Марки электродов для ручной дуговой сварки гост. Электроды для ручной дуговой сварки

Плавящийся электрод для ручной дуговой сварки представляет собой стержень из сварочной проволоки, на который нанесено электродное покрытие (обмазка). Промышленность выпускает достаточно большое число марок сварочной проволоки диаметром от 1,6 до 12 мм для изготовления электродов. Длина электродов составляет 150...450 мм. Наиболее часто используют электроды длиной 350, 400 и 450 мм и диаметром 3,4 и 5 мм. Металл электрода и элементы электродного покрытия участвуют в формировании сварного шва.
Электродное покрытие:
обеспечивает устойчивое горение дуги;
восстанавливает окисляющийся в процессе сварки металл;
легирует сварной шов необходимыми элементами;
защищает зону сварки от попадания кислорода, водорода и азота из окружающего воздуха;
образует шлаковый покров на поверхности сварного шва, уменьшая тем самым скорость охлаждения металла шва.
Для обеспечения высоких эксплуатационных характеристик сварного соединения необходимо, чтобы химический состав сварного шва был близок к химическому составу свариваемой стали.
Поэтому для сварки стали определенного химического состава рекомендуется подобрать электроды с необходимым содержанием соответствующих легирующих элементов в сварочной проволоке.

Электроды для сварки сталей

Условное обозначение марки проволоки состоит из индекса Св – сварочная, следующих за ним цифр, показывающих содержание углерода в сотых долях процента, и буквенных обозначений элементов, входящих в состав проволоки. Буква А в конце обозначения указывает на повышенную чистоту металла по содержанию серы и фосфора.
Например Св-08ХМ для сварки конструкционных сталей содержит 0,08% углерода и менее 1 % хрома и молибдена. Св-04Х19Н11МЗ для сварки жаропрочных и коррозионностойких сталей содержит 0,04% углерода, 19% хрома, 11% никеля и 3% молибдена.
В состав покрытия входят:
стабилизирующие вещества;
раскислители и легирующие материалы:
газообразующие материалы;
шлакообразующие;
связующие и цементирующие.
Эти компоненты обеспечивают задачи покрытия при его расплавлении в процессе сварки.
Стабилизирующие вещества предназначены для устойчивого горения дуги. К ним относятся соединения щелочных и щелочноземельных металлов: калия, натрия, кальция и др.
Раскислители (ферромарганец, ферросилиций, ферротитан) применяют для восстановления окисленного в процессе сварки металла. Кроме того, эти же ферросплавы служат легирующими материалами и увеличивают содержание марганца, титана и других элементов в металле шва.
Газообразующие материалы (мрамор, магнезит, крахмал, оксицеллюлоза, древесная мука) образуют газ, защищающий зону сварки от попадания кислорода, водорода и азота из окружающего воздуха.
Шлакообразующие (полевой шпат, кремнезем, магнезит, мрамор) – образуют шлаковый покров на поверхности расплавленного металла шва. Шлак уменьшает скорость охлаждения и затвердевания металла шва, способствует выходу из него газовых и оксидных включений. После остывания сварного соединения необходимо сколоть с него шлаковую корку.
Связующие и цементирующие (калиевое жидкое стекло К2О·SiO2, натриевое жидкое стекло Na2О·SiO2)– связывают все компоненты покрытия.
Электродное покрытие образуется из хорошо размолотых и перемешанных материалов, связанных жидким стеклом. Его наносят на сварочную проволоку, предварительно нарезанную на отрезки длиной от 350 до 450 мм. На один из концов отрезка покрытие не наносят. Он служит для закрепления электродов при их сушке, а при сварке – для крепления в электрододержателе.
В справочниках, кроме марки сварочной проволоки, указывают марку электродного покрытия, а также содержатся рекомендации по использованию электродов.
По назначению в зависимости от свариваемых материалов:
У – для сварки углеродистых сталей;
Л – легированных конструкционных сталей;
Т – легированных теплоустойчивых сталей,
В – высоколегированнных сталей с особыми свойствами;
Н – наплавки поверхностных слоев.
По толщине покрытия
М – тонкие покрытия D/d С – средние покрытия 1,2 Д – толстые покрытия 1,45 Г – особо толстые покрытия D/d > 1,8,
где D – диаметр электрода с покрытием, d – диаметр сварочной проволоки.
По виду покрытия:
А – с кислым покрытием;
Б – с основным покрытием;
Ц – с целлюлозным покрытием;
Р – с рутиловым покрытием;
П – с прочими покрытиями.
Кроме того, электроды классифицируются по технологическим особенностям (сварка в различных положениях), по роду тока и полярности применяемого тока, а также по другим признакам. Полная маркировка электрода:
Э46А-УОНИ 13/45-4,0-УД2
Е432(5)-Б10,
это расшифровывается:
Э – электроды для электродуговой сварки;
46 – минимальный гарантируемый предел прочности (460 МПа);
УОНИ-13/45 – марка электродного покрытия;
4,0 – диаметр электрода, мм;
У – электроды для сварки углеродистой и низколегированнойстали;
Д2 – электроды с толстым покрытием второй группы точности;
Е – индекс, характеризующий свойства металла сварного шва;
43 – предел прочности на разрыв (не менее 460 МПа);
2 – относительное удлинение не менее 22 %;
5 – индекс, характеризующий ударную вязкость металла – 34,3 Дж/см при температуре минус 40°С;
Б – основное покрытие;
1 – сварка во всех пространственных положениях;
0 – на постоянном токе обратной полярности.
Полная маркировка не содержит сведений о марке сварочной проволоки, что вызывает необходимость повторного обращения к стандарту.
Обычно производители электродов используют сокращенную маркировку. Например, марка электродного покрытия УОНИ-13/45, марка сварочной проволоки – Св-08.

