металл от взаимодействия с воздухом, предотвращая окисление, делают готовый шов качественным и прочным.
При работе со сварочным аппаратом защитная обмазка создает оболочку из шлака на капельках электродного металла, продвигающегося по дуговому промежутку, а также на плавящейся поверхности привариваемых друг к другу деталей.
Защитный слой из шлака снижает скорость, с которой остывает металл, и быстроту его отвердевания, благодаря чему из него успевают выйти газовые и другие включения, которые негативно сказываются на прочности конструкции. Как правило, защитное напыление состоит из целого комплекса шлакообразующих элементов, таких как каолин или концентрат титана.
Какие функции обеспечивает качественное покрытие
Обмазка, покрывающая стержни из металла, выполняет целый ряд основных и второстепенных задач. Из первостепенных можно выделить:
Второстепенные, но не менее важные задачи:
Диаметр покрытия
В продаже можно встретить много марок электродов, предназначенных для разных видов металла и силы предполагаемых нагрузок на будущую конструкцию. Стержни с обмазкой имеют два значения диаметра: диаметр самого электрода и общий диаметр стержня и напыления. При выборе подходящего варианта диаметр является одним из определяющих факторов: чем он больше, тем большую толщину металла можно соединить с помощью стержня.
Диаметр стрежня с обмазкой влияет не только на простоту работы с материалом при сварке, но также обеспечивает нужные характеристики выполненного соединения, влияет на прочность получившейся конструкции.
Так, к примеру, электроды, имеющие маркировку Э42А и Э46, используют для сварки деталей из низколегированных видов стали.
Буква «Э» в маркировке означает штучный электрод, повсеместно применяемый для ручной дуговой сварки в домашних условиях.
Число, следующее за буквой, – минимальное значение гарантируемого временного сопротивления на разрыв шва. Чем больше это число, тем большие нагрузки выдержит сваренная деталь.
Например, продукция типа Э42 обеспечивает сопротивление не менее 42 кгс/мм2, а стрежни с маркировкой Э46 – не менее 46 кгс/мм2. Электроды Э42А применяются для металла с аналогичными качественными показателями на разрыв, но в условиях, когда необходимы более высокие параметры ударной вязкости и относительного удлинения полученного шва. Об улучшенных характеристиках говорит буква «А» в маркировке, которая обозначает кислый тип обмазки стержня.
Толщина покрытия
Синяя обмазка электрода марки МР-3С
Помимо характеристик нанесенного на электродный стержень покрытия и диаметра самого электрода при подборе материалов для сварки также ориентируются на толщину защитной обмазки.
Для каждого диаметра внутреннего стержня существует своя толщина покрытия. Всего существует 4 категории электродов, различающиеся толщиной покрытия:
Толщина покрытия качественных электродов колеблется в диапазоне от 0,5 до 2,5 мм, что составляет 20-40% от массы внутреннего стержня. Если учитывать железный порошок, то диаметр составит 3,5 мм, а массовая доля – 50%. Такие электроды применяют, когда нужен шов высокого качества, способный выдержать большие нагрузки.
Тонкие или стабилизирующие электроды, толщина обмазки которых примерно 0,1-0,3 мм, делают горение дуги ровным и непрерывным, но никак не влияют на качественные показатели наплавляемой стали.
Типы покрытия электродов для ручной сварки
Рассмотрим, какие покрытия электродов бывают, их компоненты и как обозначается какое из них. Существуют четыре основных вида покрытий, применяемых при производстве электродов для сварки:
Покрытие сварочных электродов подбирают исходя из того, какой вид стали планируется варить, силы нагрузки на конструкцию и других факторов.
Кислое
Главное преимущество обмазки кислого типа – при сварочных работах вероятность образования пор в области шва стремится к нулю, даже если места приварки элементов друг к другу покрыты следами ржавчины или окалиной. Кислое покрытие способствует равномерному горению дуги и легкому ее зажиганию. Этот вид электродов используют, когда требования к готовой конструкции минимальны.
