Характеристики электродов. Часть 1

На все разновидности сварочных электродов, имеющих применение в промышленности, действуют государственные стандарты, в которых изложены общие и специальные технические требования.

Электроды для дуговой сварки сталей и наплавки изготовляют в соответствии с ГОСТ 9466-75, который содержит классификацию, размеры и общие технические требования.

По назначению электроды делятся по ГОСТ 9467-75 на следующие группы:

1. Для сварки углеродистых и низколегированных сталей с временным сопротивлением разрыву до 600 МПа - девять типов (Э38, Э42, Э42А, Э46, Э46А, Э50, Э50А, Э55, Э60), обозначаются общим индексом У;
2. Для сварки легированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву свыше 600 МПа - пять типов (Э70, Э85, Э100, Э125, Э150), индекс Л;
3. Для сварки легированных теплоустойчивых сталей - девять типов, индекс Т;
4. Для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами - 49 типов (ГОСТ 10052-75), индекс В;
5. Для наплавки поверхностей слоев с особыми свойствами - 44 типа (ГОСТ 10051-75), индекс Н.

Цифры в обозначении типов электродов для сварки конструкционных сталей показывают минимальный предел прочности металла шва.

По составу покрытия электроды подразделяются на: имеющие кислое покрытие, обозначается буквой А; основное покрытие - Б; целлюлозное - Ц; рутиловое - Р; смешанного типа - соответствующее двойное обозначение: прочие виды покрытий - П. Если покрытие содержит железный порошок в количестве более 20%, то к обозначению вида покрытия добавляется буква Ж.

Кислые покрытия А состоят в основном из оксидов железа и марганца (обычно в виде руды), кремнезема, ферромарганца. Электроды с кислым покрытием технологичны, однако наличие оксидов марганца делает их токсичными.

Рутиловые покрытия Р (электроды MP-3, АНО-4, ОЗС-6 и др.) имеют в своем составе преобладающее количество рутила ТЮ2. Рутиловые покрытия технологичны, менее вредны для дыхательных органов сварщика, чем другие.

Целлюлозные покрытия Ц состоят из целлюлозы, органической смолы, ферросплавов, талька и др. Эти покрытия удобны для сварки в любом пространственном положении шва, но дают наплавленный металл пониженной пластичности.

Основные покрытия Б (электроды УОНИШЗ и др.) не содержат оксидов железа и марганца. Например, покрытие марки УОНИИ 13/45 состоит из мрамора, плавикового шпата, кварцевого песка, ферросилиция, ферромарганца, ферротитана - в порошковом состоянии и замешанного на жидком стекле. Металл шва, выполненный электродами с основным покрытием, обладает повышенной пластичностью. Этими электродами сваривают ответственные конструкции.

Характеристики электродов. Часть 2

По толщине покрытия в зависимости от отношения диаметра электрода (D) к диаметру стального стержня (d) различают электроды:

• с тонким покрытием (D/d < 1,2) - буква М:
• со средним покрытием (1,2 < D/d < 1,45) - буква С;
• с толстым покрытием (1,45 < D/d < 1,8) - буква Д;
• с особо толстым покрытием (D/d > 1,8) - буква Г.

По качеству, т. е. по точности изготовления, состоянию поверхности покрытия, качеству металла шва, электроды делят на группы: 1, 2, 3. Чем больше цифра, тем выше качество.

По пригодности пространственных положений шва для сварки, наплавки электроды делят на следующие группы:

• для всех пространственных положений шва;
• для всех положений, кроме вертикального сверху вниз;
• для нижнего, горизонтального на вертикальной плоскости и вертикального снизу вверх;
• для нижнего и нижнего "в лодочку".

По роду полярности применяемого при сварке или наплавке тока, а также по номинальному напряжению холостого хода источника сварочной дуги переменного тока электроды обозначают с номера 0 до 9.

На чертежах и технологических картах обозначение электродов состоит из указания типа, марки, диаметра, группы.

Обозначения на этикетках электродной тары более сложные. Например, электроды типа Э46А по ГОСТ 9467-75 марки УОНИИ

13/45 диаметром 3 мм для сварки углеродистых и низколегированных сталей У с толстым покрытием Д, 2-й группы, с установленной по этому ГОСТ группой индексов 43 2(5), указывающих характеристики наплавленного металла и металла шва, с основным покрытием Б для сварки во всех пространственных положениях 1, на постоянном токе обратной полярности 0 обозначается:

Э46А-УОНИИ 13/45-3,0 - УД2
Е-43-2(5)-Б10

Эти же электроды в технической документации обозначаются УОНИИ 13/45-3,0-2 ГОСТ 9466-75.

Характеристики электродов. Часть 3

Группа индексов в структуре условного обозначения электродов для сварки легированных конструкционных сталей с прочностью > 600 МПа (60 кг/мм) содержит данные о среднем содержании основных химических элементов в наплавленном металле, также минимальную температуру, при которой металл шва и наплавленный металл после термической обработки, при испытании образцов, составляют не менее 3,5 ? 105 Дж/м².

Например, электроды типа Э85 (ЦНИИТМАШ, легированные, номер 18) диаметром 3,0 мм для сварки легированной стали Л с пределом прочности более 600 МПа (60 кг/мм2) с толстым покрытием Д, 2-й группы, с установлением по ГОСТ 9467-75 группой индексов, указывающих на получение наплавленного металла и металла шва со средним содержанием 0,18% углерода, 1% хрома, 1% марганца, с нормальной вязкостью (2), электроды имеют основное покрытие Б, для сварки во всех пространственных положениях шва 1, на постоянном токе обратной полярности 0, обозначаются на этикетках тары (ящиках, коробках, пачках)

Э85-ЦЛ18-3,0ЛД2
Е-18Х1Г1-2-Б10

по ГОСТ 9466-75, ГОСТ 9467-75.

В техдокументации эти электроды обозначаются: ЦЛ18-3,0-2 ГОСТ 9466-75.

Для сварочных и наплавочных работ также применяются неплавящиеся электроды - это электродные стержни из вольфрама с присадками оксидов тория, лантана - для повышения электропроводности дугового промежутка, из электротехнического угля или прессованного графита.

Вольфрам - тугоплавкий металл (температура плавления 3400ºС), имеет достаточно высокую электропроводность и теплопроводность. При сварке вольфрамовым электродом на постоянном токе применяют прямую полярность. Это обусловлено и балансом тепла на электродах и износостойкостью электрода от действия дуги. Для электродов применяются стержни следующих марок: ЭВЧ - электрод вольфрамовый чистый; ЭВЛ-10; ЭВЛ-20 - электродный вольфрам с присадкой 1-2% оксида лантана; ЭВТ-15 - электродный вольфрам с оксидом тория; ЭВИ-30 - электродный вольфрам с 1,5-2,0% иттрия. Чаще применяют электроды ЭВТ-15.

Лантан и все остальные оксидные присадки, в силу своего расположения в таблице химических элементов Д.И.Менделеева, имеют определенную радиоактивность, об этом нужно это помнить и соблюдать правила обращения с электродами, указанные в сопроводительной документации.

Присадки к вольфраму способствуют устойчивому горению дуги, а также позволяют увеличить плотность тока на электроде. Для уменьшения окисления вольфрамового электрода и зашиты сварочной ванны сварка производится в инертном газе. Диаметры вольфрамовых электродов от 1,0 до 8,0 мм рассчитаны на разную силу сварочного тока. Расход вольфрамовых электродов очень мал и составляет 0,5 г на метр шва при токе 300, при прямой полярности - "минус" на электроде.