Методические указания к практическим занятиям по дисциплине
"Металлы и сварка в строительстве"
В. Ф. Сидоренко, Н. В. Гарбуз, А. А. Верхуша

Соединение нескольких деталей в монолитную конструкцию часто происходит с использованием сварочного оборудования. Чтобы получить необходимое качество соединения, необходимо не только рационально подобрать метод сварки, но соответствующий этому электроды для сварки.

Основные требования к электродам

Разнообразие свариваемых веществ и способов сварки предполагает широкий спектр используемых электродов.

Но все они должны отвечать общим требованиям:

обеспечивать стабильность горения дуги, небольшой радиус разбрызгивания стержня, покрытия, высокую производительность сварочных работ;
создать условия для формирования качественного сварочного шва;
делать равномерным протекание процесса сварки;
сохранять физические, химические, технологические свойства во время конкретной сварки.

Особое место в требованиях - токсичность. Электроды должны выделять минимальное количество токсичных веществ во время работы.

Классификация сварочной арматуры

Электроды применяются как основной элемент для ручной дуговой сварки. Различают два типа электродов:

плавящиеся, которые соответствуют составу свариваемых веществ;
неплавящиеся трёх видов: угольные, графитовые, вольфрамовые.

Используют несколько способов классификации электродов. По назначению различают электроды для соединения нержавейки, цветных металлов, различных видов стали, чугуна.

Обратить внимание! Электроды для ручной дуговой сварки маркируются таким способом: В - высоколегированная сталь, Л - легированная сталь в конструкциях с временным сопротивлением разрыву, Т - теплоустойчивая сталь, У - углеродистая и низколегированная сталь, Н - поверхностные слои со специальными свойствами.

Тип конструкции предполагает получение различных видов швов. Это может быть вертикальный, потолочный или нижний шов. Для каждого вида шва подбирается особый электрод:

для любого положения;
не использующие для сварки вертикально сверху вниз;
для нижнего, вертикального снизу вверх и для горизонтальных, расположенных в вертикальной плоскости;
для нижнего.

Разнообразий обмазочного материала, его толщина так же классифицируют электроды. Сверху электроды покрываются защитным слоем из композитного состава, в него входят такие вещества:

стабилизаторы процесса горения дуги;
гранит, кремнезём, титановые и марганцевые руды, компоненты для образования шлаков, из которых создаётся плёнка. Эта шлаковая плёнка препятствует процессам окисления;
мрамор, магнезит, крахмал, древесная мука, образующие газовую плёнку для защиты сварочной ванны. Могут быть неорганическими и органическими;
кремний, магний, титан как раскислители и легирующие элементы;
ферромарганец, ферросицилий, ферротитан для восстановления металлов из окислов;
бетонит, каолин, декстрин для улучшения пластических свойств.