Стержни с кислой защитой хорошо работают как при постоянном, так и при переменном токе. Наиболее ощутимые недостатки – брызги при сварке, токсичные испарения, риск появления горячих трещин при сваривании.
Основное
За счет слабого окисления такого покрытия оно способствует легкому избавлению от кислорода плавящегося металла. Шов, сделанный с применением электрода с основной обмазкой, защищен от возникновения горячих трещин. Электрод данного типа нужно прокаливать перед работой, чтобы исключить вероятность появления пор в шве. Из-за сложности поддержания горения дуги производить сварку электродами с основным покрытием нужно только с использованием источника постоянного тока обратной полярности (относится не ко всем, но к большинству марок).
Электроды с основным типом покрытия применяют для сварки металлических деталей из закаливающихся видов стали, которые подвержены риску появления холодных трещин, а также для сварки элементов из металла с большим процентом содержания серы и фосфора. «Основные» электроды показывают высокую эффективность при сварке в несколько слоев конструкций, которым нужна высокая жесткость.
Целлюлозное
Использование в работе со сварочным аппаратом продукции с обмазкой из целлюлозы (имеют маркировку «Ц» на упаковке) дает хорошее качественное горение дуги преимущественно при постоянном токе. Эту разновидность используют при работах по сварке корневых швов на магистральных трубопроводах, выполненных из низкоуглеродистой стали.
Также стержни с покрытием из целлюлозы отлично подходят для односторонней сварки с качественным проплавлением в области корневого шва. Использование стержней дает хороший результат при сварке, осуществляемой в вертикальном положении.
Не рекомендуется применение для сварки стали, имеющей высокий процент углерода и других легирующих компонентов в составе. Еще один минус – высокая степень восприимчивости к большим температурам и вероятность брызг расплавленного металла в процессе работы.
Рутиловое
Данный тип покрытия обозначается буквой «Р». Стержни, покрытые рутиловым составом, показывают хорошие результаты даже при работе с металлами, имеющими ржавые участки или следы окалины на поверхности в местах сварки, в процессе соединения деталей не образуется горячих трещин.
Не используйте электроды со сколотой обмазкой
С помощью электродов с рутиловой обмазкой легко соединять загрунтованные элементы, при этом, характеристики шва не ухудшаются. Рутиловая обмазка способствует устойчивому горению дуги независимо от типа тока. Брызги раскаленного металла практически отсутствуют. Также рутиловые стержни характеризуются малым процентом брака в виде пор: при их использовании сводится на нет вероятность «стартовой пористости».
При сварке электродами средней и большой толщины возможна работа во всех допустимых положениях. Если толщина покрытия, на котором выполняются сварочные работы, особо толстая, то эффективнее всего проводить сварку в нижнем положении. Электроды с рутиловой обмазкой не стоит использовать для сварки элементов, которые будут эксплуатироваться в условиях высоких температур.
Как не ошибиться в выборе и правильно расшифровать обозначений электродов для сварки металлов
Если вы только начали свое знакомство со сваркой, то скорее всего перед вами стоит множество вопросов. На этом этапе важно разобраться в некоторых базовых моментах, а также научиться производить подбор диаметров электродов для различных значений толщины представленного для сварки металла, правильно определить значения тока сварки, чтобы получился качественный шов.
Применяя эти знания, со временем вы будете делать эту работу уверенно.
Сварочные электроды: что это такое?
С электродами сварщик сталкивается при сварке, они с металлом образует электронную дугу, происходит нагревание и образуется сварочный шов. Сам по себе электрод для сварки металла имеет следующую структуру: металлический сердечник и обмазка.
Расшифровка обозначений используемых электродов для сварки.
Обозначения, нанесенные на пачку электродов очень важные. От этого зависит, подойдут ли выбранные сварочные материалы. Давайте разберемся с расшифровкой обозначений. Обозначения наносят согласно ГОСТа 9466. Маркировка имеет вид простой дроби, с числителем и знаменателем.
Э50А – Это тип электродов применяемых для ручной дуговой сварки. Он определяется в зависимости от того материала, который нужно варить. Для обычных черных, теплоустойчивых и конструкционных сталей тип берут из госта 9467. Цифра в индексе которая идет за «Э» — обозначает временное сопротивление (σпч). Для сварочного шва заваренного электродами типа Э50 – временное сопротивление 50 кгс/мм2. Дальше идет марка – «УОНИИ 13/55». Марка несет в себе информацию о том металле, из которого изготовлен сердечник электрода. Марку выбирают исходя из свариваемого металла. Можете ознакомиться со списком основных марок и области их применения.
Снова вернемся к маркировке. После марки идет диаметр электрода обозначаемый в миллиметрах — «4,0». После диаметра идет буква «У» — в данном месте обозначается назначение выбранных электродов.
Какое бывает назначение у электродов?
Различия обмазки и материала сердечника электродов обусловлено их назначением. Одни применяются для сварки углеродистых, низкоуглеродистых, а также низколегированных сталей, у которых сопротивление разрыву не превышает 600 МПа. Данная группа условно обозначается буквой – У.
Второй группой являются материалы, используемые для среднелегированных сталей сопротивление разрыву которых превышает 600 МПа. Условное обозначение – Л.
К третьей группе относят сварочные материалы, используемые для сварочных работ с высоколегированными сталями. Свойства которых нацелены на решение определенных задач. Обозначаются они – В.
Следующая группа используется при сварке теплоустойчивых легированных сталей. Обозначается – Т.
И замыкает группа, в которую вошли также узкоспециальные сварочные материалы, а именно применяемые для наплавки на поверхность изделия металла, с особыми характеристиками. Обозначается – Н.
Последнее обозначение – это «Д».
Тут указывается толщина обмазки. Они бывают 4 типов:
К каждому типу относят электроды у которых отношение диаметров стержня и обмазки соответствует следующим условиям:
Теперь идем вниз. Видим «Е 43 2(5)» — это индекс металла сварного шва (наплавленного металла). Чаще всего он берется из ГОСТа 9467, 10051 или 10052. Согласно индексу в ГОСТе можно посмотреть какими минимальными свойствами будет обладать шов. Далее видим букву «Б». Она обозначает тип покрытия электрода.
Типы покрытия: как определить, с каким брать?
Обмазка электродов возможна в следующих вариантах:
В этом плане нельзя сказать, какая из них лучше, а какая хуже: все они призваны для разных типов работ, а также условий применения. Потому нельзя однозначно ответить на вопрос какие электроды для сварки будут лучше. Как правило, необходимо их применять для образования прочного сварочного шва ответственных конструкций.
Далее видим цифру «1».
Это обозначение положений, в которых можно варить.
«1» – для любых положений;
«3» — вертикальное сверху-вниз, горизонтальное, нижнее;
«4» — нижнее положение и положение — в лодочку.
И завершает цифра «0».
Это род тока и полярность. Эта цифра берется из таблицы, которая приведена ниже. Обозначает «0» что сварка должна выполняться на постоянном токе с подключением обратной полярности. Разобрав расшифровку, остановимся поподробнее на каждом пункте.
Чем покрыты электроды для сварки? Что из себя представляет это покрытие?
Обмазка – специальное покрытие, которое призвано защитить расплавленный метал от негативного воздействия кислорода. Оно создает газовую оболочку во время плавления сердечника.
Покрытия подразделяются по функциям, которые они выполняют: газообразующие и шлакообразующие функции.
Газообразующие компоненты создают защитные газы и ионизирующую атмосферу.
Шлакообразующие включают элементы способствующие раскислению, рафинации, легированию шва и основного металла, увеличению связывающего и пластического свойства шва. Во время сварки образуется слой шлака в сварочной ванне для защиты.
Виды покрытия: как определить, с каким брать?