Обратить внимание! Для классификации видов покрытия используют такие обозначения: А - кислое, Б - основное, - Ц целлюлозное, Р - рутиловое, П - прочие. Иногда применяют сочетание букв, если покрытие смешанного вида.

Покрываются электроды тонким защитным слоем, средним, толстым и, даже, особо толстым. Маркировка толщины обмазки, которая определяется как отношение двух диаметров - с обмазкой и самого стержня:

М - отношение до 1,2;
С - отношение до 1,45;
Д - отношение до 1,8;
Г - отношение более 1,8.

Важным техническим показателем является применяемый тип электрического тока. Существуют электроды, подключаемые к источникам постоянного или переменного тока, а так же с различными видами полярности.

Основные маркировочные стандарты

Все обозначения могут соответствовать двум системам маркировки электродов для сварки: по ГОСТ и международному стандарту ISО. Используют ещё европейские нормы EN и американский стандарт AWS.

Отечественные производители ориентируются на ГОСТ 9466-75, 9467-75, 10051-75, 10052-75 и марки электродов для сварки наносят двумя группами знаков. В маркировку входят как цифры так и буквы. Первая группа только внутренняя, а вторая адаптированная под международный стандарт.

Первая группа маркировочных символов состоит из пяти позиций:

тип электрода. Это обозначение поможет разобраться, какой вид стали он может сварить. Ручная сварка обозначается литерой Э. Далее цифрами обозначается соответствие пределу прочности стали на растяжение. Эта группа может заканчиваться буквой А, если имеет предназначения для формирования пластичного шва. Может так же ставить дефис, указывающий, что число после него показывает содержание углерода в процентах;
марка электрода по составу обмазки;
диаметр проволоки, обозначенный цифрами с размерностью мм;
тип стали, для которой данный электрод используется;
толщина обмазки.

Вторая группа маркировочных символов имеет шесть позиций и более соответствует международным требованиям:

цифра, показывающая значение предела прочности стали на растяжение с размерностью 10 -7 Па;
цифра, обозначающая величину относительного удлинения;
цифра-индекс, определяющая минимальную температуру, при которой ударная вязкость соответствует стандарту;
тип обмазки, обозначенный одной или двумя литерами. Две буквы ставятся в тех случаях, когда используется смешанное покрытие;
цифра, которая поможет определиться, подходит ли данный электрод к выполнению необходимого положения сварки;
параметр сварочного тока в индексной форме. Каждому индексу от 0 до 9 соответствует пара параметров: полярность и допустимое напряжение холостого хода в В.

Выбор электрода зависит от многих компонентов. Это и тип металла и его толщина, способ проведения сварочных работ. Для возможности проводить различные сварочные работы, подбирается сразу несколько электродов или с более универсальными показателями, что можно узнать из нанесённой маркировки.

При изготовлении различных изделий, в процессе монтажа каких-либо конструкций и в ряде других случаев технология предусматривает применение сварочных аппаратов. Видов сварки существует несколько, но одним из самых распространенных является ручная дуговая. При этом используется постоянное или переменное напряжение, и применяются , основой которых является металл.

Особенности сварки

Суть этого процесса в том, что при нагревании электродом соединяемых деталей их кромки расплавляются, и его металл полностью заполняет шов.

Постоянным током

Такая сварка считается более стабильной и универсальной, так как в зависимости от специфики выполнения операций можно изменять полярность подключения. Дело в том, что при работе электрода с «отрицательным» включением тепла выделяется меньше. Следовательно, будет исключен «прожог» поверхностей толщиной менее 3 мм. Работа обеспечивается различными выпрямителями и преобразователями.

Переменным током

При таком способе «питание» осуществляется от трансформаторов.

Требования к электроду

Процесс сварки сопровождается сильным термическим воздействием на обрабатываемые детали (температура в области шва очень высокая). Это влечет такие негативные последствия, как выгорание специальных (легирующих) добавок в материалы, их окисление, поглощение из окружающей среды азота. Все это нарушает структуру, объем (иногда вызывает и коробление) деталей, и как следствие – снижает прочность места соединения.