Существует 4 основных вида покрытий электродов, применяемых при ручной дуговой сварке. Последовательно разберемся с каждым из них.
Поговорим об основном компоненте. Рутил — природный минерал, который образуя защитную газовую оболочку, создает сварочную ванну. Сварка такими материалами как рутиловые характеризуется высокой стабильностью.
Зажигание дуги происходит без проблем даже у новичков. Именно поэтому они часто используют на монтаже. Шов получается с мелкими чешуйками, с равномерной литейной структурой по сечению.
Можно выделить следующие преимущества работы с этим покрытием:
К недостаткам можно отнести:
Кислое покрытие: особенности применения
Хороши в использовании, но в открытом пространстве, в противном случае это не будет безопасным для сварщика. Преимуществом, определенно, является то, что шлак легко отделяется.
Кислое покрытие требует низкое напряжение ХХ. В настоящее время они используются редко.
Основное покрытие
Получили очень широкое можно сказать повсеместное распространение, ввиду своей универсальности. Покрытие их содержит фтор и кальций. При сварке элементы обмазки испаряются, защищая расплавленный металл. Газовая защита ванны фактически состоит из углекислого газа.
Применяются они при использовании постоянного тока, как правило полярность используется обратная.
Покрытие при расплавлении выводит в шлак вредные примеси из шва таких как сера (S), фосфор (P) в шлак. Это способствует повышению прочности, повышению пластичности, уменьшению хрупкости. Как следствие отсутствие трещин.
Зажигание дуги хуже, чем у рутиловых, зато более широкая область их применения. Дуга горит менее стабильно в сравнении все также с рутилом. Это обусловлено содержанием фтористых соединений, снижающих ионизацию.
Сварка должна проводиться только по качественно подготовленной поверхности. Не должно быть ни влаги, ни грязи. Иначе получим обильное количество пор в металле шва. Еще причиной пор является увеличение длинны дугу. Защита рассеивается и в сварочную ванну попадают газ из атмосферы.
Электроды с целлюлозным типом покрытия
Использование сварочных материалов с данным типом защиты все меньше и меньше. Это обусловлено тем, что сварка ими наводороживает сварной шов. Прочность соединения снижается, появляются поры.
Обмазка более чем на половину состоит из органических веществ и при сварке обеспечивает сильное газообразование. Варят ими во всех положениях даже возможно ведение процесса сверху вниз.
Поверхности могут быть и недостаточно хорошо подготовлены, на качестве сварки фактически не скажется. Тут есть нечто общее с рутиловым покрытием.
О чем следует помнить, когда собирается начать сварку?
Прежде чем начать, следует тщательно осмотреть электроды для домашней сварки и определить:
Нет ли каких-то повреждения механического характера. Если они есть, то это является препятствием к дальнейшим действиям, сварочная дуга не будет стабильной, а защита расплавленного металла ванны качественной.
Влажность: Должна быть минимальна. Электроды будут сухими только в том случае, если они правильно хранились. Не переживайте, если этот пункт стал препятствием к осуществлению дальнейших действий – все еще можно исправить. Для этого необходимо просушить их в специальной печке или, если вы находитесь в домашних условиях, в обычном духовом шкафу.
Другой вариант, который потребует больших затрат по времени– оставить их в теплом, не влажном месте. Итак, сухие сварочные материалы станут для вас залогом прочного сварочного шва и снижением риска появления такого дефекта как газовые поры.
Срок годности у электродов используемых для ручной дуговой сварки определяется производителем, но как правило он без ограничений. Главное это условия хранения, которые также приводятся производителем. В закрытой пачке запечатанной в полиэтиленовую пленку, электродам ничего не будет даже через 10 лет.
С чего все-таки следует начать новичку?
Мы уже узнали, чем покрывают электроды для сварки, и теперь перед вами стоят уже другие вопросы выбора.
Действительно, тонкие электроды для сварки отличаются не только типом покрытия, но и составом металла сердечника. Они могут быть алюминиевые, чугунные, углеродистые, высоко или низколегированные и иных типов.