Для уменьшения таких негативных явлений сварка производится электродами, имеющими поверхностное покрытие (обмазку).

Как выбрать

Существует довольно много разновидностей электродов для дуговой сварки, поэтому подробно рассматривать все их особенности смысла нет. Ведь мало кто по внешнему виду деталей отличит легированную сталь от нелегированной, кислотостойкую от обычной и так далее.

Как правило, в быту производятся самые простые виды сварочных работ, когда не применяется какая-то особо специфическая технология и не требуется тщательный подбор электродов по их характеристикам. Поэтому разберемся с этим вопросом применительно к проблемам, с которыми сталкивается «самодеятельный» сварщик при выполнении несложных операций. Что нужно учесть?

Диаметр

Он зависит от толщины свариваемых «поверхностей». Исходя из этого, подбирается сила тока и сечение электрода. Можно ориентироваться на такие данные:

Следует отметить, что если толщина хотя бы одной из соединяемых частей до 1 мм, то «варить» придется или аргоном, или «полуавтоматом». За границей такие работы выполняют и дуговой сваркой, причем, как правило, только профессионалы. Кроме этого, используются специальные электроды, которых у нас в продаже нет. А если их заказать, то стоимость окажется такой, что отпадет всякое желание ими работать.

Маркировка

Остановимся только на тех изделиях, которые имеют наибольшее бытовое применение:

для любой стали – УОНИ;
для труб водопроводных – ЦУ-5 (их аналогом являются электроды ECABOK 53.70);
для «нержавейки» – ЦЛ-11;
для алюминия – ECABOK 96.20;
универсальные (напряжение постоянное/переменное) – ОЗС, МРЗ. Причем значение тока меньше, чем при работе с УОНИ, да и образование шлака – минимальное.

Наиболее универсальными и качественными считаются электроды KOBELKO LB-52U (Япония). Они подходят для любых типов деталей, в том числе – труб (газовых, водопроводных). Но стоят довольно дорого.

Для небольшого объема работ нецелесообразно покупать большую партию электродов. Дело в том, что им должно быть обеспечено и соответствующее хранение, так как они могут просто отсыреть.

С точки зрения практичности для бытового применения, когда необходимо сделать какой-то мелкий ремонт, отлично подходят универсальные изделия марки АНО-4. В продажу поступают в небольших упаковках, и одной из них будет вполне достаточно, тем более что ее вес – 1 кг, тогда как другие электроды продаются большими пачками (по 5 кг и более).

Так как все изделия различаются по характеристикам (в том числе, химическому составу верхнего слоя) и диаметру, разместить в данной статье прайс-листы на весь ассортимент невозможно. Поэтому несколько примеров по стоимости отдельных изделий:

УОНИ – 59 руб/кг. Сечение 4; 5 мм. Подходят для сварки черных металлов.
ОЗС – несколько дороже, от 63 руб/кг (диаметр 3 мм).
KOBELKO LB-52U – от 188 руб/кг. Продается упаковками по 5 кг.
ЦЛ-11 – еще дороже, от 330 руб/кг (1 упаковка, диаметр 3 мм).

Технологий получения качественных неразъемных соединений довольно-таки много, однако, наиболее популярным на сегодняшний день методом является ручная дуговая сварка, которая производится за счет использования штучных электродов. В зависимости от подобранных марок электродов для ручной дуговой сварки можно при помощи одного и того же оборудования, немного отрегулировав настройки аппарата, получить качественные швы разных типов и предназначений. Более того, можно получить надежный шов при любом положении в пространстве, даже в наиболее труднодоступных участках.

Чтобы сварные соединения получились как можно лучше для каждого металла выпускают свои разновидности электродов для сварки.

Электроды, использующиеся для получения надежных сварных швов, производятся в виде стержней, сделанных из калиброванной сварочной проволоки. В данном случае используется холоднотянутая технология, подразумевающая, что в дальнейшем в процессе опрессовки будет наносится специальный защитный слой.

Это покрытие электродов для сварки предназначается для того, чтобы в процессе проведения работ осуществлялась металлургическая обработка сварочной ванны, на нее не оказывалось воздействия со стороны окружающей среды.