Виды электродов и как их выбрать для сварки на первых порах?
Среди наиболее популярных и доступных для сварки можно назвать следующие марка электродов:
Рассмотрим каждый из видов подробно.
Электроды этой марки используются для нержавеющей стали, так называемой нержавейки. Применяются они в изделиях, которые будут работать при температуре не выше 250 °С.
В бытовых ситуациях, они помогают сварщику добиться шва с мелкой чешуйчатостью, и получить переход без переломов между кромками изделия и швом. Сам шлак имеет малый объем, так что не составит труда его удалить. Следует обратить внимание, что покрытие у них основное.
Данные марки электродов — рутиловые. Его следует выбрать в случае, если вы работаете с углеродистыми и низколегированными сталями. Безусловным преимуществом выбранной модели станет то, что можно применить как с постоянным током, так и с переменным. Наибольшее распространение получили сварочные электроды марки мр-3, особенно в быту. На даче, в гараже ими лучше всего выполнять сварку.
Дуга получается стабильная несмотря на качество подготовки изделия, чистоты поверхности металла. Также плюсов является то, что металл практически не разбрызгивается. Они вобрали все плюсы своего покрытия в то же время снизив негативные факторы.
УОННИ 13/55
Это чрезвычайно часто применяемый и очень популярный электрод. В отличии предыдущего вида покрытие используется основное. Используются также, как и предыдущее марки для низкоуглеродистых, низколегированных сталей. Этот вариант хорош еще и тем, что применяется для элементов ответственных изделий и конструкций. Связано это с особенностями образуемого сварочного шва:
При работе с УОНИИ 13/55 следует соблюдать особые правила
Эти правила касаются предварительной подготовки материалов: они должны быть чистыми от ржавчины, грунта, масленых загрязнений, влаги. Если заготовка будет иметь масляные, водяные, ржавые пятна или капли, то будут появляться поры.
А теперь подробнее о полярности
Если работа на постоянном токе производится (что чаще всего и происходит), то может возникнуть вопрос: какую полярность подключить – обратную или прямую? Как это сделать?
На первый вопросы мы частично обращали внимание, когда рассматривали типы покрытий и виды электродов. Так что обязательно сверьтесь с этим, когда будете приступать к работе.
Схема подключения прямой полярности: на “плюс” инвертора подключается масса, а электродный держак подсоединяется к “минусу”.
Когда подключение идет по схеме обратной полярности, как вы понимаете, все наоборот: к “минусу” аппарата подключается кабель массы, «плюс» подключаем к держаку.
Возникает вопрос, в чем же заключается разница между двумя этими схемами подключения?
Разница при подключении заключается в том, что при обратной полярности больше тепла идет в электродный металл. Это уменьшает тепловложение в основной металл и конструкцию меньше деформирует. При использовании прямой полярности наоборот тепловложение увеличивается в металле изделия.
Его часто применяют для сваривания толстого металла или при TIG сварке. Подробнее вы можете почитать в этой статье.
Какой диаметр электрода выбрать?
Это еще один вопрос, с которым вы можете столкнуться. Здесь все достаточно просто: диаметр будет подбираться по толщине вашего свариваемого металла.
При этом если металл совсем тонкий (меньше, чем полтора миллиметра), то ручная сварка (РДС), чаще всего, недопустима (здесь используется, сварка вольфрамовым электродом, полуавтоматическая или автоматическая).
В остальных ситуациях можно подобрать электрод. Ознакомиться с соотношением можно по следующей таблице:
Как определить величину тока?
Это еще один важный вопрос, которым можете у вас возникнуть. Вообще, следует отметить, что величина тока приводится всегда примерно, в достаточно широком диапазоне. Связано это с тем, что при разном пространственном положении, разной толщине изделия, количестве проходов она будет разниться. И определяется она уже самим сварщиком (можно сказать, что приходит это с опытом).