Еще данное покрытие позволяет добиться наиболее устойчивого горения дуги, что при дуговой сварке плавящимся электродом тоже очень важно. При неравномерной дуге будет весьма проблематично получить одинаковый шов по всей его протяженности. Защитное покрытие имеет в своем составе следующие вещества:

Стабилизирующие вещества, благодаря которым горение дуги становится наиболее равномерным. К ним относятся разного рода щелочные и щелочноземельные металлы, характеризующиеся невысоким потенциалом ионизации. К данным элементам принадлежат калий, магний, натрий, кальций и ряд других веществ;
Соединения, которые в швах формируют шлак, производятся из титановых и марганцевых руд или разного рода минералов. За счет этих веществ в районе сварочной ванны начинает формироваться защитная пленка из шлака, которая не допускает возникновения разного рода окислительных процессов;
Вещества, позволяющие обеспечить газообразование. К ним относят неорганические соединения типа мрамора, магнезита и других, но могут использоваться и органические вещества – крахмал, древесина, перемолотая в муку и так далее. Главным предназначением данных соединений является выделение в район проведения электрода по металлу определенных газов, которые будут формировать еще одну защитную оболочку;
Раскислители или легирующие вещества, к которым принадлежат марганец, титан, кремний и некоторые другие элементы. В качестве легирующих элементов могут выступать сплавы указанных веществ с металлом. Благодаря им металл приобретает необходимый состав;
Специальные связующие компоненты, позволяющие сделать защитное покрытие монолитным;
Разного рода формовочные добавки способствуют приданию покрытию защитного свойства хороших пластических характеристик.

Марки электродов для ручной дуговой сварки могут формироваться в зависимости от покрытия, его качества и ряда других показателей.

Какими бывают электроды для сварных работ?

В процессе сварки могут использоваться плавящиеся и неплавящиеся электроды – это зависит от технологии ручной дуговой сварки, причем для этого могут использоваться разного рода дополнительные элементы и материалы.

При использовании в процессе проведения работ неплавящихся электродов следует помнить, что они производятся из электротехнического угля, вольфрама или графита, полученного искусственным способом. Нужно помнить, что электропроводность у графита значительно выше по сравнению с остальными материалами, к тому же они не настолько быстро окисляются – использовать их при ручной дуговой сварке неплавящимся электродом достаточно экономично и выгодно.

Их диаметр находится в пределах от 4 до 18 мм, в длину они бывают до 70 см. Для сварных работ по полуавтоматической или автоматической технологии применяется специальная калиброванная проволока, которая бывает диаметром от 0,2 до 12 мм. Она заменяет собой сами электроды с защитным покрытием. Проволока выпускается в катушках, которые могут весить вплоть до 80 кг. Сегодня существует технология производства порошковой проволоки, проволоки, которая имеет в своем составе специальные легированные элементы, выпускают электродную ленту и пластины.

Плавящиеся электроды для ручной дуговой сварки производятся из специальной сварочной проволоки, которая может быть просто углеродистой, с внесенными легированными элементами или же с большим количеством данных веществ.

Типы электродов и сфера их использования

Типы электродов, используемых для сварных работ или для наплавки, могут классифицироваться по сфере применения (например, для соединения элементов из стали, чугуна, цветных металлов, наплавочных работ), различным технологическим особенностям – для аргонной сварки, для валиковых работ, для наиболее полного проплавления материала. Кроме того, ручная дуговая сварка покрытыми электродами может классифицироваться по механическим характеристикам шва, по методу нанесения металла на заготовку, по физическим свойствам шлака и так далее.

Главными требованиями, которые предъявляются к электродам при проведении сварных работ, являются следующие:

Они обязательно должны обеспечивать надежное горение дуги и формирование качественного шва;
В сварном соединении должен возникать металл определенного состава;
Плавятся они равномерно, распределяясь по обеим кромкам свариваемого металла;
Наплавляемый металл не должен сильно разбрызгиваться, что позволяет обеспечить высокую производительность;
В идеале шлак отходит максимально легко;
Покрывающий металл должен быть довольно прочным;
С течением времени электродный металл должен сохранять свои первоначальные характеристики;
В процессе проведения сварных работ электродами любой марки в окружающую среду должно выделяться минимальное количество отравляющих веществ.