Главное, чтобы вы чувствовали себя уверенно, ориентировались на управляемость ванной и настраивали ток так, чтобы вам было удобно управлять сварочным швом. Ориентировочные показатели приведены в таблице ниже:
О там как правильно настраивать силу тока читайте тут.
Чем отличаются электроды с основным и рутиловым покрытием
Сварочный электрод — это металлический стержень способный проводить электричество. Бывает несколько видов сварочных электродов, плавящиеся и неплавящиеся. На плавящиеся электроды нанесено специальное покрытие — обмазка, которая состоит из различных компонентов.
Основная задача электродной обмазки защитить сварочную ванну от воздействий извне, обеспечить бесперебойное горение дуги и создать шов, отвечающий особыми характеристиками. Поэтому в зависимости от поставленных задач сварки, производятся электроды с различной обмазкой: рутиловые, имеющие основное, целлюлозное и кислое покрытие.
Виды покрытия электродов: основное, рутиловое, кислое, целлюлозное
Отвечая на вопрос, чем отличаются рутиловые электроды от электродов с основным покрытием, можно понять, что основное отличие в составе обмазки. Наполнителем в данном случае служат различные вещества, процентное содержание которых сильно отличается для электродов с разными покрытиями.
По типу покрытий, электроды делятся на такие:
К смешанным типам покрытий, относятся электроды, на которые нанесено:
Характеристики электродов во многом зависят именно от типа покрытия. Поэтому очень важно понимать, где лучше всего использовать электроды с вышеперечисленными четырьмя покрытиями: основным, рутиловым, целлюлозным и смешанным.
Электроды с основным покрытием
Основу данного покрытия составляют фтористые соединения. По своему химическому составу, металл наплавленный электродами с основным покрытием, очень близок к спокойной стали. Сварочный шов отличается высокими показателями ударной вязкости, прочности и пластичности, благодаря низкому содержанию в составе покрытия электродов, неметаллических включений, газов, а также, вредных примесей.
Электроды с основным покрытием несколько уступают другим электродам, в плане чувствительности при сварке ржавых металлов. Также, в процессе сварки нередко образуются поры на швах. Электроды, имеющие основное покрытие достаточно чувствительны к воздействию влаги, поэтому они быстро отсыревают, требуя прокалки перед использованием.
Электроды с рутиловым покрытием
Рутиловые электроды имеют в составе покрытия наибольший процент содержания природного диоксида титана (рутиловый концентрат). Сварочный шов, полученный с использованием рутиловых электродов, обладает меньшим растрескиванием, а по своим характеристикам, он соответствует полуспокойным и спокойным сталям.
По сравнению с другими электродами, рутиловые имеют гораздо больше преимуществ. В первую очередь, к ним относится лёгкое отделение шлака и стабильное поддержание сварочной дуги. Металл при сварке электродами с рутиловым покрытием меньше разбрызгивается, а сами электроды не так сильно подвержены влаге. Они стабильно варят даже на плохо подготовленных, ржавых металлах.
Электроды с кислым покрытием
В составе обмазки электродов с кислым покрытием содержится наибольший процент кремния, марганца и оксиды железа. Электроды с кислым покрытием могут использоваться для сварки, как на переменных, так и на постоянных токах.
Однако электроды с данным видом обмазки имеют один существенный недостаток, это образование так называемых «горячих трещин». Кислотные электроды не образуют пор при сварке ржавого металла, или, например, при существенном удлинении сварочной дуги.
Электроды с целлюлозным покрытием
Обмазка целлюлозных электродов наполовину состоит из органических компонентов, чаще всего из целлюлозы. Сварочный шов, наплавленный целлюлозными электродами, содержит большой процент водорода. При сварке электродами с целлюлозным покрытием образуется равномерный обратный валик.
Электроды со всеми вышеперечисленными покрытиями предназначены для сварки низколегированных и углеродистых сталей. Все они применяются для того, чтобы получить сварные соединения, отличающиеся какими-то особыми характеристиками, которые требуют условия эксплуатации металлоконструкций.