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами может осуществляться при помощи специальных изделий, обладающих дополнительными покрытиями из целлюлозы, с рутиловым покрытием и так далее. Как правило, подобные электроды используются для работ с нержавеющей сталью.

Отличие электродов друг от друга, маркировка

По своим ключевым функциям электроды могут иметь определенные отличия в зависимости от своей марки и техники проводимых работ:

Сварочными электродами с маркировкой «У» соединяются между собой стальные заготовки, в которых содержится минимальное количество легирующих элементов и невысоким количеством углерода. Сопротивление на разрыв в данном случае составляет приблизительно 600 МПа
Для теплоустойчивых сталей с большим содержанием легированных элементов используются электроды с маркировкой «Т». Они также обладают сопротивлением на разрыв порядка 600 МПа;
Чтобы на поверхность металла наплавить поверхностный слой, берут электроды с особыми техническими характеристиками. Маркировка в этом случае – «Н»;
Высокие пластичные характеристики металлов подразумевают применение электродов с маркировкой «А».

Режимы ручной дуговой сварки покрытыми электродами выбирают также в зависимости от типа покрытия. Информация о нем также имеется на маркировке:

Самое тонкое покрытие по толщине не превышает 20% от диаметра сварного материала;
Средняя толщина – порядка 45% от диаметра. Данное покрытие встречается чаще всего, так как оно является универсальным;
Толстое покрытие – примерно 80% от диаметра;
Наиболее толстое – свыше 80%;

Полезные советы и техника безопасности при проведении сварочных работ

Прежде всего, профессиональные сварщики рекомендуют учиться варить именно на том аппарате, которым планируется работать в последующем. Это позволяет как можно быстрее изучить все характеристики данного оборудования, подобрать оптимальную силу тока для каждого типа электродов.

К подбору сварочной маски также желательно подходить наиболее ответственно. Защитные фильтры имеют определенные номера, причем эти фильтры также должны подбираться оптимально, принимая во внимание особенности зрения – чувствительность глаз, диоптрии и так далее. При выборе фильтра имеется основной критерий – должна быть прекрасно видна сварочная ванна.

Сварочные элементы должны находиться на определенном расстоянии друг от друга – в этом случае соединение получится наиболее качественным. Если зазор сделать чересчур маленьким, то сварной шов будет слишком выпуклым – это связано с недостаточным прогревом металла. Чересчур большой зазор не позволит равномерно наложить расплавленный металл, так как сварочная дуга начнет сильно отклоняться от линии сварки.

При проведении сварочных работ по ручной дуговой технологии категорически запрещается прокладывать заземлитель по сырой основе, например, по лужам, снегу и так далее. Все работы необходимо производить в специальных защитных перчатках и обуви на толстой резиновой подошве. Перед тем как приступить к выполнению работ, следует тщательно проверить, насколько целые все защитные элементы.

Использовать перчатки разрешается только в том случае, если они полностью сухие. Если не принимать во внимание данный момент, при смене электрода можно получить поражение электрическим током, которое произойдет в цепи: реостат, держак электрода, сам сварщик и заземление.

Лицо всегда защищают с помощью специальной маски: она способствует защите от раскаленных металлических брызг, от яркого света, который будет возникать в процессе проведения работ. Дело в том, что яркость испускаемых световых лучей может быть в несколько тысяч раз выше по сравнению с допустимыми значениями для человеческого зрения. Если смотреть на сварку незащищенными глазами, то это в конечном счете может привести к временному ослаблению зрения. Также сварка является источником инфракрасного излучения, что становится причиной определенных дефектов зрения, в частности, может начать развиваться катаракта, однако, это случается не слишком часто.

При сварке наибольшую опасность для зрения представляет ультрафиолетовое излучение, являющееся причиной светобоязни, которая может проявиться в качестве рези в глазах, покраснения, обильного слезотечения и временным ослаблением зрения. Вылечить это можно с помощью обыкновенных глазных капель.

Итог

Если правильно подобрать аппарат, электроды и маску, то все сварочные работы будут абсолютно безопасными, а сварной шов получится очень надежным, качественным и долговечным.